Jonasz Załęski 13.12.2006
150301
POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
INSTYTUT FIZYKI
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 43
Temat: Pomiar oporu metodą techniczną.
Cel ćwiczenia:
Wyznaczanie rezystancji oporników metodą techniczną.
Zestaw przyrządów użytych w ćwiczeniu
1. Miliamperomierz prądu stałego LM-3
2. Woltomierz prądu stałego LM-3
3. Zasilacz stabilizowany ZT-980-3
4. Zestaw oporów LIF-04-225-1 i LIF-04-225-2
5. Omomierz OM3
Opis ćwiczenia
Początkowo przy pomocy omomierza przeprowadziliśmy orientacyjny pomiar wielkości badanych oporów. Następnie połączyliśmy układ pomiarowy kolejno dla małych (Rys1) i dużych (Rys2) oporów.
W każdym z układów przeprowadziliśmy pomiar dla właściwych mu oporów. Po uruchomieniu zasilacza stabilizującego przeprowadziliśmy pomiar każdego z oporów dla 3 różnych wartości napięć.
Tabela pomiarów
R [Ω] |
U [V] |
∆ U [V] |
I [mA] |
∆I [mA] |
ZV [V] |
RV [Ω/V] |
ZA [V] |
RA [Ω] |
U [V] |
R przybl [Ω] |
Rx [Ω] |
Rx śr [Ω] |
∆ Rx [Ω] |
∆ Rx/Rx [%] |
380 |
6,5 |
0,04 |
17,6 |
0,15 |
7,5 |
7500 |
30 |
0,77 |
6 |
369,32 |
388,45 |
389,66 |
2,88 |
0,74 |
|
10,4 |
0,08 |
27,6 |
0,15 |
15 |
15000 |
30 |
0,77 |
10 |
376,81 |
386,52 |
|
|
|
|
8,6 |
0,08 |
22,4 |
0,15 |
15 |
15000 |
30 |
0,77 |
8 |
383,9286 |
394,00 |
|
|
|
120 |
6,9 |
0,04 |
88 |
0,75 |
7,5 |
7500 |
150 |
0,16 |
6 |
78,41 |
79,24 |
79,14 |
0,55 |
0,7 |
|
5,5 |
0,04 |
71 |
0,38 |
7,5 |
7500 |
75 |
0,32 |
5 |
77,47 |
78,27 |
|
|
|
|
3,4 |
0,04 |
43 |
0,38 |
7,5 |
7500 |
75 |
0,32 |
3 |
79,07 |
79,91 |
|
|
|
490 |
1 |
0,01 |
0,05 |
0 |
1,5 |
1500 |
0,05 |
460 |
1 |
------------ |
-1621,62 |
501,69 |
6,04 |
1,2 |
|
2,2 |
0,02 |
5,2 |
0,04 |
3 |
3000 |
7,5 |
3,07 |
2 |
423,10 |
492,54 |
|
|
|
|
3,3 |
0,04 |
6,9 |
0,04 |
7,5 |
7500 |
7,5 |
3,07 |
3 |
478,26 |
510,84 |
|
|
|
10000 |
10,8 |
0,08 |
0,02 |
0 |
15 |
15000 |
0,03 |
766,67 |
10 |
6923,08 |
6156,407 |
6213,54
|
54,10 |
0,87 |
|
12,6 |
0,08 |
0,02 |
0 |
15 |
15000 |
0,03 |
766,67 |
12 |
5000 |
6233,33 |
|
|
|
|
16 |
0,15 |
0,03 |
0 |
30 |
30000 |
0,03 |
766,67 |
15 |
7017,54 |
6250,874 |
|
|
|
24000 |
10,8 |
0,08 |
0,005 |
0 |
15 |
15000 |
0,03 |
766,67 |
10 |
22500 |
21733,33 |
17059,65
|
162,10 |
0,95 |
|
12,6 |
0,08 |
0,008 |
0 |
15 |
15000 |
0,03 |
766,67 |
12 |
16578,95 |
16212,3 |
|
|
|
|
15,6 |
0,15 |
0,011 |
0 |
30 |
30000 |
0,03 |
766,67 |
15 |
10000 |
13233,3 |
|
|
|
2. Wzory wykorzystane do obliczeń.
Obliczenie rezystancji wewnętrznych użytych mierników
Z - zakres woltomierza na którym dokonano pomiaru
ZA - zakres miliamperomierza na którym mierzono natężenie prądu.
Wartość oporu Rx w układzie dla małych oporów
[Ω]
Błąd wartości Rx
Wartość oporu Rx w układzie dla dużych oporów.
[Ω]
Błąd ∆Rx
R przybliżone obliczyłem na podstawie wzoru
Wnioski
Jak wynika z obliczeń, metoda techniczna jest dokładna dla małych oporów. Wartości otrzymane z obliczeń prawie pokrywają się z wartościami szacowanymi i wartościami obliczonymi na podstawie wzoru przybliżonego. Niestety dla dużych oporów między tymi wartościami jest już większa różnica.
Otrzymane wyniki są obarczone niewielkimi błędami względnymi (0,7 - 1,2%). Na błędy te największy wpływ może mieć niedokładność odczytu wyników pomiarów z przyrządów pomiarowych (w doświadczeniu używaliśmy w większości mierników analogowych), opory wewnętrzne amperomierza i woltomierza oraz niedokładność ustawienia napięcia na zasilaczu. Wpływ na błędy mają także czynniki takie jak niedokładności tych przyrządów i rezystancje przewodów połączeniowych.
Przy obliczeniach R dla opornika 14 (490 Ω) pominąłem pierwszy wynik pomiarowy, który prowadził do błędnej (ujemnej) oporności. Powodem tego jest najprawdopodobniej źle odczytana wartość natężenia.
Błędy ∆I dla dużych oporów są tak małe, że przy zaokrągleniu do 2 miejsc po przecinku ich wartość wynosi 0.