Лабораторная 1 , механика , оценка точности прямых и косвенных измерений. Горбунов Илья отчет по лабе 1 механика. Отчет по лабораторной работе 1 оценка точности прямых и косвенных измерений

• Название: Отчет по лабораторной работе 1 оценка точности прямых и косвенных измерений
• Анкор: Лабораторная 1 , механика , оценка точности прямых и косвенных измерений
• Дата: 07.10.2020
• Размер: 142.75 Kb.
• Имя файла: Горбунов Илья отчет по лабе 1 механика .docx
• Тип: Отчет; #141406

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1

«ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПРЯМЫХ И КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ»

По дисциплине: физика

Выполнил: студент гр. ТПР-20 ________ /Горбунов И.Д. /

(подпись) (ФИО)


Проверил: доцент каф. ОТФ ___________ /Грабовский А.Ю./

(подпись) (ФИО)
Санкт - Петербург

2020
Цель работы - обработать данные прямых и косвенных измерений физических величин.

Краткие теоретические сведения

1. 
   Физическое явление: возникновение тока на участке цепи
   
2. 
   Определения:
   

Прямое измерение - измерение, согласно которому, искомые значения физических величин получаются непосредственным образом. В случае проведения прямых измерений, в измерительных целях привлекаются специализированные приборы, отвечающие за изменение самой исследуемой величины.

Косвенное измерение – измерение, установленное на основании полученных при измерении результатов прямого измерения остальных физических величин, взаимосвязанных функциональным образом с исходной величиной.

Косвенные измерения отличаются от прямых измерений тем, что значение измеряемой величины получается не сразу после отсчёта по шкале, а лишь в результате дополнительных вычислений.

3. 
   Законы и соотношения:
   

Закон Ома для участка цепи – сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорционально сопротивлению.

,

U – напряжение на участке цепи,[U]=В;

R– сопротивление на участке цепи, [R]=Ом.

Удельное сопротивление - это такое сопротивление, которым обладает проводник длиной l = 1 м и площадью сечения S = 1 . Отсюда сопротивление вычисляется по формуле

,

- удельное сопротивление, [ ]= ;

- длина проводника, [ ]=м;

- площадь поперечного сечения проводника, [ ]= .

Схема установки

1. 
   вольтметр
   
2. 
   амперметр
   
3. 
   источник тока
   
4. 
   проводник
   

Основные расчётные формулы

1. 
   Удельное сопротивление
   

,

I – сила тока, [I]=А;

- длина проводника, [λ]=м;

U - падение напряжения на проводнике, [U]=В;

d – диаметр проволоки, [d]=м.

2. 
   Среднее значение удельного сопротивления
   

, где:

3. 
   Среднее значение диаметра проволоки
   

, где: n - число измерений; d – диаметр, [d]= мм

4. 
   Сопротивление проводника
   

где: U– напряжение [U]=В; I – сила тока [I]=А

Формулы погрешности

5. 
   Прямых измерений
   

1. 
   средняя абсолютная погрешность прямых измерений диаметра
   

;

2. 
   средняя квадратичная погрешность измерений диаметра
   

;

3. 
   абсолютная погрешность физической величины
   

где К - класс точности прибора;

х_пр - наибольшее значение электрической величины(Iили U)

• 
  амперметра:
  
• 
  вольтметра:
  

6. 
   Косвенных измерений:
   

1. 
   средняя абсолютная погрешность удельного сопротивления
   

2. 
   средняя квадратичная погрешность измерения удельного сопротивления
   

3. 
   абсолютная погрешность
   

4. 
   средняя квадратичная ошибка
   

Таблица 1. Измерение диаметра проволоки
физ. величина
ед. изм. прибор	мм												-		-
штангенциркуль	0,5	0,5	0,5	0,45	0,5	0,5	0,5	0,5	0,45	0,5	0,49	0,00045		0,00326		0,000045
микрометр	0,48	0,49	0,45	0,49	0,52	0,46	0,49	0,47	0,53	0,48	0,48	0,008		0,0393		0,049

Таблица 2. Измерение силы тока и напряжения для десяти значений длины проволоки, расчет сопротивления
физ. величина
ед. изм. № опыта	мм	мм	mA	mA	В	В	Ом	Ом	Ом
1	50	0,5	250	3,75	0,13	0,0225	0,52	0,09007	0.0903
2	100				0,22		0,88	0,09013	0.0909
3	150				0,3		1,2	0,09018	0.0917
4	200				0,39		1,56	0,09023	0.0929
5	250				0,47		1,88	0,09028	0.0943
6	300				0,56		2,24	0,09033	0.0960
7	350				0,64		2,56	0,09038	0.0978
8	400				0,73		2,92	0,09043	0.1001
9	450				0,81		3,24	0,09048	0.1022
10	500				0,87		3,48	0,09052	0.1040

В;

;

Ом;

;

.

Пример вычислений:

Исходные данные:

К=1,5

(нихром)

Погрешности прямых измерений:

1. 
   = ;
   
2. 
   ;
   
3. 
   .
   

Вычисления:

;

;

(мм);

;

.


Вычисления погрешностей:





;
;
;
;









);





.

Таблица 3. Удельное сопротивление

	Ом м	Ом м	Ом м
1		0.18931	2,30912
2	1,6586108	0.11851	2,29996
3	1,2717	0.09124	2,29774
4	1,4701323	0.07393	2,29672
5	1,59622528	0.06411	2,29618
6	1,24025813	0.05641	2,29581
7	1,3785856	0.05139	2,29562
8	1,26586745	0.04706	2,29555
9	1,5876468	0.04401	2,29544
10	1,25881344	0.04210	2,29536

	1,46880162	1.66598030922

;





Результат












Вывод: В процессе данной лабораторной работы были проделаны измерения и вычисления для определения значения удельного сопротивления нихромового проводника. Также выяснено , что средняя абсолютная погрешность больше средней квадратичной погрешности.

Экспериментальное значение удельного сопротивления проволоки на 58,2% меньше теоретического.