Альбом зразків оформлення звітів про виконаня лабораторних робіт із курсу загальної фізики. Частина ІІ

5. Робочі формули.

Внутрішній опір гальванометра

 , (1)

де  n1 і n2 – кількість поділок, що відповідають відхиленню стрілки гальванометра.

Чутливість гальванометра по струму (ціна поділки по струму)

  , (2)

де U – напруга.

Чутливість гальванометра по напрузі (ціна поділки по напрузі) 

 . (3)

6. Обчислення значень Rg, Ki, Ku:

  (Ом);

 ;

 .

7. Формули розрахунку повних абсолютних похибок ∆Rg, ∆Ki, ∆Ku:

 ;

 ;

 .

8. Математична обробка результатів прямих вимірювань за методом Стьюдента.

8.1. Вибіркові середньоквадратичні відхилення

 ;

 ;

Sn(U)=0, Sn(R)=0, Sn(R0)=0, Sn(R1)=0, бо ці величини були незмінними.

8.2. Випадкові похибки при надійності Р=0,95 та tc=2,8.

 ;

 ;

∆Uвп=0, ∆R0вп=0, ∆R1вп=0, ∆Rвп=0, бо ці величини були незмінними.

8.3. Приладові похибки при Р=0,95 ,  tc=2,8, t=2.

  (В);

 (Ом);

  (Ом);

 (Ом);

 (поділки).

Тут σпр. – середньоквадратичні відхилення, що відповідають паспортним приладовим похибкам (∆U)пасп, (∆R0)пасп, (∆R1)пасп, (∆R)пасп.

8.4. Загальні абсолютні похибки прямих вимірювань:

 (В);

 (Ом);

 (Ом);

 (Ом),

бо ці величини були незмінними.

 (поділки);

 (поділки).

9. Розрахунок кожного доданку підкореневих виразів п. 7.

9.1.   

9.2. 

 (Ом2);

9.3. 

 

  (Ом2);

9.4. 

 

  (Ом2);

9.5. 

9.6.

9.7.   

9.8.

9.9.  

9.10.  

9.11. 

9.12.  

9.13. 

9.14. 

9.15. 

10. Обчислення загальних абсолютних похибок непрямих визначень Rg, Ki, Ku за формулами п. 7:

 (Ом);

11. Відносні похибки:

 ; εRg≈1,8%.

 ; εКі≈2,0%.

 ; εКu≈0,8%.

12. Кінцеві результати:

Rg=(0,70±0,01)•103 Ом; εRg≈1,8%  при Р=0,95.

Кі=(9,7±0,2)•10-8 ;  εКі≈2,0%  при Р=0,95.

Кu=(6,81±0,06)•10-5 ;  εКu≈0,8% при Р=0,95.

 

 

1. Мета роботи: а) зобразити графічно залежність сили струму у провіднику F=f(I), зробити висновки; б) знайти величину індукції постійного магнітного поля електромагніта, в якому коливається провідник зі струмом; в) оцінити похибки вимірювання індукції магнітного поля; методом найменших квадратів знайти аналітичну залежність F=f(I) і зробити висновок відносно значення постійної лабораторної установки.

2. Робоча формула: 

 

де   - постійна лабораторної установки (задається); m – маса маятника; r1 – віддаль від горизонтального підвісу до центра ваги маятника; r2  - віддаль від лінії підвісу маятника до провідника ab; t0 – час n коливань без магнітного зовнішнього поля; t – час n коливань у постійному магнітному полі електромагніта. 

Позначимо  , тоді 

F=±cx;  .

Знак “+” або “-“ залежить від напрямку струму в провіднику.

3. Опис робочої установки.

Установка для перевірки закону Ампера зображена на рисунку. Вона складається з фізичного маятника А і електромагніта М. Фізичний маятник являє собою мідний провідник, зігнутий у вигляді прямокутної рамки. Сторона рамки ab довжиною ℓ розміщена між полюсами електромагніта М перпендикулярно до силових ліній магнітного поля. На протилежному до провідника ab кінці маятника закріплені опорні тригранні призми Д, які спираються на спеціальні латунні підшипники. Біля опорних призм до кінців рамки с і d припаяні легкі гнучкі провідники П, за допомогою яких провідник ab включають в електричне коло. Струм в провіднику ab можна змінювати за допомогою реостата R  і вимірювати амперметром А. Електромагніт М живиться від акумулятора ℰ. Коло, в яке включений провідник ab, одержує напругу від випрямляча О.

4. Паспортні дані лабораторної установки та паспортні приладові похибки.

С=(31,2±0,3)·10-3Н;  l= (3.5+0.1)·10-2м; Іmax=5А; Δt=0,1с.

5. Таблиця безпосередніх вимірювань та проміжних обчислень.

№

п/п І, А t, с  

х F,

10-3 H Δx=xi-xср. ΔF=(Fi-Fср.),

10-3 Н Δхі·ΔFi, 10-3 Н Δхі2

1 0.0 56.9 1.00000 0.0000 0 0.08567 2.673 0.22898 0.00734

2 1.0 58.2 0.95583 -0.0442 -1.3782 0.04149 1.295 0.05372 0.00172

3 1.5 59.0 0.93008 -0.0699 -2.1815 0.01575 0.491 0.00774 0.00025

4 2.0 59.5 0.91451 -0.0855 -2.6671 0.00018 0.006 0.00000 0.00000

5 2.5 60.3 0.89041 -0.1096 -3.4192 -0.02392 -0.746 0.01786 0.00057

6 3.0 61.1 0.86725 -0.1328 -4.1419 -0.04709 -1.469 0.06918 0.00222

7 3.5 62.0 0.84225 -0.1577 -4.9218 -0.07208 -2.249 0.16211 0.00520

Сума 13.5 -0.5997 -18.710 0.53957 0.01729

Ср. 1.929 -0.0857 -2.6728

 

6. Графічне представлення експериментальних даних вказує на лінійну залежність F(х), яку в загальному можна виразити співвідношеням  

 ,

де с – постійна лабораторної установки,  а – постійна величина.

За методом найменщих квадратів у спрощеному варіанті [А.М.Длин. Математическая статистика в технике. – М.: Советская наука. – 1958.] розрахуємо с та а. 

 

Звідси видно, що раніше задана постійна лабораторної установки, є вірною. 

Для знаходження аналітичної залежності F(I) доповнимо попередню таблицю додатковими розрахунками:

№ п/п І, А F,

10-3 H ΔF=(Fi-