Список литературы

1. Лабораторные занятия по физике / Под ред. Л.Л. Гольдина. – М.: Наука,1983. С 53 -66.

2. Сквайрс Дж. Практическая физика. – М.: Мир, 1971.

3. Лабораторный практикум по общей физике, т. 1/ Под ред. проф. А.Д. Гладуна. – М.: изд-во МФТИ, 2004. С. 17 – 50.

4. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. – М.-С-Пб.: Лань,2005.

Ход работы

Задание 1. Знакомство с электроизмерительными приборами.

Изучите шкалы электроизмерительных приборов, используемых в работе (амперметра и вольтметра). Заполните таблицу.

Характеристика прибора	Амперметр	Вольтметр
Прибор постоянного, переменного тока или комбинированный
Система (электромагнитная или магнитоэлектрическая)
Количество делений шкалы
Цена деления шкалы
Класс точности
Наибольшая абсолютная погрешность
Приборная ошибка
Сопротивление прибора
Рабочее положение шкалы

Задание 2. Изучение лабораторной установки и выбор схемы для снятия ВАХ.

Установка для определения сопротивления проводника показана на рисунке. В металлическом корпусе уже собраны две возможные схемы для определения сопротивления.

Исследуемый проводник – участок проволоки, находящийся между средним и нижним кронштейнами установки.

На лицевой панели располагаются:

• Кнопка «Сеть»;

• Кнопка «Мост»;

• Кнопка «Рег. тока» - позволяет изменять напряжение, подаваемое на исследуемый проводник, и, следовательно, ток в нем;

• Шкалы измерительных приборов – амперметра и вольтметра.

Перед включение установки в сеть убедитесь, что рукоятка «Рег. тока» повернута до упора против часовой стрелки.

1. Включите установку (включите шнур в розетку, нажмите кнопку «Сеть» - на лицевой панели загорается лампочка).

2. Нажмите кнопку «Мост».

3. Кнопка выбора схемы может находиться в любом положении.

4. Подайте на исследуемый резистор произвольное напряжение. Снимите показания вольтметра и амперметра.

По показаниям приборов оцените сопротивление исследуемого куска проволоки

Оцените относительную погрешность сопротивления (см. страницу 8 описания работы).

Для схемы 1

Для схемы 2

Сравните систематические погрешности сопротивления, которые дают схемы 1 и 2, сопоставьте их с инструментальной погрешностью измерительных приборов. Определите, какая из возможных схем определения сопротивления дает меньшую ошибку, обоснуйте свой выбор.

Задание 3. Снятие вольтамперной характеристики (ВАХ).

Вольтамперной характеристикой какого-либо элемента цепи называется зависимость силы тока от напряжения. Знание вольтамперной характеристики принципиально важно при расчете электрической цепи. Почему?

Е сли зависимость силы тока от напряжения выглядит следующим образом,

то говорят, что вольтамперная характеристика линейная. В этом случае сила тока в данном элементе цепи прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению. Прямая пропорциональность между током и напряжением – это не что иное, как закон Ома. Следовательно, в случае прямой вольтамперной характеристики для участка цепи, содержащей данный элемент, можно использовать закон Ома.

Если вольтамперная характеристика не является линейной, говорят, что «элемент нелинейный». При расчете цепи с нелинейным элементом НЕЛЬЗЯ применять закон Ома к участку цепи, содержащей нелинейный элемент. В этом случае используют законы последовательного и параллельного соединения и строят так называемую нагрузочную прямую.

Для снятия вольтамперной характеристики собирают схему, дающую наименьшую погрешность. Этот выбор Вами уже сделан ранее. На лабораторной установке выставите кнопку выбора схемы в нужное положение.

Приготовьте таблицу для снятия ВАХ.

У величиваем напряжение		Уменьшаем напряжение
0,30		0,75
0,40		0,65
0,50		0,55
…	…	…	…

1. При помощи рукоятки «Рег. тока» увеличивайте напряжение, подаваемое на исследуемый резистор с шагом 0,1 В. Показания вольтметра и амперметра заносите в таблицу.

2. Проведите измерения в обратном направлении, уменьшая напряжение с шагом 0,1 В. Результаты измерений заносите в таблицу.

3. По результатам измерений постройте на миллиметровой бумаге вольтамперную характеристику резистора. Воспользуйтесь правилами построения графиков по экспериментальным точкам.

4. По виду ВАХ сделайте вывод, является ли исследуемый проводник линейным или нелинейным элементом. Возможно ли применение закона Ома к участку цепи, содержащему данный проводник?

5. По вольтамперной характеристике резистора определите его сопротивление и рассчитайте погрешность определения сопротивления резистора:

Шаг 1. Находим среднее значение как угловой коэффициент вольтамперной характеристики: , где и - значения тока и напряжения, взятые на прямой в некоторой точке у ее конца.

Ш аг 2. Относительную погрешность оцениваем по формуле:

Шаг 3. Значения приборных ошибок и определены по классу точности приборов (см. таблицу в задании № 1).

Ш аг 4. Рассчитываем абсолютную погрешность измерения :

• Записываем окончательный результат в виде: