 |
|
Погрешность измерений
ПЕРВЫЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ. Определяют относительное различие, расхождение 
числовых значений левой и правой частей теоретического равенства. При проверке первого закона Кирхгофа находят
%.
При проверке второго закона Кирхгофа находят
%
В знаменателях этих формул стоят средние значения двух сравниваемых величин. Если расхождения не выходят за рамки 5 ...10 %. проведенный эксперимент считают удовлетворительным.
ВТОРОЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ. В этом способе, более детальном, учитываются погрешности величин R, E, I.
Относительная погрешность сопротивлений для всех резисторов 5%.
Класс точности миллиамперметра указан на самом приборе. Определяем абсолютную погрешность каждого значения силы тока и ЭДС источников.
Например, при проверке первого закона Кирхгофа, получили:
, 
.
Вычисленные абсолютные погрешности, допустим, получились такими:
мА, 
мА, 
мА, 
мА.
Значит,
мА; 
мА
Эти интервалы наносят на числовую ось (рис. 5), они перекрываются примерно на половину (0,3) общей своей ширины, равной 5,2 - 4,5 = 0,7. Это означает вполне удовлетворительное подтверждение первого закона Кирхгофа в проведенном эксперименте.
Аналогично поступают и при проверке второго закона Кирхгофа: 
представляют 
и 
в виде числовых интервалов и оценивают их перекрытие.
Значительное перекрытие интервалов, свидетельствует о минимизации ошибок, внесенных при измерениях, и иллюстрирует графически подтверждение законов Кирхгофа.
Содержание отчета
1. Название работы.
2. Цель работы (техническое задание).
3. Математическая запись и формулировки I, II законов Кирхгофа.
4. Схема установки со спецификацией.
5. Результаты измерений 
, 
и расчетов 
, нанесенные на схему.
6. Проверка I закона Кирхгофа для узла ...
7. Проверка II закона Кирхгофа для контура ...
8. Проверка II закона Кирхгофа для контура ...
9. Оценка качества проверки I закона Кирхгофа.
10. Оценка погрешностей.
Вопросы для допускного контроля
1. Неоднородный участок электрической цепи должен содержать
а) проводники различного химического состава;
б) источник ЭДС;
в) резисторы, соединенные последовательно или параллельно.
2. Первый закон Кирхгофа справедлив для ...
а) контуров электрической цепи,
б) резисторов электрической цепи,
в) узлов электрической цепи.
3. Второй закон Кирхгофа выражается формулой:
а) 
; б) 
;
в) 
; г) 
.
4. В данной работе силу тока ...
а) измеряют амперметром;
б) вычисляют по закону Ома 
;
в) вычисляют по закону Ома .
5. Если вольтметр на 100 В имеет класс точности 1,0, то относительная погрешность измерения напряжения величиной 50 В этим вольтметром составляет ...
а) 1,0; б) 1%; в) 0,5%; г) 2%.
6. Какое уравнение второго закона Кирхгофа написано для контура ABDFA (рис. 6) правильно?
7. Сколько узлов и замкнутых контуров имеется на схеме рис. 6?
а) 2 и 3; б) 6 и 2; в) 2 и 2; г) 6 и 4.
Контрольные вопросы
1. Теоретическое обоснование I и II законов Кирхгофа.
2. Различные варианты закона Ома.
3. Оценка погрешности электроизмерительного прибора через класс точности.
4. Мощность, выделяемая в нагрузочных резисторах 
Ом и 
Ом одинаковая. ЭДС источника 10 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. В каком случае КПД использования энергии источника выше и во сколько раз?
5. К двум источникам с одинаковой ЭДС, равной 10 В, но различными внутренними сопротивлениями ( 
Ом, 
Ом) соединенным параллельно подключен нагрузочный резистор с сопротивлением 4,5 Ом. Какая часть мощности, выделяемой в нагрузке, поступает из первого источника? При решении надо использовать законы Кирхгофа.
6. Начертите схему мостика Уитстона и составьте такие уравнения Кирхгофа, которые включают силу тока в гальванометре.
7. Решите систему из трех уравнений Кирхгофа 
, 
, 
.