گزارشکار فیزیک 2

آشنایی با وسایل اندازه گیری

آمپرسنج(آمپرمتر):

برای اندازه گیری شدت جریان گذرنده از مداراز این دستگاه استفاده می شود که بصورت سری در مدار قرار می گیرد آمپرسنج ایده ال دارای مقاومت صفر است.در هنگام وجود آمپرسنج مقدار جریان جدید به وجود آمده از جریان اولیه کمتر است که دلیل آن وجود مقاومت در دو سر آمپرسنج می باشد.اگر در هنگام بستن مدار جای دو سر سیم اتصالی به آمپرسنج را اشتباهی بزنین عقربه آمپرسنج به سمت منفی می رود.

ولت سنج(ولت متر):

برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل بین دو نقطه از این دستگاه استفاده می شود که به صورت موازی در مدار قرار می گیرد.هنگامی که مقاومت به صورت موازی بسته شد مقاومت موجود که در نتیجه وجود ولت متر بوجود می آید کمتر از مقاومت در حالت ابتدایی است. برای مقاومت های بزرگ مقاومت ولت متر تاثیر گذار نخواهد بود.ولت سنج ایده ال دارای مقاومت بی نهایت است.

گانوانومتر:

برای اندازه گیری شدت جریان های خیلی کوچک استفاده می شود.

اهم متر:

وسیله ای است برای اندازه گیری مقاومت بین دو سر سیم .وهرگز با اهم متر مقاومت قطعه ای که از آن جریان می گذرد را اندازه گیری نمی کنیم.

اندازه گیری مقاومت

موضوع آزمایش : اندازه گیری مقاومت با استفاده از رنگ آنها

نظریه آزمایش : بر اساس قرارداد برای هرنوار رنگی روی مقاومتها عددی را نسبت داده اند براین اساس: سیاه = صفر ،

قهوه ای = 1 ، قرمز = 2 ، نارنجی = 3 ، زرد = 4 ، سبز = 5 ، آبی = 6 ، بنفش = 7 ، خاکستری = 8 ، سفید = 9

و همچنین طلایی که نشان دهنده 5% خطا و نقره ای که نشان دهنده 10% خطا است به عنوان آخرین رنگ در ردیف رنگهای روی مقاومت می باشد و همچنین اگر سومین رنگ یکی از رنگهای طلایی یا نقره ای باشد یعنی دو عدد رنگ اول تقسم بر 100 (رنگ نقره ای ) و یا تقسیم بر 10 ( رنگ طلایی )

وسایل مورد استفاده : مقاومت - اهم متر

شرح آزمایش : یک مقاومت را انتخاب میکنیم ،شیار رنگی که یکی از رنگهای طلایی یا نقره ای باشد را که در یک طرف مقاومت قراردارد را به عنوان شیار رنگی چهارم در نظر می گیریم و از طرف دیگر مقاومت شیارها را به عنوان شیار اول و دوم و سوم نامگزاری میکنیم رنگ شیار اول را می خوانیم که مقاومت ما رنگ قهوه ای است عدد منتسب به قهوه را که یک است در نظر میگیریم سپس شیار بعدی را می خوانیم که سیاه است عدد منتسب به آن را که صفر است در سمت راست رقم قبلی در نظر میگیریم پس داریم 10 سپس شیار بعدی را میخوانیم، ،اگر یکی از رنگهای طلایی یا نقره ای بود عدد بدست آمده از دو رنگ قبل را تقسیم بر 10 (طلایی) یا 100 (نقره ای) میکنیم و اگر هم رنگهای دیگر بود به تعدار رقم آن رنگ در سمت راست دو رقم قبلی به همان تعداد صفر میگزاریم،رنگسوم ما قهوه ایست و یک صفر به عدد ما اضاف می شود،سپس رنگ آخر که درصد خطاست، اگر طلایی بود 5% و اگر نقره ای بود 10% عدد بدست آمده را با خود عدد جمع و تفریق میکنیم

105> R >95 100/5 +- (100)

پس این مقاومت بین 95 اهم و105 اهم مقاومت دارد حال مقاوت دیگری را امتحان میکنیم رنگ اول خاکستری معادل عدد 8 و رنگ دوم قرمز معادل عدد 2 و رنگ سوم قرمز ( چون طلایی یا نقره ای نیست پس به تعداد رقم صفرمیگزاریم ) پس 2 تا صفر سمت راست عدد82 میگزاریم رنگ چهارم طلایی که یعنی 5% خطا پس داریم 8610 =8200*100/5+8200 ___ 7790=8200 *100/5-8200 بنابراین مقاوت بین 8610 و 7790 میباشد.

نتیجه گیری : اگر نتایج بدست آمده از اندازه گیری به وسیله رنگ را با نتیجه بدست آمده از اندازه گیری به وسیله اهم متر را مقایسه کنیم می بینیم که درست میباشد رقم بدست آمده از اهم متر بین همان دو عدد بدست آمده از اندازه گیری رنگ در هر مقاومت است.

منابع ایجاد خطا : میزان دقت دستگاه اهم متر - تشخیص رنگهای روی مقاومت - خطا در محاسبه اعداد بدست آمده از رنگها – سمت خواندن رنگها را اشتباهاً انتخاب کردن.

قانون اهم

موضوع آزمایش : تحقیق و بررسی قانون اهم

نظریه آزمایش : نسبت اختلاف پتانسیل دو سر یک رسانا به شدت جریان عبوری در دمای ثابت مقداری است ثابت که مقاومت یک رسانا خوانده می شود اگر V را اختلاف پتانسیل و I را شدت جریان عبوری بنامیم R مقاومت رسانا برابر است با R = V/ I

وسایل مورد استفاده : جعبه مقاومت – آمپرسنج – ولت سنج – منبع تغذیه برق – سیم رابط – اهم متر

شرح آزمایش : چونکه توان جعبه مقاومت مورد نظر 2 وات میباشد برای آنکه مقاومتها نسوزد و آسیب نبیند از ولتاژهای صفر تا پانزده ولت استفاده میکنیم و مقاومتهای 40 تا 150 اهمی را در هر صورت باید دقت کرد ازولتاژها ومقاومتهایی استفاده کرد که به دستگاههای مورد استفاده آسیبی نرسد و در ابتدای آزمایش دقت و میزان توان هر یک از دستگاهها را مورد بررسی قرار میدهیم .

از جعبه مقاومت یک مقاومت 50 اهمی را انتخاب میکنیم به وسیله اهم متر از سالم بودن آن مطمئن می شویم سپس سیم رابطی را از سر مثبت منبع تغذیه ( DC ) به یک سر مقاومت اتصال میدهیم و از سر دیگر مقاومت سیمی را به سر مثبت آمپر سنج ( دقت داشته باشید چون که از آمپر پایین استفاده میشود پس سیم را به سر مثبتی از آمپر سنج که دقت 0.2 دارد وصل میکنیم که تا 0.6 میخواند) متصل میکنیم و از سر منفی آمپر سنج سیمی را به سر منفی منبع می بندیم حال سیمی را از سر مثبت مقاومت ( سری که به سر مثبت منبع تغذیه وصل است) به سر مثبت ولت سنج وصل میکنیم ( دقت مقاومت را یک درنظر میگیریم که تا 15 ولت میخواند ) حال از منبع تغذیه ولتاژ پایینی را در نظر میگیریم و آن را روشن میکنیم حال رقمهای ولت سنج و آمپر سنج را یادداشت میکنیم که I = 0.02 A , V = 1 v و مقاومت را برای این اندازه ها حساب می کنیم R = V /I، 1/0.02 =50 پس مقاومت برابر 50 اهم میباشد این عمل را برای 3 ولتاژ مختلف آزمایش میکنیم و نتیجه را در جدول مورد نظر یادداشت میکنیم سپس نمودار نتایج اندازه گیری را رسم میکنیم (بر حسب V , I ) شیب خط حاصل از اتصال نقاط همان مقاومت واقعی مقاومت مورد نظر میباشد حال با مقایسه مقاومت واقعی با مقاومت بدست آمده از هر یک از اندازه گیری ها خطای مطلق را در هر اندازه گیری بدست میآوریم در جدول می نویسیم حال با تقسیم خطای مطلق بر مقدار واقعی مقاومت ، خطای واقعی بدست می آید حال تمامی این عملیات را برای مقاومت دیگری در جعبه مقاومت بررسی میکنیم آن را R2 می نامیم و جدول و نمودار آن را رسم میکنیم

C	B	A	شماره آزمایش
5	3	1	V
0.1	0.06	.02	I
50	50	50	R=V/I

مدار تجربی = 50 مقدار حقیقی = 50

100*(مقدار حقیقی/ مقدار حقیقی – مقدار تجربی) = درصد خطا

0 = 100 * (50 / 50-50) =

نتیجه گیری : اگر مقاومت اندازه گیری شده با این آزمایش (مقدار واقعی = شیب خط ) را با مقاومت اندازه گیری شده توسط اهم متر مقایسه کنیم در می یایم که تفاوت ناچیزی دارد که قابل قبول است – برای تعیین مقاومت در یک مدار ولت سنج را به صورت موازی و آمپرسنج را به صورت متوالی با مقاومت متصل میکنیم حال با تقسیم ولت بر آمپر مقدار مقاومت بدست می آید

منابع ایجاد خطا : خطای مطلق بدست آمده و خطای واقعی اندازه گیری ها در جدول مشخص شده است – دقت ولت سنج و دقت آمپرسنج در بدست آوردن دقیق مقاومت مأثر است – خواندن رقم آمپرسنج و ولت سنج به وسیله شخص می تواند با تغییر زاویه دید متفاوت باشد همچنین مقاومت های درونی آمپرسنج و ولت سنج و سیم های رابط در اندازه گیری دقیق مقاومت R دخالت دارد که در نظر گرفته نمی شود

مقاومتهای متوالی

موضوع آزمایش : تحقیق و بررسی روابط در بستن مقاومتها به صورت متوالی

نظریه آزمایش : در مقاومتهای متوالی مقاومت معادل برابر با جمع مقاومتها می باشد جمع ولتاژهای هر مقاومت برابر برابر است با ولتاژ معادل مقاومتها و همچنین جریان عبوری از مقاومتها با هم برابر است

R(eq) = R1 + R2 +…

I(eq) = I1 = I2 = …

V(eq) = V1 + V2 + …

و همچنین می توان مقاومت معادل را از تقسیم ولتاژ معادل بر آمپر معادل بدست آورد : R(eq) = V(eq) / I(eq)

وسایل مورد استفاده : جعبه مقاومت – آمپرسنج – ولت سنج – منبع تغذیه برق – سیم رابط – اهم متر

شرح آزمایش : در ادامه آزمایش قبل ( قانون اهم) دو مقاومت برمیداریم و مقدار واقعی مقاومتهای آنها را (R1 , R2 ) بدست می آوردیم و آنها را به صورت متوالی پشت سر هم به وسیله سیمی ارتباط می دهیم ( سیمی را ازآخر مقاومت R1 به ورود R2 ارتباط می دهیم ) سپس سر مثبت ولت سنج را به اول ورودی R1وصل میکنیم و سر منفی ولت سنج را به خروجی R2 وصل میکنیم سپس سیمی را ازخروجی R2 به سر مثبت آمپرسنج و از سر منفی آمپرسنج سیمی را به سر منفی منبع تغذیه وصل می کنیم ولتاژی را از روی منبع انتخاب می کنیم کلید اتصال منبع رامیزنیم حال مقدار ولتاژو آمپر را میخوانیم در جدول یادداشت میکنیم این کار را برای 3 ولتاژ مختلف منبع امتحان میکنیم و نتایج را در جدول درج میکنیم سپس همانند آزمایش قبل خطای واقعی و خطای مطلق و مقاومت واقعی را بدست می آوریم در مورد این آزمایش داریم R(eq) = 112.5 Ω حال قانون مقاومت های متوالی را بررسی نتایج اندازه گیریها و همچنین نمودار مربوطه را رسم میکنیم

C	B	A	شماره آزمایش
5	3	1	V
0.16	0.1	0.04	I
31.25	30	25	R=V/I

مقدار تجربی = 28.75 مقدار حقیقی = 30

100*(مقدار حقیقی/ مقدار حقیقی – مقدار تجربی) = درصد خطا

4.1 % = 100 * (30 / 30-28.75) =

نتیجه گیری : جمع دو مقاومت متوالی مساوی مقاومت معادل می باشد و همچنین با تقسیم ولتاژمعادل بر آمپرگذرنده از آنها برابر مقاومت معادل میباشد : R(eq) = R1 + R2

R(eq) = V(eq) / I(eq)

منابع ایجاد خطا :– دقت ولت سنج و دقت آمپرسنج در بدست آوردن دقیق مقاومت مأثر است – خواندن رقم آمپرسنج و ولت سنج به وسیله شخص می تواند با تغیی زاویه دید متفاوت باشد همچنین مقاومت های درونی آمپرسنج و ولت سنج و سیم های رابط در اندازه گیری دقیق مقاومت R دخالت دارد که در نظر گرفته نمی شود و همچنین گرم شدن مقاومت باعث تغییر نامحسوس در نتایج می شود

گزارشکار فیزیک 2

مطالب مشابه :

رسم نمودارها در Latex

فرمول ریاضی عشق! (+نمودار)

نمونه سوال مبانی اقتصاد

نمودار ها در اکسل

آموزش مقدماتی رگرسیون با نرم افزار اکسل

محاسبه شاخص اقلیم گردشگریTCI

گزارشکار فیزیک 2

فرمولساز و تحویل سال

فرمول نویسی در اکسل