Laborky - odpor

Laboratorní cvičení z fyziky č. 1 – odpor

Úkol:

Cílem bylo spočítat odpor rezistorů ve třech různých obvodech. V prvním obvodu byl pouze jeden rezistor, ve druhém jsme zapojili dva rezistory sériově a ve třetím obvodu byly dva rezistory zapojeny paralelně.

Teorie:

Pokus vychází z ohmova zákona $I = \frac{U}{R}$. Naměříme proud a napětí pomocí ampérmetru a voltmetru a spočítáme proud. V našem případě bude tedy vzorec vypadat takto: $R = \frac{U}{I}$.

Postup:

1. Postupně zapojíme tři obvody vždy tak, aby voltmetr byl v závislosti na rezistor umístěn paralelně a ampérmetr naopak sériově.

   1. Obvod s jedním rezistorem

1. Obvod se sériově zapojenými rezistory

1. Obvod s paralelně zapojenými rezistory

1. Po zapojení vpustíme do obvodu stejnosměrný proud a zapíšeme hodnoty naměřené ampérmetrem a voltmetrem. Měření opakujeme u každého obvodu pětkrát a vždy navýšíme napětí.

Výsledky měření:

1. Obvod s jedním rezistorem

měření napětí U (V) proud I (mA) odpor R (Ω) absolutní odchylka R relativní odchylka R (%) 1. 2,91 5,1 570,58824 4,064742012 0,286995478 2. 7,02 12,4 566,12903 0,394461024 3. 12,51 22,1 566,06335 0,460144865 4. 17,83 31,5 566,03175 0,49174725 5. 24,3 43,1 563,8051 2,718388873 průměr 566,52349 1,625896805

1. Obvod se sériově zapojenými rezistory

měření napětí U (V) proud I (mA) odpor R (Ω) absolutní odchylka R relativní odchylka R (%) 1. 3,39 0,8 4237,5 31,61887925 0,461515159 2. 7,12 1,7 4188,2353 17,64582664 3. 13,36 3,2 4175 30,88112075 4. 18,97 4,5 4215,5556 9,674434801 5. 25,7 6,1 4213,1148 7,233633344 průměr 4205,8811 19,41077896

1. Obvod s paralelně zapojenými rezistory

měření napětí U (V) proud I (mA) odpor R (Ω) absolutní odchylka R relativní odchylka R (%) 1. 2,99 6,1 490,16393 0,944895367 0,153547283 2. 7,12 14,6 487,67123 1,547806182 3. 12,59 25,7 489,88327 0,664229424 4. 18,16 37,1 489,48787 0,268831561 5. 24,2 49,5 488,88889 0,33015017 průměr 489,21904 0,751182541

Výpočet odporu podle hodnot uvedených na rezistorech:

1. 570 Ω

2. 570 + 3500 = 4070 Ω

3. $\frac{1}{570} + \ \frac{1}{3500} = 490,171$ Ω

Voltampérová charakteristika:

[CHART]

Legenda:

Modrá – paralelní zapojení rezistorů

Oranžová – jeden rezistor

Šedivá – sériové zapojení rezistorů

Diskuze výsledků:

Relativní odchylky u všech tří měření vyšly pod půl procenta. Největší odchylku jsem zjistila u druhého měření (sériově zapojené rezistory) a to asi 0,46 % po zaokrouhlení.

Pokud porovnám mnou zjištěné odpory s odpory uvedenými na rezistorech výrobcem v prvním a třetím obvodu (jeden rezistor a paralelně zapojené rezistory), je zde nuance poměrně malá. Ovšem u sériově zapojených rezistorů můj odpor vyšel přibližně o 135 Ω více, což považuji za poměrně velkou nepřesnost.

Nejsem si jistá, kde je přesná příčina této chyby. Méně pravděpodobnou možností je hrubá chyba, vzniklá špatným opsáním dat z přístrojů. Jelikož jsme ale byli při provádění měření nadmíru obezřetní, nepovažuji tuto chybu za pravděpodobnou. Domnívám se proto, že vzniklá chyba byla systematická a nuance vznikla nepřesností některého z námi používaných přístrojů.