مجموعه گزارش کارهای آزمایشگاه فیزیک
دانشگاه ازاد اسلامی
اسم دانشجو: ابوالفضل نوروزی و نگین نیکخو
شماره دانشجویی: 403430726
اسم استاد: آقای امیری
۱. آزمایش پل وتستون (Wheatstone Bridge)
هدف آزمایش:
تعیین مقدار مقاومت مجهول با استفاده از شرط تعادل در مدار پل وتستون و مقایسه مقدار تجربی با نظری.
تئوری آزمایش:
در حالت تعادل، پتانسیل دو سر گالوانومتر برابر شده و جریانی از آن نمیگذرد ($I_g = 0$). در این وضعیت مقاومت مجهول از رابطه زیر به دست میآید:
Rx = Rf * (L1 / L2)
دادهها و محاسبات:
| L1 (cm) | L2 (cm) | Rf (Ω) | Rx (Calculated) | R_exp (Real) |
|---|---|---|---|---|
| 29.8 | 20.2 | 100 | 147.52 | 149 |
محاسبه خطا: اختلاف ناچیز ۱.۴۸ اهمی معادل ۰.۹٪ خطا نشاندهنده دقت بالای ابزار است.
۲. اتصال سری مقاومتها
هدف:
بررسی قوانین اهم در مدارات سری و تایید رابطه مقاومت معادل ($R_{eq} = \sum R_i$).
دادهها و محاسبات:
| R1 (Ω) | R2 (Ω) | V کل (V) | I (mA) | Req (نظری) | Req (تجربی) |
|---|---|---|---|---|---|
| 148.5 | 100.5 | 2.54 | 10.1 | 249 | 251.48 |
۳. اتصال موازی مقاومتها
هدف:
بررسی رفتار ولتاژ و جریان در شاخههای موازی و تعیین مقاومت معادل.
1/Req = 1/R1 + 1/R2
| V (V) | R1 (Ω) | R2 (Ω) | Req (نظری) | Req (تجربی) | درصد خطا |
|---|---|---|---|---|---|
| 2.44 | 149.2 | 99.7 | 59.7 | 60.85 | 1.9% |
۴. قوانین کیرشهف (KCL & KVL)
هدف:
بررسی تجربی قانون گره (بقاء بار) و قانون حلقه (بقاء انرژی) در مدارات الکتریکی.
شرح و محاسبات:
با نوشتن معادلات KVL برای دو حلقه مستقل، دستگاه معادلات زیر حاصل شد:
Loop 1: 0.82 - 100i - 150(i - i1) = 0
Loop 2: 2.47 - 327i - 506(i - i1) = 0
Loop 2: 2.47 - 327i - 506(i - i1) = 0
۵. اتصال موازی خازنها
هدف:
بررسی ظرفیت معادل خازنها در حالت موازی.
Ceq = C1 + C2
| C1 (µF) | C2 (µF) | C_نظری | C_تجربی | خطا |
|---|---|---|---|---|
| 3.35 | 4.63 | 7.98 | 7.94 | 0.5% |
۶. اتصال سری خازنها
هدف:
بررسی ظرفیت معادل و توزیع ولتاژ در خازنهای متوالی.
1/Ceq = 1/C1 + 1/C2
| C1 (µF) | C2 (µF) | C_نظری | C_تجربی | خطا |
|---|---|---|---|---|
| 3.35 | 4.63 | 1.94 | 1.95 | 0.5% |