Hướng dẫn xử lý số liệu Thí nghiệm Vật lý đại cương 2 Bài 2

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (254.73 KB, 2 trang )

MẪU XỬ LÝ SỐ LIỆU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG II

Bài số 2
XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRƯỜNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG
XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ ĐIỆN MÔI CỦA TEFLON

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

Trường …………………………………………
Lớp
……………………Nhóm……………..
Họ tên …………………………………………

I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Xác định điện trường của tụ điện phẳng. Xác định hằng số điện môi của teflon
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Khảo sát sự phụ thuộc cường độ điện trường vào khoảng cách giữa hai bản cực
a. Kết quả đo
Bảng 1:
– Thang đo 𝑈𝑚 = 2(𝑉)
– Sai số dụng cụ của vơn kế 0,001 (V)
deff (mm)
2
3
4
5
6
7
U (V)
1,112
0,823

0,645
0,510
0,426
0,373
E (V/mm)
111,2
82,3
64,5
51,0
42,6
37,3
trong đó: deff = (d + 1)  0,01 (mm)
b. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thực nghiệm của E = f(deff)
120

2deff=0,02(mm)

110
100

2E=0,2(V)

E(V/mm)

90
80
70
60
50
40

Xem thêm: Top 10 Cửa Hàng Linh Kiện Điện Tử Hà Nội Chất Lượng, Giá Rẻ

30
2

3

4

5

6

7

deff (mm)

* Cách tính ơ sai số: 2Δ𝐸 = 2 × ΔE = 2 × 0.1 = 0.2 (𝑉); 2Δ𝑑𝑒𝑓𝑓 = 2 × 0.01 = 0.02(𝑚𝑚)
Sai số của E lấy được từ số chữ số thập phân sau dấu phẩy, trên bảng 1, hàng thập phân tới 0,1. Vậy ΔE = 0.1
Từ bảng số liệu trên vẽ đồ thị E = f(deff), nhận xét về dạng đồ thị thu được:
Đồ thị E = f(deff) có dạng một nhánh hypebol, thể hiện đúng dáng điệu của đồ thị mô tả cho công thức E =
U/deff.
Vũ Tiến Lâm – Viện Vật lý kỹ thuật, ĐHBK Hà Nội

MẪU XỬ LÝ SỐ LIỆU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG II

2. Đo hằng số điện môi của tấm Teflon dày 2,50 mm
a) Kết quả đo
Bảng 2:
U = 200(V) ; U = 12,5 (V) (=Umax.U=500.2,5%), dT = (2,50  0,01) (mm)
Lần đo

E (V/mm)
E2 (V/mm)
E
E2 (V/mm)
1
66,3
0,08
101,3
0,04
2
66,4
0,02
101,4
0,06
3
66,5
0,12
101,4
0,06
4
66,4
0,02
101,3
0,04
5
66,3
0,08
101,3
0,04
̅

Xem thêm: Bán Linh Kiện Điện Tử Giá Rẻ Nhất Tại Tphcm

̅̅̅
̅̅̅̅
̅̅̅̅̅
Tr. bình
𝐸 = 66,380
𝐸2 = 101,340
Δ𝐸 = 0,064
Δ𝐸2 = 0,048
– Tìm E:
𝐸̅𝜖 =
Δ𝐸̅𝜖 =

𝐸̅ (𝑑 + 1) − ̅̅̅
𝐸2 66,38(2,5 + 1) − 101,34
=
≈ 52,40 (𝑉/𝑚𝑚)
𝑑𝑇
2,5

̅̅̅̅ 𝐸̅ Δ𝑑 ̅̅̅̅̅
(𝑑 + 1)Δ𝐸
Δ𝐸2 (𝐸̅ (𝑑 + 1) − ̅̅̅
𝐸2 )Δ𝑑𝑇
+
+
+
2
(𝑑 𝑇 )
𝑑𝑇
𝑑𝑇

𝑑𝑇
(2,5 + 1)0,064 66,380.0,01 0,048 (66,380(2,5 + 1) − 101,18)0,01
=
+
+
+
(2,5)2
2,5
2,5
2,5
≈ 0,58 (𝑉/𝑚𝑚)

– Tính giá trị hằng số điện môi .
𝜖̅ =
Δ𝜖̅ =

𝐸̅
66,380
=
≈ 1,267
52,40
𝐸̅𝜖

𝐸̅. ̅̅̅̅̅
Δ𝐸𝜖 + ̅̅̅
𝐸𝜖. ̅̅̅̅
Δ𝐸 66,38.0,58 + 52,40.0,064
=
≈ 0,015
2

̅̅̅
(52,40)2
(𝐸𝜖 )

– Kết quả:
𝝐 = 𝜖̅ ± Δ𝜖̅ = 1,267 ± 0,015
– Nhận xét:
So với giá trị thực tế của hằng số điện mơi của teflon (~1,8), hằng số điện mơi tính tốn được có sự sai lệch,
sự sai lệch này xuất hiện do sai số dụng cụ và các sai số khác trong quá trình thực nghiệm.

Vũ Tiến Lâm – Viện Vật lý kỹ thuật, ĐHBK Hà Nội

0,6450,5100,4260,373 E ( V / mm ) 111,282,364,551,042,637,3 trong đó : deff = ( d + 1 )  0,01 ( mm ) b. Vẽ đồ thị trình diễn sự phụ thuộc vào thực nghiệm của E = f ( deff ) 1202  deff = 0,02 ( mm ) 1101002  E = 0,2 ( V ) E ( V / mm ) 90807060504030 deff ( mm ) * Cách tính ơ sai số : 2 Δ𝐸 = 2 × ΔE = 2 × 0.1 = 0.2 ( 𝑉 ) ; 2 Δ𝑑𝑒𝑓𝑓 = 2 × 0.01 = 0.02 ( 𝑚𝑚 ) Sai số của E lấy được từ số chữ số thập phân sau dấu phẩy, trên bảng 1, hàng thập phân tới 0,1. Vậy ΔE = 0.1 Từ bảng số liệu trên vẽ đồ thị E = f ( deff ), nhận xét về dạng đồ thị thu được : Đồ thị E = f ( deff ) có dạng một nhánh hypebol, biểu lộ đúng dáng điệu của đồ thị miêu tả cho công thức E = U / deff. Vũ Tiến Lâm – Viện Vật lý kỹ thuật, ĐHBK Hà NộiMẪU XỬ LÝ SỐ LIỆU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG II2. Đo hằng số điện môi của tấm Teflon dày 2,50 mma ) Kết quả đoBảng 2 : U = 200 ( V ) ;  U = 12,5 ( V ) ( = Umax.  U = 500.2,5 % ), dT = ( 2,50  0,01 ) ( mm ) Lần đoE ( V / mm ) E2 ( V / mm )  E  E2 ( V / mm ) 66,30,08101,30,0466,40,02101,40,0666,50,12101,40,0666,40,02101,30,0466,30,08101,30,04 ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ Tr. bình𝐸 = 66,380 𝐸2 = 101,340 Δ𝐸 = 0,064 Δ𝐸2 = 0,048 – Tìm E  : 𝐸 ̅ 𝜖 = Δ𝐸 ̅ 𝜖 = 𝐸 ̅ ( 𝑑 + 1 ) − ̅ ̅ ̅ 𝐸2 66,38 ( 2,5 + 1 ) − 101,34 ≈ 52,40 ( 𝑉 / 𝑚𝑚 ) 𝑑𝑇2, 5 ̅ ̅ ̅ ̅ 𝐸 ̅ Δ𝑑 ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( 𝑑 + 1 ) Δ𝐸Δ𝐸2 ( 𝐸 ̅ ( 𝑑 + 1 ) − ̅ ̅ ̅ 𝐸2 ) Δ𝑑𝑇 ( 𝑑 𝑇 ) 𝑑𝑇𝑑𝑇𝑑𝑇 ( 2,5 + 1 ) 0,064 66,380. 0,01 0,048 ( 66,380 ( 2,5 + 1 ) − 101,18 ) 0,01 ( 2,5 ) 22,52,52,5 ≈ 0,58 ( 𝑉 / 𝑚𝑚 ) – Tính giá trị hằng số điện môi . 𝜖 ̅ = Δ𝜖 ̅ = 𝐸 ̅ 66,380 ≈ 1,26752,40 𝐸 ̅ 𝜖𝐸 ̅. ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ Δ𝐸𝜖 + ̅ ̅ ̅ 𝐸𝜖. ̅ ̅ ̅ ̅ Δ𝐸 66,38. 0,58 + 52,40. 0,064 ≈ 0,015 ̅ ̅ ̅ ( 52,40 ) 2 ( 𝐸𝜖 ) – Kết quả : 𝝐 = 𝜖 ̅ ± Δ𝜖 ̅ = 1,267 ± 0,015 – Nhận xét : So với giá trị thực tiễn của hằng số điện mơi của teflon ( ~ 1,8 ), hằng số điện mơi tính tốn được có sự rơi lệch, sự rơi lệch này Open do sai số dụng cụ và những sai số khác trong quy trình thực nghiệm. Vũ Tiến Lâm – Viện Vật lý kỹ thuật, ĐHBK TP. Hà Nội