Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.В данном задании Вам необходимо исследовать сопротивления различных цепей резисторов. Введем нумерацию клемм, как показано на рисунке.
Во всех заданиях ввод омметра «COM» подключайте к клемме резистора «0».
1.1 Измерьте сопротивления участков резистора
Заметь, что при последовательном соединении суммарное сопротивление наростает по мере добавления участков — предвидь вид таблицы и графика.
Рассматривай каждый участок как одинаковый элемент с некоторым сопротивлением; суммарное сопротивление равно сумме сопротивлений звеньев.
- Нарисуй схему и пронумеруй последовательно звенья от «0» до «k».
- Измеряй омметром сопротивление между «0» и каждым «k» и заноси значения в таблицу.
- Проверь повторностью измерений для оценки случайной погрешности.
- Собери полученные пары (k, R_k) — переходи к аппроксимации в следующем пункте.
1.2 Постройте график полученной зависимости. Покажите, что данная зависимость может быть описана линейной функцией
Используя результаты своих измерений, определите численные значения (и погрешности) параметров зависимости
Построй график точек зависимости измеренного сопротивления от номера клеммы и присмотрись к поведению точек: как они расположены — близко к какой простой линии или кривой? Обрати внимание на значение при k=0.
Подбери простую аппроксимацию данных методом наименьших квадратов — проверь, годится ли прямая. Оцени статистические погрешности параметров аппроксимации и посмотри на остатки (разности эксперимент — аппроксимация).
- Нанеси на один график все экспериментальные точки и проведи выбранную аппроксимацию (прямая).
- Выпиши нормальные уравнения для коэффициентов аппроксимации и реши их численно методом наименьших квадратов.
- Оцени погрешности найденных коэффициентов по стандартным формулам для линейной регрессии и сравни смещение при k=0 с сопротивлением соединительных проводов.
- Вырази параметры аппроксимации (обозначь их a и b) из полученной системы уравнений и интерпретируй физически полученные значения.
2.1 Измерьте сопротивления участков резистора
Если все «четные» клеммы коротятся вместе, заметишь сильную симметрию — подумай, какие узлы у тебя получатся.
Воспользуйся сведением схемы по симметрии: коротко соединённые узлы дают общую точку (центральный узел), что превращает сеть в эквивалент звезды/параллелей.
- Нарисуй исходную цепь и отметь, какие клеммы объединены в один узел (все чётные вместе).
- Перерисуй схему, заменив объединённые клеммы одним центральным узлом и соединениями к нему от нечётных клемм.
- Определи для каждого k, к какому типу подключения он относится (к нечётной клемме — между двумя параллельными звеньями, к чётной — прямо к центру), и вычисли соответствующее эквивалентное сопротивление через звено
. - Выразите
из полученной системы эквивалентных соединений.
2.2 Выведите теоретическую формулу, описывающую зависимость
2.3 Проверьте, соответствуют ли результаты измерений полученной теоретической формуле. Для этого на том же бланке (график в п.2.1) постройте график теоретической зависимости. Качественно объясните возможные различия между теоретическими и экспериментальными значениями сопротивлений.
Сравни экспериментальные точки с теоретической кривой и обрати внимание на систематические отклонения (контакты, провода, прибор).
Построй на тех же осях экспериментальные точки и теоретическую кривую, используя найденное в части 1 значение
- Нанеси на один график экспериментальные значения и теоретическую кривую
, вычисленную с подставленным . - Вычисли разности (остатки) между экспериментом и теорией для каждого k и оцени их величину относительно погрешности измерений.
- Проанализируй возможные причины отклонений: сопротивление соединительных проводов, контактные сопротивления, погрешность прибора и неточность предположения о полном тождестве звеньев.
- Выразите относительные расхождения между экспериментальными и теоретическими значениями через оценённые погрешности и сделай вывод о соответствии данных теории.
2.1 Измерьте сопротивления участков резистора
Если все «четные» клеммы коротятся вместе, заметишь сильную симметрию — подумай, какие узлы у тебя получатся.
Воспользуйся сведением схемы по симметрии: коротко соединённые узлы дают общую точку (центральный узел), что превращает сеть в эквивалент звезды/параллелей.
- Нарисуй исходную цепь и отметь, какие клеммы объединены в один узел (все чётные вместе).
- Перерисуй схему, заменив объединённые клеммы одним центральным узлом и соединениями к нему от нечётных клемм.
- Определи для каждого k, к какому типу подключения он относится (к нечётной клемме — между двумя параллельными звеньями, к чётной — прямо к центру), и вычисли соответствующее эквивалентное сопротивление через звено
. - Выразите
из полученной системы эквивалентных соединений.



