Кафедра физики Лабораторная работа №1 По дисциплине: механика .
Министерство образования Российской Федерации
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: Оценка точности прямых и косвенных измерений
Выполнила: студентка гр. АПН-12 _________ Малкова Ю.В.
(подпись) (Ф.И.О.)
Дата: 16.09.12
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2012
Цель работы – провести
прямые и косвенные измерения физических
величин.
Общие сведения:
R– величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току.
[R] = [Ом] – сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В течет постоянный ток 1А. Сопротивление зависит от формы, размеров и материала проводника.
Каждую из физических величин – длина проводника, диаметр сечения, напряжение и сила тока(, d, U, I) – прямые измерения (можно измерить непосредственно соответствующими приборами с определенной точностью). Величина удельного сопротивления (ρ) – косвенные измерения (вычисляется при помощи формул).
В общем случае результат измерения величины Х представляют в виде:
,
где погрешность или ошибка измерения; – среднее значение величины.
Для однократных измерений за величину
ошибки принимается систематическая
погрешность, которую вносит сам прибор,
а средним считается измеренное значение
физической величины.
Измерение длины проволоки проводится однократно линейкой. Погрешность измерения линейкой определяется как половина цены наименьшего деления.
Значения тока I и напряжения U измеряют однократно с помощью электромагнитных приборов (амперметра и вольтметра) для десяти значений длины . Погрешность и этих измерений определяется по классу точности, который указан на шкале приборов, значению силы тока и напряжения, которые могут быть измерены по шкале прибора.
Диаметр проволоки измеряется многократно штангенциркулем и микрометром. Проведя n измерений, получим результаты: d1, d2, d3,…, dn. Диаметр определяется как среднее арифметическое. Если ошибка меньше точности используемого прибора, то за величину ошибки следует принять последнюю.
Основные расчётные формулы:
Сила тока: []
Сопротивление проводника: [],
Удельное сопротивление: [] = [Ом∙м]
Среднее значение диаметра:
Графическое вычисление среднего значения удельного сопротивления:
, где
Формулы погрешности:
При прямых измерениях:
Средняя абсолютная ошибка измерений диаметра:
Средняя квадратичная ошибка измерений диаметра:
Абсолютная погрешность прибора:
,
,
где К – класс точности приборов;
и
– наибольшие значения силы тока и
напряжения, которые могут быть измерены
по шкале прибора.
При косвенных измерениях:
Средняя абсолютная погрешность измерения сопротивления:
Средняя квадратичная погрешность измерения сопротивления:
Средняя абсолютная погрешность измерения удельного сопротивления:
Средняя квадратичная погрешность измерения удельного сопротивления:
Схема установки:
АВ – исследуемый участок
– источник тока
V – вольтметр
А – амперметр
Таблица 1. Результаты измерений диаметра проволоки штангенциркулем и микрометром
Диаметр | Штангенциркуль | Микрометр |
Размерность | ||
мм | мм | |
d1 | 0,50 | 0,52 |
d2 | 0,48 | 0,49 |
d3 | 0,49 | 0,49 |
d4 | 0,51 | 0,52 |
d5 | 0,52 | 0,49 |
d6 | 0,50 | 0,52 |
d7 | 0,50 | 0,48 |
d8 | 0,48 | 0,48 |
d9 | 0,51 | 0,49 |
d10 | 0,51 | 0,52 |
0,50 | 0,50 | |
d | ||
d | 0,0042 | 0,0056 |
0,02 | 0,032 | |
0,0084 | 0,0112 | |
Таблица 2.
Результаты измерений тока
и напряжения.
Номер опыта | |||||||||
м | мм | A | A | Ом | Ом | Ом | |||
1 | 0,50 | 0,065 | 4,46 | 0,805 | 0,5751 | ||||
2 | 0,45 | 0,065 | 0,27 | 4,15 | 0,780 | 0,5610 | |||
3 | 0,40 | 0,065 | 0,25 | 3,85 | 0,758 | 0,5489 | |||
4 | 0,35 | 0,065 | 0,23 | 3,54 | 0,734 | 0,5362 | |||
5 | 0,30 | 0,20 | 3,08 | 0,699 | 0,5193 | ||||
6 | 0,25 | 0,065 | 0,18 | 2,77 | 0,675 | 0,5086 | |||
7 | 0,20 | 0,065 | 0,16 | 2,46 | 0,651 | 0,4986 | |||
8 | 0,15 | 0,065 | 0,14 | 2,15 | 0,626 | 0,4896 | |||
9 | 0,10 | 0,065 | 0,12 | 1,85 | 0,604 | 0,4839 | |||
10 | 0,05 | 0,065 | 0,10 | 1,54 | 0,580 | 0,4770 |
Примеры расчетов:
График зависимости R = f(l).
Таблица данных для графика:
l, м | R, Ом |
0,50 | 4,46 |
0,45 | 4,15 |
0,40 | 3,85 |
0,35 | 3,54 |
0,30 | 3,08 |
0,25 | 2,77 |
0,20 | 2,46 |
0,15 | 2,15 |
0,10 | 1,85 |
0,05 | 1,54 |
Оценка точности прямых измерений силы тока и напряжения и косвенных измерений сопротивления и удельного сопротивления проводника
Федеральное агентство образования
Санкт-Петербургский
государственный горный институт им.
Плеханова
(технический университет)
Кафедра общей и технической физики.
Отчет по лабораторной работе №1
Оценка точности прямых и косвенных измерений.
Выполнил: студент гр. БТП-05 /Ситай А.Н./
(подпись) (Ф.И.О)
Дата:
Проверил: /Попова А.Н./
(подпись) (Ф.И.О)
Санкт-Петербург
2006
Цель: произвести прямые измерения силы тока и напряжения и косвенные измерения сопротивления и удельного сопротивления проводника. Выполнить оценку точности измерений.
КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Явление: возникновение
электрического тока в электрической цепи.
Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц, оказывающее тепловое, химическое и магнитное воздействия.
Закон Ома для участка цепи: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов на концах этого участка цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка:
Сила тока I – это заряд, проходящий за единицу времени через поперечное сечение проводника.
Если сила тока не изменяется со временем, электрический ток называется постоянным. Сила постоянного тока также может быть определена:
.
Электрическое сопротивление проводника вызвано столкновениями движущихся носителей тока между собой или с другими частицами. Оно зависит от вещества и геометрических размеров проводника.
Электрическое сопротивление R цилиндрического проводника длиной и площадью поперечного сечения :
, где – удельное сопротивление.
Напряжением на концах участка цепи или падением напряжения на участке цепи в том случае, если на этом участке не приложена ЭДС, называется величина, равная :
В.
Удельное сопротивление проводника – физическая величина, равная электрическому сопротивлению R цилиндрического проводника единичной длины (l = 1м) и единичной площади поперечного сечения (S =1 м2), характеризует способность вещества проводить электрический ток и зависит от химической природы вещества и условий, в которых находится проводник:
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ:
Удельное сопротивление проводника:
, где l – длина проводника, d – диаметр проводника, U – напряжение в цепи, I – сила тока в цепи.
Средняя абсолютная ошибка:
Прямые и косвенные меры – SMU (Южный методистский университет)
ПРЯМЫЕ И КОСВЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ
Учеба учащихся может быть измерена с использованием ряда методов. Методы обычно группируются в две категории: прямые и косвенные меры. В передовой практике рекомендуется использовать как прямые, так и косвенные измерения при определении степени усвоения знаний учащимися.
ПРЯМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ
Прямые измерения регулярно используются для оценки обучения в классе. Прямые измерения — это те, которые измеряют обучение учащихся путем оценки фактических образцов студенческой работы. Примеры включают: экзамены/тесты, письменные работы, проекты, презентации, портфолио, успеваемость и т. д. Поскольку прямые измерения отражают то, что учащиеся фактически могут сделать, они считаются лучшими для измерения уровня достижений учащихся в обучении по конкретным результатам.
ПРЯМЫЕ МЕРЫ ДЛЯ АДМИНИСТРАТИВНЫХ, АКАДЕМИЧЕСКИХ УСЛУГ И ПОДДЕРЖКИ СТУДЕНТОВ
Прямые измерения в неакадемических областях предназначены для измерения эффективности услуг, программ, инициатив и т. д. в областях, которые могут иметь результаты, не связанные с обучением учащихся. Результаты в этих областях могут относиться к эффективности процессов, эффективности программ и т. д. Бизнес и финансы, приемная комиссия и финансовая помощь – это лишь некоторые из отделов кампуса, которые могут использовать такие результаты.
Примеры прямых показателей для административных, академических и студенческих служб поддержки включают количественные отчеты о точности и своевременности финансовых отчетов, количество и процент участия заинтересованных сторон, отсев заинтересованных сторон и множество других показателей в зависимости от результатов и целей, установленных для отдела.
КОСВЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ
Косвенные измерения дают менее конкретное представление об обучении учащихся; например, отношение, восприятие, чувства, ценности и т. д. Косвенные измерения подразумевают обучение учащихся путем использования данных и отчетов, полученных от самих учащихся. Косвенные меры помогают обосновать случаи обучения учащихся. Косвенные меры включают опросы, собеседования, оценки курсов и отчеты об удержании, выпуске и размещении и т. д. Косвенные меры лучше всего подходят для оценки на уровне программы или университета. Эти показатели обычно используются в сочетании с прямыми показателями обучения учащихся.
КОСВЕННЫЕ МЕРЫ ДЛЯ АДМИНИСТРАТИВНЫХ, АКАДЕМИЧЕСКИХ И СТУДЕНЧЕСКИХ СЛУЖБ ПОДДЕРЖКИ
Косвенные меры для административных, академических и студенческих служб поддержки предназначены для сбора данных об отношении, восприятии, чувствах, ценностях и т. д. заинтересованных сторон в областях, результаты которых не связаны с обучением учащихся. Связанными результатами могут быть те, которые говорят об удовлетворенности клиентов, влиянии программы или услуги на избирателей, ценности программ и услуг и т. д. Примеры косвенных показателей для административных, академических и студенческих служб поддержки включают: опросы удовлетворенности, интервью, оценки, и обсуждения в фокус-группах.
КОГДА И ГДЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ КОСВЕННЫЕ И ПРЯМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Прямые измерения идеально подходят для оценки обучения учащихся на уровне курса. Профессор может точно оценить, насколько хорошо и на каком уровне студент учится и использует терминологию, концепции и теории.
В курсах и обучении более высокого уровня преподаватели имеют хорошие возможности для оценки когнитивного использования и расширения знаний более высокого уровня.
- Объективные тесты: На экзаменах такого типа преподаватели чаще всего не используют весь экзамен для оценки одного результата обучения учащегося. Они также не будут использовать один вопрос для оценки работы по пятибалльной шкале. Пять вопросов по математике, экзамену с множественным выбором или экзамену с кратким ответом можно легко преобразовать в оценку по пятибалльной шкале SMU: отсутствует, начинается, развивается, выполнено или образцово. Если учащийся ответил на все 5 вопросов, его оценка считается образцовой (5), если на 4 вопроса – высшая оценка (4) и т. д.
- Эссе, перформансы, презентации, проекты: Все это отлично подходит для оценки знаний учащихся. Очень важно использовать рубрики, чтобы помочь в этом процессе оценки. Редко какое-либо задание или экзамен полностью сосредоточены на одном результате обучения учащегося, но, используя рубрики, преподаватели могут быстрее оценивать уровни достижений по отдельным и конкретным результатам обучения.
- Опросы, интервью, оценка курсов — Все это эффективно для измерения эффективности программы или отдела. Хорошо продуманные опросы, вопросы для интервью и оценки курса могут выявить отношение и восприятие студентов и других участников программы или факультета. Тем самым информируя программу или отдел о том, что работает или не работает в их операциях.
- Отчеты — Различные типы отчетов, такие как отчеты о найме, удержании, размещении и т. д., могут быть полезными при определении эффективности программ или инициатив отдела по набору персонала, усилий по удержанию, уровня навыков студентов на основе результатов зачисления и т. д. Этот тип данных следует использовать для информирования о том, как программа или факультет адаптируют свои услуги к потребностям университета и его студентов.
д. Этот тип данных следует использовать для информирования о том, как программа или факультет адаптируют свои услуги к потребностям университета и его студентов. КОМБИНИРОВАНИЕ ПРЯМЫХ И КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ЦЕЛОГО ОБЗОРА ОБУЧЕНИЯ И ДОСТИЖЕНИЙ
Каждое отделение (степень или сертификат) должно сначала использовать прямые измерения обучения студентов. Затем они могут использовать косвенные меры для поддержки более широкого успеха программы. В дополнение к прямым измерениям преподаватели могут использовать косвенные измерения для оценки собственного восприятия студентами своего обучения.
Одним из примеров того, как это может работать, является то, что факультет может обнаружить, используя косвенную меру, что учащиеся, получившие низкие баллы по определенному результату, могут не полностью знать ценность этого конкретного результата. Эти выводы могут быть очень полезными для определения направления преподавания этого материала. Поскольку известно, что студенты, как правило, осваивают те навыки, которые они считают наиболее ценными, возможно, преподаватели могли бы подчеркнуть, как этот конкретный навык можно использовать в повседневной жизни или даже в рамках специальностей студентов.
Прямые и косвенные измерения – Оценка
Перейти к содержимомуСуществует множество способов сбора данных об обучении учащихся. Чтобы несколько упростить варианты, усилия по оценке подразделяются на прямые и косвенные. Прямые меры, вероятно, более знакомы преподавателям. Прямая мера основана на выборке фактической студенческой работы, включая отчеты, экзамены, демонстрации, выступления и выполненные работы. Сила прямого измерения заключается в том, что преподаватели фиксируют выборку того, что студенты могут сделать, что может быть очень убедительным свидетельством обучения студентов. Возможная слабость прямого измерения заключается в том, что не все можно продемонстрировать прямым способом, например, ценности, восприятие, чувства и отношения.
Напротив, косвенный показатель основан на отчете о воспринимаемом учащимся обучении. Отчеты могут поступать со многих точек зрения, включая студентов, преподавателей, руководителей стажировок, переводных учреждений и работодателей.
Косвенные измерения могут предоставить дополнительную информацию о том, что изучают учащиеся и как это обучение оценивается различными группами. Однако косвенные измерения не так сильны, как прямые, поскольку мы должны делать предположения о том, что именно означает самоотчет. Например, если учащиеся сообщают, что они достигли определенной учебной цели, как мы узнаем, что их отчет точен? Сила косвенного измерения заключается в том, что с его помощью можно оценить определенные неявные качества обучения учащихся, такие как ценности, чувства, восприятие и отношение, с различных точек зрения. Слабость этого подхода заключается в том, что при отсутствии прямых доказательств необходимо делать предположения о том, насколько хорошо восприятие соответствует реальности реальных достижений.
Поскольку каждый метод имеет свои ограничения, идеальная программа оценки должна сочетать прямые и косвенные измерения из различных источников. Эта триангуляция методов оценки может предоставить сходящиеся доказательства обучения учащихся.
Примеры прямых и косвенных методов оценки приведены в таблице ниже.
Таблица 6 — Прямые и косвенные меры
| Прямые меры | Косвенные меры |
|---|---|
|
|
Обратите внимание, что многие примеры из Таблицы 6 уже включены в наши классные и программные мероприятия.