Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

Resistance and DC circuits

Experiment details

NB. Many measurements in this experiment have uncertainty values associated with them. Please be aware that you might need to use these uncertainties when calculating results in the lab quiz or report using the propagation of error method (see Tutorial 3).

1) Resistance and temperature

It is your birthday and your physics teacher gives you two coils ofwire as a gift, one made from         pure aluminum and the other made from pure brass. Since you are a keen physics student, you           decide it would be fun to figure out what are the temperature coefficients of resistivity () for      the two metals. You take your trusty ohmmeter (that measures resistance) and connect the probes  to the aluminum coil and begin your measurements. In order to cool the wire coil below room            temperature (0  = 20 °C), you immerse it in a cold water bath and to heat it above room                       temperature, you blow hot air on it with your mom’s hair dryer. You then repeat the measurements for the brass wire and record all your data in Table 1.

NB. The uncertainty on each temperature measurement is ± 1 °C and each resistance measurement is 2% of the recorded value.

Table 1 - Resistance values ofaluminum and brass wire for different temperatures

Temperature

(°C)

± 1 °C

Resistance

aluminum (Ω)

± 2%

Resistance

Brass (Ω)

± 2%

10

6.25

8.60

15

6.38

8.71

20

6.51

8.81

25

6.60

8.91

30

6.72

8.99

35

6.85

9.08

40

7.03

9.14

50

7.24

9.33

60

7.51

9.58


2) Resistance and length

Since you had so much fun measuring the resistance of your coils as a function of temperature, you decide it would be equally fun to measure the resistance as a function of length to try to figure out   the resistivity values () of aluminum and brass. The wires are cylindrical and you measure the     diameter of each type of wire and find Al  = (1.05 ± 0.05) mm and Br  = (1.25 ± 0.05) mm. You   then cut off various lengths of your wires and measure the resistances of each one and record your data in Table 2.

NB. The uncertainty on each length measurement is ±0.1 m and each resistance measurement is 2% of the recorded value.

Table 2 - Resistance values ofaluminum and brass wire for different lengths

Length

(m)

± 0.1 m

Resistance

aluminum (Ω)

± 2%

Resistance

brass (Ω)

± 2%

5.0

0.15

0.26

10.0

0.31

0.51

15.0

0.51

0.72

20.0

0.66

0.95

25.0

0.80

1.24

30.0

0.99

1.49

 

3) DC Circuits

Using your aluminum and brass wires, you decide to build a few resistors. Using these resistors and a few AA batteries, you construct some interesting circuit combinations to analyse (as shown in         Figure 1). Some of the details you might be interested in finding about your circuits are the current  that goes through each resistor, the rate at which each battery transfers energy to the circuit, and the rate at which each resistor dissipates electrical energy.

 

Fig. 1 - Circuit combinations with resistors and batteries