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

Resistance and DC circuits

Lab report instructions

For questions where you are asked to find the uncertainty of a calculated value from measurements that include uncertainty, you should refer to the Tutorial 3. A good example of a propagation of          error problem is shown in Tutorial 4.

When plotting graphs, you do not need to include the uncertainty of the plotted values in your          graph. When you perform a linear regression of your data points using the “Analyze > Linear fit”     function, Logger Pro can automatically calculate the uncertainty of your slope and -intercept (see “Working with Logger Pro” video tutorial Part 2). Ifyou use MS Excel to plot your graph, refer to      Tutorial 5 to learn how to use the LINEST function to find the uncertainties on your fit parameters.

1) Resistance and temperature (7 pts)

Graph 1: (3 pts)

Using the data from Table 1, plot a graph ofthe resistance as a function oftemperature difference   ( − 0) for both aluminum and brass wires. You should show both lines on the same plot. Use the linear regression tool to fit both data sets. You should also show your data table in your graph file  by using the “print” function in Logger Pro (and not “print graph”). Be sure to give your graph an    appropriate title that describes the data shown.

Question and calculation 1a: (2 pts)

What do the -intercepts of your linear regressions in Graph 1 represent? Compare the values of    the -intercepts with comparable values from the experimental details for aluminum and brass. Do these values agree with each other? A useful method to compare experimental values is using a         percent difference calculation. Ifthe % difference is low (< ~5%) then we can assume the values        agree.

% difference = |1

Calculation 1b: (1 pts)

Using the parameters of the linear regression lines in Graph 1, calculate the temperature                coefficients of resistivity () for aluminum and brass. You should use the 0 values from the data table for your calculations.

Question 1b: (1 pts)

Compare the temperature coefficients of resistivity you found in Calc. 1b with the textbook values for aluminum (Al  = 0.0039 °C −1) and brass (Br  = 0.0020 °C −1). A useful method of comparing    experimental values with theoretical ones is the percent error calculation. If the % error is low         (< ~5%) then we can say that the values agree.

% error = |                                                 | × 100%

2) Resistance and length (12 pts)

Calculation 2a: (2 pts)

Calculate the cross-sectional area and its uncertainty (using propagation of error) ofthe aluminum and brass wires.

Calculation 2b: (3 pts)

Using the value of resistance for a wire length of 10.0 m, calculate the resistivity  and its uncertainty (using propagation of error) of both aluminum and brass.

Note 1: Your resistivity values will be small. You can express your answers in scientific notation or use a suitable prefix such as micro (μ, 10−6) or nano (n, 10−9) Ω ∙ m.

Note 2: When using a previously calculated value in a new calculation, you should use the unrounded values so as not to lose any precision in your calculation.

Graph 2: (3 pts)

Using the data from Table 2, plot a graph ofthe resistance as a function of length for both aluminum and brass wires. You should show both lines on the same plot. Use the linear regression tool to fit      both data sets. You must show the uncertainty of your linear fit data and should also include        your data table. Give your graph an appropriate title that describes the data shown.

Calculation 2c: (3 pts)

Using the parameters of the linear regression lines in Graph 2, calculate the resistivity  and its uncertainty (using propagation of error) for aluminum and brass.

Question 2a: (1 pts)

Do the values for the resistivity of aluminum and brass that you calculated in Calc2b and 2c agree   with each other? Since you have calculated the uncertainty for each resistivity value, a good method of comparing experimental values is to check whether the range of values overlap each other (ie.       does the value of one lie within the uncertainty of the other?). You can also use the percent                  difference calculation to compare experimental values.

3) DC circuits (6 pts)

Calculation 3a: (3 pts)

Consider the circuits A and B from the experimental details. Ifyou were to put a lightbulb in the         place of the resistor closest to the battery in each circuit (the 5 Ω resistor in A and the 10 Ω resistor  in B), which of the two bulbs would appear the brightest and by how much? Assume the lightbulb     has the same value of resistance as the resistor is it replacing, and that brightness is proportional to the rate of electrical energy that is dissipated in the bulb.

 

Calculation 3b: (3 pts)

Now consider circuit C. It is similar to circuit B but a third battery has been added to the left-hand loop. If the lightbulb (with resistance 10.0 Ω) was still in the place of the 10 Ω resistor on the right side, how would the brightness compare with the circuit B setup?

NB. You must use the Kirchhoff’s rules for circuit analysis to find the current through the lightbulb.

 

Total 25 pts