Изучение модульного учебного комплекса МУК-ЭМ1.

Лабораторная работа № 3.20

Изучение модульного учебного комплекса МУК-ЭМ1.

Цель работы: изучение модульного учебного комплекса МУК-ЭМ1.

Приборы и принадлежности:

Амперметр-вольтметр АВ1-08. Генератор напряжений многофункциональный ГН1-08. Генератор звуковых частот ЗГ1-08. Осциллограф цифровой лабораторный ОЦЛ2-01. Стенд с объектами исследований СЗ-ЭМ01.

Задание 1. Изучение амперметра-вольтметра АВ1 и генератора напряжений ГН1.

Ознакомиться с внешним видом приборов и органами управления.

Записать основные параметры и характеристики приборов:

- интервалы изменений и вид выходных напряжений ГН1,

- внутренние сопротивления для различных выходных напряжений ГН1,

- диапазоны измерения напряжений и токов АВ1,

- входное сопротивление и емкость вольтметра,

- пределы основной погрешности при измерении постоянных и переменных величин.

Собрать на стенде СЗ-ЭМ1 схему, представленную на рис.1.

1. Измерение постоянных напряжений и токов.

1.1 Подключиться к выходу постоянного напряжения ГН1. АВ1 включить на измерение постоянных напряжений и токов. Кнопка «=/»» должна быть отжата.

1.2 Включить приборы ГН1 и АВ1 с помощью кнопки «сеть».

1.3 Измерить U₁, U₂ и U₃ при произвольном положении движка потенциометра, для этого подключить вольтметр к соответствующим точкам цепи. По показаниям амперметра определить силу тока. Записать полученные значения напряжений и силы тока в таблицу 1 с указанием основной погрешности, которая составляет 2%.

2. Измерение переменных напряжений и токов.

Подключиться к выходу синусоидального напряжения ГН1 (~). АВ1 включить на измерение переменных напряжений и токов. Кнопка «=/»» должна быть нажата.

Повторить пункты 1.2 и 1.3 из предыдущих измерений.

Таблица 1.

	U1 ± DU,	U2 ± DU,	U3 ± DU,	I ± DI,
Постоянное напряжение
Переменное напряжение

Задание 2. Изучение осциллографа ОЦЛ2.

1. Ознакомиться с внешним видом прибора и его органами управления.

2. Записать формулы определения длительностей промежутков времени и амплитуд сигналов:

Dt =n_x´ (длительность развертки), (1)

А=n_y´ К_ус., (2)

где n_x-длина выбранного промежутка по оси Х в больших делениях шкалы осциллографа, n_y-соответствующий размер изображения сигнала вдоль оси Y в больших делениях шкалы осциллографа.

3. Соединить вход канала I с выходом переменного синусоидального напряжения ГН1, а вход канала II с выходом сигнала типа «меандр» ГН1.

4. Включить приборы.

5. Установить произвольное выходное напряжение ГН1, выбрать частоту 1200 Гц на ГН1 кнопкой «F». Переключить режим осциллографа I, II («Режим», «+/-»). Изменяя длительность развертки на осциллографе («Длит.», «+/-») и коэффициенты усиления каналов («К_ус», «+/-») добиться устойчивого изображения синусоиды и меандра («П-образного» импульса) на экране осциллографа.

6. Измерить амплитуды в больших делениях шкалы U_~ для синусоиды, U_m для меандра по экрану осциллографа. Рассчитать по формуле (2) значения напряжений. Определите период колебаний в делениях шкалы осциллографа, определите период по формуле (1) в секундах. Определить частоту n_~=1/T сигналов по каналам I и II, где Т – период сигнала, определенный по формуле (2). Результаты занести в таблицу 2.

7. Подключить канал II к выходу генератора звуковых частот ЗГ1. Установить частоту ЗГ1 n_зг примерно равную 1200 Гц (кнопка «F» и регулятор «F» ) и произвольное выходное напряжение U_зг. Получить устойчивое изображение синусоиды на экране в режиме II (кнопки на ОЦЛ «Режим», «+/-»). Рассчитать по формуле (2) значения напряжений U_зг. Определите период колебаний в делениях шкалы осциллографа, определите период по формуле (1) в секундах. Определить частоту n_зг=1/T сигналов по каналам I и II, где Т – период сигнала, определенный по формуле (2). Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2.

	U~	Um	n~	Uзг	nзг
По шкале генератора	-	-		-
По экрану осциллографа

8. Переключить осциллограф в режим I, II (кнопки на ОЦЛ «Режим», «+/-»). Получить изображения двух синусоидальных сигналов. Размер изображения каждого сигнала по вертикали не должен превышать четырех делений. Регулируя частоту звукового генератора регулятором «F» добиться чтобы частоты двух сигналов были приблизительно равны.

9. Перевести осциллограф в режим X-Y («Режим», «+/-»). Медленно изменяя частоту ЗГ1 постараться получить устойчивое или медленно изменяющееся изображение фигуры Лиссажу (эллипс).

 

Контрольные вопросы

1. Работа с генератором напряжений. Установка частоты. Установка напряжений.

2. Работа со звуковым генератором. Изменение диапазона частот. Точная настройка регулятора частоты. Регулировка напряжения.

3. Измерение силы тока и напряжений с помощью АВ-1. Изменение пределов измерения.

4. Работа с осциллографом. Режимы каналов. Определение напряжения и временных интервалов по экрану осциллографа.

Лабораторная работа № 3.21

Моделирование электростатического поля

Цель работы: знакомство с моделированием электрического поля методом электролитической ванны.

Приборы и принадлежности: генератор звуковых колебаний ЗГ, вольтметр переменного тока, ванна с электродами и соединительные провода.

Порядок выполнения работы

В лабораторной установке используется источник переменного напряжения. В этом случае удается предотвратить выделение составных частей электролита на электродах (вследствие электролиза), поляризации электродов и искажения поля между электродами.

Переменное электрическое поле в электролите не является потенциальным, в каждой точке напряжение изменяется со временем. Однако понятие «эквипотенциальной поверхности» как поверхности постоянно изменяющегося, но одинакового по амплитуде потенциала можно считать справедливым. Разные эквипотенциальные поверхности при этом характеризуются разным значением амплитуды напряжения.

 

1. Соберите электрическую цепь (рис.1). На рисунке: 1-генератор напряжения звуковой частоты; 2-вольтметр переменного тока; 3-зонд для определения потенциала; 4-электролитическая ванна; 5-электроды.

2. Зарисуйте в определенном масштабе координатную сетку и отметьте на ней положение и форму электродов.

3. Включите генератор и вольтметр (кнопка «сеть»). Установите частоту 200¸ 2000 Гц, выбрав соответствующий интервал кнопкой «F» на ЗГ.

4. С помощью вольтметра (перемещая зонд) определите потенциал около первого и второго электрода. Разделите разность потенциалов между точками на пять, тем самым определив разность потенциалов между эквипотенциальными поверхностями, которые будете зарисовывать..

5. Поместите зонд около первого электрода. Перемещая зонд следите, чтобы показания вольтметра не изменились, тем самым вы перемещаетесь по эквипотенциальной линии. Нарисуйте на координатной сетке эту эквипотенциальную линию.

6. Переместите электрод на расстояние, в котором показания изменились на величину равную разности потенциалов между эквипотенциальными поверхностями, определенную в п. 4.

7. Повторите пункт 5 начертив вторую эквипотенциальную линию.

Повторите пункты 6 и 7, число эквипотенциальных линий должно быть не менее 5.

8. По полученной картине эквипотенциальных линий проведите 6 – 7 силовых линий (силовые линии и эквипотенциальные перпендикулярны друг другу). Оцените величину напряженности Е электрического поля в пяти разных точках пространства (6). Запишите полученные значения на координатной сетке.

, (6)

где Dj - разность потенциалов между соседними эквипотенциальными линиями, D l – расстояние между эквипотенциалями вдоль силовой линии в месте определения напряженности.

6. Положите в ванну проводящее тело (по указанию преподавателя).

7. Начертите эквипотенциальные поверхности и силовые линии, повторив п.п.5, 6, 7. Покажите, что поле вблизи проводящего тела неоднородное.

 

Контрольные вопросы

1 Напряженность и потенциал электрического поля.

2. Связь между напряженностью и потенциалом.

3. Силовые линии, эквипотенциальные поверхности и их свойства.

4. Объяснить метод моделирования электростатического поля с помощью электролитической ванны.

 

Лабораторная работа № 4.21

Порядок выполнения работы

 

Принципиальная электрическая схема, используемая в лабораторной работе, приведена на рис.4. В качестве источника ЭДС используется генератор регулируемого постоянного напряжения блока ГН1 с включенным внутренним сопротивлением (кнопка R_вн должна быть нажата). Переменное сопротивление находится на стенде с объектами исследования С3-ЭМ01.

1. Соберите схему (рис. 4).

2. Изменяя переменное сопротивление R(от 100 до 1500 Ом) вращая регулятор потенциометра на блоке сопротивлений, снимите зависимость напряжения U_R и силы тока в цепи I от величины сопротивления R. Результаты занесите в таблицу 1.

3. По данным таблицы постройте зависимость напряжения на нагрузке U_R от силы тока в цепи согласно примеру изображенному на рис. 1. Экстраполируя график до пересечения с осями определите ЭДС источника e₁, ток короткого замыкания I_КЗ. По формуле определите внутреннее сопротивление источника r₁. Результаты занесите в таблицу 1.

4. По формуле (6), используя значения e₁ и r₁, определите теоретическое значение максимальной мощности во внешне цепи P_MAX1. Результат занесите в таблицу 1.

5. Используя данные таблицы 1, определите мощность, выделяемую во внешней цепи по формуле: P_R=I× U_R при каждом сопротивлении нагрузки R. Результат занесите в таблицу 1. По данным таблицы постройте график зависимости P_R от R согласно рис. 3. По графику определите максимум мощности и соответствующее ему сопротивление R_max, определите внутреннее сопротивление источника r₂ по формуле и максимальную мощность во внешней цепи P_MAX2 по графику. Результаты занесите в таблицу 1.

6. Отключив внутреннее сопротивление генератора с помощью кнопки «R_вн», определите его ЭДС e₂. Для этого подключите вольтметр к выходам ГН1. Запишите полученный результат в таблицу 1.

8. Сравните значения ЭДС e, внутреннего сопротивления r и полезной максимальной мощности P_MAX полученные разными методами. Объясните возможное несовпадение результатов.

Таблица 1

№	R, Ом	I, мА	UR, В	PR, мВт	e1, В	IКЗ, мА	r1, Ом	PMAX1, мВт
					e2, В	r2, Ом	PMAX2, мВт

 

Контрольные вопросы

1. Сила тока и напряжение в электрической цепи. Законы Ома.

2. Мощность выделяемая в электрической цепи. Закон Джоуля - Ленца.

3. Принцип определения э. д. с. в данной лабораторной работе.

4. Принцип определения внутреннего сопротивления в данной лабораторной работе.

5. К. П. Д. источника напряжения.

 

Лабораторная работа № 4.24

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему, приведенную на рис.2. Внутреннее сопротивление генератора ГН1 должно быть выключено, кнопка «R_вн» должна быть отжата. Установите выходное напряжение ~1 В, для этого подключить вольтметр АВ-1 к контактам ГН1 и с помощью регулятора установить требуемое напряжение.

2. Изменяя величину переменного резистора R, добиться минимальных показаний вольтметра АВ-1 ~ 0 (постепенно увеличивая его чувствительность уменьшением предела измерения кнопки «200», «20», «2»). Записать полученное значение R в таблицу 1.

3. Включить в схему вместо Rx1 - Rx2 и повторить п.2.

4. Подключить последовательно R_x1 и R_x2. Определить общее сопротивление согласно п. 2. Результат занести в таблицу 1.

5. Подключить параллельно R_x1 и R_x2. Определить общее сопротивление согласно п. 2. Результат занести в таблицу 1.

6. Провести расчет общего сопротивления R_Хтеор при последовательном и параллельном соединении, используя результаты экспериментально определенных R_X1, R_X2.

6. Сравнить R_Хтеор и R_Х при последовательном и параллельном сопротивлении.

7. Провести расчет абсолютной DR_Х и e относительной погрешности.

 

Таблица 1

RМ, Ом	RХ, Ом	RХтеор, Ом	DRХ, Ом	e, %
	RX1		--------	-------------
	RX2		--------	-------------
	Послед-ое
	Паралл-ое

Контрольные вопросы

1. Что такое удельное сопротивление проводников?

2. Как зависит сопротивление проводников от температуры? В чем заключается явление сверхпроводимости?

3. Параллельное и последовательное сопротивление проводников.

4. Правила Кирхгофа и их применение к расчету сложных электрических цепей.

5. Какова суть метода моста постоянного тока для определения сопротивления резисторов?

Лабораторная работа № 4.24к

Порядок выполнения работы

1. Открыть диалоговое окно.

2. Произвести измерение сопротивления R_X1 одного из резисторов. Для этого подобрать сопротивление R_М магазином сопротивления такое, чтобы сила тока, текущего через нуль-гальванометр, была минимальной.

3. Записать значение сопротивления R_М в таблицу и рассчитать R_X1.

4. Проделать пункты 2 и 3 для двух других резисторов R_X2, R_X3.

5. Проделать пункты 2 и 3 для последовательного и параллельного соединения резисторов.

6. Рассчитать погрешности измерения сопротивления резисторов, считая, что относительная погрешность измерения сопротивлений R₁ и R₂ составляет 3 %, а R_М – 1 %.

Таблица 1

RМ, Ом	RХ, Ом	DRХ, Ом	e, %
	RX1
	RX2
	RX3
	Послед-ое
	Паралл-ое

 

Контрольные вопросы

1. Что такое удельное сопротивление проводников?

2. Как зависит сопротивление проводников от температуры? В чем заключается явление сверхпроводимости?

3. Параллельное и последовательное сопротивление проводников.

4. Правила Кирхгофа и их применение к расчету сложных электрических цепей.

5. Какова суть метода моста постоянного тока для определения сопротивления резисторов?

 

Лабораторная работа № 4.27

Порядок выполнения работы.

Часть 1. Проверка закона заряда или разряда конденсатора

1. Собрать схему по рис. 3. Установить значение сопротивления R (по заданию преподавателя) в пределах 500-1500 Ом.

2. Подключить по указанию преподавателя один из конденсаторов С₁, С₂ или С₃.

3. Установить частоту генератора 2500 Гц с помощью кнопки «F» на ГН.

4. Изменяя коэффициент усиления (кнопки «К_ус» и «+» или «-») на осциллографе установить размер изображения по вертикали в пределах 4-7 делений шкалы согласно примеру изображенному на рис.4.

5. Изменяя длительность развертки (кнопки «длит.» и «+» или «-») установить размер изображения заряда или разряда конденсатора по горизонтали в пределах 6-8 делений шкалы.

6. Если изображение не останавливается, можно воспользоваться кнопкой «стоп» и перемещать изображение с помощью кнопок ««» и «-, +».

7. По экрану осциллографа измерить 6-8 пар значений (U_ci - t_i) (см. рис.4, 5). Полученные результаты занести в таблицу 1.

8. Для заряда конденсатора построить график зависимости от времени t, для разряда конденсатора график зависимости от времени t. Убедиться, что зависимость носит линейный характер.

9. По наклону прямой определить постоянную времени t которая равняется тангенсу наклона прямой и величину емкости С=t/(R₄ + R). Результаты занести в табл.1.

Часть 2. Определение емкости конденсатора по измерению постоянной времени заряда или разряда и определение емкости системы конденсаторов.

1. Определить по экрану осциллографа постоянную времени t которая равняется времени, за которое интенсивность уменьшается в e раз, т.е. U=0.37 U_max , а при зарядке конденсатора =0, 63U_max. Этот промежуток времени определяется от начала заряда (разряда) конденсатора до момента, когда напряжение на конденсаторе достигнет величины U_с =0, 63 U_max(при заряде) или U_с =0, 37 U_max(при разряде) (см. рис. 6). Вычислить емкость С=t/(R₄+R), пренебрегая внутренним сопротивлением генератора. Вычислить погрешность DС как погрешность при косвенных измерениях, принимая погрешность Dt=0, 1дел.´ длительность развертки. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 1.

Umax=e0, дел.	R4, Ом	R, Ом	Номер емкости	Uci, дел.	ti, мкс.			t, мкс.	С, мкФ

 

Заменить измеренную емкость одной из оставшихся (по указанию преподавателя) и повторить измерения по п.1.

2. Провести измерения емкости последовательного и параллельного соединений измеренных конденсаторов по п.1. Сравнить полученные значения с теоретическими значениями при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.

 

 

Таблица 2.

Номер емкости	(R + R4), Ом	t, мкс	С, мкФ	DС, мкФ	eс, %
Последовательное соединение
Параллельное соединение

 

Контрольные вопросы

1. Дать определение емкости уединенного проводника и конденсатора.

2. Формула емкости конденсатора: плоского, сферического и цилиндрического.

3. Емкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.

4. Закон изменения напряжения на конденсаторе при его заряде или разряде.

5. Постоянная времени RC – цепи и метод определения ее в данной работе.

 

Лабораторная работа № 5.21

Порядок выполнения работы

1. Соберите схему приведенную на рис. 1 используя в качестве сопротивления и индуктивности резистор R₂ и катушку L₁. Установите частоту выходного сигнала генератора в интервале от 10 до 15 кГц с помощью кнопки «F».

2. Измерьте напряжения на генераторе U_Г подключив вольтметр к генератору. Измерьте напряжение на резисторе U_R, данные занесите в таблицу 1 вместе с частотой сигнала генератора, которая изображается на индикаторе ЗГ1.

3. Изменяя частоту генератора с помощью регулятора «F» (но не выходя за пределы указанного диапазона частот) повторите измерения п. 2 еще два раза. Результаты измерений занесите в таблицу 1.

4. Повторите все измерения в п.2 и п. 3 используя в качестве индуктивности катушку L₂. Данные занесите в таблицу 2.

5. По данным таблиц 1 и 2, с помощью формулы (5) определите индуктивности L₁ и L₂. Результаты обработайте по методу косвенных невоспроизводимых измерений.

6. Соберите схему изображенную на рис. 2а используя в качестве резистора R₂ (обратите внимание на соединения катушек согласно расположению точек). Определите напряжение на генераторе U_Г и на резисторе U_R, результат занесите в таблицу 3 вместе с частотой сигнала генератора. По формуле (5) определите индуктивность системы катушек L_об1 в случае сонаправленных полей. Результат занесите в таблицу 3.

7. Соберите схему изображенную на рис. 3б используя в качестве резистора R₂ (обратите внимание на последовательность соединения катушек согласно расположению точек). Определите напряжение на генераторе U_Г и на резисторе U_R, результат занесите в таблицу 3 вместе с частотой сигнала генератора. По формуле (5) определите индуктивность системы катушек L_об2 в случае полей направленных навстречу друг другу. Результат занесите в таблицу 3.

Таблица 1

№	R Ом	n кГц	UГ В	UR В	L1 мГн	< L1> мГн	D L1 мГн	e %

 

Таблица 2

№	R, Ом	n, кГц	UГ, В	UR, В	L2, мГн	< L2>, мГн	DL2, мГн	e, %

 

Таблица 3

№	R Ом	n кГц	UГ В	UR В	L мГн	L12 мГн
сонаправленные (рис.2а)					Lоб1 =
противоположно направленные (рис.2б)				Lоб2=

8. По данным таблицы 3, используя формулу (6), рассчитайте значение коэффициента взаимной индукции L₁₂. Результат занесите в таблицу 3.

Контрольные вопросы

1. Индуктивность в цепи переменного тока. Сдвиг фаз между колебаниями напряжения и тока. Индуктивное сопротивление.

2. Вынужденные колебания в RL – цепи. Напряжение на различных участках цепи.

3. Методы определения индуктивности.

4. Взаимная индукция. Метод определения коэффициента взаимной индукции в данной лабораторной работе.

 

Лабораторная работа № 5.22

Порядок выполнения работы

1. Соберите схему, приведенную на рисунке 1.

2. Установить частоту колебаний напряжения 20¸ 60 Гц, с помощью кнопки “F” на ЗГ1.

3. Рекомендуемые резистор и конденсатор RC-ячейки R₅ и С₄.

4. Установите максимальное напряжение ЗГ с помощью регулятора.

5. Переключить осциллограф в режим Х-Y («режим» и «+/-»). Установить коэффициент усиления по каналу I - 50мВ/дел («К_ус» и «+/-») и по каналу II - 25 мВ/дел («К_ус» и «+/-»).

6. Изменяя коэффициенты усиления («К_ус» и «+/-») по каналам I и II, и частоту генератора (регулятор «F» на ЗГ1), добейтесь устойчивого изображения петли гистерезиса. Добейтесь, чтобы петля имела максимальный размер, но не выходила за пределы экрана регулятором напряжения на звуковом генераторе. Расположите петлю так, чтобы ее центр совпадал с началом координат шкалы экрана (« « » и «↕ »).

7. Запишите значения К_х, К_у и n в таблицу 1. Рассчитайте коэффициенты a, b, c по формулам (4), (6), (8) и запишите в таблицу 1. Параметры трансформатора, емкости и сопротивления указаны на СЗ-ЭМ01. (S=0.64 см², l=7.8 см, N₁=1665, N₂=970, R₁=87 Ом, R₅=470 кОм, С₄ = 0, 47 мкФ.)

8. Измерьте координаты Х_с и Y_r пересечения петли гистерезиса с осями координат по экрану осциллографа. Пользуясь формулами (3) и (5) определите коэрцитивную силу Н_с и остаточную индукцию B_r. Запишите полученные значения в таблицу 1.

9. Измерьте координаты Х_m и Y_m, соответствующие вершинам петли гистерезиса. По формулам (3) и (5) определите соответствующие H_m и B_m. Полученные значения запишите в таблицу 1.

10. Уменьшая напряжение генератора регулятором «U» получите соответствующие им петли гистерезиса, повторите для каждого напряжения п. 9. Результаты измерений запишите в таблицу 2. Необходимо получить 7¸ 10 значений X_i и Y_i. Для удобства отсчета значений Х и Y можно воспользоваться режимом «Стоп».

11. По данным п.6 и п.7 постройте основную кривую намагничивания B=¦(H). По графику кривой намагничивания рассчитайте значения магнитной проницаемости для различных интервалов DН и постройте график m=¦(Н), относя конкретное значение m_i к среднему значению Н на соответствующем интервале.

 

Таблица 1

Кх

Ку

n

a

b

c

Хс

Yr

Xm

Ym

Br

Hc

Bm

Hm

В/дел

В/дел

Гц

А/м× дел

Тл/дел

мВт/дел2

дел

дел

дел

дел

Тл

А/м

Тл

А/м

Таблица 2

	Xi	Yi	Bi	Hi	DВ=Вi+1-Вi	DH=Hi+1-Hi	m
дел	дел	Тл	А/м	Тл	А/м
…
n

 

Контрольные вопросы

1. Ферромагнетики и их свойства. Доменная структура ферромагнетиков.

2. Явление магнитного гистерезиса.

3. Остаточная намагниченность и коэрцитивная сила ферромагнетика.

4. Определение напряженности магнитного поля в работе.

5. Определение магнитной индукции в работе.

 

Лабораторная работа № 5.27к

Явление взаимной индукции

Цель работы: ознакомиться с явлением взаимной индукции, определить эффективную ЭДС взаимной индукции.

Работа выполняется на ЭВМ.

 

Порядок выполнения работы

1. Открыть диалоговое окно, записать в таблицу 1 параметры установки.

2. Установить (по указанию преподавателя) эффективное значение силы тока I_1эф в первой катушке, значение I_1эф занести в таблицу 2.

3. Изменяя расстояние х между плоскостями контуров, измерить эффективное значение ЭДС взаимной индукции e_{2 эф} при одинаковых значениях силы тока. Данные занести в таблицу 2.

Рекомендуемые значения расстояния х: от 0 до 20 см с шагом 5 см или от 20 до 80 см с шагом 10 см.

Таблица 1

n	N1	N2	D1	d2
Гц	–	–	м	м

4. Проделать пункты 2 и 3 для другого значения силы тока I_1эф, отличающегося от первоначального значения на 3 – 4 мА. Результаты измерений занести в табл. 3.

5. Построить графики зависимости эффективной ЭДС e_{2 эф}(x) от расстояния х. Сделать выводы по графикам.

 

Таблица 2

I1 эф = ….. мА
№						….
х, м
e2 эф, мВ

 

Таблица 3

I1 эф = ….. мА
№						….
х, м
e2 эф, мВ

 

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление электромагнитной индукции? Сформулировать закон Фарадея для электромагнитной индукции.

2. Какова суть явлений взаимной индукции?

3. Дать понятие о потоке магнитной индукции и потокосцеплении.

4. Вывести формулу для ЭДС взаимной индукции для случая соосных контуров и гармонических колебаний.

 

Лабораторная работа № 5.28к

Порядок выполнения работы

Лабораторная установка представляет собой короткий соленоид, по оси которого перемещается небольшая измерительная катушка, включенная в цепь баллистического гальванометра

Положение измерительной катушки определяется координатой х, отсчитываемой от центра соленоида. В данной лабораторной работе изменение потокосцепления производится коммутацией (изменением направления) тока, протекающего по соленоиду.

1. В диалоговом окне «Сила тока» установить силу тока (по указанию преподавателя I=0, 05; 0, 1; 0, 15; 0, 2 А).

2. Установить в диалоговом окне «Координата Х» значение х=0 см.

3. Активировать «мышкой» коммутатор на схеме.

4. Заметить максимальный отброс указателя гальванометра b, дел., записать значения х и b в таблицу.

Повторить п.п.2, 3, 4, изменяя значение координаты Х (рекомендуемые значения 3, 5, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 17, 20 см).

Вычислить значения магнитной индукции В_эксп. по (5), где R=R_г, S=pd²/4, результаты занести в таблицу 1.

Параметры соленоида:

· диаметр соленоида D=20 см,

· длина соленоида L=20 см,

· плотность намотки n=2× 10³вит/м.

Параметры измерительной катушки и баллистического гальванометра:

· диаметр d=1 см, число витков N=300 вит.,

· сопротивление гальванометра R_г=20 Ом,

· чувствительность гальванометра С_q=9, 5× 10^-9Кл/дел.

Построить график теоретической зависимости В_теор=В(х), рассчитав по (7) значения В_теор. и записав их в таблицу.

Нанести экспериментальные значения магнитной индукции на график. Сравнить зависимости и сделать вывод.

 

Таблица 1

Х, см	b, дел	Вэксп., Тл	Втеор., Тл
× × ×

 

Контрольные вопросы

1. Закон Био – Савара и принцип суперпозиции для магнитного поля.

2. Магнитное поле на оси кругового тока.

3. Расчет магнитного поля на оси короткого соленоида.

4. Баллистический метод измерения магнитной индукции.

5. Чувствительность баллистического гальванометра, вычисление магнитной индукции в работе.

 

Лабораторная работа № 5.29к

Порядок выполнения работы

1. В диалоговом окне " Расчет напряжения на емкости" выбрать сопротивление цепи R и ЭДС источника e₀.

2. Получить график зависимости напряжения на конденсаторе U_c от времени (клавиша " Нарисовать" ), выбрав подходящим образом интервал времени t.

3. Исследовать качественно характер зависимости напряжения U_c от времени при разных значениях сопротивления цепи R, сделать вывод.

4. Исследовать качественно характер зависимости напряжения U_c от времени при разных значениях внутреннего сопротивления источника r, сделать вывод.

5. Определить по графику зависимости U_c = f(t) для одного из значений сопротивления цепи R₁ при r = 0 не менее 5 – 7 значений U_c для разных значений времени t, данные занести в таблицу 1.

6. Повторить п. 5 для двух других значений R результаты измерений занести в таблицу 1.

7. По данным таблицы построить графики зависимости ln(e₀ – U_c) от времени t для каждого сопротивления R; убедиться, что зависимости носят линейный характер.

8. По графикам, используя формулы (7) и (4), рассчитать значения t_i для R₁ R₂ R₃ и С_i.

9. Определить среднее значение емкости конденсатора < C> и относительную погрешность e_c.

 

Таблица 1

12345

Поделиться:

Популярное:

1. Автоматизизация большого развлекательного комплекса.
2. Авторские жанровые наименования в составе заголовочного комплекса, их функции
3. Анализ конкурентных преимуществ и недостатков гостиничного комплекса «Старая Россия»
4. Базовые понятия учебного курса «Социология физической культуры и спорта»
5. Блок 9. Изучение формы распределения
6. Богословие и критическое изучение Библии
7. Вопрос 2. Изучение и прогнозирование покупательского спроса.
8. Восприятие учебного материала на лекции
9. Вузов России в качестве учебного пособия
10. Выбор комплекса задач обеспечения информационной безопасности и защиты информации исходя из выполняемых предприятием задач и существующих рисков.
11. Глава 1 Предпосылки становления нефтегазового комплекса Китая
12. Глава 1. Изучение темы «Измерение информации»