К выполнению лабораторных работ.

Стр 1 из 8Следующая ⇒

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

ФИЗИКА

для специальностей среднего профессионального образования

технического профиля

13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»

15.02.08 «Технология машиностроения»

11.02.01«Радиоаппаратостроение»

09.02.03 «Программирование в компьютерных системах»

07.02.01 «Архитектура»

08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

Владимир

Методические рекомендации

К выполнению лабораторных работ.

Общие положения.

Лабораторные работы выполняются в рамках рабочей программы по дисциплине «физика».

Перед выполнением лабораторных работ необходимо иметь допуск. Для допуска необходимо:

1. На листах записать:

-название работы

-цель работы

-приборы и оборудование

-сделать рисунок оборудования и (или) схему

-кратко описать ход работы

-начертить таблицу, в которой должны быть отмечены все физические величины, которые придется измерять и вычислять (в том числе и промежуточные), с указанием единиц их измерения.

Приступая к выполнению лабораторной работы, следует придерживаться следующей последовательности действий:

1. определить цену деления всех имеющихся приборов, с которыми придется работать;

2. определить абсолютные погрешности показаний этих приборов (правила вычисления погрешностей смотри в приложении 2);

3. определить абсолютные погрешности всех заранее известных величин и констант;

4. точно следуя порядку действий, указанных в ходе работы, произвести измерения, результаты занести в таблицу;

5. приступить к расчетам, используя правила подсчета цифр (правила подсчёта смотри в приложении 1);

6. подсчитать абсолютную и относительную погрешности искомой физической величины (величин) – см. приложение 2;

7. записать окончательный результат с учетом абсолютной и относительной погрешностей;

8. отталкиваясь от названия и цели работы, сделать вывод. Вывод пишется от третьего лица единственного или множественного числа в зависимости от количества физических величин в окончательном результате. Следует также проверить, является ли найденная вами величина табличным значением. Если это так, то найденную вами величину необходимо будет сравнить со значением, взятым из учебника. При этом разность между табличным значением и найденной величиной должна быть по модулю меньше или равна абсолютной погрешности, взятой из окончательного результата. В противном случае нужно выполнить работу заново: начертить новую таблицу, произвести необходимые измерения и т.д.

Защита лабораторных работ проводится по контрольным и дополнительным вопросам из темы лабораторной работы, поэтому при подготовке рекомендуется изучить данную тему по курсу лекций или учебнику.

По завершении курса лабораторные работы сдаются преподавателю.

Лабораторная работа № 1.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА

Цель работы: определить ускорение тела по его перемещению и времени движения.

Оборудование: секундомер с датчиками, направляющая рейка, каретка, грузы, штатив с лапкой, пластиковый коврик.

Теория: В работе измеряют ускорение каретки, с которым она движется вдоль направляющей рейки вниз без начальной скорости. Из уравнения для равноускоренного прямолинейного движения следует, что в этом случае перемещение каретки, ускорение и время движения связаны соотношением: , откуда (1).

Следовательно, чтобы определить ускорение, достаточно измерить перемещение и время, затраченное на это перемещение. Перемещение определяют по разности конечной и начальной координат шарика, время движения - секундомером.

Ход работы:

1. Установите каретку наверху в упор на направляющей рейке и придерживайте её рукой.

2. Один из датчиков от секундомера установите настолько близко к каретке, как только возможно, т.е. так, чтобы ещё не срабатывал счётчик секундомера. Второй датчик установите ниже.

3. Измерьте расстояние между датчиками.

4. Отпустите каретку. При прохождении каретки мимо первого датчика секундомер включается, при похождении второго – выключается. Снимите показания секундомера.

5. Вычислите среднее значение ускорения на заданном участке пути.

6. Опыт проделать 3-4 раза, устанавливая второй датчик на разных расстояниях от первого.

7. Вычислите относительную и абсолютную погрешность.

8. Данные измерений и расчетов занесите в таблицу.

№ опыта	х₁, мм	х₂, мм	s, м	t, c	t_ср, с	а_ср, м/с²	Относительная погрешность ε, %

В таблице: х₁, - координата начального положения каретки; х₂ -координата конечного положения каретки; s - перемещение каретки; t - время её движения; t_cp - среднее время движения; а_ср - ускорение каретки, рассчитанное по формуле (1).

Контрольные вопросы:

В каком случае ускорение тела считается постоянным?
Куда направлено ускорение при равноускоренном (равнозамедленном) движении тела?
Найдите начальную координату, начальную скорость, ускорение и постройте график зависимости скорости от времени, если движение тела задано уравнением: х=-4+3t+8t².

Лабораторная работа №2.

ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ТЕЛА

Метод отрыва капель.

Опыт осуществляют с бюреткой, в которой находится исследуемая жидкость (рис. 1, а). Открывают кран бюретки так, чтобы из бюретки медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли сила тяжести её P=m _k ∙ g равна силе поверхностного натяжения, граница свободной поверхности - окружность шейки капли (АВ на рис. 1, б). Следовательно, F=m _k ∙ g l=π d .; σ =m_k∙ g/(π d ). Опыт показывает, что d =0, 9d , где d —диаметр канала узкого конца бюретки.

Ход работы:

1. Собрать установку по рис. 1, a и наполнить бюретку водой.

2. Измерить диаметр канала узкого конца бюретки, для этого ввести до упора в канал (Рис. 1) бюретки иглу соответствующей толщины, заметить то место, до которого она вошла, и микрометром измерить диаметр иглы в отмеченном месте. Измерения микрометром повторить несколько раз, поворачивая при этом иглу на определенный угол. Если результаты измерения будут различаться, взять их среднее значение.

3. Определить массу пустого сосуда для сбора капель, взвесив его.

4. Подставить под бюретку сосуд, в котором была вода, и, плавно открывая кран, добиться медленного отрывания капель (капли должны падать друг за другом через 1-2 с).

5. Под бюретку с отрегулированными каплями подставить взвешенный сосуд и отсчитать 100 капель.

6. Измерив массу сосуда с каплями, определить массу капель.

7. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.

8. Вычислить поверхностное натяжение по формуле

9. Опыт повторить 1—2 раза с другим количеством капель.

10. Найти среднее значение σ ; сравнить полученный результат с табличным значением поверхностного натяжения с учетом температуры.

11. Определить относительную погрешность методом оценки результатов измерений.

Номер опыта	Масса	Число капель, n	Диаметр канала бюретки d, м	Поверхностное натяжение σ, Н/м	Среднее значение поверхностного натяжения σ _ср, Н/м	Табличное значение поверхностного натяжения σ табл, Н/м	Относительная погрешность σ, %
пустого сосуда m₁, кг	сосуд с каплями m₂, кг	Капель m, кг

2. Капиллярный метод

Капиллярность – явление подъема или опускания жидкости в сосудах с малым внутренним диаметром. При равновесии жидкости в капилляре сила поверхностного натяжения уравновешивает силу тяжести mg = σ 2π R. Масса столба жидкости равна m = ρ V = ρ π R²h. Исходя из условия равновесия жидкости в капилляре σ = ρ ghR/2.

Ход работы:

1. Измерьте внутренний диаметр капиллярной трубки штангенциркулем, воткнув туда иголку до упора и отметив её положение над трубкой в этом месте.

2. Опустите капиллярную трубку в сосуд с подкрашенной водой и измерьте высоту поднятия жидкости.

3. Определите коэффициент поверхностного натяжения воды и сравните его с табличным значением 0, 072 Н/м.

Контрольные вопросы.

Почему поверхностное натяжение зависит от вида жидкости?
Почему и как зависит поверхностное натяжение от температуры?
В двух одинаковых пробирках находится одинаковое количество капель воды. В одной пробирке вода чистая, в другой — с прибавкой мыла. Одинаковы ли объемы отмеренных капель? Ответ обоснуйте.
Изменится ли результат вычисления поверхностного натяжения, если опыт проводить в другом месте Земли?
Почему в варианте 1: а) рекомендуется проводить измерения для возможно большего числа капель? б) следует добиваться медленного падения капель?
Какие вещества называются поверхностно-активными (ПАВ) и почему?
Какого диаметра должны быть капилляры, поднимающие воду с глубины 2 м на высоту 3 м в дереве?
Каковы свойства тел в жидком состоянии?

Лабораторная работа №5.

Ход работы:

1. Трубку плотно, виток к витку, уложить внутрь стакана калориметра. Кран, который расположится при этом вблизи дна, предварительно закрыть. Верхний кран оставить открытым.

2. Налить в калориметр нагретую до 55 – 60°С воду так, чтобы открытый кран оказался погруженным в нее не более чем на 5-10 мм.

3. Когда температура воздуха сравняется с температурой теплой воды, выделение пузырьков прекратится. Это состояние воздуха в трубке принимают за исходное. Температуру воздуха в исходном состоянии T₁ можно определить, если измерить температуру воды в стакане.

4. Затем открытый конец трубки закрыть и перенести трубку в холодную воду. Газ охлаждается и сжимается, и под действием атмосферного давления вода поступает в трубку. Таким образом, условия изобарного процесса выполнены: m=const и p=const. Определить T₂в холодной воде.

5. Поскольку V=S∙ l, S-сечение трубки, l-высота столба воздуха в ней, то , где l₁-начальная высота столба воздуха(равная длине трубки); l₂- конечная (меньше длины трубки на длину столба залившейся воды).

6. Измерить линейкой длину столба воздуха l₁ и l₂.

7. Рассчитать соотношения:

2. Полученные результаты занести в таблицу:

Номер опыта	t_1,º C	t₂, º C	l₁, м	l₂, м	T₁, K	T₂, K	C_l	C_T	ε , %

3. Вычислить относительную погрешность по формуле:

Контрольные вопросы:

1. Что называют идеальным газом?

2. Каков простейший механический аналог модели «идеальный газ»?

3. Что характеризуют микропараметры и макропараметры идеального газа? Приведите примеры параметров.

4. Какие процессы называют изопроцессами?

5. Охарактеризуйте изопроцессы по плану: а) какой параметр процесса постоянен; б) формула (закон) процесса; в) формулировка закона; г)график процесса д) как на опыте осуществить процесс?

Лабораторная работа №7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ И АБСОЛЮТНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Цель работы: определить абсолютную и относительную влажность воздуха.

Оборудование: два термометра на подставке и (или) психрометр, дистиллированная вода, психрометрическая таблица.

Теория:

Плотность водяного пара , находящегося в воздухе, или давление пара - называют абсолютной влажностью воздуха.

Но степень влажности чаще оценивается относительной влажностью . Относительную влажность измеряют числом, показывающим, сколько процентов составляет абсолютная влажность от плотности водяного пара , нужной для насыщения воздуха при имеющейся у него температуры:

(1), или (2)

Или, относительная влажность измеряется числом, показывающим, сколько процентов составляет абсолютная влажность от давления водяного пара насыщающего воздух при имеющейся у него температуре:

Санитарные требования температуры и влажности:

в классе - 18-20^оС, 40-60%; в жилой комнате - зимой 20-22^оС (оптимальная), 45-30%, (допустимая 60%); летом – температура 22-25^оС и допустимая влажность 65%.

Ход работы

1. Конец термометра 2 обернуть марлей, смоченной в дистиллированной воде.

2. Когда температура смоченного термометра перестанет изменяться, запишите показания обоих термометров в таблицу.

3. Пользуясь психрометрической таблицей определить относительную влажность воздуха.

4. Выразить из формулы (1) и (2) абсолютные влажности и .

5. Пользуясь таблицей, определить давление и плотность насыщенного водяного пара при температуре сухого термометра .

6. Определить относительную погрешность измерения .

7. Определить абсолютную погрешность , .

8. Записать окончательный результат. Сделать вывод.

Показания сухого термометра	Показания влажного термометра	Разность показаний	Относительная влажность	Абсолютная влажность ρ _а (кг/м³)

Контрольные вопросы:

1. Что называют относительной и абсолютной влажностью воздуха?

2. Какие приборы используются для определения влажности?

3. Температура смоченного термометра понижается. Находится ли степень понижения в зависимости от влажности воздуха?

4. В каком случае разность показаний сухого и смоченного термометров больше: когда воздух суше или когда он более влажен?

5. Что называется точкой росы?

6. Почему абсолютную влажность можно измерять двумя величинами?

7. Сравните полученные результаты с санитарными требованиями температуры и влажности.

Лабораторная работа №8.

Теория.

Конденсатор – незаменимый элемент в электронной технике. Он состоит из 2х электродов – обкладок, разделённых тонким слоем диэлектрика. Прибор обладает способностью накапливать и хранить электрический заряд, которым даже можно обездвиживать преступников и проводить точечную сварку металлов. Однако первые конденсаторы (Лейденские банки) использовались как элементы представлений. Например, для увеселения Людовика XV аббат Нолле заставил 180 мушкетеров взяться за руки, а первого и последнего – коснуться выводов батареи Лейденских банок. Каждого из них ударило током. Король очень смеялся. Но после того, как следующим ударом аббат убил воробья, король удалился с представления.

Практически во всех современных электрических приборах используются конденсаторы, в основном керамические и электролитические (полярные).

Важнейшей характеристикой любого конденсатора является его электрическая емкость C – физическая величина, равная отношению заряда q конденсатора к разности потенциалов U между его обкладками: C=q/U. Выражается в СИ в фарадах (Ф). Емкость конденсатора можно определить опытным путем.

При параллельном включении конденсаторов их общая ёмкость равна сумме ёмкостей каждого из них , а при последовательном подключении суммируются величины, обратные ёмкости

Сопротивление конденсатора электрическому току зависит от его частоты , т.о. при нулевой частоте (постоянном токе) сопротивление конденсатора стремиться к бесконечности, а при увеличении частоты – к нулю.

Ход работы.

1. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке.

2. Конденсатор зарядить; для этого соединить его (переключателем) на короткое время с источником электрической энергии. Светодиод сначала плавно загорится, а по мере зарядки конденсатора погаснет, т.к. ток в цепи будет равен нулю.

3. Отпустите кнопку и замкните выключатель. Стрелка гальванометра сильно отклонится, а затем ещё более плавно вернётся к нулю.

4. Постройте графики зависимости напряжения и тока от времени (U(t) и I(t)).

Дополнительное задание.

1. Соберите схему

2. Замкните и удерживайте кнопку, пока напряжение на конденсаторах не сравняется с напряжением батареи. В данной схеме вольтметр (гальванометр + доб.резистор 10 кОм) имеет диапазон измерений 0-3 В.

3. После отпускания кнопки конденсаторы начнут разряжаться с постоянной времени . Засеките время полной разрядки батареи конденсаторов.

4. Отсоедините конденсатор 470 мкФ.

5. Зарядите конденсатор.

6. Отпустите кнопку и засеките время новой разрядки .

7. Рассчитайте общую ёмкость батареи конденсаторов, используя .

8. Проверьте расчёты, используя формулу для нахождения общей ёмкости при параллельном соединении.

9. Произведите сопоставление, насколько пропорционально уменьшение ёмкости и уменьшения времени разрядки

10. Сделайте вывод.

Контрольные вопросы:

1. Конденсатор в переводе – сгуститель. По какой причине прибору дано такое странное название?

2. В чем сущность указанного метода определения емкости конденсатора?

3. Объяснить, можно ли соотношение C = q/U прочесть так: емкость конденсатора прямо пропорциональна его заряду и обратно пропорциональна напряжению между его обкладками?

4. Почему емкость конденсатора постоянна?

5. От чего и как зависит емкость простейшего конденсатора? Запишите формулу этой емкости.

6. 6.Определите заряд батареи конденсаторов, соединенных так, как показано на рис. 14. Емкость каждого конденсатора (в мкФ) указана на рисунке.

Лабораторная работа №11.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА ПРОВОДНИКА

Цель работы: Определить удельное сопротивление материала, из которого изготовлена проволока.

Оборудование: проволока из материала с большим удельным сопротивлением, амперметр, вольтметр, линейка, источник постоянного напряжения, соединительные провода, ключ.

Теория:

Сопротивление определяется материалом проволоки, её длиной и площадью поперечного сечения.

ρ -удельное сопротивление материала, R- сопротивление проволоки, l - её длина, S- площадь её сечения.

Длину проволоки легко измерить линейкой. Площадь сечения находится через её диаметр d:

Поскольку диаметр мал, то непосредственно линейкой его измерить трудно. Поэтому можно воспользоваться следующим способом. На линейку наматывают N витков проволоки и измеряют толщину полученного мотка z.

Тогда диаметр равен:

Ход работы:

Последовательно определить следующие величины. Данные занести в таблицу.

1. Длина реостата z

2. Число витков N

3. Диаметр проволоки

4. Площадь поперечного сечения S=

5. Выписать с нижней стороны реостата его сопротивление в Омах.

6. Удельное сопротивление

7. Абсолютную погрешность

8. Относительную погрешность измерений

Записать доверительный интервал и определить по таблице, из какого материала изготовлена проволока, выписав все значения, попадающие в интервал.

z	l, м	N	ρ _таб, Ом∙ м	I, А	U, В	d, м	S, м²	R, Ом	ρ, Ом∙ м	ε, %

Контрольные вопросы:

1.Что называется удельным сопротивлением проводника, чем оно отличается от сопротивления участка цепи R?

2.Чем обусловлено сопротивление проводников? От чего оно зависит?

3. Нарисуйте графики зависимости сопротивления проводников и полупроводников от температуры. Как изменяются сопротивлениядиода и резистора при увеличении температуры на 10 ⁰С?

4. Найдите площадь поперечного сечения алюминиевого провода длиной 0, 5 км, имеющего сопротивление 7 Ом.

Лабораторная работа №12.

ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ.

Цель работы: научиться соединять проводники последовательно и параллельно.

Оборудование: электронный конструктор «Знаток», источник электроэнергии, резисторы (проволочные спирали на панелях с клеммами, сопротивление каждого резистора указано на панели), амперметр постоянного тока, вольтметр постоянного тока, реостат ползунковый, ключ, соединительные провода.

Теория:

Потребители электрической энергии – электрические лампочки, электронагревательные приборы, провода и т. п. – обладают определенным сопротивление, поэтому их часто называют «проводниками» или резисторами. Обычно электрическая цепь состоит из нескольких резисторов, соединенных последовательно, параллельно или смешанно. Для простоты расчета электрических цепей резисторы мысленно заменяют одним, при включении которого режим цепи не нарушается, т.е. сила тока и напряжение остаются прежними. Сопротивление этого резистора называют эквивалентным общему сопротивлению нескольких резисторов, образующих цепь.

Ход работы:

Лабораторная работа №13.

Лабораторная работа №14.

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ .

Цель работы: Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на ее зажимах.

Лабораторная работа №15.

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ.

Цель работы: Изучить работу и свойства полупроводникового диода, биполярного транзистора и тиристора.

Оборудование: полупроводниковый диод, биполярный транзистор, тиристор,

реостат, миллиамперметр, вольтметр, источник постоянного напряжения, соединительные провода, ключ.

Теория:

Диод - полупроводниковый прибор, имеющий два вывода, положительный-анод и отрицательный-катод. Основу выпрямительного диода составляет электронно-дырочный переход (p-n переход).

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) прибора - это зависимость силы тока через прибор от напряжения, приложенного к нему. ВАХ диода состоит из двух участков: один соответствует включению диода в прямом направлении; другой – в обратном.

Практически все компактные электронные приборы питаются постоянным током. Переменное сетевое напряжение преобразуется в постоянное с помощью адаптеров, главной частью которых являются диодные мосты и сглаживающие фильтры.

Ход работы:

1. Соберите электрическую цепь. Установить движок реостата на max.

2. Замкните ключ.

3. Снимите показания силы тока и напряжения. Занесите показания в таблицу.

4. Перемещая движок реостата, снимите ещё показания 2-4 раза.

№ опыта
Сила тока I, мА
Напряжение U, В

5. Постройте график зависимости I=f(U).

Транзисторы

Транзисторы – полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзисторы делятся на биполярные и униполярные (полевые). В первом типе носителями зарядов являются и электроны, и дырки, а во втором типе – либо электроны, либо дырки. Биполярный транзистор имеет 3 вывода: эмиттер (источник), коллектор (сборщик) и базу (распределитель); его основу составляют 2 p-n перехода.

Проверить усилительную функцию транзистора можно с помощью схемы, например, на n-p-n транзисторе.

Ход работы:

1. Соблюдая полярность, соберите схему, установив движок реостата в крайнее верхнее положение. При этом на базе транзистора будет «+» потенциал и он будет закрыт. Резистор 100 Ом присоедините к контактам гальванометра, это превратит его в миллиамперметр с диапазоном 0-3 мА. Плавно перемещая движок реостата, можно увидеть, что ток базы не превышает 3 мА, а лампа начинает светиться, хотя для этого необходим ток порядка 200 мА. Поэтому при изучении транзисторов проводят аналогию между ним и водопроводным краном.

Тиристор – это полупроводниковый прибор, содержащий 3 p-n перехода, и имеющий 3 вывода: анод, катод и вывод управления.

Для того, чтобы тиристор проводил ток, необходимо к выводу управления приложить положительный импульсный сигнал. Для выключения тиристора необходимо снять напряжения с анода.

Одно из основных применений тиристоров – коммутация больших токов. Примерно 30% всей электроэнергии в мире проходит через тиристоры, позволяя добиться значительной экономии.

Ход работы:

1. Соблюдая полярность, соберите схему и замкните ключ.

2. Дотроньтесь влажным пальцем до сенсорной пластины. Это сгенерирует импульс тока менее 1 мА.

3. Убедитесь, что лампа, потребляющая ток более 200 мА горит, т.е. тиристор многократно усиливает ток.

Контрольные вопросы:

1. В чем различие проводимости проводников и полупроводников? Собственной и примесной проводимости полупроводников?

2. Как объяснить уменьшение удельного сопротивления полупроводника при уменьшении температуры?

3. Что показывает вольт-амперная характеристика диода?

4. Что общего между диодом и ниппелем на футбольном мяче?

5. При какой полярности подключения будет открыт p-n-p транзистор? N-p-n?

Лабораторная работа №16.

Лабораторная работа №17.

Лабораторная работа №18.

СБОРКА И НАСТРОЙКА ПРОСТЕЙШЕГО РАДИОПРИЁМНИКА.

Цель работы: С помощью электронного конструктора «Знаток», собрать и настроить простейший радиоприёмник FM-диапазона.

Оборудование: электронный конструктор «Знаток».

Теория:

Радиоприёмником называют устройство, позволяющее принимать высокочастотные модулированные колебания.

Принципы радиосвязи заключаются в следующем. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстроменяющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было создание в 1913 г. генератора незатухающих электромагнитных колебаний. Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов («точки» и «тире») электромагнитных волн, стала возможной надежная и высококачественная радиотелефонная связь — передача речи и музыки с помощью электромагнитных волн.

Ход работы:

1. Пользуясь схемой, собрать радиоприёмник и показать преподавателю.

2. Настроить радиоприёмник и продемонстрировать его работу.

Контрольные вопросы:

1. Каково назначение антенны и заземления? Какова роль детектора?

2. Объясните принцип действия собранного вами приёмника.

3. Каково соотношение между длиной, частотой и скоростью распространения радиоволны?

Лабораторная работа №19.

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ГЕНЕРАТОРА.

Цель работы: С помощью электронного конструктора «Знаток» изучить работу электромотора и генератора переменного тока.

Оборудование: электронный конструктор «Знаток».

Теория:

Электродвигатель (электромотор) – машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Основной его характеристикой является мощность. Существуют электродвигатели постоянного и переменного тока. Область применения двигателей постоянного тока - дворники автомобиля, стеклоподъёмники, аккумуляторные дрели, игрушки, плееры, DVD-проигрыватели, роботы, бытовая техника.

Его действие основано на взаимодействии полюсов постоянного магнита и электромагнита - рамки (катушки) с током. При протекании тока по катушке у неё образуются северный и южный полюсы, которые взаимодействуют с полюсами магнита. Рамка начинает поворачиваться и с помощью коллектора проскакивает положение равновесия, при этом коллектор меняет направление тока в рамке – меняются полюсы электромагнита и снова одноимённые полюсы начинают отталкиваться, а разноимённые – притягиваться. Т.о., пока присутствует напряжение питания, двигатель вращается.

Простейший коллектор представляет собой 2 металлических полукольца, жёстко скрепленные с рамкой (обмоткой) и осью. Роль коллектора заключается в переключении направления тока на противоположное при постоянном токе питания двигателя от батареи конденсаторов (аккумулятора).

Электрогенератор – Электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Существуют электрогенераторы постоянного и переменного тока. Область применения: автомобили – для зарядки аккумулятора и питания бортовой сети, бензиновые и дизельные миниэлектростанции и т.д.. Принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции – когда в проводнике, пересекающем линии магнитного поля, возникает электрический ток, называемый индукционным.

Внешний механический привод вращает рамку в поле магнита и в ней индуцируется ток. Дважды за период ток будет менять своё направление, но благодаря коллектору, столько же раз меняются полукольца у каждой щётки, и ток на выходных клеммах будет течь в одном направлении. Выходящий однополярный ток превращают в постоянный с помощью стабилизатора напряжения и сглаживающего фильтра. Чем выше скорость вращения рамки, тем больше отдаваемый ток.

Если в генераторе используется не один коллектор из 2х полуколец, а 2 кольцевых коллектора, то на выходе возникает переменный синусоидальный ток.

Подвижная часть электродвигателя и электрогенератора (обмотка, коллектор и сердечник) называется ротором, а неподвижная (магниты и корпус с держателями оси) – статором. Для усиления крутящего момента и плавности хода делают несколько многовитковых обмоток и помещают их на сердечник сложной формы.

Ход работы:

1. Соблюдая полярность, соберите схему 1.

2. Замкните кнопку и держите 5 секунд, затем отпустите.

3. Измерьте высоту взлёта пропеллера.

4. Соблюдая полярность, соберите схему 2.

5. Повторите п.2-3.

6. Сделайте вывод о зависимости высоты подъёма пропеллера и скорости электродвигателя от напряжения питания.

7. Соблюдая полярность, соберите схему.

8. Быстро вращайте ось по часовой стрелке.

9. Поменяйте полярность подключения. Добейтесь возникновения тока в цепи.

10. Сделайте вывод о влиянии направления вращения оси на возникновение тока в цепи.

11. Соблюдая полярность, соберите схему.

12. Замкните выключатель. Опишите поведение лампы накаливания на 300 мА.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒