WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

«Физический практикум Часть 2 Методические указания к лабораторным работам по электромагнетизму Тверь 2012 УДК 537.8 (075.8) ББК 22.33.я7 Приведены описания экспериментальных ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тверской государственный технический университет

Кафедра прикладной физики

Физический практикум

Часть 2

Методические указания к лабораторным работам

по электромагнетизму

Тверь 2012

УДК 537.8 (075.8)

ББК 22.33.я7

Приведены описания экспериментальных установок, методов и порядка проведения лабораторных работ; методика обработки результатов экспериментов, соотношения между внесистемными единицами и единицами СИ, а также множители и приставки для образования десятичных, кратных и дольных единиц (их наименования вынесены в приложения). В конце каждого описания работы даны рекомендуемая литература и контрольные вопросы для подготовки к выполнению лабораторной работы и ее защиты.

Предназначены для студентов, выполняющих лабораторные работы по разделу «Электричество и магнетизм» курса общей физики.

Рекомендованы к печати кафедрой физики (протокол № 9 от 11 мая 2012 г.).

Составители: В.М. Алексеев, А.Н. Болотов, А.Ф. Гусев, В.В. Измайлов, А.В. Мишина, Ю.И. Морозова, В.Е. Никишин, В.В. Новиков, О.О. Новикова, М.В. Новоселова.

Под редакцией В.М. Алексеева.

Рецензент: С.Р. Испирян.

© Тверской государственный технический университет,

ОГЛАВЛЕНИЕ

Лабораторная работа № 3-1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ…

Лабораторная работа № 3-2. ИССЛЕДОВАНИЕ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ МЕТОДОМ

МОДЕЛИРОВАНИЯ………………………………………………………… Лабораторная работа № 3-3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА…………………………………………………………………. Лабораторная работа № 3-4. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ САМОИНДУКЦИИ………………………………

Лабораторная работа № 3-5. ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ………………………………………… Лабораторная работа № 3-6. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОБОДНЫХ И ВЫНУЖДЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ……………........ Приложения ………………………………………………………………….. Лабораторная работа № 3-

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Цели работы: ознакомление с электроизмерительными приборами, измерение напряжения, измерения с помощью электронного осциллографа.

Приборы и принадлежности: электронный осциллограф, генератор звуковой частоты, набор проводов, вольтметр.

Типы электроизмерительных приборов Объектом электрических измерений являются все электрические и магнитные величины: сила тока, напряжение, мощность, магнитный поток, сопротивление, индуктивность и т.д. По принципу измерения электрические приборы делятся на два типа:

1. Приборы сравнивания, в которых измеряемая величина сравнивается с эталоном. Простейший пример прибора сравнивания – рычажные весы, на которых измеряемая масса сравнивается с массой эталонной гири. Из электрических приборов к приборам сравнения относятся, например, мосты для измерения сопротивлений, емкостей и индуктивностей, потенциометры постоянного тока для измерения ЭДС и напряжения.

2. Приборы непосредственной оценки, показывающие численное значение измеряемой величины непосредственно на шкале или циферблате.

Примером могут служить различные вольтметры, амперметры, ваттметры.

По принципу действия электроизмерительные приборы непосредственной оценки подразделяются на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, электронные.

Цена деления и чувствительность электроизмерительного прибора Ценой деления электроизмерительного прибора С называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение стрелки прибора на одно деление шкалы. В общем случае цена деления зависит от используемого диапазона шкалы прибора (dХ) и числа делений в этом диапазоне (dN):

dX, (1) C= dN а для равномерной шкалы прибора X max, (2) C= Nш где Хmaх – предел измерений (максимальное значение величины, измеряемое прибором); Nш – число делений шкалы.

Прежде чем приступить к каким-либо измерениям электроизмерительным прибором, нужно выбрать и установить предел измерений и рассчитать цену одного деления шкалы данного прибора.

Например, выбран и установлен на вольтметре предел измерения напряжения 3 В, максимальное количество делений на шкале 30, т.е. Х = 3 В, = 30. Тогда С = 3 / 30 = 0,1 В/дел.

Чувствительностью электроизмерительного прибора называется число делений, приходящихся на единицу измеряемой величины. Это есть величина, обратная цене целения прибора. Для неравномерной шкалы для равномерной шкалы S = Nш / Xmax. Размерность [S] = [C–1] = дел/В.

Чем больше чувствительность, тем точнее прибор. Простейшие приборы имеют неизменную цену деления. Более удобны в работе многопредельные приборы, цена деления которых может меняться, например, ампервольтметры или тестеры, предназначенные для измерения нескольких электрических величин (тока, напряжения и сопротивления) на нескольких пределах измерения, т.е. с разной ценой деления.

Погрешности электроизмерительных приборов Измеряя какую-либо физическую величину с помощью прибора, мы неизбежно допускаем погрешность. Одна из причин погрешности измерения – недостатки самого прибора (трение, разбаланс и т.д.). Поэтому все электроизмерительные приборы снабжены указаниями о вносимых ими погрешностях измерения.

Абсолютная погрешность X есть разность между измеренным Х и неизвестным действительным значением Хист измеряемой величины.

Относительная погрешность Е – отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, выраженное в процентах:



Так как величина Х неизвестна, то практически относительная погрешность определяется по формуле У стрелочных электроизмерительных приборов абсолютная погрешность обычно постоянна вдоль шкалы, следовательно, относительная погрешность наибольшая в начале шкалы и наименьшая в конце. Поэтому рекомендуется так выбирать пределы измерения прибора, чтобы отсчитывать показания во второй половине шкалы, ближе к ее концу.

Поскольку относительная погрешность электроизмерительного прибора – переменная величина, она не может применяться в качестве характеристики точности прибора. Для характеристики точности стрелочных приборов вводят приведенную погрешность.

Приведенная погрешность Епр – отношение абсолютной погрешности измерения к пределу измерения Хmах, выраженное в процентах:

Например, если абсолютная погрешность амперметра X = 0,1 А, а предел измерения этого амперметра Хmах = 10 А, то Епр = 10 100% = 1%.

По величине приведенной погрешности все электроизмерительные приборы относят к определнному классу точности. Существует восемь классов точности электроизмерительных приборов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5;

2,5; 4. Показатель класса точности определяет приведенную погрешность прибора в процентах. Так, амперметр класса точности 1,5 с пределом измерения 5 А имеет в любом месте шкалы абсолютную погрешность Класс точности прибора указывается на шкале. Некоторые другие условные обозначения на шкалах приборов:

Прибор магнитоэлектрической системы.

Прибор электромагнитной системы.

— Прибор постоянного тока.

Прибор переменного тока.

Рабочее положение шкалы – горизонтальное.

Рабочее положение шкалы – вертикальное.

1,5 Класс точности прибора.

Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 2 кВ.

Электронный осциллограф представляет собой универсальный электроизмерительный прибор с электростатическим отклонением, предназначенный для исследования переменных быстропротекающих во времени процессов. С помощью осциллографа можно наблюдать и измерять переменное во времени напряжение, силу тока, сравнивать частоты и амплитуды переменного напряжения, определять период изменения электрических величин, измерять малые промежутки времени и т.д. Главными достоинствами осциллографа является его высокая чувствительность и практическая безынерционность, что позволяет исследовать процессы длительностью до 10 -6…10-8 с.

Основной частью всех электронных осциллографов является электроннолучевая трубка, на экране которой возникает изображение изучаемого процесса.

Электронно-лучевая трубка состоит из откаченной до высокого вакуума стеклянной колбы (рис. 1). Экран электронно-лучевой трубки покрыт флюоресцирующим веществом, светящимся под ударами электронов.

1 – подогреватель катода; 2 – катод; 3 – управляющий электрод; 4 – первый (фокусирующий) анод; 5 – второй анод; 6 – вертикально отклоняющие пластины; 7 – горизонтально отклоняющие пластины; 8 – экран Система электродов 1–5, позволяющая получать узкий пучок электронов, называется электронной пушкой. Источником электронов служит нагретый подогревателем катод.

Интенсивность электронного пучка, а следовательно яркость светящегося пятна на экране регулируются изменением отрицательного относительно катода потенциала на управляющем электроде. Ускорение электронов и их фокусировка осуществляются системой двух анодов, выполненных в виде полых металлических цилиндров и образующих так называемую электростатическую линзу. Разность потенциалов между катодом и первым анодом – порядка нескольких сотен вольт, между катодом и вторым анодом – порядка нескольких тысяч вольт.

Отклоняющая система электронно-лучевой трубки Отклонение электронного луча в электронно-лучевой трубке осуществляется системой вертикально и горизонтально отклоняющих пластин (рис. 2).

Рис. 2. Отклоняющая система электронно-лучевой трубки На вертикально отклоняющие пластины (рис. 2) подается напряжение Uy, создающее между пластинами однородное электрическое поле с напряженностью:

где d – расстояние между пластинами.

Движение электрона в однородном электрическом поле описывается уравнениями ускорение электрона; e – заряд и m – масса электрона.

Траекторией движения электрона является парабола На выходе из пластин, длина которых L1, электрон отклоняется от После выхода из пластин электрон летит по прямой. Полное отклонение электрона (рис. 3) Из треугольника скоростей Тогда окончательно имеем Из формулы (8) следует, что отклонение электронного луча на экране пропорционально приложенному к отклоняющим пластинам напряжению.

Чувствительность электронно-лучевой трубки зависит от ее конструктивных особенностей и не зависит от приложенного напряжения.

Развертка исследуемого сигнала во времени Если подать на вертикально отклоняющие пластины переменное напряжение из сети, то электронный луч будет перемещаться сверху вниз и обратно с частотой 50 Гц и образует на экране вертикальную линию. Чтобы наблюдать изменение напряжения во времени, электронный луч надо одновременно перемещать по экрану слева направо пропорционально времени. Такое перемещение достигается подачей на горизонтально отклоняющие пластины напряжения пилообразной формы (рис. 3): в течение некоторого отрезка времени Tp напряжение на горизонтально отклоняющих пластинах растет пропорционально времени:

а, в момент t = Tp Ux практически мгновенно падает до нуля. При этом электронный луч возвращается в исходное положение. Источником пилообразного напряжения является специальный генератор развертки. Для того чтобы картина на экране осциллографа была устойчивой, необходимо, чтобы периоды исследуемого напряжения Т и При таком условии на экране осциллографа будет n периодов исследуемого напряжения. Период пилообразноРис. 3. Зависимость напряжения на горизонтально отклоняющих пластинах от времени плавно» на осциллографе, добиваясь устойчивой картины на экране. Генератор развертки можно отключить, а на горизонтально отклоняющие пластины подавать напряжение от внешнего источника. Таким образом, можно, например, сравнивать частоты двух переменных напряжений.

Определение чувствительности осциллографа по напряжению 1. Собрать схему согласно рис. 4, не включая питание.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 

Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ _ Утверждаю Зам. директора ЮТИ ТПУ по УР _ В.Л. Бибик _ 2008г. 100 ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ С РЕШЕНИЯМИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ ЗНАНИЙ ПО ФИЗИКЕ Методические указания по физике для студентов 1, 2 курса очной, очно-заочной и заочной форм обучения всех специальностей Издательство Юргинского технологического института...»

«Министерство образования Российской Федерации Тульский государственный университет Кафедра физики ФИЗПРАКТИКУМ. МЕХАНИКА ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Методические указания для студентов очного обучения для специальности - физика Под редакцией Семина В.А. Тула 2004 2 Содержание 1. Исследование косого удара о наклонную плоскость 2. Изучение вращательного движения 3. Определение моментов инерции методом колебаний 4. Определение радиуса кривизны вогнутой поверхности 5. Определение ускорение свободного...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРНЫЙ УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе профессор В.Л. ТРУШКО ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ ГЕОФИЗИКА, ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, соответствующей направленности (профилю) направления подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ М.И. Мазурицкий, Г.Э. Яловега Учебно-методическое пособие к практикуму по атомной физике Подтверждение корпускулярно-волновых свойств рентгеновского излучения на основе изучения эффекта Комптона Ростов-на-Дону 2012 Методические указания разработаны кандидатами физико-математических наук,...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Руководитель ООП подготовки магистров Ю.Г. Пастушенков 30 апреля 2012 г. Учебно-методический комплекс по дисциплине Дополнительный специализированный практикум по физике магнитных материалов для студентов 1 курса очной формы обучения Направление подготовки магистров 011200.68 –Физика Специализированная программа...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ПОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Декан ЕНМФ _Ю.И. Тюрин 2008 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ Методические указания к выполнению лабораторной работы Э-05а по курсу Общая физика для студентов всех специальностей Томск 2008 г. УДК 53.01 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ:...»

«IPAX CLEANOGEL, INC. нейтральный CD-256 дезинфектант очиститель Методические указания по применению средства CD-256 нейтральный дезинфектант очиститель с целью дезинфекции и предстерилизационной очистки изделий медицинского назначения 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Полное название средства - средство дезинфицирующее CD-256 нейтральный дезинфектант очиститель. 1.2. Производитель - IPAX Cleanogel, Inc (США). 1.3. Состав средства, содержание действующих и вспомогательных веществ, масс. %:...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра математического анализа и моделирования УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Основной образовательной программы по направлению подготовки 011200.62 - Физика Благовещенск 2012 УМКД разработан доцентом кафедры Нейман В.П. Рассмотрен и рекомендован на заседании кафедры...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru ЦНИИС МИНТРАНССТРОЯ ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОГНОЗУ ВЛАЖНОСТИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ НА ГОДОВОЙ ПЕРИОД Москва 1973 СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ НА ГОДОВОЙ ПЕРИОД ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ 1. Факторы, определяющие влажность грунтов 2. Методы количественной оценки влажности грунтов 3. Проверка...»

«УДК 574/577 ББК 28.57 Ф48 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине Физиология растений подготовлен в рамках инновационной образовательной программы Создание и развитие департамента физико-химической биологии и фундаментальной экологии, реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г. Рецензенты: Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин Ф48 Физиология растений. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : метод. указания по...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.