- •Методические указания к лабораторным работам по разделу "электричество и магнетизм"
- •Введение
- •Правила выполнения работы и офрмления полученных результатов
- •Рекомендуемая литература
- •Практические задания
- •1. Регулировка тока в широких пределах с помощью реостата.
- •2. Регулировка напряжения с помощью потенциометра.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •1. Определение неизвестного сопротивления методом амперметра и вольтметра.
- •2. Определение неизвестного сопротивления мостовым методом.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •1. Определение эдс и внутреннего сопротивления источника тока.
- •2. Проверка энергетических соотношений в замкнутых цепях постоянного тока.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •1. Определение неизвестной эдс методом компенсации.
- •2. Определение компенсационным методом напряжений, токов и сопротивлений.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •1. Предварительный расчет параметров зарядной и разрядной цепи.
- •2. Исследование зависимостей напряжения и тока от времени при зарядке и разрядке конденсатора.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •1. Определение параметров воздушного конденсатора.
- •2. Определение емкости плоского конденсатора с диэлектрической пластиной и расчет диэлектрической проницаемости.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •1. Снятие временных зависимостей.
- •2. Снятие вольт-вольтовых характеристик.
- •3. Определение частоты сигнала и сдвига фаз методом фигур Лиссажу.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Практические задания
- •1. Определение индуктивности, активного сопротивления катушки.
- •2. Расчет параметров колебательного контура и экспериментальное получение затухающих колебаний.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Лабораторная работа № 10
- •Практические задания
- •1. Определение емкости конденсатора.
- •2. Определение активного сопротивления и индуктивности катушки.
- •3. Проверка закона Ома для переменного тока.
- •4. Изучение резонанса напряжений в цепи переменного тока.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Лабораторная работа № 11
- •Практические задания
- •1. Исследовать зависимость анодного тока от напряжения между электродами при разных токах накала катода. Проверка закона Богуславского-Ленгмюра.
- •2. Расчет температуры катода при различных токах накала. Определение работы выхода электронов из вольфрама.
- •Вопросы к зачету по работе.
- •Оглавление
- •Электричество и магнетизм
- •3,5 Усл. Печ. Л. Тираж 250 экз. Заказ № 8
Рекомендуемая литература
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество: – М.: Наука, 1998. – Т.3.
Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1987, Т.2.
Калашников С.Г. Электричество: – М.: Наука, 1977.
Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. – М.: Высшая школа, 1979.
Фриш С.Э., Тиморева А.Б. Курс общей физики. М.: Наука, 1951. – Т.2
З
5
айдель А.Н. Ошибки измерения физических величин. Л. – 1974
Лабораторная работа № 1
Методы ограничения и регулировки тока и напряжения в цепях постоянного тока
Цель работы.
Изучить методы регулировки тока и напряжения в цепях постоянного тока.
Знания, необходимые для допуска к работе.
Закон Ома для участка цепи постоянного тока;
Закономерности последовательного и параллельного соединения сопротивлений.
Краткие сведения из теории.
Любые электрические приборы рассчитаны на определенные значения мощности, выделяемой на них при протекании тока (так называемую номинальную мощность), а соответственно, на номинальные значения тока и напряжения. Для ограничения и регулировки силы тока в цепях постоянного тока применяются специальные регулируемые сопротивления – реостаты, включаемые в цепь либо в варианте собственно реостата, либо в варианте потенциометра.
И
6
П одключением реостата в электрическую цепь в качестве делителя напряжения (Рис. 2) также можно менять напряжение на нагрузочном сопротивлении, а значит и ток, протекающий через него. В данном случае реостат называют потенциометром и подключают его параллельно цепи, содержащей нагрузочное сопротивлениеR. При данном методе подключения движок делит потенциометр на две части, на нагрузку приходится напряжение, снимаемое с подключенной параллельно части потенциометра, и оно меняется от нуля, когда движок в крайнем левом положении (1), до U0, когда движок в крайнем правом положении (2).
Практические задания
1. Регулировка тока в широких пределах с помощью реостата.
П о номинальным значениям сопротивления и мощностиR и Pн, указанным на нагрузке, рассчитать номинальные значения напряжения и тока:
.
Если напряжение выбранного источника U0 превышает Uн, то в цепь необходимо включить ограничительное сопротивление Rогр, такое, чтобы ток в цепи не превышал номинального Iн:
7
Если в работе используется регулируемый источник тока, то разумно выбрать , и тогда ограничительное сопротивление не нужно.
Исходя из известных U0 и , необходимо произвести выбор амперметра и вольтметра с соответствующими пределами измерения, а после этого, определив внутренние сопротивления приборовrA и rV, рассчитать реальное сопротивление нагрузки:
.
Если сопротивления выбранных приборов удовлетворяют условиям , то. Желательно выбрать именно такие приборы.
Ток через нагрузку необходимо регулировать в широких пределах (т.е. как минимум, изменять в 10 раз), следовательно, сопротивление реостата рассчитывается следующим образом:
.
Реостат следует выбирать, руководствуясь не только рассчитанным значением сопротивления Rр, но и так, чтобы максимальный ток в цепи не превышал его номинальный ток .
Произведя расчет схемы и выбрав приборы, необходимо собрать схему, приведенную на рисунке (Рис. 3) , и снять зависимости и. Так как сопротивление реостата приблизительно можно считать пропорциональным его длине, можно снять зависимостии. По полученным результатам построить графики.