- •Електрика і магнетизм
- •Атомна і ядерна фізика
- •Філософія та методика виміру. Похибки та запис експериментального результату
- •Особливість визначення абсолютних похибок в процесі виконання віртуальних лабораторних робіт:
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи Досліди з потоком повітря в трубі
- •Зауваження
- •Вільного падіння
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Маси молекули
- •Теоретичні відомості Функція розподілу ймовірності.
- •Розподіл Максвелла.
- •Послідовність виконання роботи
- •Обробка результатів
- •Контрольні запитання
- •Молекул газу
- •Теоретичні відомості Перший закон термодинаміки
- •Внутрішня енергія і теплоємність ідеального газу
- •Рівняння адіабати ідеального газу
- •Послідовність виконання роботи
- •Обробка результатів
- •Контрольні запитання
- •Теоретичні відомості
- •І нтерфейс програми „Робота газу“ Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програм „Цикл Карно“ та „Термодинамічні цикли“
- •Послідовність виконання роботи Завдання 1
- •Завдання 2
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Електрика і магнетизм
- •Теоретичні відомості
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Рух електрона в електричному полі”
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Послідовність виконання роботи
- •Література:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Інтерфейс програми
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Додаткова література
- •Послідовність виконання роботи
- •Література:
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Рух зарядженої частинки в магнітному полі”
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми
- •Послідовність виконання
- •1. У вікні програми “Crocodile Physics“ скласти електричну схему, як показано на рисунку 56.2.
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання
- •Інтерфейс програми
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Дослід Юнга”
- •Р исунок 64.1
- •Р o1 исунок 64.2
- •Порядок виконання
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Мета: ознайомитися з явищем інтерференції на прикладі кілець Ньютона, визначити пропускну здатність світлофільтра, радіус кривизни лінзи та довжину світлової хвилі.
- •Теоретичні відомості
- •Робоча формула
- •Інтерфейс програми “Кільця Ньютона”
- •Завдання 2. Розрахунок ширини смуги пропускання світлофільтра
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Мета: ознайомитися з дифракцією Френеля від круглого отвору, визначити довжину світлової хвилі та радіуси зон Френеля.
- •Теоретичні відомості
- •Робоча формула
- •Інтерфейс програми „Дифракція Френеля від круглого отвору“
- •Завдання 2. Визначення масштабного коефіцієнта дифракційної картини
- •Завдання 3. Визначення радіусів зон Френеля
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Мета: ознайомитися з явищем дифракції світла від двох щілин.
- •Теоретичні відомості
- •Робоча формула
- •Інтерфейс програми “Дифракція на щілині”
- •Завдання 2. Визначення масштабного коефіцієнта дифракційної картини
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Атомна і ядерна фізика
- •(Моделювання досліду Резерфорда на еом)
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •І нтерфейс програми „Дифракція електронів”
- •Контрольні запитання:
- •Література
- •Додаткова література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Дослід Резерфорда”
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •В потенціальній ямі
- •Хід роботи
- •Література
- •Абсолютна величина можливих значень механічного моменту електрона:
- •Абсолютна величина можливих значень магнітного моменту електрона:
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Додаткова література
Література
-
Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики. Т.: 2. – К.: “Техніка”, 2001.
-
Бушок Г.Ф. і ін. Курс фізики. Кн. 2. – К.: „Либідь”, 2001.
-
Лопатинський І.Є. Курс фізики. Фізика для інженерів. – Л.: „Бескид Біт”, 2002.
-
Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: “Высшая школа”, 1990.
B-55 Перевірка закону Ома для змінного струму
Мета: досліджуючи коливальний LC-контур, перевірити закон Ома для змінного струму.
Прилади і матеріали: індуктивна еталонна котушка з відомою індуктивністю та активним опором, конденсатор змінної ємності, реостат, амперметр, вольтметр, з’єднувальні дроти, генератор змінного струму.
Теоретичні відомості
Г
Метод векторних діаграм полягає в наступному. На площині обирають умовний напрям або опорну лінію, наприклад, вісь абсцис Ох (рисунок 55.1). Амплітуду довільної змінної величини умовно позначають вектором ОМ у відповідному масштабі одиниць і проводять під кутом до вісі Ох. Значення відповідає початковій фазі змінної величини. Періодична зміна, наприклад, сили струму чи напруги з циклічною частотою може бути передана обертанням вектора навколо О проти руху годинникової стрілки з кутовою швидкістю . При цьому проекція М на опорну вісь здійснює гармонічне коливання відносно О в межах між точками А і В, які відповідають амплітуді відповідної величини. Проекція вектора на вісь абсцис , а на вісь ординат . На одній діаграмі можуть бути зображені вектори різних періодично змінних з однаковою частотою величин. Положення цих векторів відносно опорної осі змінюється з часом, але кут між ними при залишається незмінним і дорівнює зсуву фаз між цими величинами. Зображення величин у вигляді векторів на діаграмі відповідає миттєвому значенню цих величин і фаз у даний момент часу. Метод векторних діаграм порівняно простий і наочно дає можливість визначати амплітуду і фази результуючих коливань.
Опір (резистор) у колі змінного струму
Генератор змінного струму замкнутий на зовнішнє коло з настільки малими індуктивністю та ємністю, що ними можна знехтувати. В колі є змінний струм
. (55.1)
Знайдемо за яким законом змінюється напруга між кінцями кола а і б (рисунок 55.2). Застосувавши до ділянки кола аRб закон Ома, отримаємо
U,
I
Таким чином, напруга на кінцях ділянки також змінюється за законом синуса, причому різниця фаз між коливаннями струму та напруги дорівнює нулю. Напруга і струм одночасно досягають максимальних значень і одночасно обертаються в нуль (рисунок 55.3). Максимальне значення напруги
. (55.3)
П
Є
Позначимо різницю потенціалів точок а і б (рисунок 50.4) через (). Тоді . Але , тоді . Якщо сила струму в колі змінюється за законом , то . Стала інтегрування С' позначає довільний сталий заряд конденсатора, не пов'язаний з коливаннями струму, а тому покладемо . Отже
. (55.4)
При синусоїдальних коливаннях струму в колі напруга на конденсаторі змінюється також за законом синуса, однак між коливаннями струму та напруги існує різниця фаз. Коливання напруги на конденсаторі відстають від коливання струму за фазою на .
Амплітуда напруги на конденсаторі дорівнює
. (55.5)
Величина
(55.6)
відіграє роль опору ділянки кола. Вона називається ємнісним опором.
В
Індуктивніть (котушка) в колі змінного струму.
При наявності змінного струму виникає е.р.с. самоіндукції. Закон Ома для ділянки кола:
. (55.7)
У
При силі струму в колі , . Коливання напруги на індуктивності випереджує за фазою коливання струму на . Коли сила струму, збільшуючись, проходить через нуль, напруга вже досягла максимуму, після чого починає зменшуватись; коли сила струму – максимальна, напруга проходить через нуль.
А
,
а величина відіграє ту ж роль, що і опір ділянки. Тому називають індуктивним опором.
Закон Ома для змінних струмів.
При послідовному з'єднанні шукана напруга дорівнює сумі трьох напруг: на опорі, на ємності та на індуктивності, кожна з яких змінюється за законом синуса.
Коливання напруги на опорі на векторній діаграмі зображаються вектором , що напрямлений вздовж вісі струмів і має довжину , коливання ж напруги на індуктивності та ємності – векторами, перпендикулярними до вісі струмів, з довжинами та . Додаванням цих двох останніх коливань отримаємо одне гармонічне коливання, що зображається вектором , перпендикулярним до вісі струмів з довжиною .
– активна складова напруги, – реактивна складова.
За теоремою Піфагора .
– повний опір кола для змінного струму.
– активний опір кола, – реактивний опір кола.
Амплітудне значення напруги: .
Закон Ома для змінного струму:
. (55.8)
Ця формула справедлива для амплітудних значень струму й напруги, але не для миттєвих.
Тангенс кута зсуву фаз між струмом і напругою:
. (55.9)
Величина називається імпедансом і відіграє роль повного опору кола змінного струму. Імпеданс не є величиною сталою для даного кола, він залежить від частоти струму.
Приладами вимірюють не амплітудні значення струму й напруги (I0, U0), а ефективні, які зв’язані з амплітудними співвідношеннями:
. (55.10)
Таблиця 55.1 – Варіанти завдань
|
№ варіанту |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
Ємність, мкФ |
5 |
8 |
11 |
14 |
17 |
20 |
23 |
26 |
2 |
Ємність, мкФ |
10 |
13 |
16 |
19 |
22 |
25 |
28 |
31 |
3 |
Ємність, мкФ |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
33 |
36 |