- •Практикум по электрическтву и магнетизму
- •Содержание
- •1.Правила выполнения и оформления работ в электрической лаборатории
- •2. Электроизмерительные приборы Основные электроизмерительные приборы
- •Чувствительность и цена деления прибора
- •Класс точности. Погрешность приборов
- •Амперметры и вольтметры
- •В спомогательные элементы электрических цепей
- •Реостаты, потенциометры и магазины сопротивлений
- •М ногопредельные приборы
- •Работа № 3 изучение электростатического поля
- •Краткая теория
- •Электролитическая ванна
- •Описание лабораторной установки
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 4. Изучение работы трехэлектродной лампы
- •Краткая теория
- •Описание схемы
- •Выполнение работы Внимание! Во избежание поражения электрическим током необходимо убедиться, что выпрямители отключены от сети
- •I.Снятие анодных характеристик триода
- •II. Снятие сеточных характеристик триода
- •Контрольные вопросы
- •Краткая теория
- •Измерение сопротивлений мостиком Уитстона
- •2. Проверка законов последовательного и параллельного соединения сопротивлений
- •Измерения проводят так же не менее трех раз для последовательно соединенных сопротивлений, результаты измерений заносят в таблицу и вычисляют погрешности измерений.
- •Определение температурного коэффициента сопротивления металла
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 6 градуировка термоэлемента и определение его электродвижущей силы
- •Краткая теория п ри тесном соприкосновении (контакте) двух разнородных металлов между ними возникает разность потенциалов. Она получила название контактной разности потенциалов.
- •Описание схемы и метода измерения термоэлектродвижущей силы
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 7 изучение работы электронного осцилографа. Проверка градуировки звукового генератора
- •Устройство электронного осциллографа
- •Генератор развертки
- •Выполнение работы Подготовка осциллографа к работе
- •Внимание: след луча не должен быть слишком ярким!
- •Упражнение 1. Исследование формы переменного электрического напряжения
- •Упражнение 2. Измерение переменного электрического напряжения с помощью осциллографа
- •Внимание: в дальнейшем усиление по вертикали не трогать!
- •Упражнение 3. Проверка градуировки звукового генератора синусоидальных напряжений с помощью фигур Лиссажу
- •Контрольные вопросы
- •Работа №8 исследование вольтамперных характеристик полупроводниковых диодов
- •Краткая теория
- •Выполнение работы:
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 9 проверка обобщенного закона ома для цепи переменного тока
- •Краткая теория
- •1.Активное сопротивление r в цепи переменного тока Пусть в цепи сопротивление r (рис. 1), течет переменный ток
- •Индуктивность l в цепи переменного тока
- •3 .Емкость с в цепи переменного тока
- •4.Цепь переменного тока с активным сопротивлением r, индуктивностью l и емкостью с, включенными последовательно
- •Выполнение работы
- •Упражнение 2. Определение емкости
- •Упражнение 3 Проверка обобщенного закона Ома
- •Работа № 10 измерение удельного сопротивления проводника
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 11
- •Изучение влияния магнитного поля на вещества.
- •Снятие петли магнитного гистерезиса ферромагнетиков
- •Краткая теория
- •Изучение ферромагнетиков статическим методом
- •Описание схемы и методики измерений
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •II. Изучение ферромагнетиков в динамическом режиме
- •Описание схемы и методики измерений
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 12 изучение работы простейшего лампового генератора электромагнитных колебаний
- •Краткая теория
- •Ламповый генератор
- •Описание схемы лабораторной работы
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
Измерение сопротивлений мостиком Уитстона
Перед выполнением работы составить таблицу технических данных приборов, используемых в работе.
Для выполнения этого упражнения составляется электрическая цепь, показанная на рис.2. Здесь АВ – реохорд, Rx – неизвестное сопротивление, Rm – магазин сопротивлений, ε – аккумулятор, Г – гальванометр, D – движок реохорда, К – ключ.
При положении движка, делящем реохорд примерно пополам ( ), подбирают такое сопротивление Rm (включая известные сопротивления магазина сопротивлений), при котором отклонение стрелки гальванометра минимально. Затем, передвигая движок реохорда, добиваются полного отсутствия в цепи гальванометра.
Электрическую цепь следует замыкать ключом К на короткие промежутки времени!
Измеряют длины плеч реохорда и и записывают их значения.
Изменив в небольших пределах величину известного сопротивления Rm, снова находят положение движка реохорда, при котором ток в цепи гальванометра равен нулю. Измерения проводят не менее трех раз для каждого неизвестного сопротивления, результаты измерений заносят в таблицу и вычисляют погрешности измерений.
№ п/п |
Rm, Ом |
, мм |
, мм
|
Rx, Ом |
∆Rx, Ом |
|
1 2 3 |
|
|
|
|
|
|
Ср. |
|
|
|
|
|
|
Точно также измеряют второе (по указанию преподавателя и третье) неизвестное сопротивление
Для каждого неизвестного сопротивления составляется отдельная таблица.
2. Проверка законов последовательного и параллельного соединения сопротивлений
Измеряют это общее сопротивление по методу, описанному выше.
Измерения проводят так же не менее трех раз для последовательно соединенных сопротивлений, результаты измерений заносят в таблицу и вычисляют погрешности измерений.
2.Собирают схему мостика Уитстона, где измеряемым сопротивлением являются те же сопротивления, соединенные параллельно (рис.4).
И
Измерения проделывают не менее трех раз, результаты заносят в таблицу и вычисляют погрешности измерений для обеих частей упражнения.
3. В пунктах 1 и 2 делают выводы, сравнивая экспериментальные результаты с рассчитанными по приведенным формулами.
Определение температурного коэффициента сопротивления металла
Температурный коэффициент сопротивления определяется как относительное изменение сопротивления проводника при изменении его температуры на 1 К.
Металлы, как известно, обладают электронной проводимостью, т.е. носителями электричества в них являются свободные электроны. Свободные электроны участвуют в тепловом хаотическом движении. Если к участку металлического проводника приложена разность потенциалов, то на хаотическое движение электронов накладывается их упорядоченное движение. Положительные ионы металла препятствуют движению электронов. С увеличением температуры проводника тепловое движение ионов становится более интенсивным, поэтому сопротивление возрастает.
В первом приближении зависимость сопротивления от температуры можно считать линейной: Rt=Ro(1+αt), (14)
где Rt – сопротивление проводника при данной температуре t, Ro – сопротивление проводника 0оС, α – температурный коэффициент сопротивления, зависящий от материала проводника.
Строго говоря, величина α зависит от температуры. Поэтому из уравнения (14) можно определить лишь среднее значение α в температурном интервале от 0 до t оС. Для чистых металлов α изменяется настолько незначительно, что в интервале температур порядка 100оС α можно считать постоянным.
В данном упражнении предлагается определить температурный коэффициент сопротивления проводника из медной проволоки.
Исследуемый проводник помещается в термостат, заполненный непроводящей жидкостью. Температура жидкости, а значит и металлического проводника измеряется термометром. Для равномерного нагрева жидкость перемешивается мешалкой. Исследуемый проводник подключается к клеммам мостика Уитстона, и сопротивление его определяется по методике, описанной выше. Сначала измеряют сопротивление при комнатной температуре, а затем при нагревании через каждые 5о. Измерения проводятся до температуры 80-90оС. Затем строят график зависимости сопротивления от температуры. Из графика определяют Ro значения Ro и α следующим образом. Продолжают полученную прямую до пересечения с осью Rt. Точка пересечения даст значение (при 0оС). Величина температурного коэффициента сопротивления определяется из (14) по формуле:
воспользовавшись данными графика.
Результаты измерений представляют в виде таблицы и графика.