- •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
Изучение ферромагнетиков статическим методом
Приборы и принадлежности: прибор для измерения магнитной индукции, амперметр, два реостата, два коммутатора, источник постоянного тока (1,25 В), трансформатор, ключ, добавочные сопротивления, исследуемые материалы в виде стержней.
Описание схемы и методики измерений
Основной частью схемы (рис.5) является измерительный прибор магнитоэлектрической системы, в котором постоянный магнит заменен электромагнитом.
Сердечником электромагнита служит исследуемый ферромагнетик 1, изготовленный в виде стержня. При пропускании по обмотке 2 электромагнита постоянного тока J внутри образца создается магнитное поле, напряженность которого можно вычислить по формуле для соленоида:
(7)
где n - число витков на единицу длины соленоида. В результате в стержне возникнет магнитный поток , который, в свою очередь, создает магнитное поле в зазоре, где находится катушка с током.
Вращающий момент, действующий на катушку в этом магнитном поле, равен
, (8)
где - число витков катушки, S - площадь витка катушки. При выводе рамки катушки из положения равновесия возникает противодействующий вращению момент, т.к. она укреплена на упругих пружинах. Величина этого момента равна
, (9)
где k - коэффициент упругой деформации, - угол поворота рамки, N - смещение стрелки по шкале, - длина стрелки.
В состоянии равновесия
, откуда (10)
Величина определяет чувствительность прибора к величине магнитной индукции. Так как напряженность магнитного поля пропорциональна току ( ), фиксируемому амперметром, то изменение зависимости от можно свести к нахождению зависимости . График функции изобразит функциональную зависимость в некотором пропорциональном масштабе и позволит выявить основной ход этой кривой. С помощью потенциометра R2 и коммутатора К2 можно менять величину и направление постоянного тока через обмотку электромагнита, а следовательно, величину и направление магнитного поля в исследуемом образце.
Чтобы снять кривую намагничивания образца, его следует предварительно размагнитить. Для этой цели служит потенциометр R1, включенный в сеть переменного тока через трансформатор. Подавая переменное напряжение на обмотку электромагнита и постепенно уменьшая величину переменного тока, можно свести до нуля остаточную индукцию в исследуемом образце. При этом ферромагнетик подвергается многократным циклическим перемагничиваниям, соответствующим различным петлям гистерезиса, которые, постепенно уменьшаясь, стягиваются к точке 0, где намагничивание равно нулю (рис.6). Переключение прибора с постоянного тока на переменный осуществится с помощью коммутатора К1. Во время переключения этого коммутатора с переменного напряжения 220 В на постоянное 36 В коммутатор К2 должен занимать нейтральное положение. Ключ К3 через добавочное сопротивление включает источник постоянного тока с U= 1,25 В.