- •Глава II. Электрические свойства
- •2.1. Построение эквипотенциальных и силовых линий электростатического поля
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.2 Измерение электрических сопротивлений мостиком Уитстона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.3 Изучение явления термоэлектронной эмиссии и определение работы выхода электрона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •Значения температуры вольфрамового катода
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.4 Определение электроемкости конденсатора при помощи милликулонметра.
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.5 Определение электроемкости конденсатора мостом Сотти
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.6. Резонанс напряжения
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.7 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли при помощи тангенс-буссоли
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.8. Снятие кривой намагничивания ферромагнетика
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.9 Определение удельного заряда электрона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.10 Изучение вакуумного диода и определение удельного заряда электрона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.11 Снятие кривой намагничивания и петли гистерезиса с помощью осциллографа
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •Часть 1. Снятие кривой намагничивания
- •Часть 2. Снятие петли гистерезиса и определение потерь на перемагничивание.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.12. Градуировка амперметра и вольтметра
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •I часть. Градуировка амперметра.
- •II часть. Расширение границ измерения амперметра.
- •III часть. Градуировка вольтметра.
- •IV часть. Расширение границ измерения вольтметра.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.13. Измерение мощности переменного тока и сдвига фаз между током и напряжением
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •I часть. Измерение характеристик электрического тока.
- •II часть. Исследование зависимости cos от величины индуктивного сопротивления цепи.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.14. Изучение работы электронно-лучевого осциллографа
- •I. Теоретическое введение
- •Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний. Фигуры Лиссажу.
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •Часть I. Определение амплитудного и действующего переменного напряжения.
- •Часть II. Измерение частоты периодического сигнала.
- •Часть III. Измерение сдвига фаз сигналов по осциллограмме.
- •Часть IV. Измерение сдвига фаз сигналов с помощью фигур Лиссажу.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
II. Приборы и принадлежности
Катушка с выдвижным сердечником.
Ваттметр.
Резистор.
Конденсатор.
Амперметр.
Вольтметр.
III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
Задача состоит в исследовании значенийcos в различных цепях переменного тока. Если , Iэф, Uэф экспериментально определены, то cos может быть вычислен из соотношения (11). Способы измерения величин Iэф и Uэф считаются известными, поэтому остановимся только на способе измерения мощности .
Среднее значение мощности может быть измерено при помощи специальных приборов - ваттметров. Существует ряд конструкций последних, ниже приводится описание ваттметра электродинамической системы.
Устройство и способ включения электродинамического ваттметра ясны из рис. 3 и 4. Ваттметр состоит из двух катушек - неподвижной катушки I с малым сопротивлением, включаемой в цепь переменного тока последовательно с тем участком, в котором надо произвести измерение мощности, и вращающейся катушкиII с большим сопротивлением, включаемой параллельно исследуемому участку цепи. Вращающаяся катушка снабжена направляющими пружинами аа аналогично рамке всякого технического электроизмерительного прибора.
Собрав цепь переменного тока по схеме, изображенной на рис.5, можно, пользуясь измеренными значениями,Iэф и Uэф, вычислить cos.
Измерения этих же величин позволяют найти полное сопротивление участка цепи переменного тока, равное
.
Из выражения
.
можно определить то активное сопротивление, в котором выделяется переменным током джоулево тепло. Пользуясь значениями Z и R' и законом Ома для переменного тока, можно составить выражения
,
или
(13)
а также
,
позволяющие найти индуктивное и емкостное сопротивления цепи и так называемую безваттную мощность.
IV. Выполнение работы
I часть. Измерение характеристик электрического тока.
1. В схему, изображенную на рис.5, включить на место Z поочередно комбинации нагрузок, изображенные на рис.6.
2. Произвести измерения всех нужных величин. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.
Таблица 1
-
Включено
Iэф
Uэф
Iэф· Uэф
cos
Z
L
C
Z
C
R, L
R, C
и т. д.
II часть. Исследование зависимости cos от величины индуктивного сопротивления цепи.
В данном случае в цепь включается переменная индуктивность, изготовленная в виде катушки с выдвижным железным сердечником.
1. В схему включить сопротивление R и катушку L последовательно, как изображено на рис.6 (IV).
2. Силу тока довести до 2-5А.
3. В катушку постепенно вдвигать железный сердечник. Для каждого положения сердечника вышеописанным способом определить значения cos и индуктивного сопротивления катушки L.
4. Результаты наблюдений записать в таблицу 2.
Таблица 2
-
Iэф
Uэф
Iэф Uэф
cos
L
R=const
5. Построить график зависимости cos = f (L).
Примечание.
1. Вторая часть упражнения выполняется при более сильном токе, чем первые измерения, поэтому измерение силы тока производится другим амперметром.
2. Сильный ток должен включаться на короткое время, так как нагревание катушки самоиндукции будет вызывать изменение ее активного сопротивления.