Чипс, филиал УрГупс
Кафедра ЕНД
Работа 21 определение эдс и мощности источника тока
Студенты
Группа
Преподаватель
Дата
Челябинск
Цель работы: определить ЭДС источника постоянного тока методом компенсации, определить полезную мощность и КПД в зависимости от сопротивления нагрузки.
Оборудование: исследуемый источник тока, источник стабилизированного напряжения, магазин сопротивления, миллиамперметр, гальванометр.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Источники тока – это устройства, в которых происходит преобразование различных видов энергии в……...
Характеристикой источника тока является ………… По определению она равна отношению ………………..
Рассмотрим электрическую цепь из источника тока с внутренним сопротивлением r, замкнутого на нагрузку сопротивлением R. По закону сохранения энергии работа сторонних сил превращается ……… согласно уравнению ……………………… Откуда получим закон Ома для замкнутой цепи в виде:
В компенсационном методе измерения эдс с помощью регулятора блока питания бп напряжение на магазине сопротивлений r подбирают точно равным …………….. Тогда эдс источника будет равна ………..
Полезная мощность источника тока – это тепловая мощность, выделяемая на нагрузке. По закону Джоуля – Ленца ……………………………
Подставив силу тока согласно закону Ома, получим формулу полезной мощности:
Работа источника тока характеризуется коэффициентом полезного действия. Это, по определению ……
Формула для КПД источника тока имеет вид:
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
ЭДС
|
Сопротивление R, Ом |
|
|
|
|
|
| ||
|
Сила тока J, мА |
|
|
|
|
|
| ||
|
ЭДС Е, В |
|
|
|
|
|
< Е>, В |
| |
Пример расчета ЭДС Е = JR =
Среднее значение ЭДС <Е> =
Оценка случайной
погрешности измерения ЭДС источника
=
|
Сопротивление магазина R, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Сила тока J, мА |
|
|
|
|
|
|
|
Полезная мощность Рпол, мВт |
|
|
|
|
|
|
|
Полная мощность Рзатр, мВт |
|
|
|
|
|
|
|
КПД |
|
|
|
|
|
|
Пример расчета: полезной мощности: Рпол =J 2R =
полной мощности
Рзатр
= <Е>J=
КПД η=
Pпол
мВт
М
Рпол,
мВт
|
|
|
|
|
|
|
|
График
зависимости полезной мощности от
сопротивления нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R,
Ом
|
|
|
Выводы.
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ЧИПС, филиал УрГУПС
Кафедра ЕНД
Работа 22
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА
Студенты
Группа
Преподаватель
Дата
Челябинск
Цель работы: определить удельный заряд электрона по движению электрона в диоде, помещенном в магнитном поле.
Оборудование: плата с диодом и катушкой, блок питания, вольтметр, миллиамперметр, амперметр.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Удельный заряд – это характеристика элементарных частиц, равная
В работе удельный заряд электрона определяется методом цилиндрического магнетрона. Магнетрон – это электронная лампа, в которой движение электронов происходит под действием сил:……
Скорость электронов
можно определить из закона сохранения
энергии при движении в ………………………поле
………. ,
откуда скорость электрона равна…………..
Если включить магнитное поле, направленное параллельно оси диода, то на электроны начинает действовать сила Лоренца F=…………. , под действием которой электрон движется по траектории, являющейся …….
У
равнение
второго закона Ньютона для движения
электрона в магнитном поле имеет вид
………
из которого можно определить радиус траектории:
Если радиус траектории становится меньше половины радиуса анода, то сила анодного тока ……………….. … …….Из этого условия можно вывести формулу для экспериментального определения величины удельного заряда:
Значение критической индукции рассчитывается по формуле:
где сила критического тока определяется ………
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
|
Сила тока в катушке Jкат, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сила анодного тока Jан, мA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиус анода r, мм |
6 |
|
сos β |
0, 87 |
|
Число витков N |
2190 |
|
Длина катушки l, м |
0,167 |
|
Напряжение U, В |
|
|
Критический ток <Jкр>, А |
|
|
Индукция <Вкр>, мТл |
|
Jкат,
А
|
Jан,
мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
График
зависимости силы анодного тока от
силы тока в катушке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Jкат,
А |
|
|
Расчет среднего значения критической индукции (при μ0=4π∙10-7 Гн/м):
=
Расчет среднего значения удельного заряда электрона:
=
Оценка систематической
погрешности измерения удельного заряда
=
Результат
…±…….Кл/кг. Табличное значение
табл=
1,76∙10-11
Кл/кг. Выводы
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ЧИПС, филиал УрГУПС
Кафедра ЕНД
Работа 23