- •Мукашева Алия Кенжебековна
- •Тема 1 Магнитное поле в вакууме……………………………………
- •Учебно-методический комплекс «Физика – 2» предназначен для студентов заочно - дистанционного обучения для группы специальностей «Технические науки и технологии».
- •Тема 1. Магнитное поле в вакууме
- •Тема 2. Действие магнитного поля на токи и заряды
- •Тема 3. Магнитное поле в веществе
- •Тема 4. Явление электромагнитной индукции
- •Тема 5. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля
- •Тема 6. Электромагнитные колебания и волны
- •Тема 7. Элементы геометрической и электронной оптики
- •Тема 8. Волновая оптика
- •Тема 9. Взаимодействие света с веществом
- •Тема 10. Квантовая природа излучения
- •Тема 11. Элементы квантовой механики
- •Тема 12. Теория атома водорода по Бору
- •Тема 13. Элементы квантовой статистики
- •Тема 14. Атомное ядро
- •Тема 15. Ядерные реакции
- •Лабораторная работа № 28 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли
- •Контрольные вопросы
- •Исследование свойств полупроводникового выпрямителя
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 39 Изучение последовательной цепи переменного тока
- •Теория метода
- •Лабораторная работа № 41 Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
- •Контрольные вопросы
- •Определение концентрации водного раствора сахара поляриметром ц е л ь:изучить явление вращения плоскости поляризации п р и б о р ы:поляриметр, трубка с раствором сахара
- •Изучение поляризации света
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 47 снятие вольтамперной характеристики фотоэлемента
- •Зависимость силы тока от
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Тесты рубежного контроля 1
- •Тесты рубежного контроля 2
Порядок работы
Внимательно ознакомиться с устройством ФПК- 06.
Включить установку выключателем СЕТЬ на задней панели устройства.
Дать прогреться в течение 5 мин.
Выберите образец диода , характеристики которого будут исследоваться.
Устанавливая с помощью кнопок «+» и «-» необходимые значения напряжения на р-п переходе и считывая при этом с индикатора мА, мкА значения прямого тока через переход, подготовьте данные для построения прямой ветви вольтамперной характеристики. По окончании измерений нажмите кнопку СБРОС.
Примечание: При достижении значения тока 10 мА следует прекратить измерения, т.к. при этой величине источник питания переходит в режим ограничения тока.
Проделать те же измерения для другого полупроводника.
Нажмите кнопку ПРЯМАЯ – ОБРАТНАЯ для включения режима подготовки данных для построения обратной ветви вольтамперной характеристики. При этом погаснет индикатор ПРЯМАЯ и будет светиться индикатор ОБРАТНАЯ.
Повторите п.5 для обратной ветви вольтамперной характеристики. Примечание: При достижении значения напряжения -30 В следует прекратить измерения, т.к. при этой величине источник питания переходит в режим ограничения напряжения.
Данные занести в таблицу и по полученным измерениям построить вольт-амперную характеристику. Оба графика построить на одной координатной сетке.
Таблица
-
Диод 1
Диод 2
Uпр
Iпр
Uобр
Iобр
Uпр
Iпр
Uобр
Iобр
Контрольные вопросы
Чем отличается проводник от полупроводника и диэлектрика по своим электрическим свойствам?
Объяснить модель полупроводника с точки зрения зонной теории.
Объяснить собственную и примесную проводимость полупроводников.
Объяснить выпрямляющее действие контакта на границе двух полупроводников р-п типа.
Начертить вольтамперную характеристику полупроводникового диода.
Лабораторная работа № 39 Изучение последовательной цепи переменного тока
Цель работы: изучение законов переменного тока, определение индуктивности, емкости и полного сопротивления цепи
Приборы: амперметр, вольтметр, реостат, катушка индуктивности, конденсатор, соединительные провода.
Теория метода
Основными параметрами электрической цепи являются напряжение U, сила тока I и сопротивление R. Эти параметры связаны по закону Ома
Если на сопротивлении R выделяется мощность, то оно называется активным. В цепях переменного тока имеются реактивные сопротивления т.е. безваттные, не поглощающие энергию. Это катушка индуктивности L и конденсатор емкостью c.
Если на активное сопротивление подать переменное напряжение, изменяющееся по закону синуса U=U0 sinωt, то и сила тока также будет изменяться по закону синуса:
,
где U0 и I0 – амплитудные значения напряжения и силы тока.
Напряжение и ток совпадают по фазе (диаграмма 1)
диаграмма 1
Если цепь содержит катушку индуктивности, то при прохождении переменного тока в ней возникает ЭДС самоиндукции
пропорциональная изменению силы тока в единицу времени, где коэффициентом пропорциональности является индуктивность L.
ЭДС самоиндукции уравновешивается с напряжением на катушке
Обозначив ωLI0=U0, где U0 – амплитудное значение напряжения, т.е. напряжение на катушке опережает ток на (диаграмма2)
Амплитудное значение силы тока равно , гдеωL представляет индуктивное сопротивление RL.
Если цепь содержит конденсатор емкостью с, то напряжение на нем будет равно и сила тока равна изменению заряда в единицу времени.
Заряд пропорционален напряжению, тогда сила тока будет равна
Обозначим , получим.
Следовательно, напряжение на конденсаторе отстает по фазе от тока на (диаграмма 3).
диаграмма 3 диаграмма 4
Амплитудное значение тока можно представить как ,
где знаменатель выражает емкостное сопротивлениеRc.
Если цепь содержит активное сопротивление R, то общее напряжение будет равно векторной сумме напряжений UR, UL, Uc (диаграмма 4).
Полное сопротивление цепи или
Введя индуктивное и емкостное сопротивление, получим:
Ток и напряжение сдвинуты по фазе на угол φ.
Из диаграммы 4 определим тангенс угла φ
П о р я д о к р а б о т ы
Упражнение 1. Определение индуктивности катушки
1. Собрать цепь по схеме 1.
2. Измерить ток и напряжение на клеммах катушки.
3. Вычислить сопротивление Rz и индуктивность L катушки по формуле:
где - полное сопротивление
4. Опыт повторить три раза.
схема 1 5. Внести в катушку магнитный сердечник
и повторить измерения и расчеты.
6. Данные занести в таблицу 1. Сопротивление катушки R=18,5 Ом
Таблица 1
№ п/п |
без сердечника |
с сердечником | ||||||||
U,В |
I,А |
RZ,Ом |
<RZ>,Ом |
L,Гн |
U,В |
I,А |
RZ,Ом |
<RZ>,Ом |
L,Гн | |
1 2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Упражнение 2. Определение электроемкости конденсатора
1. Собрать цепь по схеме 2.
2. Измерить силу тока и напряжение на конденсаторе и вычислить полное сопротивление .
3. Рассчитать электроемкость конденсатора по формуле:
схема 2
4. Опыт повторить три раза и данные занести в таблицу 2.
Таблица 2
№ п/п |
U,В |
I,А |
Rz,Ом |
<Rz>,Ом |
,Ф |
1 2 3 |
|
|
|
|
|
Упражнение 3. Определение полного сопротивления цепи
1. Собрать цепь по схеме 3.
2. Измерить силу тока и напряжение.
3. Вычислить полное сопротивление цепи по
формуле .
4. Произвести расчет по формуле:
и сравнить результаты.
схема 3 5. Опыт повторить три раза.
6. Затем внести в катушку сердечник, повторить измерения и расчеты.
7. Данные занести в таблицу 3
Таблица 3
№ п/п |
без сердечника |
с сердечником | ||||||||
U,В |
I,А |
RZ,Ом |
<RZ>,Ом |
L,Гн |
U,В |
I,А |
RZ,Ом |
<RZ>,Ом |
L,Гн | |
1 2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Какое сопротивление называется активным, реактивным?
2. Как влияют емкостное и индуктивное сопротивление на колебания тока и
напряжения?
3. Вывод формулы индуктивного и емкостного сопротивления.
4. Вывести формулу полного сопротивления, используя векторную
диаграмму.
5. Как изменится ток в цепи при удалении сердечника из катушки