- •Федеральное агентство по образованию
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1 Изучение электронного осциллографа
- •Устройство и принцип действия осциллографа
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №2 Моделирование электрических полей
- •Сведения из теории
- •Устройство и принцип работы установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №3 Измерение диэлектрической проницаемости
- •Описание метода и экспериментальной установки
- •I. Емкость конденсатора.
- •Порядок работы
- •Результаты эксперимента
- •2. Диэлектрическая проницаемость.
- •Порядок работы
- •Лабораторная работа № 4 Изучение петли гистерезиса сегнетоэлектрика
- •Краткие теоретические сведения Сегнетоэлектрики
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №5 Исследование кривых гистерезиса ферромагнетиков с помощью осциллографа
- •Сведения из теории
- •Описание метода и экспериментальной установки.
- •Параметры петли гистерезиса.
- •Лабораторная работа № 6 Скин – эффект в переменном магнитном поле
- •Сведения из теории
- •Описание метода и экспериментальной установки Генераторный метод
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №7 Вихревое электрическое поле
- •Краткие теоретические сведения
- •Описание метода и экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 8 Магнитные поля земли и постоянного магнита
- •Краткие теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №9 Определение работы выхода электронов
- •Краткие теоретические сведения
- •Описание метода
- •Порядок выполнения работы
- •I. Измерение сопротивления катода
- •II. Определение работы выхода
- •Измерение температуры катода
- •Лабораторная работа № 10 Магнитное поле токовых систем
- •Краткие теоретические сведения
- •Описание метода и экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •II. Упражнение № 2. Магнитное поле соленоида.
- •III. Упражнение №3. Катушки Гельмгольца.
- •Лабораторная работа № 11 Измерение магнитной проницаемости
- •Краткие теоретические сведения
- •Индукционный метод
- •Индукционный дифференциальный метод
- •Порядок выполнения работы
Описание метода и экспериментальной установки
Электрическая схема представлена на рис. 7.1
Рис.7.1
Резистор R0 взять номиналом 1 Ом (он находится в верхнем левом углу блока «Поле в веществе»). В качестве L1 используем два соленоида, соединённые последовательно (радиус обмотки соленоида r0 = 26 мм), которые будут создавать магнитное поле. Вихревое электрическое поле определим с помощью плоского многоконтурного датчика – L2, размещённого в зазоре между соленоидами. Соленоид L1 и многоконтурный датчик L2 находятся в правой части основания установки у ее задней стенки.
Напряжённость поля в каждом контуре равна возникающей в ней ЭДС электромагнитной индукции, делённой на полную длину обмотки контура:
,
где r – радиус контура, n = 50 – число витков каждого контура, если магнитное поле в соленоиде однородно, а за его пределами пренебрежимо мало, то напряжённость электрического вихревого поля внутри соленоида пропорциональна расстоянию от его оси, а за его пределами убывает обратно пропорционально этому расстоянию. Докажите это!
Порядок выполнения работы
Изучить электрическую схему и ознакомиться с методом измерения.
Собрать предложенную электрическую схему, используя для измерения размахов напряжения U1 и U2 осциллограф C1-131/1, с двумя каналами Y1 и Y2.
Между последовательно соединёнными соленоидами поместить многоконтурный датчик.
Примечание: выводы десяти контуров датчика и значения их радиусов имеют следующую нумерацию и значения:
0-1 – r= 6 мм; 1-2r= 11 мм; 2-3 –r= 16 мм; 3-4 –r= 21 мм; 4-5 –r= 26 мм; 5-6 –r= 31 мм; 6-7 –r= 41 мм; 7-8 –r= 51 мм; 8-9 –r= 61 мм; 9-10 –r= 71 мм;
Подготовить генератор ГСФ-2 к работе, для этого его кнопки и тумблеры поставить в следующие положения:
«ген / внеш » – « ген »;
форма сигнала - « » (синусоидальная);
« 0 » «»;
« 20В/1А » – « 20В »;
«Амплитуда» – « в положении ноль».
Собранную схему представить на проверку преподавателю или лаборанту.
Включить приборы в сеть 220В и привести их в рабочее состояние кнопками ”POWER” - у осциллографа и «Сеть» - у генератора.
Установить, используя тумблеры «Множители», частоту гармонического сигнала генератора = 180 Гц.
Включить канал Y1 осциллографа, канал Y2 выключить.
Ручкой «Амплитуда» генератора довести размах напряжения на осциллографе U1 = 300 мВ (при установке цены деления на канале Y1 50мВ/дел размах сигнала должен занимать 6 полных делений на экране осциллографа).
Включить канал Y2 осциллографа, при этом на экране появится еще одна синусоида, после чего следует отключить канал Y1, чтобы исходный сигнал не мешал наблюдению измеряемого сигнала.
Измерить размахи напряжения U2 по всем контурам датчика, записав их значения в таблицу 7.1.
Рассчитать действующее значение напряжённости электрического поля по формуле:
Примечание: при вычислениях следует размах напряжения брать в милливольтах, а радиус обмотки контура в метрах, чтобы получить значение напряженности поля в мВ/м.
Результаты измерений представить в виде:
Таблица 7.1 = 180 Гц;U1= 300 мВ;
r, мм |
6 |
11 |
16 |
21 |
26 |
31 |
41 |
51 |
61 |
71 |
U2, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е, мВ/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построить график зависимости E = E (r) .
Сделать вывод по полученным значениям напряженности электрического поля.
Ответить на следующие контрольные вопросы:
Закон электромагнитной индукции (две формулировки). Правило Ленца.
Вывод единиц измерения магнитного потока.
Какова природа ЭДС электромагнитной индукции при движении контура в постоянном магнитном поле?
Какое поле называется вихревым?
В чём заключается гипотеза Максвелла?