- •Электричество и магнетизм
- •Введение
- •Правила техники безопасности при работе с электрическими приборами и схемами
- •Основные электроизмерительные приборы физической лаборатории
- •Основные системы электроизмерительных приборов
- •1. Магнитоэлектрическая система
- •2. Электромагнитная система
- •3. Электродинамическая система
- •4. Индукционная система
- •5. Тепловая система
- •6. Электростатическая система
- •7. Вибрационная система
- •Определение диэлектрической проницаемости твердого диэлектрика
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Перепишем соотношение (2.7) в виде
- •Так как объемная плотность энергии электрического поля
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Определение удельного сопротивления проводника
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Изучение температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводников
- •Теоретическое введение
- •Полупроводники
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •К онтрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Изучение зависимости мощности и кпд источника тока от величины нагрузки
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Методика измерений
- •Экспериментальная часть
- •Приборы и оборудование: ип – источник питания, фпэ-06 – модуль “Определение работы выхода”, pv – вольтметр (прибор ф-214 1/2), pa – амперметр (прибор ф-214 1/4). Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Принципиальная электрическая схема
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •М етодика измерений
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Проверка закона Био-Савара-Лапласа и определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Изучение магнитного поля короткой катушки
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Изучение магнитного поля постоянного магнита
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Экспериментальная установка
- •2. Измерение тока проводить до 20 мА. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Методика измерений
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Лабораторная работа 2-15 Изучение эффекта Холла в полупроводнике
- •Теоретическое введение
- •Измерительная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Приборы и оборудование: звуковой генератор гс-118 (pq, рис.16.7 и 16.8), электронный осциллограф с1-150 (ро), модуль “явление гистерезиса” фпэ–07. Экспериментальная установка и методика измерений
- •По закону Фарадея эдс индукции по вторичной обмотке
- •Из выражения (16.15) и (16.16) получаем
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Изучение электрических процессов в простых линейных цепях при действии гармонической электродвижущей силы (фпэ-09)
- •Теоретическое введение
- •Методика измерений
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Изучение явления резонанса в колебательном контуре
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Описание установки и методика эксперимента
- •Зарядка установки
- •Методика определения ёмкости установки
- •Методика определения ёмкости проводника (шара)
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
4. Индукционная система
П
Рис. 4
Индукционные приборы удобно применять для измерения мощности. В настоящее время эта система используется исключительно в счетчиках электрической энергии.
5. Тепловая система
Измеряемый ток протекает по тонкой проволоке и нагревает её. Температура определяется равновесием между выделяемой мощностью и отдачей тепла в окружающую среду. Повышение температуры вызывает удлинение проволоки и поворот связанной с ней стрелки. Конец нагревающейся проволоки прикреплен к биметаллической пластинке, изгиб которой при нагревании компенсирует удлинение проволоки при изменении температуры среды. Прибор имеет магнитный успокоитель.
Тепловые приборы обладают невысокой чувствительностью, малой точностью, очень боятся перегрузок. В настоящее время они применяются только для измерения токов высоких частот.
6. Электростатическая система
На базе этой системы строится работа электростатических вольтметров, одна из конструкций которого представлена на рис 5. Подвижная пластина А под действием сил притяжения втягивается в зазор между неподвижными пластинами В. Возвращающий момент создается спиральными пружинами С (или упругими растяжками), на которых подвешивается подвижная система.
Э лектростатические вольтметры обладают малой чувствительностью и невысокой точностью. Их важным достоинством является очень высокое - теоретически бесконечное - сопротивление, так как они не вносят искажений в исследуемую цепь. Еще важнее, что они могут применяться как для постоянного, так и для переменного тока вплоть до очень высоких частот.
При использовании на переменном токе сопротивление прибора уже не может считаться бесконечным - оно будет определяться его емкостью. Электростатические приборы нечувствительны к внешним магнитным полям, но электрические поля существенно влияют на их показания.
7. Вибрационная система
К этой системе относятся частотомеры, в которых исследуемый ток проходит по обмотке электромагнита, притягивающего ряд железных язычков. Размеры язычков, а следовательно, и резонансные частоты их колебаний несколько отличаются друг от друга. Практически наблюдается размытие концов язычков при их колебаниях. Язычок, резонансная частота которого совпадает с частотой тока, колеблется с наибольшей амплитудой.
Приложение 1
Условные обозначения, наносимые на электроизмерительные приборы и вспомогательные части
Наименование |
Условное обозначение |
Наименование |
Условное обозначение |
Принцип действия прибора
|
|||
Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой |
|
Электромагнитный прибор |
|
Электродинамический прибор |
|
Ферродинамический прибор
|
|
Индукционный прибор |
|
Электростатический прибор |
|
Вибрационный прибор (язычковый) |
|
Тепловой прибор с нагреваемой проволокой |
|
Дополнительные обозначения по виду преобразования
|
|||
Выпрямитель полупроводниковый |
|
Электронный преобразователь |
|
Дополнительные обозначения по защите от магнитных и электрических полей
|
|||
З ащита от внешних магнитных полей (I категории защищённости) |
|
Защита от внешних электрических полей (I категории защищённости) |
|
II. Обозначение рода тока
|
|||
Постоянный ток |
|
Переменный ток |
|
III. Обозначение класса точности, положения прибора, прочности изоляции
|
|||
Класс точности при нормировании погрешности в % от диапазона измерений, например, 1.5 |
1.5 |
Горизонтальное положение шкалы |
|
Наклонное положение шкалы под определённым углом к горизонту, например, |
|
Вертикальное положение шкалы
|
|
Направление ориентации прибора в земном магнитном поле
|
|
Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением, например, 2 кВ |
|
Прибор испытанию прочности изоляции не подлежит |
|
Осторожно! Прочность изоляции измерительной цепи не соответствует нормам (знак выполняется красным цветом)
|
|
Внимание! Смотри дополнительные указания в паспорте и инструкции по эксплуатации |
! |
|
|
IV. Обозначение зажимов и корректора
|
|||
Отрицательный зажим |
|
Положительный зажим |
|
Общий зажим (для многопредельных и комбинированных приборов) |
|
Зажим, соединённый с корпусом
|
|
Зажим (винт, шпилька) для заземления |
|
|
|
Лабораторная работа 2-01