Порядок выполнения работы

ЗАДАНИЕ 1.  Наблюдение траектории движения электронов в электрическом и магнитном полях .

Проверить электрические цепи установки и подключить питание.

Включить цепь накала катода, замкнув ключ К₁, и прогреть катод в течении 5 минут.

Замкнуть ключи к2 и к3 и подать на экран лампы напряжение 250 b. Потенциометром r1 установить в анодной цепи напряжение 30 - 35 в.

Зарисовать вид экрана лампы 6E5C.

Включить цепь соленоида ключом К₄ . Реостатами R₂ и R₃ постепенно увеличивают силу тока в соленоиде I_c до 2А. Наблюдают и зарисовывают вид экрана лампы 6E5C.

ЗАДАНИЕ 2.  Снять зависимость анодного тока I_a  лампы от тока в соленоиде  I_c .Ток в соленоиде изменяют от 0 до 2 А.

Полученные данные занести в таблицу.

Обработка результатов измерений

а) По данным эксперимента построить график I_a = f(I_c).

На основе экстраполяции прямолинейного участка графика к оси абсцисс определить I_кр.

б) Рабочую формулу для определения удельного заряда электрона, используя формулу (55) можно привести к виду:

;

где = 2,26 ^.10¹⁰ Гн^-2 м² .

Формула для расчета абсолютной погрешности (e/m) имеет вид :

Контрольные вопросы

1. Как определить направление силы Лоренца?

2. Почему при некоторой силе тока в соленоиде электроны в лампе не достигают анода?

3. Оказывает ли существенное влияние на траектории электрона в магнетроне магнитное поле Земли?

ЛИТЕРАТУРА:[2. § 72-74]

Работа 15. Изучение резонанса в электрических цепях.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

1. Ознакомиться с резонансом напряжений в последовательной цепи переменного тока.

2. Снять резонансные кривые, построить графики.

3. Определить влияние активного сопротивления и емкости цепи на вид резонансных кривых.

Теоретическое введение

Последовательная цепь, обладающая индуктивностью L и емкостью С, является колебательным контуром (рис.33). Если зарядить конденсатор С и замкнуть контур накоротко, то в нем возникнут свободные электромагнитные колебания и в отсутствии источника тока. Но эти колебания будут затухающими, если сопротивление контура не равно нулю. Электромагнитная энергия контура при этом убывает, превращаясь во внутреннюю.

Источник тока восполняет потери. Если эдс  источника тока меняется по гармоническому закону с частотой  и амплитудой ₀:

= ₀ соs t,

то в контуре возникнут вынужден-

ные электромагнитные колебания,

называемые переменным током.

Сила тока i и напряжение u при

этом изменяются с той же часто-

той : i = I₀ cos ( t  ₁)

u = U₀ cos ( t  ₂ )

Рис.33 Разность фаз колебаний напряже-

ния и силы тока  = ₂  ₁.

называют углом сдвига силы тока по отношению к напряжению.

Так как распространение электромагнитного поля от источника тока происходит со скоростью света, то изменения силы тока во всех элементах цепи совпадают по фазе, сдвиг по фазе при этом = const.

В любой момент времени сумма напряжений на последовательно включенных элементах цепи R, L и С равна мгновенному значению приложенного напряжения U: U= U_R+U_L+U_C

Здесь: U_R = iR = RI₀ cos t , при ₁ = 0.

U_L = )

(56)

Рис. 34.

Векторная диаграмма амплитуд напряжений для этого случая изображена на рис.34. Мгновенные значения напряжений U_R , U_L , U_C определяются проекциями на горизонтальную ось векторов U_OR , U_OL и U_OC , вращающихся вокруг точки О с одинаковой угловой скоростью

 против часовой стрелки.

Согласно (56) колебания на резисторе U_R совпадают по фазе с колебаниями силы тока, вектор U_OR направлен вдоль оси силы тока. Колебания напряжения на конденсаторе U_C отстают по фазе на от изменений силы тока, вектор U_OC перпендикулярен оси тока. Колебания напряжения на катушке индуктивности U_L по фазе опережают колебания силы тока на  /2 , вектор U_OL перпендикулярен оси тока, но противоположен вектору U_OC . Следовательно, изменения напряже-

ний U_L и U_C при последовательном соединении происходят в противофазе.

Из рис.34 получаем: