Демонстрация №3. Сдвиг фаз между током и напряжением в цепи с емкостью.

Цель:

Оборудование: Осциллограф, звуковой генератор, батарея конденсаторов емкостью 56 мкФ, лампочка на подставке, напряжением 3,5 В.

Ход работы.

Собирают схему устаноки рис.13. Напряжение с емкостью С и лампы подают на X,Y, земля осциллографа ОДШ-2.

Напряжение, снимаемое в точке ВС (т.е. с лампы), будет пропорциональна силе тока в цепи и сдвинуто по фазе относительно напряжения на емкости С. Подбором емкости конденсатора, частоты электрических колебаний звукового генератора и ручек на входе коммутатора добиваются выразительной осциллограммы.

Вывод.

Рис.15

Контрольные вопросы

1. Почему одному и тому же соотношению частот соответствует ряд фигур Лиссажу?

2. Какие фигуры возникают в результате сложения взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами и разностью фаз 0, /2, ?

3. Что означают величины n_х и n_y?

4. Как их находят?

Лабораторная работа № 4 насосы

Цель работы: Изучить устройство и принцип действия насосов.

4.1 Масляный насос Комовского.

Насос Комовского (рис.1) со специальной тарелкой, имеющей укороченный манометр и стеклянный колокол (рис. 2), предназначен для разрежения воздуха до 0,3 мм рт. ст. (наивысшее разрежение). Насос может работать и как нагнетательный (предельное давление 4 ат).

Рис.1 Рис.2

О н приспособлен для работы с приборами, имеющими ниппель, а также с приборами, имеющими пришлифованное дно, которые устанавливаются при разрежении в них воздуха на тарелку воздушного насоса. Принципиальная схема устройства насоса показана на рисунке 3.

Насос состоит из цилиндра, внутри которого движется поршень, приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом.

Дно цилиндра, имеющее форму круглой пластины, съемное и удерживается в его нижней части пружиной. Оно одновременно выполняет роль клапана. Цилиндр с поршнем помещены в сосуд, заполненный маслом (обычно используется машинное масло). Насос работает по принципу отсечки. При движении поршня вниз масло под его давлением отжимает дно и полностью выходит из цилиндра. При движении поршня вверх между поршнем и дном цилиндра образуется разреженное пространство, и в тот момент, когда поршень дойдет до начала боковой щели, воздух войдет в цилиндр. Атмосферное давление, передаваемое через масло, придавит дно к цилиндру, и оно в этом положении будет удерживаться упругой силой пружины. При обратном движении поршень закроет боковую щель, отсечет вошедший воздух. При этом произойдет сжатие воздуха, а затем выталкивание его в пространство, наполненное маслом.

На крышке кожуха укреплен маслоуловитель, состоящий из пластины, прикрывающей снизу отверстие крышки, и цилиндрической коробки, с находящимися в ней тремя конусами, два из которых спаяны вместе. Воздух, пройдя конусный маслоуловитель, выходит через ниппель наружу. Маслоуловитель задерживает мелкие капли масла, уносимые выходящим из конуса воздухом. На рисунке 4 показан разрез насоса; в верхнем правом виден маслоуловитель, схема которого показана отдельно на рисунке 5.

В ращение шкива насоса вручную можно заменить вращением его от электродвигателя мощностью 0,25 кВт.. При этом необходимо учесть, что конструкция насоса не допускает скорости вращения большей чем 200 об/мин. Дальнейшее увеличение числа оборотов вызовет резкое сокращение промежутка времени, в течение которого щель цилиндра открыта, поэтому под цилиндр будет поступать слишком мало).

4.2 Тарелка к вакуумному насосу. Ряд опытов с насосом Комовского осуществляется при помощи тарелки с манометром и стеклянным колоколом (рис.6). Тарелка к вакуумному насосу служит для демонстрации опытов при пониженном атмосферном давлении.

Рис.6

Тарелка состоит из массивного чугунного диска с соединительным каналом, запирающимся краном и ртутным манометром. Сбоку диска смонтированы два наружных зажима, соединенные с зажимами под колоколом. Вакуум создается под стеклянным колоколом. Между его пришлифованными бортами и диском проложен круг из тонкой резины, препятствующей воздуха под колокол.

Манометр контролирует работу установки во время опыта. Его показания относятся и к пространству под колпаком, в который он заключен и к пространству под колоколом. В тех случаях, когда работают с тарелкой без колокола (опыт с фонтаном и др.), манометр показывает разрежение в сосуде, соединенном с ниппелем тарелки.

Работа установки зависит от надежного действия крана, запирающего соединительную трубку. Сверху на кране изображена стрелка, острие которой при выкачивании воздуха должно быть направлено к насосу; в других положениях кран запирает канал.

Перед работой проверьте наличие в насосе масла. Для этого отверните пробку, находящуюся посередине стенки насоса. Долить масло в насос можно через всасывающий ниппель, не прибегая при этом к разбору насоса. Наполнение прекращается, когда из отверстия пробки начнет выступать масло. После доливки заверните пробку до отказа.