6. Опыты с вибратором для демонстрации механического резонанса

Вибратор представляет собой узкую стальную пластинку с белым флажком на конце (рис. 11). Пластинка зажата в специальной обойме, которая закрепляется на корпусе электродвигателя двумя зажимными винтами.

Для проведения опытов электродвигатель с вибратором устанавливают в треногу универсального штатива и насаживают на вал эксцентрик. Пластинку вибратора зажимают в обойме и, подложив под треногу кусок листовой резины, включают электродвигатель.

При медленном и плавном увеличении числа оборотов наступает момент, когда амплитуда колебаний пластинки вибратора резко возрастает, причем белый квадратик флажка как бы растягивается в широкую полосу. При дальнейшем увеличении числа оборотов амплитуда колебаний вновь уменьшается.

В этом опыте собственная частота вибратора постоянна, а частота импульсов, вызывающих колебания, изменяется.

Полезен также второй вариант опыта, в котором число оборотов электродвигателя постоянно, а изменяется собственная частота вибратора. Для этого надо слегка ослабить зажим и, взявшись за нижний конец пластинки вибратора, медленно передвигать ее в вертикальном направлении. При изменении длины пластинки изменяется ее собственная ча­стота. Когда она станет равной постоянной частоте импульсов двигателя, наступает резонанс.

Этот второй вариант опыта аналогичен опыту с настройкой электрического колебательного контура в резонанс с генератором УВЧ при прохождении темы «Электромагнитные колебания и волны».

Для получения наилучшего эффекта при проведении опытов с вибратором надо не забыть подложить под треногу резинку или войлок и найти наивыгоднейшее смещение ролика в эксцентрике.

7. Опыт со стробоскопическим диском

При помощи муфты от диска с цепочкой насаживают на вал электродвигателя стробоскопиче­ский диск и ярко освещают его люминисцентной лампой, загородив ее от учащихся. Затем пускают электродвигатель и плавно увеличивают его скорость.

рис. 11

Следя за поверхностью вращающегося диска, можно заметить кажущуюся поочередную остановку его колец. Сначала кажется неподвижным внешнее кольцо. В этот момент электродвигатель делает 500 об/мин. Затем будет казаться остановившимся следующее кольцо, а соседние—медленно вращающимися в ту или другую сторону. При 6000 об/мин останавливается внутреннее кольцо, имеющее два сектора. Числа оборотов указаны на каждом из колец диска.

При помощи этого опыта разъясняют стробоскопический эффект и его применение в технике для контроля числа оборотов, а также рассмотрения в замедленном темпе быстро протекающих периодических процессов.

Во время опытов с универсальным электродвигателем надо соблюдать правила электробезопасности, следить за надежным креплением вращающихся деталей и располагать прибор так, чтобы ось вращения была перпендикулярна продольной линии расположения демонстрационного стола.

Требования по технике безопасности

1. Потребитель обязан составить инструкцию по безопасной эксплуатации изделия.

2. Эксплуатировать изделие разрешается лицам, прошедшим аттестацию по технике безопасности и имеющим квалификационную группу не ниже 3.

3. При подключенном реостате к двигателю при проведении опытов запрещается прикасаться к неизолированным токонесущим частям.

4. После демонстрации опытов необходимо отключить прибор от электросети и реостат от электродвигателя,