- •Физический практикум по электромагнетизму
- •Содержание
- •1. Цепи постоянного тока
- •Передача электроэнергии по линии
- •1. Эффективность передачи электроэнергии
- •2. Распределение нпряжения в линии
- •3. Экспериментальная установка
- •4. Измерения
- •5. Представление результатов
- •Цепь постоянного тока
- •1. Методы расчёта цепей
- •1.1. Правила Кирхгофа
- •1.2. Метод узловых потенциалов
- •1.3. Метод контурных токов
- •3. Измерения
- •Нелинейные элементы в цепи постоянного тока
- •1. Теоретическое введение
- •1.1. Понятие о нелинейных элементах (нэ)
- •1.2. Статическое и дифференциальное сопротивления
- •1.3. Вольт-амперные характеристики
- •1.4. Графический расчёт простейших нелинейных цепей
- •1.5. Стабилизатор напряжения
- •2. Экспериментальная установка
- •3. Программа работы
- •3.1. Снятие вольт-амперных характеристик
- •3.2. Расчёт и испытание стабилизатора напряжения
- •4. Представление результатов
- •1. Назначение осциллографа
- •2. Блок-схема осциллографа с1-65а
- •2.1. Входной делитель и усилитель канала y
- •2.2. Генератор развёртки
- •2.3. Блок синхронизации
- •2.4. Усилитель канала х
- •2.5. Калибратор
- •3. Некоторые технические хароактеристики
- •4. Ручки управления
- •4 .1. Ручки управления элт
- •4.2. Ручки управления канала y
- •4.3. Ручки управления синхронизацией
- •4.4. Ручки управления развёрткой
- •4.5. Ручки управления калибратором
- •5. Программа работы
- •5.1. Установка исходного состояния осциллографа
- •5.2. Включение осциллографа
- •5.3. Работа с калибратором
- •5.4. Измерения параметров синусоидального напряжения
- •5.5. Измерение параметров импульсного напряжения
- •5.6. Представление результатов
- •Мостовые измерения
- •1. Идея метода
- •1.1. Мост постоянного тока
- •1.2. Мост переменного тока
- •1.2.1. Баланс моста на переменном токе
- •1.2.2. Измерение ёмкостей конденсаторов
- •1.2.3. Измерение индуктивностей катушек
- •2. Оценки точности мостовых измерений
- •2.1. Мост постоянного тока
- •2.2. Мост переменного тока
- •3. Экспериментальная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Измерения сопротивлений резисторов
- •4.2. Измерения ёмкостей конденсаторов
- •4.3. Измерения индуктивностей
- •4.4. Оценки точности измерений
- •4.5. Определение взаимной индуктивности катушек
- •Определение удельного заряда электрона из закона «трёх вторых»
- •1. Введение
- •2. Вольт-амперная характеристика
- •2.1. Плоский диод
- •2.2. Цилиндрический диод
- •3. Экспериментальная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Измерения
- •4.2. Обработка результатов
- •Измерение малых сопротивлений
- •1. Теоретическое введение
- •1.1. Проблема измерения малых сопротивлений
- •1.2. Метод шунта
- •1.3. Простой мост
- •1.4. Метод двойного моста
- •1.5. Оценки точности измерений
- •2. Экспериментальная установка
- •3. Программа работы
- •3.1. Измерения сопротивлений методом шунта
- •3.2. Измерения сопротивлений двойным мостом
- •2.2. Магнитные измерения
- •Магнитное поле земли
- •1. Структура магнитного поля земли
- •2. Установка и метод
- •3. Измерения
- •Измерения баллистическим гальванометром
- •1. Теория баллистического гальванометра
- •1.1. Гальванометры
- •1.2. Устройство баллистического гальванометра
- •1.3. Принцип действия баллистического гальванометра
- •1.4. Принцип измерения ёмкости
- •1.5. Принцип измерения магнитного поля
- •1.6. Принцип измерения взаимной индуктивности
- •2. Лабораторная установка
- •3. Измерения и расчёты
- •3.1. Измерение ёмкости конденсатора
- •3.2. Измерение магнитного поля катушки
- •3.3. Измерение взаимной индуктивности обмоток
- •3.4. Расчёты полей в соленоиде
- •Определение параметров конденсаторов и катушек
- •1. Введение
- •2. Метод
- •2.1. Определение ёмкости конденсатора
- •2.2. Определение индуктивности катушки
- •2.3. Определение взаимной индуктивности катушек
- •3. Лабораторная установка
- •4. Измерения
- •4.1. Измерение ёмкости конденсатора
- •4.2. Измерение индуктивности катушек
- •4.3. Измерение взаимной индуктивности
- •Изучение свойств ферромагнетиков
- •1. Магнитное поле в веществе
- •1.1. Намагничивание вещества
- •1.2. Магнитное поле в веществе и вектор н
- •1.3. Связь между векторами м, в и н
- •1.4. Размерности
- •2. Основные характеристики ферромагнетиков
- •2.1. Кривая намагничивания
- •2.2. Магнитная проницаемость
- •2.3. Гистерезис
- •2.4. Потери энергии при перемагничивании ферромагнетика
- •2.5. Природа ферромагнетизма
- •3. Снятие гистерезисных петель
- •3.1. Метод
- •3.2. Экспериментальная установка
- •3.3. Программа измерений
- •3.4. Обработка результатов
- •Определение удельного заряда электрона методом магнетрона
- •1. Введение
- •2. Идея метода
- •3 . Движение электрона в скрещенных полях
- •3.1. Плоский диод
- •3.2. Цилиндрический диод
- •4. Причины уменьшения точности метода
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Программа работы
- •6.1. Измерения
- •6.2. Обработка результатов
- •Эффект холла
- •1. Электрические особенности полупроводников
- •2. Элементарная теория эффекта холла
- •3. Лабораторная установка
- •3.1. Состав лабораторной установки
- •3.2. Гальванометр
- •3.3. Образец
- •3.4. Катушки электромагнита
- •4. Программа измерений
- •4.1. Домашняя подготовка
- •4.2. Измерение удельной проводимости
- •4.3. Измерения эдс Холла
- •5. Обработка и представление результатов
- •Определение ампера
- •1. Теоретические сведения
- •1.1 Определение магнитного поля
- •1.2. Действие магнитного поля на ток (сила Ампера)
- •1.3. Закон Био-Савара
- •1.4. Взаимодействие параллельных проводов с токами.
- •2. Идея метода
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Измерения
- •4.2. Обработка результатов
3. Некоторые технические хароактеристики
ОСЦИЛЛОГРАФА С1-65А
1. Размеры рабочей части экрана: 64×80 мм (8×10 дел).
2. Ширина линии луча: 0,6 мм.
3. Характеристики канала Y:
● полоса пропускания: 0…10 МГц;
● входное сопротивление: 1 МОм;
● входная ёмкость: 25 пФ;
● максимальная амплитуда исследуемого сигнала: 60 В;
● минимальное значение исследуемого сигнала: 15 мВ.
4. Характеристики канала Х:
● полоса пропускания: 20 Гц…3 МГц;
● входное сопротивление: 1 МОм;
● входная ёмкость: 50 пФ;
● цена деления по горизонтали: не более 0,3 В/дел.
5. Задержка изображения сигнала относительно начала развёртки на экране: не менее 40 нс.
6. Потребляемая осциллографом мощность от сети: 125 Вт.
4. Ручки управления
НА ПЕРЕДНЕЙ ПАНЕЛИ ОСЦИЛЛОГРАФА С1-65А
4 .1. Ручки управления элт
1
.
– регулятор фокусировки луча (чёткости
изображения).
2
.
– регулятор яркости изображения.
3. – регулятор освещения шкалы экрана.
4.2. Ручки управления канала y
1. V/дел – переключатель цены деления экрана по вертикали.
2. ПЛАВНО – плавный регулятор цены деления экрана по вертикали.
При численных измерениях на экране этот регулятор должен быть повёрнут по часовой стрелке до лёгкого щелчка.
3
.
– смещение изображения на экране по
вертикали.
4
.
– выбор характера пропускания
канала Y:
а
)
− все составляющие входного сигнала
проходят на вход усилителя Y;
б
)
− заземляет вход усилителя, но сам
входной сигнал не заземляется;
в
)
− пропускает только переменную
составляющую входного сигнала.
5
.
– входное гнездо для подачи
исследуемого сигнала.
6. – корпусная клемма.
4.3. Ручки управления синхронизацией
1. ± - выбор полярности сигнала, синхронизирующего развёртку:
а) + - синхронизация развёртки положительным импульсом;
б) − - синхронизация развёртки отрицательным импульсом.
2
.
– установка режима запуска блока
синхронизации:
а
)
− проходит любой запускающий сигнал
от 0 до 50 МГц;
б) ~ - проходит только переменная составляющая сигнала.
3. УРОВЕНЬ – регулятор уровня части исследуемого сигнала, от которого происходит запуск развёртки.
4. ВЧ – устойчивость изображения сигнала частотой свыше 10 МГц.
5. ВНУТР, СЕТЬ, 1:1, 1:10 – выбор источника синхросигнала:
а) ВНУТР – развёртка синхронизируется частью исследуемого сигнала, поступающей из канала Y;
б) СЕТЬ – развёртка синхронизируется сигналом частотой 50 Гц;
в
)
1:1 – развёртка синхронизируется внешним
сигналом, подаваемым на гнездо ;
г) 1:10 – внешний синхросигнал ослабляется в 10 раз.
6 . – входное гнездо для внешнего синхросигнала. Это гнездо используется также для в качестве внешнего входа канала Х, когда переключатель «×1, ×0,1, » установлен в положение « ».
4.4. Ручки управления развёрткой
1. ВРЕМЯ/ДЕЛ – ступенчатый переключатель скорости развёртки. Калиброванная скорость развёртки устанавливается поворотом сосной ручки ПЛАВНО против часовой стрелки до лёгкого щелчка.
2. ПЛАВНО – плавная регулировка скорости развёртки в каждом положении переключателя ВРЕМЯ/ДЕЛ.
3
.
– грубый и плавный регуляторы
положения изображения на экране по
горизонтали.
4. «×1, ×0,1, » − переключатель вида развёртки:
а) ×1 – скорость развёртки соответствует положению переключателя ВРЕМЯ/ДЕЛ;
б) ×0,1 – скорость развёртки увеличена в 10 раз за счёт растяжки центрального участка изображения;
в
)
− горизонтальное отклонение луча
осуществляется внешним сигналом,
подаваемым на гнездо .
5. « »– переключатель режима работы генератора развёртки (непрерывного, ждущего или однократного):
а
)
− развёртка изображения осуществляется
независимо от наличия запускающего
сигнала; синхронизация делается любым
сигналом;
б
)
− генератор развёртки запускается
импульсами синхронизации;
в
)
− однократный запуск развёртки
кнопкой ГОТОВ.
6. – гнездо выхода генератора пилообразного напряжения.
