- •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
4.5. Ручки управления калибратором
1
.
«ВЫКЛ, 1 кГц, − » − переключатель
режима работы калибратора:
а) ВЫКЛ – калибратор выключен;
б ) 1 кГц – калибратор вырабатывает меандр частотой 1 кГц и амплитудой, устанавливаемой переключателем КАЛИБРАТОР;
в ) − - калибратор вырабатывает постоянное напряжение, величина которого устанавливается переключателем КАЛИБРАТОР.
2. – гнездо выхода сигнала калибратора.
3
.
СЕТЬ ВКЛ – свечение лампочки указывает,
что осциллограф включён.
4. – клемма заземления.
5. Программа работы
5.1. Установка исходного состояния осциллографа
1 . Установить ручки управления ЭЛТ:
– в среднее положение;
– в среднее положение;
– против часовой стрелки.
2. Установить ручки управления канала Y:
V/ДЕЛ – в положение «1 В/дел»;
П ЛАВНО – по часовой стрелке до лёгкого щелчка;
− в среднее положение;
« » − в положение .
3. Установить ручки управления синхронизацией:
± - в положение «+»;
- в положение ~;
УРОВЕНЬ – по часовой стрелке;
«ВНУТР, СЕТЬ, 1:1, 1:10» – в положение ВНУТР;
4. Установить ручки управления развёрткой:
ВРЕМЯ/ДЕЛ – в положение «0,5 мс/дел»;
ПЛАВНО – по часовой стрелке до лёгкого щелчка;
− оба регулятора («грубо» и «плавно») в средние положения;
« ×1, ×0,1, » − в положение «×1»;
− в положение .
5. Установить ручки управления калибратором:
« ВЫКЛ, 1 кГц, ─ » - в положение « 1 кГц»;
КАЛИБРАТОР – в положение «2В».
6. Тумблер СЕТЬ – в выключенном положении.
5.2. Включение осциллографа
1 . Включить тумблер СЕТЬ и дать прогреться осциллографу 1-2 минуты. На экране должна появиться горизонтальная линия развёртки.
2 . Ручками и установить среднюю яркость и хорошую чёткость этой линии.
3. Ручкой совместить линию развёртки с центральной горизонтальной линией сетки экрана.
4 . Перевести переключатель « » в положение « ».
5.3. Работа с калибратором
1 . Подать сигнал калибратора на вход Y. Для этого соединить коаксиальным кабелем гнездо калибратора с гнездом входа Y.
Ручкой УРОВЕНЬ добиться устойчивого изображения меандра.
2 . Выставив изображение ручками в удобное положение, измерить по показанию переключателя ВРЕМЯ/ДЕЛ период меандра Т (мс), а по показанию переключателя V/ДЕЛ – его амплитуду U0 (В).
Вычислив частоту f=1/Т, сравнить результат с показанием переключателя КАЛИБРАТОР.
Изображение на экране можно растягивать и сжимать по вертикали и горизонтали ручками «V/ДЕЛ, ПЛАВНО» и «ВРЕМЯ/ДЕЛ, ПЛАВНО»; однако, как отмечалось, параметры изображения на экране отвечают калибровочным значениям только при поворотах ручек «ПЛАВНО» по часовой стрелке до лёгкого щелчка.
3. Откалибровать экран по горизонтали, т.е. определить цену деления εх (В/делх) шкалы экрана по оси Х. Для этого:
а) переключатель КАЛИБРАТОР установить на «1В»;
б ) переключатель «×1, ×0,1, » − в положение « »;
в) переключатель «ВНУТР, СЕТЬ, 1:1, 1:10» − в положение «1:1».
Т еперь генератор развёртки отключён, сигнал калибратора не разворачивается и виден на экране короткой вертикальной чёрточкой высотой ровно 1 В; ручками и установить её в левой части экрана.
г ) переключить кабель, идущий от калибратора, с гнезда канала Y на гнездо .
Теперь сигнал калибратора перемещает луч по оси Х. Чёрточка на экране станет горизонтальной (она будет видна скорее как две яркие точки, соединённые очень бледной линией). Чтобы не прожечь люминофор экрана, яркость этих точек надо поубавить.
д ) регулятором выставив точки в удобное положение, определить цену деления экрана по горизонтали εх (В/делх);
е) перевести переключатель «ВНУТР, СЕТЬ, 1:1, 1:10» в положение «1:10» и убедиться, что расстояние между точками уменьшилось в 10 раз;
ж ) отсоединить кабель от калибратора и от входа .
