- •© Фгбоувпо Мурманский государственный технический университет 2014
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Краткие теоретические сведения
- •1. Основная классификация электроизмерительных приборов
- •1.1. Краткое описание приборов и их принципа действия
- •1.2. Общие элементы приборов
- •2. Общие свойства приборов
- •2.1. Классы точности электроизмерительных приборов
- •2.2. Цена деления шкалы
- •2.3. Определение внутреннего сопротивления прибора
- •Часть 1. «Электростатика. Постоянный ток» лабораторная работа № 3
- •Приборы и материалы
- •1.Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Электрический ток
- •Электрическая цепь постоянного тока
- •Электрическое сопротивление
- •Закон Ома для однородного участка цепи
- •Закон Ома в дифференциальной форме
- •Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Гальванометр, амперметр и вольтметр. Схемы их включения
- •1.8. Шунт и добавочное сопротивление
- •Теория лабораторной работы
- •Часть 1. Использование гальванометра в качестве амперметра
- •Измерения и обработка результатов Расчет шунта
- •Часть 2. Использование гальванометра в качестве вольтметра
- •Расчет добавочного сопротивления
- •Контрольные вопросы
- •1.Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •1.1. Электрический ток
- •1.2. Электрическая цепь постоянного тока
- •1.3. Источник постоянного тока
- •1.4. Сторонние силы
- •1.5. Внутреннее сопротивление источника тока
- •1.6. Электродвижущая сила
- •1.7. Соединение источников тока
- •1 Рис. 11. .8. Напряжение на неоднородном участке цепи
- •1.9. Закон Ома для замкнутой цепи
- •1.10. Закон Джоуля – Ленца
- •1.11. Работа и мощность постоянного тока в замкнутой цепи
- •1.12. Кпд источника тока
- •1.13. Дифференциальные выражения для электрической мощности
- •Пример: Мощность некоторых электрических приборов
- •1.14. Требования к линиям электропередач
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Электрический ток
- •Электрическая цепь постоянного тока
- •1.3. Электрическое сопротивление
- •Закон Ома для однородного участка цепи
- •Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Измерение сопротивления
- •Правила Кирхгофа
- •Мост Уитстона
- •Условие баланса моста
- •Разновидности мостов
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Электронная эмиссия. Работа выхода электрона из металла
- •Контактные явления
- •Контактная разность потенциалов с точки зрения классической электронной теории
- •1.5. Контактная разность потенциалов с точки зрения зонной (квантовой) теории твёрдого тела
- •Р Рис. 4. Азличная зависимость от температуры контактной разности потенциалов
- •Фононное увлечение
- •1.6. Законы Вольты
- •1.7. Эффект Зеебека. Термоэлектрические явления
- •1.8. Объяснение эффекта Зеебека с точки зрения классической теории
- •1.9. Объяснение эффекта Зеебека с точки зрения зонной теории твёрдого тела
- •1.10. Термопара
- •Применение термопар
- •Преимущества термопар
- •Недостатки термопар
- •1.9. Эффект Пельтье
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и закон
- •Проводники
- •Основы электронной теории проводимости металлов
- •Электрическое сопротивление металлов
- •На практике часто сопротивления измеряют тысячами Ом – килоомами (кОм) или миллионами (мОм) – мегаомами (мОм).
- •Электропроводимость
- •Зависимость сопротивления проводников от температуры
- •Сверхпроводимость
- •Недостатки электронной теории проводимости
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Полупроводники
- •Проводимость полупроводников
- •Механизм электрической проводимости
- •Донорная примесь
- •Акцепторная примесь
- •Зависимость сопротивления полупроводников от температуры
- •Основы зонной теории твёрдого тела
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Часть 2. «Электромагнетизм»
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Магнитное поле и его характеристики
- •Явление электромагнитной индукции
- •Закон Фарадея
- •Векторная форма закона Фарадея
- •Явление самоиндукции
- •Индуктивность
- •Соленоид
- •Индуктивность соленоида
- •2.Теория лабораторной работы измерения и обработка результатов
- •Измерение и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 12
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Магнитное поле и его характеристики
- •Магнитное поле Земли
- •Величины, характеризующие магнитное поле Земли
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Магнитное поле и его характеристики
- •Сила Лоренца
- •Полная сила
- •Магнетрон Магнетрон – это мощная электронная лампа, генерирующая микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем.
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Понятие о магнитном поле и его некоторые характеристики
- •Магнитное поле в веществе. Магнетики
- •Магнитный момент атома
- •Намагниченность
- •Ферромагнетизм
- •Устройство и принцип работы электронного осциллографа
- •2.Теория лабораторной работы
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Понятие о магнитном поле и его некоторые характеристики
- •Магнитное поле в веществе. Магнетики
- •Магнитный момент атома
- •Намагниченность
- •Диамагнетизм и парамагнетизм
- •Ферромагнетизм
- •Магнитная восприимчивость
- •Точка Кюри
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Понятие о колебаниях
- •Все колебательные процессы – по характеру взаимодействия с окружающей средой подразделяются:
- •Гармонические колебания
- •Сложение колебаний
- •Математическое выражение для кривой Лиссажу
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Часть 2. Использование гальванометра в качестве вольтметра
Тот
же гальванометр можно использовать для
измерения напряжения
,
причем
.
В этом случае необходимо последовательно
гальванометру включить добавочное
сопротивление
,
на котором "погаситься" напряжение
.
(рис. 11).
По закону Ома:
.
О
Рис. 11.
тсюда:
.
Как правило, выполняется
условие
,
тогда добавочное сопротивление
вычисляется:
(10).
Расчет добавочного сопротивления
Рассчитать добавочное сопротивление для =30В по формуле (10).
Используя результаты вычислений (п.1), на магазине сопротивлений установить .
После проверки цепи преподавателем, включить питание, установить на вольтметре напряжение и подобрать окончательно , так, чтобы стрелка гальванометра отклонилась на всю шкалу. Записать окончательное значение .
Отградуировать вольтметр. Для этого уменьшаем напряжение на вольтметре на
до
,
занося показания в таблицу 2.
Таблица 2
Номер измерения |
Величина добавочного сопротивления , Ом |
Напряжение эталонного вольтметра, , В |
Отсчет по шкале гальванометра, делений |
Цена деления , В/дел. |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
||
3 |
|
|
||
4 |
|
|
||
5 |
|
|
||
6 |
|
|
||
7 |
|
|
||
8 |
|
|
||
9 |
|
|
||
10 |
|
|
ПАРАМЕТРЫ СХЕМЫ: ; .
Построить график зависимости
.По графику определить цену деления, как,
,
как тангенс наклона прямой к оси абсцисс.Проанализировать результаты, сделать вывод.
Контрольные вопросы
Согласно обозначениям на шкалах электроизмерительных приборов, используемых в данной работе, указать назначение прибора, тип тока, безопасность, класс точности, систему измерительного механизма, рабочее положение при эксплуатации.
По классу точности электроизмерительных приборов, используемых в данной работе, вычислить их абсолютную (инструментальную) погрешность и указать к какой группе приборов (прецизионным, техническим или внеклассовым) они относятся.
Что называется градуировкой электроизмерительного прибора?
Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи.
Сформулируйте порядок расчёта напряжения, силы тока и общего сопротивления в участке цепи постоянного тока при последовательном и параллельном соединении нескольких различных сопротивлений.
Что такое шунт, для чего он необходим, как он подключается к гальванометру (последовательно или параллельно)?
Что такое дополнительного сопротивление, для чего оно необходимо, как оно подключается к гальванометру (последовательно или параллельно)?
Зная основные параметры гальванометра в данной работе рассчитать длину шунта и величину дополнительного сопротивления.
Что называется ценой деления и чувствительностью гальванометра?
Объяснить, как в данной работе по графику определяется цена деления приборов.
Литература
Майсова Н.Н. Практикум по курсу физики.- М.: Высш.школа, 1970.
Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.
Сивухин Д.В. Общий курс физики: Механика. М.: Наука, 1979.
Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Школа, 1985.
Хайкин С.Э. Физические основы механики.- М.: Наука, 1971
Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТИ И КПД ИСТОЧНИКА постоянного ТОКА
Выполнил студент -------------------------, группа -------------, дата -------.
Допуск ______________
Выполнение __________
Зачет ________________
Цель работы: исследовать зависимости полной и полезной мощностей и КПД источника тока от величины сопротивления нагрузки.
Приборы и материалы
№ п\п |
Наименование прибора |
Класс точности
|
Цена деления |
Предел измерения
|
Точность отсчета
|
1 |
Источник постоянного тока |
|
|
|
|
2 |
Амперметр |
|
|
|
|
3 |
Вольтметр |
|
|
|
|
4 |
Магазин сопротивлений |
|
|
|
|
