- •Глава II. Электрические свойства
- •2.1. Построение эквипотенциальных и силовых линий электростатического поля
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.2 Измерение электрических сопротивлений мостиком Уитстона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.3 Изучение явления термоэлектронной эмиссии и определение работы выхода электрона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •Значения температуры вольфрамового катода
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.4 Определение электроемкости конденсатора при помощи милликулонметра.
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.5 Определение электроемкости конденсатора мостом Сотти
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.6. Резонанс напряжения
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.7 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли при помощи тангенс-буссоли
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.8. Снятие кривой намагничивания ферромагнетика
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.9 Определение удельного заряда электрона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.10 Изучение вакуумного диода и определение удельного заряда электрона
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.11 Снятие кривой намагничивания и петли гистерезиса с помощью осциллографа
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •Часть 1. Снятие кривой намагничивания
- •Часть 2. Снятие петли гистерезиса и определение потерь на перемагничивание.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.12. Градуировка амперметра и вольтметра
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •I часть. Градуировка амперметра.
- •II часть. Расширение границ измерения амперметра.
- •III часть. Градуировка вольтметра.
- •IV часть. Расширение границ измерения вольтметра.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.13. Измерение мощности переменного тока и сдвига фаз между током и напряжением
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •I часть. Измерение характеристик электрического тока.
- •II часть. Исследование зависимости cos от величины индуктивного сопротивления цепи.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •2.14. Изучение работы электронно-лучевого осциллографа
- •I. Теоретическое введение
- •Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний. Фигуры Лиссажу.
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •Часть I. Определение амплитудного и действующего переменного напряжения.
- •Часть II. Измерение частоты периодического сигнала.
- •Часть III. Измерение сдвига фаз сигналов по осциллограмме.
- •Часть IV. Измерение сдвига фаз сигналов с помощью фигур Лиссажу.
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
II. Приборы и принадлежности
Универсальный полупроводниковый выпрямитель для питания радиосхем УИП-1.
Измерительный стенд, включающий в себя:
- милликулонметр,
- переключатель пределов измерения емкости,
- вольтметр,
- конденсаторная батарея.
Звуковой генератор.
III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
Для измерения заряда конденсатора его разряжают через прибор, называемый кулонометром. Этот прибор является разновидностью баллистического гальванометра в специальном исполнении.
От привычных гальванометров он отличается двумя особенностями: массивной подвижной системой, состоящей из рамки с током, намотанной на ферромагнитный сердечник, и отсутствием пружины, возвращающей рамку в начальное положение. Если в обычном гальванометре рамка со стрелкой-указателем, растягивая пружину, отклоняется на угол, пропорциональный току, протекающему по цепи в данный момент, то рамка гальванометра, повернувшись на угол, пропорциональный заряду, протекшему в течение всего импульса тока при разряде конденсатора, остается в этом положении.
При полном разряде конденсатора q=CU, электроемкость можно определить, измеряя заряд, накопленный конденсатором при зарядке его до известного потенциала. Соединяя конденсаторы последовательно, можно увеличить общее напряжение, выдерживаемое цепочкой конденсаторов без пробоя, хотя при этом уменьшается емкость батареи. Напротив, соединяя конденсаторы параллельно, можно увеличить емкость батареи, но общее напряжение не может быть больше пробивного напряжения самого слабого конденсатора.
Для измерения емкости используется испытательный стенд, изображенный на рис. 1. Стенд подключен к регулируемому выходу «0-250 В» выпрямителя с соблюдением полярности. Сам выпрямитель включается в сеть с напряжением 220 В.
На переднюю панель стенда вынесены: милликулонметр, переключатель пределов измерения емкости, вольтметр, вольтметр для контроля напряжения на выходе выпрямителя и зажимах конденсаторной батареи, кнопка «Сброс» для установки нуля милликулонометра. Здесь же находится блок соединений с перемычками и схема соединений конденсаторов, убранных в стенд по соображениям безопасности. Перед началом работы при помощи тумблеров, расположенных на боковой панели, устанавливают величины неизвестных емкостей.
IV. Выполнение работы
Потенциометры стенда и выпрямителя повернуть до конца против часовой стрелки, подключить выпрямитель к сети;
Установить на стенде переключатель пределов измерений К1 на 150 мил-ликулон, переключатель " РАЗРЯД-ЗАРЯД" в нейтральное положение, после чего включите выпрямитель и стенд тумблерами "ВКЛ".
Установить перемычки в схеме соединений так, чтобы конденсатор С2 был замкнут накоротко, а С1 подключен к переключателю " ЗАРЯД- РАЗРЯД".
Поворотом рукояток потенциометров выпрямителя и стенда установить по вольтметру напряжение 30-40В.
Переключить схему на "ЗАРЯД", и, когда напряжение достигнет прежнего значения, перебросить переключатель на "РАЗРЯД", а спустя 2-3 секунды в нейтральное положение. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: надавив на "СБРОС" при зарядке!!!
Если прибор показал меньше 30 милликулон, переключить ключом К1 предел измерения, нажать кнопку "СБРОС". Когда стрелка прибора вернется в исходное положение, повторить процедуру измерения. Во избежание замыканий в схеме, переключатель "РАЗРЯД-ЗАРЯД" обыкновенно должен находиться в нейтральном положении. При измерении малых емкостей можно произвести несколько циклов -"ЗАРЯД"-"РАЗРЯД", не нажимая на кнопку "СБРОС", тогда заряд конденсатора равен суммарному показанию прибора, деленному на число циклов.
Меняя схему соединений перемычками, измерить заряд второго конденсатора, затем их параллельного и последовательного соединений. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: не переставляйте перемычки при заряженном конденсаторе. В паузах, вычисляя значение емкостей, отключайте выпрямитель тумблером "ВКЛ".
Определите средние значения емкостей для каждого конденсатора и каждого вида соединений:
С1ср= С2ср= С посл.ср= Спар.ср=
Для расчета погрешностей найти эквивалентные емкости для последовательного и параллельного соединения Спосл.ср и Спар.ср расчетным путем. Для этого средние значения для С1ср и С2ср, найденные из опыта, подставить в формулы:
1). Последовательное соединение:
2). Параллельное соединение: С = Сcp1 + Сcp2
Определить абсолютную и относительную погрешности для каждого вида соединений, сравнив среднее значение емкости, полученное опытным путем (п. 8), с соответствующим ему значением, рассчитанным по формуле (п.9).
Таблица 1
U
|
q
|
С1
|
U
|
q
|
С2
|
U
|
q
|
Спосл |
U
|
q
|
С║
|
В
|
Кл
|
Ф
|
В
|
Кл
|
Ф
|
В
|
Кл
|
Ф
|
В
|
Кл
|
Ф
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|