- •Введение Общая характеристика требований к работе в лаборатории по электричеству
- •Оформление отчёта о выполнении проделанной работы
- •Правила сборки схем и работа с ними.
- •Лабораторная работа № 201а
- •Определение погрешности электроизмерительных приборов.
- •Часть 2. Знакомство с элементами электрических цепей. Изучение потенциометра. Следует различать понятия: резистор и сопротивление.
- •Порядок выполнения работы и обработки результатов измерений
- •Литература
- •Лабораторная работа № 201 б. Определение удельного сопротивления проводника
- •Краткая теория:
- •Измерения и обработка результатов Техника безопасности:
- •Измерения:
- •Контрольные вопросы
- •Моделирование электростатического поля (метод электролитической ванны)
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Измерение емкости конденсатора баллистическим гальванометром
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов измерений:
- •Контрольные вопросы:
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение законов ома для цепей постоянного тока
- •Краткая теория
- •При перемещении от точки 3 к точке 2 идем встречно эдс, поэтому потенциал точки 2 оказывается ниже (меньше), чем потенциал точки 3 на величину эдс е , т.Е.
- •Дополнение.Разность потенциалов, э.Д.С, напряжение – физический смысл.
- •Измерения и обработка результатов
- •Задание 1. Измерение электрических сопротивлений методом вольтметра-амперметра. Измерение сопротивления можно выполнить двумя способами, используя схемы, показанные на рис.3 и рис.4.
- •Решая совместно указанные уравнения, найдем:
- •Литература
- •Краткая теория
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы. Шунтирование гальванометра (микроамперметра).
- •Увеличение пределов измерения вольтметра. Расчётная часть работы
- •Экспериментальная часть работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Контрольные вопросы
На основе рассчитанных значений погрешностей иопределите, какая схема дает минимальную ошибку в определении сопротивления проволоки?
От чего зависит систематическая погрешность при измерении сопротивления по схемам 1 и 2?
Как должны включаться в схему вольтметр и амперметр и каковы при этом требования к их внутренним характеристикам?
Литература
Савельев И.В. Курс общей физики. – М., 1977, т.2
Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике.- М., Наука, 1985
Лабораторная работа № 202
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Приборы и принадлежности: электролитическая ванна с электродами,
осциллограф, лабораторный стенд с электрической схемой.
Краткая теория:
Характеристики электростатического поля.
Всякий заряд изменяет свойства пространства вокруг себя - создает электромагнитное поле. Вокруг покоящегося заряда существует электростатическое поле. Оно характеризуется вектором напряженности и потенциалом . Векторявляется силовой характеристикой электрического поля и определяется как отношение силыдействующей на некоторый "пробный" (точечный) заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
Потенциал электрического поля является энергетической характеристикой и определяется как отношение потенциальной энергииW, которой обладает точечный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
И напряженность поля и потенциал характеризуют только поле, и не зависят от величины пробного заряда. Проекция вектора напряженностина произвольную осьl и потенциал φ связаны соотношением:
или в векторной форме
Отсюда
Таким образом, если известна одна характеристика поля (или φ), то можно найти и другую (φ или).
Для графического изображения электростатических полей используются силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Силовые линии проводятся таким образом, чтобы выполнялись следующие условия:
Направление касательной к силовой линии в каждой точке пространства совпадает с направлением вектора в этой точке.
Число силовых линий, проходящих через перпендикулярную к ним площадку единичной площади, пропорционально модулю вектора напряженности.
Силовые линии электрического поля незамкнуты. Они начинаются и заканчивается на зарядах или в бесконечности. В силу однозначного направления вектора напряженности в каждой точке поля силовые линии нигде не пересекаются.
Эквипотенциальная поверхность - это поверхность, все точки который имеет одинаковый потенциал. Вектор перпендикулярен, к эквипотенциальной поверхности в любой ее точке и направлен в сторону уменьшения потенциала.
Основной задачей электростатики является нахождение напряженности и потенциала. Опыт показывает, что напряженность поля, создаваемого системой N точечных зарядов, равна векторной сумме напряженностей, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:
Это утверждение носит название принципа суперпозиции электрических полей.
Потенциал результирующего поля, образованного системой из N точечных зарядов, определяется путем алгебраического суммирования потенциалов:
Принцип суперпозиции позволяет достаточно просто определить напряженность поля лишь для небольшого числа точечных зарядов. В более сложных случаях, в частности, для заряженных тел, обладающих симметрией (плоскость, цилиндр, шар и т.д.), напряженность поля может быть найдена с помощью теоремы Гаусса:
Поток вектора напряженности через некоторую замкнутую поверхностьS пропорционален сумме зарядов, находящихся в объеме, ограниченном данной поверхностью. Символ означает интеграл по замкнутой поверхности S;-нормальная составляющая Е для элементов интегрирования.
Аналитический расчет поля заряженного тела произвольной формы представляет собой непростую задачу, поэтому электростатические поля сложной конфигурации исследуются экспериментально.