физика, лабы

Оглавление

2.3.Набор миниблоков…………………………………………………………….. 7

2.4.Блокмультиметров……………………………………………………………. 13

2.5.Коннектор……………………………………………………………………… 15

2.8.Измерениесопротивлений, мощностей и угловсдвигафаз с помощью вир-

туальныхприборов……………………………………………………………. 18

2.9.Виртуальный осциллограф……………………………………………………. 19

2.10.Виртуальный псевдоаналоговый прибор…………………………………….. 22

3

2.1. Блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП)

Общий вид БГННП показан на рис 1. Он состоит из генератора напряжений специальной формы (синусоидальной, прямоугольной биполярной и прямоугольной однополярной) и генераторапостоянных напряжений.

Рис.1. Блок генераторов напряжений снаборным полем

Диапазон регулирования частоты генератора напряжений специальной формы - от 0,2 до 20 кГц, амплитуды - от 0 до 10В. Генератор постоянных напряжений предназначен для получения стабилизированных напряжений +15 В, -15В и регулируемого напряжения от 0 до 15 В. Эти три источника напряжения имеют общую точку «┴». Выходные зажимы генератора постоянных напряжений подключены к гнездам наборного поля, которое предназначено для сборки электрических цепей. Сплошными линиями на наборном поле показаны соединения гнезд между собой и с выходными зажимами генератора. Тонкими линиями показаны места для установки некоторых специализированных миниблоков для упрощения сборки цепей. Остальная часть наборного поля служит для свободного размещения миниблоков и соединения их проводами и перемычками между собой, с измерительными прибо-

5

рами, коннектороми источниками напряжения.

Максимальный допустимый ток (действующее значение) всех выходов БГННП составляет 0,2 А. При превышении этого значения, так же как и при коротком замыкании, происходит отключение перегруженного выхода защитой и включается светодиод сигнализации перегрузки (I > 0,2 А). Обратное включение происходит автоматически послеустраненияперегрузки.

2.2. Блок моделирования полей (БМП)

БМП служит для моделирования плоскопараллельных электрических и магнитных полей полем постоянного тока в проводящем листе. Общий вид блока с установленным нанем планшетом показан нарис. 2.

Рис.2. Блок моделирования полей

На гнезда +Uпит и -Uпит подается питание от регулируемого источника напряжения 0...15 В, которое подводится проводами с нижней стороны планшета к медным электродам. Поверхность планшета покрыта проводящей краской, и в ней

6

возникает ток. Эквипотенциальные линии поля постоянного тока снимают по точкам с помощью вольтметра и переносят на бумагу. Они аналогичны эквипотенциальным линиям электростатического поля, создаваемого заряженными протяженными проводниками, так же, как и силовым линиям магнитного поля, создаваемого проводниками стоком.

БМП содержит пять сменных планшетов с различной конфигурацией электродов. Один из них показан на рис. 2, а четыре других на рис. 3 Планшеты №№ 1, 2, 3, 4 используются для моделирования электростатических полей заряженных длинных проводов различных сечений. Планшеты №1 и №3 пригодны также и для моделирования магнитного поля двухпроводной линии с током, планшет №5 моделирует магнитное поле между полюсами и в зазоре полюсной электрической машины.

Рис.3. Сменные планшеты

2.3. Наборминиблоков

Миниблоки представляют собой отдельные элементы электрических цепей или функциональные блоки, из которых непосредственно в ходе лабораторной работы собирается исследуемая электрофизическая установка на наборном поле блока генераторовнапряжений.

Все миниблоки хранятся в контейнере, общий вид которого представлен на

7

рис. 4. На этикетках миниблоков изображены упрощенные электрические схемы соединения основных элементов, показано расположение выводов и приведены их основные технические параметры.

Рис.4. Набор миниблоков

8

1. Миниблок «Интегратор» предназначен для интегрирования входного сигнала uBX(t) или iВХ по времени:

Рис.5. Миниблок «Интегратор»

ПараметрыRBX иСуказанынаупрощеннойпринципиальнойсхемеинтегратора(рис. 5). Интегратор имеет два режима работы. При разомкнутом состоянии выключателя «Сброс» (нижнее положение тумблера на миниблоке) происходит интегрирование входного сигнала. Напряжение на выходе в этом режиме медленно изменяется даже при отсутствии входного сигнала, поскольку всегда есть внутренние утечки схемы и помехи. Этот режим используется для интегрирования кратковременных одиночных импульсов тока или напряжения, например, для измерения заряда при включении конденсатора на постоянное напряжение или для измерения потокосцепления при включении и отключении катушки индуктивности. Перед началом интегрирования необходимо «обнулить» интегратор, переведя в верхнее положениена2...3 стумблер выключателя «Сброс».

При включенном выключателе «Сброс» (верхнее положение тумблера на миниблоке) медленно изменяющаяся составляющая входного сигнала не интегрируется. Этот режим используется для возвращения интегратора в нулевое положение и для интегрирования периодических быстро протекающих процессов, например, при снятии петли гистерезиса.

Напряжение на выходе интегратора не может быть больше напряжения питания, поэтому, когда оно приближается к напряжению питания +15 В или -15 В, включается светодиод «Перегрузка».

Для удобства подключения интегратора к источникам питания, к входным и выходным цепям он устанавливается на наборном поле всегда в отведенном для него месте (см. рис. 1). При этом к нему подводится напряжение питания + 15В относительно средней точки, обозначенной нанаборномполе символом┴.

9

2.Миниблок «Точка Кюри» предназначен для исследования магнитных свойств ферромагнетика. На кольцевом сердечнике из феррита марки М6000НМ размещены две обмотки по 130 витков. Размеры сердечника: наружный диаметр - 20 мм, внутренний 12мм, толщина - 6 мм. На этикетке миниблока указаны сечение сердечника и длина средней линии. Кроме обмоток, на сердечнике имеются нагревательный резистори термопара. Все покрыто слоем теплоизоляции.

На нагревательный элемент подается напряжение от источника постоянного регулируемого напряжения. При напряжении 15В нагрев до точки Кюри (паспортное значение 110°С) происходитпримерно за20 - 25 минут.

3.Миниблок «Трансформатор тороидальный» предназначен для повы-

шения или понижения переменного напряжения и также может быть использован для исследования магнитных свойств ферромагнитных сердечников (без нагрева). Он выполнен на таком же сердечнике М6000НМ диаметром 20 мм и имеет три об-

мотки - 100, 100 и 200 витков. На миниблоке имеется двухполюсный переключатель, при переключении которого изменяется направление тока в первичнойобмотке.

4.Миниблок «Кольцевые катушки» предназначен для исследования магнитного поля на оси катушек и явления взаимной индукции. Одна из двух одинаковых катушек неподвижна, другая может перемещаться вдоль оси с помощью специального поводка. Минимальное расстояние между центрами катушек 5 мм. На этикетке имеется шкала, по которой можно определить расстояние между катушками, указаны одноименные зажимы, число витков и средний диаметр катушек, а также показано расположение выводов. Для измерения магнитной индукции на оси катушек используется миниблок «Тесламетр», в котором имеется щуп с датчиком Холла. Максимальный допустимый токкатушек 200 мА.

5.Миниблок «Температурная зависимость» предназначен для ис-

следования зависимости от температуры сопротивления медного проводника и полупроводникового материала. В нем имеется миниатюрная печка, в которую встроены катушка с тонким медным проводом (допустимый ток 50 мА), полупро-

ределяется по соответствующей шкале на этикетке миниблока, а сечение - по указанному на ней диаметру провода. Изменить длину можно вращением вала с помощью отвертки, т.е. проводник представляет собой переменный резистор открытого типа.

7. Миниблок «Переключатель» представляет собой тумблер, служащий для включения или переключения электрических цепей.

10