Зверев Дмитрий.

Из-за плохого прибора, который был выведен мною временно из строя, некоторые задания этой работы могут показаться странными, а некоторые вообще отсутствуют, например, внутреннее сопротивление прибора оказалось меньше сопротивления соединительных проводов(?!!)

Отчет по работе №138

«Исследование магнитоэлектрического зеркального гальванометра»

Цель работы: определить внутреннее сопротивление гальванометра, среднюю чувствительность, изучить зависимость периода колебаний, логарифмического декремента затухания и времени успокоения от сопротивления цепи, определить критическое сопротивление, изучить зависимость баллистических постоянных для импульса тока и импульса электродвижущей силы от сопротивления цепи, измерить сопротивление утечки конденсатора, а также напряженность магнитного поля Земли.

Приборы и приспособления: зеркальный гальванометр, три магазина сопротивлений, вольтметр, конденсаторы, эталон взаимоиндукции, земной индуктор, два выключателя, переключатель на два положения, переключатель двухполюсный на два положения, источник постоянного напряжения (2 В).

Описание установки (гальванометр с подвижной катушкой):

abcd – рамка, жестко скрепленная с зеркальцем. Если через рамку пропустить ток, то она приобретает пропорциональный последнему магнитный момент Pm, направленный перпендикулярно к плоскости рамки. Рамка будет ориентирована так, чтобы Pm расположился перпендикулярно магнитному полю.

Ход работы:

1. Измерение сопротивления гальванометра.

П ри равенстве сопротивлений R₁ и R₃ сопротивления R_G и R₂ также будут равны, если при размыкании и замыкании ключа показания гальванометра не меняются, т.е. световой пучок не отклоняется. В данном случае, тогда R_G будет в 10 раз меньше, чем R₂.

Таким образом, сопротивление гальванометра:R_G = (11.0  0.1) Ом.

2. Определение средней чувствительности и градуировка гальванометра.

В дальнейших формулах:

R_G - сопротивление гальванометра

i - ток, протекающий через гальванометр

 - ЭДС,  = (0,0002  0,00001) В

u – подаваемое напряжение

 - отклонение стрелки гальванометра,  = 1 мм

 -поправка к отсчету, связанная с нелинейной зависимостью угла отклонения от тока

C_i - чувствительность по току

C _u - чувствительность по напряжению

Таблица данных:

Расчетные формулы:

На основании данных таблицы построим графики.

Г рафик зависимости чувствительности по току от угла отклонения

Г рафик зависимости чувствительности по напряжению от угла отклонения

График поправок

Для того, чтобы исключить внутреннее сопротивление источника напряжения возьмем значения C_i и C_u при наибольшем отклонении стрелки гальванометра. При этом получаем

Формулы погрешности:

Таким образом, получаем

Окончательный результат

3. Измерение зависимости периода, декремента затухания и полного времени затухания колебаний от сопротивления цепи. Измерение критического сопротивления.

₀;_n – последовательные отклонения в одну сторону,

 = 1 мм

Т – период колебаний, Т = 0,1 с

Т₀ – период собственных колебаний

логарифмический декремент затухания

Т аблица данных:

Расчетные формулы:

Используя последнюю формулу, находим период собственных колебаний Т₀ = 1,5 с.

Формулы погрешности:

Из последнего выражения получаем погрешность Т₀ = 0,6 с

Окончательный результат Т₀ = (1,5  0,6) с.

4. Изучение зависимости баллистических постоянных от сопротивления

Д анное исследование проводится при помощи эталона взаимоиндукции

R₁ – сопротивление первичной обмотки

R₂ – сопротивление вторичной обмотки

R₀ – сопротивление реостата

R – сопротивление шунта, R = (0,5  0,1) Ом

 - ЭДС,  = (0,00020  0,00001) В

i – ток в первичной обмотке, i = 0,06 А

М – коэффициент взаимоиндукции, М = (0,01 0,0001) Н

C'_б – баллистическая постоянная по магнитному потоку

C_б – баллистическая постоянная по заряду

 -баллистический отброс,  = 1 мм

Расчетные формулы:

Ф ормулы погрешности:

Таблица данных:

5. Измерение индукции магнитного поля Земли с помощью земного индуктора

Земной индуктор представляет собой плоскую катушку с несколькими витками проволоки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси, лежащей в плоскости витков катушки. Для измерения индукции магнитного поля обмотку катушки замыкают на баллистический гальванометр и поворачивают на 180 вокруг горизонтальной оси. По отбросу гальванометра можно определить составляющую индукции (В₁), перпендикулярную плоскости катушки в ее начальном и конечном положениях.

N – число витков обмотки, N = 67

R₁ – сопротивление обмотки, R₁ = (2,68  0,01) Ом

R – сопротивление шунта, R = (0,5  0,1) Ом

 -баллистический отброс