
- •Список литературы
- •Обработка результатов измерений на примере задачи определения обьема цилиндра
- •Теоретические сведения
- •Погрешности прямых измерений
- •Погрешности косвенных измерений
- •Порядок обработки результатов измерений Прямые измерения
- •Косвенные измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Определение высоты цилиндра
- •Определение объема цилиндра
- •Маятник обербека
- •Краткие теоретические сведения
- •Момент инерции тела относительно оси
- •Момент силы относительно оси
- •Момент импульса тела относительно оси вращения
- •Основной закон динамики для вращательного движения
- •Описание установки и метода определения момента инерции
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Физический маятник
- •Краткие теоретические сведения
- •Описание установки и метода определения инерции тела
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •1. Физический маятник.
- •Исследование электростатических полей
- •Сведения из теории
- •Моделирование электрического поля и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение эдс источника тока компенсационным методом
- •Сведения из теории
- •Принцип работы потенциометра
- •Порядок выполнения работы
- •Определение магнитной индукции в межполюсном зазоре прибора магнитоэлектрической системы
- •Сведения из теории
- •Принцип действия прибора магнитоэлектрической системы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец ньютона
- •Сведения из теории
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Определение цены деления окулярной шкалы
- •Определение радиуса кривизны линзы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение явления дифракции света с помощью дифракционной решетки
- •Сведения из теории
- •Принцип Гюйгенса – Френеля
- •Метод зон Френеля
- •Дифракция Фраунгофера на одной щели.
- •Дифракционная решетка
- •Характеристики дифракционной решетки
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Определение длины световой волны лазерного луча
- •Определение ширины щели
- •Контрольные вопросы
- •Исследование фотоэлементов
- •Сведения из теории
- •Фотоэлементы с внешним фотоэффектом
- •Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом
- •Вольт-амперные и люкс-амперные характеристики фотоэлементов
- •Применение фотоэлементов
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •1. Предельные приборные погрешности некоторых приборов
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Пример обработки результатов прямого измерения
- •Пример обработки результатов косвенного измерения
- •5. Основные величины и единицы си
- •6. Производные единицы, имеющие специальное наименование
- •7. Абсолютные показатели преломления некоторых веществ
- •8. Длины волн видимой области спектра
- •9. Работа выхода электронов
- •10. Некоторые физические постоянные
Принцип действия прибора магнитоэлектрической системы
Устройство прибора магнитоэлектрической системы, который может служить для измерения тока, напряжения и т.п. показано на рис. 6.1. Полюсные наконечники постоянного магнита имеют цилиндрическую расточку, в которой по оси установлен стальной сердечник. Между полюсами и сердечником образуется зазор с радиальным магнитным полем, индукция которого одинакова по величине во всех точках зазора (рис. 6.2). Рамка (см. рис. 6.1), укрепленная на оси, может вращаться в межполюсном зазоре. При вращении две ее стороны (на рис. 6.2 они перпендикулярны) постоянно пересекают радиальное магнитное поле в зазоре.
Для уменьшения трения ось рамки
оканчивается стальными кернами,
опирающимися на подпятники, изготовленные
из агата, рубина или корунда. С осью
жестко связана стрелка прибора. При
включении прибора в электрическую цепь
ток проходит по виткам рамки. При этом
на каждую сторону рамки, расположенную
в магнитном
поле зазора,
действует сила
.
С учетом числа витков рамки k
согласно
Рис. 6.1
F = k B I l1, (6.5)
з
Рис. 6.2
создает вращающий момент рамки, равный
M1
= k B I l1
l2 /
2, где l2
- длина стороны рамки, не помещенной в
зазор.
Направление
вектора
1
можно определить по правилу ”правого
винта”: если вращать винт так, как
вращает рамку приложенная сила, то
поступательное движение винта указывает
направление вектора
.
На рис. 6.2
направлен по оси вращения рамки к нам
и обозначен точкой.
Момент пары сил, приложенных к рамке
M = k B I l1 l2 = k B I S , (6.6)
где S – площадь рамки, l2 – длина второй стороны рамки.
Величину
k I S
обозначают Pm
и называют
магнитным
моментом
рамки.
Эту величину вводят как вектор и
направляют по положительной нормали к
рамке с током. Следовательно,
,
где
- единичный вектор вдоль положительной
нормали к рамке.
С введением вектора Pm выражение (6.5) можно записать в векторной форме:
,
(6.7)
здесь
-
магнитная индукция в тех местах зазора,
где расположена рамка.
Используя
закон Ампера, нетрудно показать, что
формула (6.7) справедлива также в случае,
когда рамка с током расположена в
однородном магнитном поле с индукцией
.
При изменении направления тока в рамке направление каждой из сил изменится на противоположное, и, следовательно, стрелка будет отклоняться в другую сторону от положения равновесия. Поэтому магнитоэлектрический измерительный механизм пригоден только в цепях постоянного тока.
Для
компенсации момента
служат пружины, скрепленные одним
концом с осью рамки. При повороте рамки
пружины создают момент сил упругости,
пропорциональный углу поворота рамки
N = C , (6.8)
здесь
C -
жесткость пружины. Момент
всегда направлен противоположно
вращающему моменту
.
Пока
угол поворота
мал (|
|>|
|),
рамка продолжает вращаться под действием
результирующего момента
M - N. При этом
угол
увеличивается и вместе с ним увеличивается
и N.
Это происходит до тех пор, пока момент
сил упругости пружин N
не станет
равным вращающему моменту M.
Следовательно, угол, соответствующий
установившемуся положению равновесия
рамки, будет удовлетворять, согласно
(6.6) и (6.8), равенству
C = k B I S . (6.9)
Из формулы (6.9) следует, что угол поворота рамки пропорционален току в ней. Поэтому шкала прибора магнитоэлектрической системы равномерная.
По формуле (6.9) индукция магнитного поля в зазоре
,
(6.10)
что позволяет определить ее опытным путем, если измерить каким-либо образом величины C, , k, S .