Нижегородский
Государственный
Технический
Университет.
Лабораторная
работа по физике
№2-23.
Изучение
основных правил
работы с
радиоизмерительными
приборами.
Выполнил
студент
Группы
99 – ЭТУ
Наумов
Антон Николаевич
Проверил:
Н. Новгород
2000г.
Цель
работы:
знакомство
с основными
характеристиками
радиоизмерительных
приборов, правилами
их подключения
к измеряемому
объекту, методикой
проведения
измерений и
оценкой их
погрешностей.
Задание
№1:
Измерение
напряжения
сигнала генератора.
Приборы:
генератор
сигнала Г3,
вольтметры
В3 и В7.
Экспериментальная
часть.
1). Установили
на генераторе
частоту выходного
сигнала f
= 5кГц, напряжение
U = 2В.
Измерили
вольтметром
В3 выходное
напряжение
Ux=2В.
Погрешность
измерения.
U=Ux
U=(2
0,4) B.
2). Измерили
вольтметром
В7 выходное
напряжение
Ux=2,01В.
Погрешность
измерения.
U=Ux
U=(2,01
0,01)
B.
Задание
№2:
Анализ
формы и измерение
параметров
синусоидального
сигнала с помощью
осциллографа.
Приборы:
генератор
сигнала Г3,
вольтметры
В3 и В7, осциллограф
С1.
Экспериментальная
часть.
1). Установили
на генераторе
Г3 напряжение
U = 2В.
Измерили
вольтметром
В3 выходное
напряжение
Ux=2В;
на вольтметре
В7: Ux=2В.
Получили
на экране
осциллографа
изображение:
АО=1,4 см, Х = 4
см.
Измерим
амплитуду
сигнала:
Показания
осциллографа
совпадают с
показаниями
вольтметров.
2). Измерили
период (Т) и частоту
сигнала (f):
Показания
осциллографа
совпадают со
значением на
шкале генератора.
Задание
№3:
Измерение
частоты с помощью
частотомера
и осциллографа.
Приборы:
генератор
сигнала Г3,
вольтметры
В3 и В7, осциллограф
С1, частотомер
Ф.
Экспериментальная
часть.
1). Измерили
частоту сигнала
частотомером:
Погрешность
измерения:
Показания
генератора:
fx
= 5кГц.
2). Рассчитаем
частоту сигнала
по показаниям
осциллографа:
Х = 2 см.
Показания
всех приборов
совпадают.
Задание
№4:
Измерение фаз
двух синусоидальных
сигналов с
помощью осциллографа.
Приборы:
генератор
сигнала Г3,
осциллограф
С1, схема RC.
Экспериментальная
часть.
OA = 1,9
см, ОВ = 1,7 см.
Т.к.
,
а
- разность фаз
синусоидальных
сигналов,
то
Задание
№5:
Анализ формы
и измерение
параметров
импульсного
сигнала с помощью
осциллографа.
Приборы:
генератор
сигнала Г5,
осциллограф
С1.
Экспериментальная
часть.
1).Установим
длительность
импульсов
= 500 мкс, частоту
повторений
fП=490Гц,
амплитуду
Um=1,32B
2).Получили
на экране следующее
изображение:
Вычислим
амплитуду
импульсов:
Полученный
результат
совпадает с
показаниями
вольтметра
генератора.
Измерим
длительность
импульсов:
Измерим период
и частоту повторений
импульсов:
Полученные
результаты
приблизительно
совпадают с
показаниями
генератора.
Вывод:
на этой
работе мы
ознакомились
с основными
характеристиками
радиоизмерительных
приборов, правилами
их подключения
к измеряемому
объекту, методикой
проведения
измерений и
оценкой их
погрешностей.
4
НГТУ
Нижегородский
Государственный
Технический
Университет.
Лабораторная
работа по физике
№2-24.
Экспериментальные
исследования
электростатических
полей с помощью
электролитической
ванны
Выполнил студент
Группы
99 – ЭТУ
Наумов Антон
Николаевич
Проверил:
Н.
Новгород 2000г.
Цель
работы:
изучение
метода моделирования
электростатических
полей в электролитической
ванне и исследование
их характеристик
в пространстве
между электродами
различной
формы.
Теоретическая
часть.
Электростатическое
поле - поле,
создаваемое
покоящимися
электрическими
зарядами.
Характеристиками
этого поля
являются
напряженность
и потенциал
,
которые связаны
между собой
следующим
соотношением:
.
В декартовой
системе координат:
,
где
единичные
орты.
Удобной
моделью электрического
поля является
его изображение
в виде силовых
и эквипотенциальных
линий.
Силовая
линия -
линия, в любой
точке которой
направление
касательной
совпадает с
направлением
вектора напряженности
Эквипотенциальная
поверхность
- поверхность
равного потенциала.
На практике
электростатические
поля в свободном
пространстве
создаются
заданием на
проводниках
- электродах
электрических
потенциалов.
Потенциал
в пространстве
между проводниками
удовлетворяет
уравнению
Лапласа:.
В декартовой
системе координат
оператор Лапласа:
.
Решение
уравнения
Лапласа с граничными
условиями на
проводниках
единственно
и дает полную
информацию
о структуре
поля.
Экспериментальная
часть.
Схема экспериментальной
установки.
Методика
эксперимента:
В эксперименте
используются
следующие
приборы: генератор
сигналов Г3
(I), вольтметр
универсальный
B7 (2) c зондом (3),
электролитическая
ванна (4) с набором
электродов
различной формы
(5).
Устанавливаем
в ванну с дистилированной
водой электроды.
Собираем схему,
изображенную
на РИС. 1. Ставим
переключатель
П в положение
“U”. Подготавливаем
к работе и включаем
приборы. Подаем
с генератора
сигнал частоты
f=5 кГц и напряжением
U=5 В, затем ставим
переключатель
П в положение
“S”. Далее, помещаем
в ванну электроды
различной формы
( в зависимости
от задания ) и
затем, водя по
ванне зондом,
определяем
4 - эквипотенциальные
линии: 1B, 2B, 3B, 4B. И так
далее для каждого
задания.
Задание
№1. Исследование
электростатического
поля плоского
конденсатора.
Таблица
1. Зависимость
потенциала
от расстояния.
| x | y |
| x | y |
| x | y |
| x | y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица
2. Эквипотенциальные
линии.
| x | y |
| x | y |
| x | y |
| x | y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка
результатов
измерений.
1). График
зависимости
.
2). Зависимость
.
при x
при
при x>x2
3). Погрешность
измерения Е:
.
Е = (Е
Е)
= (25
0,15)
4). Силовые
и эквипотенциальные
линии электростатического
поля плоского
конденсатора
5). Задача
№1.
6). Задача
№2.
;
Задание
№2.
Исследование
электростатического
поля цилиндрического
конденсатора.
Радиусы
цилиндров A
=3,5 см, В=8,8см
Таблица
3. Зависимость
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица
4. Эквипотенциальные
линии.
| x | y |
| x | y |
| x | y |
| x | y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<
/TD>
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1).
График
зависимости
r)
2). График
зависимости
ln
r)
3). График
зависимости
E = E (r).
4).
График
зависимости
E = E (1/r).
5). Эквипотенциальные
линии.
6). Расчет
линейной плотности
на электроде.
7). Задача №1.
L = 1м
8). Задача №2.
r1
= 5см, r2
= 8см, l = 0,1м
Задание
№3. Исследование
электростатического
поля вокруг
проводников.
Таблица №5.
| x | y |
| x | y |
| x | y |
| x | y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|
1). Потенциал
на электродах:
пластинке
и втулке постоянен,
то есть они
являются
эквипотенциальными
поверхностями.
Внутри полости
потенциал также
постоянен.
Таблица 6.
| x | y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2). Распределение
потенциала
вдоль линии,
охватывающей
пластинку и
расположенной
на расстоянии
L = 3
мм от
её края.
Таблица 7.
| x | y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3).
Эквипотенциальные
линии.
4). Определение
средней напряженности
поля в нескольких
точках вдоль
силовой линии.
.
а).
б).
в).
5).
,
.
Таблица 8.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод.
В ходе
работы получены
картины силовых
и эквипотенциальных
линий плоском
и цилиндрическом
конденсаторах,
а также вокруг
проводника,
помещенного
в электростатическое
поле. Установлено,
что проводники
и полости внутри
них в электростатическом
поле являются
эквипотенциальными
поверхностями.
В плоском
конденсаторе
поле сосредоточено
между пластинами,
оно является
однородным,
а потенциал
изменяется
линейно.
В
цилиндрическом
конденсаторе
поле также
сосредоточено
между пластинами,
его напряженность
обратно пропорциональна
расстоянию
от оси конденсатора
до точки измерения.
Потенциал
изменяется
логарифмически.
Поток
вектора напряженности
поля через
коаксиальные
с электродами
цилиндрические
поверхности
постоянен, что
совпадает с
теоретическими
предположениями
(теорема Гаусса).
11
НГТУ
Нижегородский
Государственный
Технический
Университет.
Лабораторная
работа по физике
№
2-26.
Исследования
магнитных полей
в веществе.
студент
Группы
99 – ЭТУ
Наумов
Антон Николаевич
Проверил:
Н.
Новгород 2000г.
Цель
работы:
получение
зависимостей
индукции магнитного
поля, намагниченности
и магнитной
проницаемости
ферромагнетика
от напряженности
магнитного
поля; наблюдение
петли гистерезиса
для различных
ферромагнетиков;
изучение магнитных
цепей.
Практическая
ценность работы:
экспериментально
изучаются
важнейшие
свойства
ферромагнетиков
наличных марок:
НМ 3000, НМ 600, ППГ
(прямоугольная
петля гистерезиса).
Теоретическая
часть.
Опыт 1.
Снятие
основной кривой
намагничивания
(ОКН) ферромагнетика.
Схема
экспериментальной
установки.
Cобрали
цепь по схеме,
показанной
на РИС. 1. Для этого
вольтметры
V1 и V2 подключили
к клеммам A-B и
С-D - на верхней
крышке макета
соответственно.
Переключатель
К поставили
в позицию 1. При
этом исследовали
трансформатор,
кольцевой
сердечник
которого выполнен
из ферита марки
НМ 600, сопротивление
R0=1 Ом. Таким образом,
показания
вольтметров
численно равны:
V1 - эффективному
значению тока,
текущего в
текущей обмотке
исследуемого
трансформатора;
V2 - эффективному
значению ЭДС
во вторичной
обмотке. С помощью
движка потенциометра
R установили
ток равный 0,5
А и плавно уменьшили
его до нуля.
Сняли показания
вольтметров
V1 и V2.
Данные для
расчетов:
Используемые
формулы:
Таблица №
1. Результаты
расчетов.
№
Название реферата: Лабораторные работы по физике
Вам также могут понравиться эти работы: |