26

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра «Экспериментальная физика»

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Вводное занятие

физического практикума

по курсу «ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ»

для студентов специальности 510400 - физика

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1. Введение …………………………………………………………………. 2

2. Порядок прохождения физпрактикума ………………….……………. 4

3. Порядок выполнения лабораторной работы ……..……..…….……….. 6

4. Общее представление результатов ……………………………….…… 8

5. Обработка результатов измерений ………………………………… .. 9

6. Электроизмерительные приборы ………………………………...….... 14

7. Экспериментальные задания …………………………………………. 20

8. Инструкция по безопасности работы в лаборатории …………….. 24

Волгоград 2014

1. Введение

Курс «Электромагнетизм» включает в себя три формы аудиторных занятий: лекционные (4 часа в неделю), семинарские (2 часа в неделю) и лабораторные (4 часа в неделю).

От профессиональных физиков требуется не столько высокая степень их осведомлённости в тех или иных физических явлениях и процессах, сколько способность решать реально возникающие на практике физические задачи. При этом, хороший инженер-физик должен «уметь работать и руками». Получение навыков экспериментальных исследований, практической работы с электро- и радиоизмерительными приборами и является основной целью лабораторных занятий (физпрактикума) по электромагнетизму.

В лаборатории «Электромагнетизм» (кафедра «Экспериментальная физика», ком. Т 205 в корпусе ТЗР) имеется 23 лабораторные работы, обеспеченные материально и методически:

Ф 301. Осциллограф.

Ф 302. Передача электроэнергии по линии.

Ф 303. Цепь постоянного тока.

Ф 304. Магнитное поле Земли.

Ф 305. Измерения баллистическим гальванометром.

Ф 306. Мостовые измерения.

Ф 307. Нелинейные элементы в цепи постоянного тока.

Ф 308. Определение параметров конденсаторов и катушек.

Ф 309. Свободные колебания.

Ф 310. Вынужденные колебания.

Ф 311. Релаксационные колебания.

Ф 312. Определение удельного заряда электрона из закона «трёх вторых».

Ф 313. Изучение свойств ферромагнетиков.

Ф 314. Трансформатор.

Ф 315. Волны в двухпроводной линии.

Ф 316. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона.

Ф 317. Выпрямители.

Ф 318. Эффект Холла.

Ф 319. Сложение колебаний.

Ф 320. Определение ампера.

Ф 321. Трёхфазная цепь.

Ф 322. Машина постоянного напряжения.

Ф 323. Измерение малых сопротивлений.

Ф 324. Изготовление вольтметра.

Ф 325. Катушки Гельмгольца.

В описаниях всех лабораторных работ даётся минимум понятий и теоретических соотношений, без которых невозможно изложение существа изучаемого явления, процесса, методики и сознательное проведение эксперимента. Все законы и соотношения электромагнетизма записаны только в системе СИ. Некоторые наиболее объёмные работы для удобства их обзора предваряются аннотационным содержанием. Такие работы выполняются, как правило, за два лабораторных занятия и носят характер уже небольшого исследования.

Перечень работ охватывает практически все базовые разделы лекционного курса «Электромагнетизм», а также некоторые приложения – понятия о работе трансформаторов, электродвигателей, выпрямителей, трёхфазные цепи, специальные методы измерений. Впрочем, все эти «приложения» как раз и являются самой хорошей иллюстрацией проявления и использования основных законов электромагнетизма.

Каждая работа вполне автономна и самодостаточна: в ней нет ссылок на другие работы, а для её осмысленного выполнения и ответов на контрольные вопросы, вообще говоря, не требуется даже обращение к учебнику, все необходимые частные сведения содержатся в её теоретической части. Это, однако, не означает, что учебник читать не надо. Надо, поскольку в данном пособии все эти сведения изложены конспективно, без теоретического обоснования, пояснений и обстоятельного анализа. Кроме того, эти сведения касаются только центральной темы работы и не затрагивают побочных, сопутствующих разделов.

Структура описаний всех лабораторных работ едина:

● цель работы,

● теоретическое введение (или же идея метода измерения),

● описание лабораторной установки,

● программа измерений и представление результатов,

● перечень контрольных вопросов и заданий,

● список учебной литературы, в которой можно найти комфортное описание данного явления и законов, на которых оно основано.

В раздел «Контрольные вопросы и задания» помимо типовых вопросов по содержанию данной работы включаются иногда и несколько расчётных задач, размышления над которыми расширяют понимание изучаемого явления или метода. При этом и сам эксперимент становится более интересным и осмысленным, а не просто «нажиманием кнопок и списыванием показаний стрелок».

После прохождения физпрактикума студент должен уметь свободно пользоваться стандартными электроизмерительными и электронными приборами для проведения простейших экспериментов, для правильного измерения электромагнитных величин, для наблюдения электромагнитных процессов. Измерения, проведённые неграмотно, без понимания особенностей процесса и возможностей приборов, могут привести к совершенно ошибочным заключениям.