- •Электричество и магнетизм практикум по физике
- •Устройство и принцип действия электроизмерительных приборов
- •1. Основные электроизмерительные приборы
- •2. Классификация приборов по принципу действия
- •3. Чувствительность и цена деления электроизмерительного прибора
- •4. Расширение пределов измерений приборов
- •Элементы теории погрешностей при электрических измерениях
- •1. Погрешности приборов
- •2. Оценка погрешностей электрических измерений
- •3. Определение ошибок косвенного измерения физической величины
- •4. Определение наиболее выгодных условий измерения
- •5. Проведение физических измерений и оформление полученных результатов
- •6. Запись экспериментальных результатов
- •Лабораторная работа № 1 измерение сопротивлений мостиком уитстона
- •1. Метод вольтметра и амперметра.
- •2. Метод омметра.
- •3. Мостовой метод или метод мостика постоянного тока (мостик Уитстона).
- •Устройство и принцип действия мостика Уитстона
- •Проведение измерений
- •Обработка результатов
- •Погрешность измерений
- •Техника безопасности
- •Содержание отчета
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки и проведение измерений
- •Обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Содержание отчёта
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 определение эдс методом компенсации
- •Теория метода
- •Метод компенсации и описание установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Содержание отчета
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 изучение электростатического поля
- •Теория метода
- •Методика исследования
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Техника безопасности.
- •Содержание отчета
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 5 измерение электрической емкости мостиком сотти
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 изучение гальванометра
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Погрешность измерений
- •Содержание отчета
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 8 изучение законов кирхгофа
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений
- •1. Определение эдс источников тока участков цепи
- •2. Проверка первого закона Кирхгофа
- •3. Проверка второго закона Кирхгофа
- •Погрешность измерений
- •Содержание отчета
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 9 исследование зависимости электрического сопротивления металла от температуры
- •Теория метода
- •Описание установки
- •Проведение измерений
- •Обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Содержание отчета
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •1. Измерение электрической постоянной.
- •2. Измерение относительной диэлектрической проницаемости диэлектриков.
- •Погрешность измерений
- •Техника безопасности
- •Содержание отчета
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 определение напряженности земного магнитного поля с помощью тангенсгальванометра
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений
- •Обработка результатов и погрешность измерений
- •Содержание отчета
- •Техника безопасности
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 исследование индуктивности соленоида
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений
- •Обработка результатов
- •Содержание отчета
- •Техника безопасности
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 13 изучение эффекта холла
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Содержание отчета
- •Техника безопасности
- •Вопросы допускного контроля
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Содержание отчета
- •Техника безопасности
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15 изучение электромагнитной индукции
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений
- •Обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Содержание отчета
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 16 исследование резонанса в колебательном контуре
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений
- •Обработка результатов измерений
- •Техника безопасности
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 17 определение длины электромагнитной волны с помощью измерительной линии лехера
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений
- •Техника безопасности
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Содержание отчета
- •Техника безопасности
- •Вопросы для допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 19 исследование энергетического режима цепи синусоидального тока
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Техника безопасности
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 20 определение точки кюри ферромагнетика
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов
- •Содержание отчета
- •Техника безопасности
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Исследование намагничивания ферромагнетика
- •Теория метода
- •Описание экспериментальной установки
- •Проведение измерений и обработка результатов Первый вариант
- •Второй вариант
- •Содержание отчета
- •Техника безопасности
- •Вопросы допускного контроля
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •394000, Воронеж, пр. Революции, 19
Техника безопасности
Питание установки осуществляется от сети 220 В. При нарушениях нормальной работы установки, следует обратиться к преподавателю.
Содержание отчета
1. Название работы.
2. Цель работы (техническое задание).
3. Теоретические сведения об электроемкости.
4. Теория метода компенсации.
5. Схема установки со спецификацией.
6. Таблица результатов измерения и расчетов.
7. Оценка погрешностей.
Контрольные вопросы
1. Что называется электроемкостью, в каких единицах она измеряется?
2. Выведите формулы расчета емкостей уединённого проводящего шара и плоского конденсатора.
3. Выведите формулы для расчета емкости при параллельном и последовательном соединении конденсаторов.
4. Начертите схему мостика Сотти, выведите условия его равновесия и укажите оптимальные условия измерения.
5. Как зависит погрешность измерения емкости от положения движка на реохорде? (Попробуйте начертить график).
6. Какой сдвиг фаз между током и напряжением в цепи переменного тока для проводника сопротивлением R, индуктивности L и емкости C?
7. Выведите формулу для энергии заряженного конденсатора, энергии электрического поля.
Лабораторная работа № 6 изучение гальванометра
Цель работы: ознакомиться с конструкцией и принципом действия гальванометра магнитоэлектрической системы, определить внутреннее сопротивление и цену деления его шкалы.
Устройство гальванометра. Гальванометр - это высокочувствительный прибор для измерения малых токов. Нуль-гальванометр имеет нуль в середине шкалы, по нему устанавливают отсутствие тока в участке цепи.
Конструктивными основными частями электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы являются:
- сильный постоянный магнит с полюсными наконечниками, создающий в узком кольцевом зазоре однородное магнитное поле;
- катушка, состоящая из N витков изолированной тонкой проволоки распределенная на металлической рамке, к которой прикреплена стрелка прибора; эта рамка может поворачиваться на оси, находясь в поле постоянного магнита;
- две плоские спиральные пружинки, через которые измеряемый ток проходит в катушку, они же создают и момент упругих сил, возвращающих рамку в положение равновесия;
- шкала, корректор нуля, клеммы для подключения, корпус гальванометра.
Принцип действия гальванометра. На рамку, по обмотке которой течет измеряемый ток I, действует поворачивающий момент сил Ампера M, причем величина этого момента прямо пропорциональна силе тока: M ~ I. По мере поворота рамки увеличивается противодействующий момент M1 сил упругости пружинок, который по закону Гука прямо пропорционален углу поворота рамки из равновесного положения: M1 ~ φ. Рамка займет такое положение, при котором моменты M и M1 уравновешивают друг друга: M = M1, при этом φ ~ I и шкала гальванометра будет равномерной. Успокоение (демпфирование) колебаний рамки, обеспечивается индукционными токами, которые возникают в корпусе рамки при ее движении в магнитном поле.
Магнитоэлектрический гальванометр как "головка" используется в многопредельном приборе ампервольтметре, в котором при измерениях сил токов различной величины к гальванометру подключают параллельно малые сопротивления (шунты), а при измерениях различных напряжений - последовательно большие добавочные сопротивления.
Основные технические параметры гальванометра:
- внутреннее сопротивление Rг. (сопротивление обмотки рамки);
- цена деления шкалы по току (в А/дел) величина, численно равная такому изменению силы тока, при котором стрелка смещается на одно деление шкалы.