- •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
Описание экспериментальной установки
Рассмотрим круговой проводник из N витков, прилегающих достаточно плотно друг к другу, расположенных вертикально в плоскости магнитного меридиана. В центре кругового проводника помещена магнитная стрелка, вращающаяся вокруг вертикальной оси. Если по катушке пропустить ток I, то возникает магнитное поле с напряженностью , направленное перпендикулярно к плоскости катушки. Таким образом, на стрелку будут действовать два перпендикулярных магнитных поля: магнитное поле Земли и магнитное поле кругового тока. Напряженности обоих полей взаимно перпендикулярны. На рис. 4 изображено сечение катушки горизонтальной плоскостью. Здесь - вектор напряженности поля, созданного круговым током, - горизонтальная составляющая магнитного поля Земли.
Стрелка установится по направлению равнодействующей , диагонали параллелограмма, сторонами которого будут вектор напряженности магнитного поля кругового тока и .
Из геометрии рис. 4 следует: . С другой стороны, напряженность магнитного поля в центре катушки тангенс - гальванометра равна , тогда:
.
Для данного места Земли и для данного прибора величина
,
я вляется постоянной и называется постоянной тангенс - гальванометра, или:
,
можно увидеть, что постоянная С численно равна току, который протекает по виткам, когда угол отклонения стрелки равен 45°.
Горизонтальную составляющую магнитного поля Земли можно представить:
.
Таким образом, круговой проводник с магнитной стрелкой в центре может быть использован для измерения силы тока, текущего по цепи. Для этого необходимо выполнение следующего условия: магнитную стрелку следует брать очень малых размеров по сравнению с радиусами витков, так как формула для напряженности магнитного поля в центре кругового тока тангенс - гальванометра пригодна только для точки, находящейся в центре катушки. Прибор, основанный на вышеописанном принципе, носит название тангенс - гальванометра.
Тангенс - гальванометр, используемый в данной работе, состоит из катушки, укрепленной на корпусе макета и способной поворачиваться вокруг вертикальной оси. Катушка имеет радиус R = 15см и содержит N = 30 витков провода. В центре катушки расположена магнитная стрелка (компас).
Н а передней панели макета (рис. 5) находится стрелочный прибор миллиамперметр и клеммы «+, -». Элементами управления являются потенциометр «ТОК», тумблер «ПОЛЯРНОСТЬ».
Стрелочный прибор предназначен для измерения силы постоянного тока, протекающего через катушку тангенс – гальванометра. Потенциометр «ТОК», позволяет регулировать этот ток в пределах от 0 до некоторого значения. Тумблером «ПОЛЯРНОСТЬ», имеющим три фиксированных положения, производится переключение направления тока через катушку (два крайних положения 1 и 2). В среднем положении (выкл.) тумблера «ПОЛЯРНОСТЬ» цепь катушки оказывается разорванной, что исключает протекание тока через неё при любом положении потенциометра «ТОК». Через клеммы «+, -» производится подключение макета к внешнему источнику постоянного тока напряжением 5 В и током нагрузки до 500 мА.