Міністерство освіти і науки україни

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

 

До виконання лабораторних робіт з розділу

“Електрика і магнетизм” курсу фізики

(для неелектротехнічних спеціальностей)

 

(для студентів 1 курсу денної і 2 курсу заочної форми навчання: бакалаврів за напрямами: 0708 „Екологія”, 0921 „Будівництво”,

 0922 „Водні ресурси”, 1004 „Транспортні технології”

і студентів 2 курсу заочної форми навчання

бакалаврів за напрямами: 0906 „Електротехніка”,

0922 „Електромеханіка”)

 

 

 

Харків – ХНАМГ – 2004

 

 

          Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з розділу “Електрика і магнетизм” курсу фізики (для неелектротехнічних спеціальностей) (для студентів 1курсу денної і 2 курсу заочної форми навчання бакалаврів за напрямами: 0708 „Екологія”, 0921 „Будівництво”, 0926 „Водні ресурси”, 1004 „Транспортні технології” і студентів 2 курсу заочної форми навчання бакалаврів за напрямами: 0906 „Електротехніка”, 0922 „Електромеханіка”). Укл. Аксьонова К.Ю., Оксюк Ю.Д.,

 Сидоренко Є.Б. - Харків: ХНАМГ, 2004. – 78 с.

 

Укладачі: К.Ю. Аксьонова, Ю.Д. Оксюк, Є.Б. Сидоренко

 

 

Рецензент: проф. О.М.Петченко

 

 

Рекомендовано кафедрою фізики, протокол № 2

від 22 жовтня 2003 р.

 

Зміст

 

	Стор.
Вступ............................................................................................ Електровимірювальні прилади і їхні характеристики............	4  5
Лабораторна робота № 30. Розширення меж вимірювання амперметра і вольтметра......	10
Лабораторна робота № 31. Визначення електрорушійної сили джерела струму компенсаційним методом..........................................................	19
Лабораторна робота № 32. Моделювання електричних полів за допомогою електролітичної ванни...............................................................	25
Лабораторна робота № 33. Визначення діелектричної проникності діелектриків............	31
Лабораторна робота № 34. Розрахунок розгалуженого електричного кола і його експериментальна перевірка.....................................................	39
Лабораторна робота № 35. Дослідження роботи трьохелектродної електронної лампи..	43
Лабораторна робота № 36. Дослідження електричного струму в напівпровідніках.........	49
Лабораторна робота № 37. Визначення індукціі магнитного поля електромагніту.........	58
Лабораторна робота № 38. Визначення питомого заряду електрона за допомогою магнетрона..................................................................................	62
Лабораторна робота № 39. Вивчення магнітних властивостей феромагнетиків...............	70

 

 

Вступ

 

Цей випуск є переробленим і доповненим виданням (у порівнянні з виданням 2002 року) методичних вказівок для виконання робіт фізичного практикуму з електрики і магнетизму для студентів 1 курсу неелектротехнічних спеціальностей.

Мета вказівок – допомогти студентам виконати лабораторні роботи, дотримуючись правил техніки безпеки; навчитися користуватися електровимірювальними приладами і визначати похибки вимірювань величин цими приладами; придбати елементарні навички експериментування і практичного освоєння найбільш важливих методів вимірів; перевірити на практиці дію фізичних законів і закономірностей.

Експеримент має вирішальне значення для пізнання навколишньої природи, по-перше, як первинне джерело пізнання і, по-друге, як критерій істинності гіпотез, теорій. Він відіграє також величезну роль при формуванні нових гіпотез та теоретичних уявлень. У свою чергу, без теорії та спрямовуючих ідей неможливий науковий експеримент. Отже, теоретичні й експериментальні методи дослідження перебувають у діалектичному взаємозв’язку та взаємодії. З розвитком науки і техніки сфера експериментальних досліджень увесь час розширюється, охоплюючи дедалі складніші явища природи.

Фізичний експеримент як метод дослідження набуває дальшого поширення в суміжних з фізикою дисциплінах, особливо в хімії, біології та технічних науках.

При підготовці, виконанні та оформленні результатів лабораторних робіт слід користуватися рекомендаціями, викладеними у вступній частині "Методичних вказівок до виконання лабораторних робіт з механіки", а також викладеними нижче даними про електровимірювальні прилади.

 

Похибки приладів

 

Найважливішою характеристикою кожного вимірювального приладу є його похибка. Точність електровимірювальних приладів лежить в основі розподілу приладів на класи. Електровимірювальні прилади відповідно до величини їх зведеної похибки поділяються на вісім класів точності: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Прилади класів точності 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 використовують головним чином для точних лабораторних вимірювань і називають прецизійними; прилади класів 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 мають назву технічних.

Абсолютною похибкою приладу DC є модуль різниці між показаннями приладу Х_пр і дійсним значенням вимірюваної величини Х₀:

DC=ôC_пр – Х₀÷.

 

За дійсне значення вимірюваної величини Х₀ приймають її значення, що вимірюється за допомогою зразкових приладів.  Зведена похибка  приладу виражається у відсотках (%).

 

Клас точності приладу дорівнює зведеній похибці.

 

Приклад. Нехай виміряне значення сили струму дорівнює 75мА. Вимірювання струму виконували міліамперметром із шкалою на 250 мА. Клас точності 1,5. Тоді абсолютна похибка приладу

 

.

 

Відносна похибка вимірювання величини струму

 

.

З наведеного прикладу зрозуміло, що коли треба проводити вимірювання з високою точністю,то прилад треба підібрати такий, щоб вимірюваний струм викликав відхилення стрілки, найбільш близьке до максимального значення I_max.

 

Лабораторна робота № 30

Прилади і приладдя

Амперметр, вольтметр, дільник напруги, набір шунтів, набір додаткових резисторів, сполучні дроти, джерело струму.

 

Порядок виконання роботи

Завдання 1. Визначення коефіцієнтів шунтування, опорів невідомих шунтів за показаннями амперметра з шунтом і без нього і сили струму в колі.

Зібрати схему а на рис. 30.2.

Подати напругу на дільник і, збільшуючи опір R₁ обертанням повзунка, переконатися в тому, що при деякому положенні повзунка сила струму в колі перевищує межу вимірів амперметра. 

Зменшуючи опір дільника напруги R , записати максимально можливі показання амперметра I_A0max  у табл.1.

Приєднати шунт з невідомим опором (схема б на рис.30.2) і, не змінюючи положення повзунка дільника (див. п.3), записати показання амперметра I_Amax у табл.1.

Визначити коефіцієнти шунтування K за формулою (16) і записати в табл.1.

 

Повторити виміри, зазначені в п. 3 і 4, і обчислення, зазначені в п. 5, тричі при інших положеннях повзунка дільника напруги, але для того самого шунта. Дані занести в табл.1.

Обчислити середнє значення коефіцієнта шунтування <К> і за формулою (12) опір шунта R_ш1.

Повторити виміри й обчислення, вказані в п.3 – 7, ще для двох шунтів.

 Для кожного з шунтів у ланцюзі, складеному за схемою б на рис.30.2, знайти кілька значень сили струму в межах від I_A0max (п.4) до межі вимірювань амперметра  й обчислити відповідні значення I в ланцюзі за формулою (10): I = I_A× K. Дані занести в табл.1.

 

Завдання 2. Визначення опорів додаткових резисторів і коефіцієнтів розширення меж виміру вольтметра за показаннями вольтметра з додатковим резистором і без нього і напруги на ділянці кола.

Зібрати схему а на рис.30.3.

Подати напругу на дільник і, збільшуючи опір R₁ обертанням повзунка, переконатися в тому, що при деякому його положенні напруга перевищує межу показань вольтметра.  

Зменшуючи опір дільника напруги R , записати максимально можливі показання вольтметра U_В0max  у табл.2.

Приєднати додатковий резистор з невідомим опором R_Д (схема б на рис.30.3) і, не змінюючи положення повзунка дільника (див.п.3), записати показання вольтметра U_Вmax у табл.2.

Визначити коефіцієнт N за формулою (19) і записати в табл.2.

Повторити виміри, зазначені в п. 3 і 4, обчислення, вказані в п. 5, тричі при інших положеннях повзунка дільника, але для того самого додаткового резистору. Дані занести в табл.2.

Обчислити середнє значення коефіцієнта <N> і за формулою (21) опір додаткового резистора R_Д.

Повторити виміри й обчислення, зазначені в п. 3 - 7, ще для двох додаткових резисторів.

Для кожного з додаткових резисторів у ланцюзі, складеному за схемою б на рис.30.3, знайти кілька значень напруги U_В у межах від U_Bmax (п.4) до межі вимірювань вольтметра  й обчислити відповідні значення U_x на ділянці з опором R_X за формулою (18): U_x = U_B× N. Дані занести в табл.2.

 

Таблиця 1

 

№ Rш

1

2

3

IА0, mA

IА, mA

К

<K>

Rш, Ом

IA, mA

I,mA

                     

 

 

Таблиця 2

 

№ RД

1

2

3

UВ0,В

UВ ,В

N

<N>

RД, Ом

UВ, В

U, В

 

 

Контрольні запитання

Записати і пояснити закономірності паралельного і послідовного з'єднання провідників.

Який вид з'єднання використовується в побутовій електромережі і чому?

Що таке шунт, яке його призначення?

Що таке додатковий резистор, яке його призначення?

Дати визначення коефіцієнта шунтування і записати зв'язок між опором амперметра і шунта.

Який зв'язок між опором вольтметра і опором додаткового резистора?

Лабораторна робота № 31

Прилади і приладдя

Джерело струму з е.р.с. e, елемент Вестона з е.р.с.e_N, досліджуване джерело струму з е.р.с. e_Х, реостат зі шкалою, гальванометр G, додаткові резистори R_i.

Порядок виконання роботи

Ознайомитися зі схемою на лабораторному столі.

Замкнути ключ К і поставити перемикач Р у положення “x”.

Перемістити повзунок реостата D до положення, при якому гальванометр покаже 0.

Внести значення положення повзунка D на шкалі l_x у таблицю (№ досліду – 1).

Поставити перемикач Р в положення “N”.

Перемістити повзунок D реостата також до положення, при якому гальванометр покаже  0.

Внести друге значення положення повзунка D на шкалі l_N у таблицю (№ досліду – 1).

Повторити дії зазначені в п.2 – 7, ще два рази (№ дослідів 2,3). 

Обчислити середні значення <l_x> і <l_N> із трьох значень l_x і l_N і результати занести в таблицю.

Визначити відносні й абсолютні похибки вимірів Dl_x і Dl_N, (№ дослідів 1,2,3).

Обчислити значення e_х за формулой (8), використовуючи значення < l_x > і <l_N>, і результат занести в таблицю.

Обчислити відносну й абсолютну похибки визначення е.р.с. невідомого джерела струму e_Х для дослідів 1,2,3.

Повторити дії, зазначені в п. 2 – 12 з різними додатковими резисторами R_i. Дані внести в таблицю (№ дослідів 4 – 9).

Обчислити середнє значення < e_х > з усіх визначених значень e_Х.

 

 

№		Ri	l x	< lx>	lN	< lN >	ex	<ex>
1	-
2
3
4	R1
5
6
7	R2
8
9

Контрольні запитання

Що називається е.р.с. джерела струму?

Які помилки у визначенні е.р.с. мають місце при вимірі її вольтметром?

Пояснити суть методу компенсації за схемою.

Сформулювати закон Ома для однорідної і неоднорідної ділянок кола.

Одержати робочу формулу для обчислення е.р.с. досліджуваного елемента.

Пояснити якісний вплив додаткового опору R_i на зміну положення точки D на реостаті.

Лабораторна робота № 32

Електролітичної ванни

Мета роботи – вивчення електростатичного поля заряджених тіл різної конфігурації, побудова еквіпотенціальних поверхонь для заданої конфігурації і розташування електродів, побудова сімейства силових ліній (ліній напруженості).

Силова взаємодія між будь-якими тілами не може відбуватися без участі матерії. Заряджені частинки і тіла, знаходячись на відстані, взаємодіють один з одним за посередництвом їхніх електричнихполів, що являють собою один з видів матерії, які існують поряд з речовиною. Поле нерухомих зарядів називається електростатичним.

Електричне поле виявляє себе за силовою дією на заряди. Силовою характеристикою поля є напруженість  - векторна величина, яка дорівнює відношенню сили, що діє з боку поля, на пробний заряд, який вміщено в дану точку, до значення цього заряду:

.

Напруженість електричного поля вимірюється в , або . Отже, на заряд, що знаходиться у точці з напруженістю , діє сила

 

.

 

Електричне поле прийнято зображувати графічно за допомогою ліній напруженості, тобто ліній, дотична до яких у кожній точці збігається з напрямком вектора . Кількість ліній напруженості, що пронизують уявну одиничну площадку, перпендикулярну до цих ліній, вибирається рівною модулю напруженості в даній точці. Лінії напруженості електричного поля починаються на позитивних і закінчуються на негативних зарядах або починаються і закінчуються в нескінченності, ніде не замикаються і не перетинаються.

Енергетичною характеристикою поля є потенціал. Потенціал – це скалярна фізична величина, що характеризує здатність поля виконувати роботу і вимірюється відношенням потенціальної енергії пробного точкового заряду, який вміщено в дану точку поля, до величини цього заряду. Можна також сказати, що потенціал даної точки поля дорівнює роботі, що виконана полем при переміщенні одиничного позитивного точкового заряду з цієї точки поля в нескінченність (у ту область, де поле відсутнє):

                      .

 

Якщо заряд q переміщується з точки поля з потенціалом j₁  у точку з потенціалом j_2, то сили поля виконують роботу

 

 ,

 

що дорівнює добутку заряду на різницю потенціалів j₁ - j_2.

В електричному полі можна побудувати поверхні, які є геометричним місцем точок з однаковим потенціалом – еквіпотенціальні поверхні. Переміщення заряду уздовж цієї поверхні не супроводжується здійсненням роботи (j = const, dj = 0). Це означає, що сила, яка діє на заряд, увесь час перпендикулярна до переміщення. Отже, лінії напруженості перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь.

За одиницю потенціалу прийнятий вольт (В).

Дві основні характеристики електричного поля – напруженість  і потенціал j - зв'язані між собою. Це можна показати, якщо переміщувати позитивний точковий заряд q₀ на малу відстань dl із точки 1 у точку 2 (див. рис.32.1) у полі з напруженістю . Через точки 1 і 2 проходять еквіпотенціальні поверхні з потенціалами j₁ і j₂ (нехай j₁ >j₂). Якщо переміщення  складає кут a з напрямком вектора , то роботу dА можна виразити так:

 

.                                         (1)

 

З іншого боку,

dА = -q₀dj,                                         (2)

 

де dj - нескінчено мала зміна потенціалу.                             

 

 

 

Рис. 32.1

 

Прирівнюючи вирази (1) і (2) для роботи і з огляду на те, що dlсosa = dn є найкоротша відстань між еквіпотенціальними поверхнями, що виміряється уздовж нормалі до них, тобто уздовж лінії напруженості, одержимо:

                                                                            (3)

 

Отже, модуль напруженості поля в даній точці визначається швидкістю падіння потенціалу уздовж лінії напруженості. Знак “ – “ показує, що вектор  спрямований убік убування потенціалу. Величина називається градієнтом потенціалу.

У векторному вигляді зв'язок між напруженістю  і потенціалом j можна записати так:

 

.                                            (4)

 

Для однорідного поля вираз (4) набуває простого вигляду:

 

,                                          (5)

де d – відстань уздовж лінії напруженості між точками з потенціалами j₁ і j₂.

Прилади і приладдя

Джерело змінної напруги 30 В, подільник напруги (потенціометр), ламповий вольтметр, гальванометр (мікроамперметр), електролітична ванна з координатною сіткою, зонд, набір електродів, аркуш міліметрового паперу.

 

Порядок виконання роботи

Приєднати електроди і зонд до клем, розташованих на лабораторному столі (конфігурацію електродів і їхнє розташування вказує викладач).

Перенести форму, розміри і розташування електродів з лабораторного макета на аркуш міліметрового паперу в повній відповідності з макетом.

Ввімкнути катодний вольтметр і установку.

Установити за допомогою потенціометра R потенціал зонда.

Визначити координати точок з однаковими потенціалами, переміщуючи зонд.

Нанести координати точок з однаковими потенціалами, переміщуючи зонд і нанести їх на аркуш.

Повторити дії, вказані в п. 4 - 5, для інших значень потенціалу, погоджених з викладачем.

З'єднати плавно точки з однаковими потенціалами еквіпотенціальними лініями.

Побудувати картину електричного поля за допомогою силових ліній поля.

Розрахувати середню напруженість поля Е в деяких точках за погодженням з викладачем.

 

Контрольні запитання

Що називається потенціалом (одиниці виміру в системі СІ)?

Дати визначення напруженості електричного поля (одиниці виміру в системі СІ).

Установити зв'язок між напруженістю поля і потенціалом.

Що називається градієнтом потенціалу? Як спрямований вектор градієнта потенціалу?

Довести ортогональність силових ліній і еквіпотенціальних поверхонь.                                   

                                       

 

 

Лабораторна робота № 33

Прилади і приладдя

 

Плоский конденсатор змінної ємності з мікрометричним гвинтом, міст змінного струму, набір діелектричних пластин.

 

 

Порядок виконання роботи

Ознайомитись з лабораторною установкою і правилами користування мостом змінного струму.

Виміряти ємність конденсатора з повітряним зазором між пластинами для ряду значень d і занести дані в таблицю (значення d погодити з викладачем). Вимірювання повторюють ще два рази для зменшення випадкових похибок.

За одержаними даними побудувати графік залежності < С₀ ≥ = f(d).

Помістити між пластинами конденсатора твердий діелектрик, встановити відстань d, що дорівнює товщині діелектрика.

Виміряти цю відстань і ємність конденсатора з діелектриком (вимірювання повторити ще два рази).

Повторити п.4 і 5 для інших типів діелектриків.

За графіком п.3 визначити ємність повітряного конденсатора з тією ж відстанню d між пластинами, що і для конденсатора з діелектриком.

Визначити для кожного діелектрика  за формулою (12).

Виміряти ємність конденсатора з діелектриками, що в різних варіантах вміщуються між його пластинами (за вказівкою викладача).

За формулами (9), (10) зробити розрахунок ємності конденсатора з різними комбінаціями діелектриків і порівняти з даними п.9.

 

Ємність конденсатора С (10 ^–^4мкФ)
з повітряним зазором, С0											з діелектриком, С
											№1	№2	№3
D(мм)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1
2
3
<C>
	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

 

Контрольні запитання

Який фізичний зміст діелектричної проникності?

Види діелектриків і поводження їх у зовнішньому електричному полі.

Що таке поляризація діелектрика?

Ємність конденсатора, одиниці вимірювання.

Від яких фізичних величин залежить ємність конденсатора?

Вивести робочу формулу для визначення .

Послідовне і паралельне з’єднання конденсаторів.

Нарисувати силові лінії електричного поля в конденсаторі, якщо в нього вміщено ізотропний діелектрик.

Лабораторна робота № 34

Опис установки

Лабораторна установка складається з декількох джерел живлення, набору резисторів, з'єднувальних провідників, які необхідно з'єднати за схемою, що задається викладачем.

 

Прилади і приладдя

Набір резисторів, джерела живлення, вимірювальний прилад, набір з'єднувальних провідників.

 

                 Порядок виконання роботи

Одержати у викладача завдання на складання конкретної електричної схеми.

Виміряти опори і е.р.с. джерел і опори резисторів. Дані показати викладачеві.

Зіставити коло за заданою схемою.

Виміряти падіння напруги на кожному резисторі і визначити напрямок струмів за схемою. Дані показати викладачеві.

Використовуючи правила Кірхгофа, за відомими опорами і е.р.с. обчислити струми в кожному з резисторів і падіння напруги. Порівняти з експериментальними даними.

 

Контрольні запитання

Дати визначення вузла, незалежних контурів електричного кола.

Сформулювати перше і друге правила Кірхгофа.

Яка сутність правил Кірхгофа?

Пояснити сенс від'ємного значення струмів, одержаних при роз'вязанні системи рівнянь.

Скласти запропоновану викладачем систему рівнянь для визначення струмів у розгалуженому електричному колі, користуючися правилами Кірхгофа.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 35

Опис лабораторної установки

          Схему лабораторного макета показано на рис.35.4.

 

Рис. 35.4

Перемикач К дозволяє змінювати полярність напруги Uс, що подається на сітку від дільника напруги П_С. Анодна напруга U_A до лампи подається і регулюється потенціометром П_А і вимірюється вольтметром V_A.

Міліамперметр mА визначає анодний струм лампи I_A. Підігрів катода здійснюється ниткою розжарювання, до якої підводиться змінна напруга 6,3В.

 

 

Прилади і приладдя

Універсальне джерело струму, трьохелектродна лампа, вольтметр і міліамперметр, потенціометри.

 

 

Порядок виконання роботи

Ознайомитися зі схемою експериментальної установки на лабораторному столі.

Одержати завдання на виконання лабораторної роботи, значення напруг U_A і U_C у викладача і включити установку.

Зняти анодні характеристики тріода при заданих постійних напругах на сітці лампи U_C. Дані записати в табл. 1. Побудувати сімейство анодних характеристик, відкладаючи вздовж осі х значення U_A у вольтах, а вздовж осі y – значення I_A у міліамперах.

Зняти сіткові характеристики при заданих значеннях анодної напруги, отриманих у викладача. Дані записати в табл. 2.

Побудувати сімейство сіткових характеристик.

Для прямолінійних ділянок отриманих характеристик визначити, користаючись співвідношеннями (1), (2), (3), параметри R_i ,S,m. Перевірити співвідношення (4).

Визначити абсолютні похибки розрахунку параметрів R_i, S, m.

 

Таблиця 1

 

Анодні характеристики
Анодний струм IА, mA
UА, В	0	10	20	30	40	50	60	70	80
UС =
UС =

                                                                        

 

Таблиця 2

 

Сіткові характеристики
Анодний струм IА, mA
Uc, В	-4	-2	0	2	4	8	12	16	20
UА =
UА =

 

 

Контрольні запитання

Які будова і принцип дії вакуумного тріода?

У чому суть явища термоелектронної емісії?

Що таке струм насичення?

Що називається анодною і сітковою характеристиками лампи?

Яка роль негативного об’ємного заряду (“електронної хмари”)?

Яка умова попадання електронів на анод?

Дати визначення і пояснити фізичний зміст основних параметрів лампи.

 

Лабораторна робота № 36

Прилади і приладдя

 

Напівпровідниковий діод (селеновий стовпчик), джерело постійної напруги, дільник напруги, потенціометр, міліамперметр, мікроамперметр, тумблери, джерело змінної і постійної напруги, вольтметр, осцилограф.

Порядок виконання роботи

Визначити ціну поділки приладів і включити установку.

Змінюючи напругу U_пр, зняти залежність прямого струму I_пр від напруги U_пр. Дані внести в таблицю.

Змінивши полярність прикладеної напруги, зняти залежність зворотного струму I_зв від напруги U_зв аналогічно п. 2. Дані внести в таблицю.

Повторити дії, зазначені в п. 2 і 3, три рази. Визначити середню силу струму при кожному значенні напруги.

Побудувати графік залежності середніх сил струмів I_пр і  I_зввід напруг U_пр і U_зв. Значення сили струму в прямому напрямку відкладати в mА зі знаком “+”, у зворотному – у мкА зі знаком “-“

Побудувати залежність опору напівпровідникового діоду R від прикладеної напруги U, використовуючи формулу (2).

Побудувати залежність коефіцієнта випрямлення К від абсолютної напруги, прикладеної до діода, використовуючи формулу (1).

Зняти осцилограми струму для різних схем випрямлення, які визначає викладач.

 

U, В	Iпр, mA			<Iпр>	Iзвор., мкА			<Iзвор>	K	Rп	Rзв
	1	2	3		1	2	3

Контрольні запитання

Що таке напівпровідник?

Що таке «дірочна» і електронна провідність?

Чим напівпровідник відрізняється від діелектриків і металів з точки зору квантової теорії?

Пояснити вольт-амперну характеристику напівпровідникового діода.

Як відбувається випрямлення змінного струму?

Пояснити графіки залежностей  К(U)  і  R(U).

 

 

Лабораторна робота № 37

Прилади і приладдя

 

Електромагніт, магнітні терези, незалежні джерела струму, амперметри, реостати, набір важків.

Порядок виконання роботи

Ознайомитися з лабораторною установкою і включити її з дозволу викладача.

Установити за допомогою реостата R₁ струм I₁ в котушці електромагніту за вказівками викладача.

Навантажити шальку S важками m за вказівкою викладача.

Замкнути ключ K₂ і  за допомогою реостата R₂  довести силу струму I₂ у рамці до величини, при якій система зрівноважиться. Записати у таблицю значення величин I₁ , I₂  і m.

Не змінюючи струм I₁ , повторити досліди ще 2 рази з важками іншої маси і значення m і I₂  записати в таблицю.

Провести аналогічні виміри для інших значень струму I₁ в котушці електромагніту і результати внести в таблицю (5 –7 значень).

Для кожного виміру обчислити величину В за формулою (7) (значення довжин L₁, L₂  і l дані на робочому місці). Результати занести в таблицю.

Для кожного значення сили струму I₁ обчислити середнє значення величини магнітної індукції В. Результати занести в таблицю.

Побудувати графік <B> = f (I₁).

 

I1,A

m, кг

I2 ,A

B, Tл

<B>, Тл

 

 

Контрольні запитання

Що називається індукцією магнітного поля, який фізичний зміст цієї величини, в яких одиницях вона виміряється в системі СІ?

Дати визначення магнітного моменту контуру зі струмом.

Що називається позитивною нормаллю контуру зі струмом?

Дати визначення величини і напрямку сили Ампера.

Які будова і призначення електромагніту?

Чому як матеріал осердя електромагніту використовується феромагнетик?

У чому полягає градуювання електромагніту?

Як визначається індукція магнітного поля електромагніту в цій лабораторній роботі?

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 38

Прилади і приладдя

Магнетрон; міліамперметр; амперметр; вольтметр; потенціометр; соленоїд; регулюючий резистор; джерела постійного і змінного струму; два ключі.

 

Порядок виконання роботи