Методические указания по проведению лабораторных работ по курсу «Физика» (для студентов и преподавателей) (стр. 11 из 13)

5. Вычислите относительную погрешность измерений индуктивности по формуле

ε L=

^.100%

где L_таб.=0,03 Гн.

6. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

ν, гц	U,в	I,А	Z, Ом	R, Ом	ХL, Ом	L, Гн	ε L, %

Контрольные вопросы

Вариант 1

1.По какой формуле можно вычислить индуктивное сопротивление катушки переменного тока?

2. Как изменится индуктивное сопротивление, если увеличить индуктивность катушки? Как изменится индуктивное сопротивление, если увеличить частоту переменного тока?

3. Индуктивность катушки увеличили в 2 раза, а силу тока в ней уменьшили в 2 раза. Как изменилась энергия магнитного поля катушки? 4. Индуктивное сопротивление катушки в цепи переменного тока 50 Гц равно 31,4 Ом. Чему авна индуктивность катушки? 5. Найдите частоту собственных колебаний в контуре с индуктивностью катушки 10 мГн и емкостью конденсатора 1 мкФ Вариант 2 1.По какой формуле вычисляют собственную частоту колебаний в колебательном контуре? 2.Как изменится собственная частота колебаний колебательного контура, если уменьшить ёмкость конденсатора в 4 раза? 3. Как изменится собственная частота колебаний колебательного контура, если увеличить индуктивность катушки? 4.Что называют резонансом? 5.Найдите период колебаний в колебательном контуре, если индуктивность катушки 0,01 Гн, а емкость конденсатора 4 мкФ. Рекомендуемая литература 1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.182-186) 2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 230-232)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы

1.Изучить устройство трансформатора.

2.Определить коэффициент трансформации трансформатора.

Оборудование

1.Трансформатор.

2.Вольтметры.

3.Источник переменного напряжения.

4.Соединительные провода

Теория

Трансформатор-это устройство, преобразующее энергию переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. Трансформатор состоит из двух основных частей: сердечника (магнитопровода) и двух или более обмоток. Одна из обмоток включается в сеть переменного тока и называется первичной 1 (рис.1). Остальные обмотки являются вторичными 2. Сердечник трансформатора служит для концентрации магнитного потока Ф.

E₁= -ω₁Ф, Е₂=Фω₂ (1)

k= E₁/ Е₂= ω₁/ ω₂ (2)

При k <1 трансформатор повышает напряжение, при k >1 - понижает напряжение.

Экспериментально для определения коэффициента трансформации используется формула

k= ω₁/ ω₂ (3)

Трансформатор может работать в режиме холостого хода и режиме нагрузки. Режим холостого хода - это режим, в котором I₂ = 0 , т.е. нагрузка к вторичной обмотке не подключена.

Трансформатор имеет высокий КПД (более99%), поэтому можно записать соотношение U₁ / U₂ = I₂ / I₁, т.е. трансформатор изменяет не только напряжение, но и силу тока I.

В трансформаторе имеются два вида потерь мощности: потери в меди и потери в стали. Потери в меди (потери в обмотках) зависят от силы тока I₁ и I₂ . Потери в стали (потери в магнитопроводе) зависят от напряжения U и расходуются на перемагничивание сердечника и вихревые токи в нем.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему

2.Включить трансформатор в сеть и измерить напряжения

и .

3.Вычислить коэффициент трансформации трансформатора.

4.Сделать вывод о типе трансформатора.

Контрольные вопросы

Вариант 1

1.Что такое трансформатор?

2.Какая обмотка трансформатора называется первичной?

З. От чего зависят потери в стали?

4.Почему обмотки трансформатора изготовляются из меди?

5.От чего зависит коэффициент трансформации?

Вариант 2

1.Где и для чего применяются трансформаторы?

2.Какая обмотка трансформатора называется вторичной?

З. Как можно определить коэффициент трансформации?

4.От чего зависят потери в меди?

5.Почему сердечник трансформатора собирается из отдельных изолированных друг от друга стальных пластин?

Рекомендуемая литература

1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.187-189)

2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 233-234)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №16

СБОРКА И НАСТРОЙКА ПРОСТЕЙШЕГО ДЕТЕКТОРНОГО

РАДИОПРИЕМНИКА

Цель работы: изучить работу простейшего детекторного радиоприемника

Оборудование

1.Катушка контурная.

2.Конденсатор переменной емкости.

3.Диод полупроводниковый.

4.Конденсатор постоянной емкости.

5.Телефон (наушники)

6.Провода и планки соединительные.

7.Провода для антенны и заземления.

8.Монтажная доска, винты, шайбы.

Теория

Радиоприемником называют устройство, позволяющее принимать высокочастотные модулированные электромагнитные колебания и преобразовывать их в механические звуковой частоты.

Радиоволны, излучаемые передающими радиостанциями, индуцируют в антенне А приемника высокочастотные (ВЧ) токи, которые поступают в резонансный колебательный контур РК (рис 1). Колебательный контур выделяет колебания лишь той радиостанции, частота которой совпадает с частотой колебаний приемного колебательного контура. При этом наступает электрический резонанс- сопротивление контура уменьшается, а принятый электрический сигнал усиливается настройка в резонанс достигается обычно изменением емкости приемного колебательного контура конденсатором переменной емкости

. Модулированные ВЧ колебания (рис. 2), принятые колебательным контуром приемника с помощью детектора Д, которым обычно сложит полупроводниковый диод, преобразуются в пульсирующий ток одного направления, амплитуда которого изменяется со звуковой частотой.

Если к телефону Т или динамику параллельно присоединить блокировочный конденсатор С₂ то пульсирующий ток высокой частоты пойдет через конденсатор, а ток низкой (звуковой) частоты - через катушку телефона; его мембрана придет, в колебательное движение со звуковой частотой передающей станции

Простейший из радиоприемников не требует для работы электрической энергии: он работает только за счет энергии принятого сигнала, поэтому позволяет принять и прослушать мощные ближайшие радиостанции определенного диапазона частот.

Электромагнитные волны, охватывающие диапазон частот от 1^.10⁴ до 3 ^.10¹¹ Гц называют радиоволнами

Радиоволны подразделяют на:

длинные λ = 10 000 ÷ 1000м,

средние λ = 1 000 ÷100м,

короткие λ= 100 ÷10 м,

ультракороткие λ= 10 ÷ 0,001м.

Порядок выполнения работы

1.Изучить схему и собрать простейший детекторный радиоприемник.

2.Медленно вращая ручку конденсатора переменной емкости, настроить колебательный контур резонанс с частотой принимаемой радиостанции и прослушать радиопередачу.

3.Оформить отчёт по лабораторной работе.

4.Перечислить в отчет основные физически явления, лежащие в основе работы радиоприемник.

5.Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

Вариант 1

1.Каково назначение антенны и заземления?

2.Какова физическая сущность электрического резонанса?

3.каково соотношение между длиной, частотой и скоростью распространения радиоволны?

4.Почему при радиосвязи колебания высокой частоты называют несущим?

5.Почему при связи на коротких волнах образуются зоны молчания?

Вариант 2

1.Каково назначение детектора?

2.Что называется амплитудной модуляцией?

3.Почему радиоприемник в автомашине плохо работает, когда она проезжает под мостом?

4.Чему равна длина волны, создаваемая радиостанцией, работающей на частоте 1,5 МГц?

5.Какова причина радиопомех от проходящего вблизи трамвая?

6.Почему радиолокационная установка должна посылать радиосигналы в виде коротких импульсов, следующих друг за другом непрерывно.

Рекомендуемая литература

1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.203-207)

2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 236-238)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №17

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ

ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ

Цель работы: экспериментально определить длину световой волны.

Оборудование

1.Прибор для определения длины световой волны.

2.Дифракционная решетка.

3.Люминесцентная лампа.

Теория

Часть 1

Параллельный пучок света, проходя через дифракционную решетку, вследствие дифракции на решетке, распространяется по всевозможным направлениям и интерферирует. На экране, установленном на пути интерферирующего света, можно наблюдать интерференционную картину. Максимумы света наблюдаются в точках экрана, для которых выполняется условие-