Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







ПРАВИЛА ТехникИ безопасности при выполнении





ФИЗИКА

Лабораторный практикум

(Часть III)

По разделу «Электричество »

для студентов 1 курса всех форм обучения
по направлениям подготовки бакалавров

100800.62 «Товароведение»
260800.62 «Технология продукции и организация общественного питания»

 

ОРЕЛ

Издательство ОрелГИЭТ

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФГБОУ ВПО "Орловский государственный институт
экономики и торговли»

 

ФИЗИКА

Лабораторный практикум

(Часть III)

По разделу «Электричество»

для студентов 1 курса всех форм обучения
по направлениям подготовки бакалавров

100800.62 «Товароведение»
260800.62 «Технология продукции и организация общественного питания»

 

 

ОРЕЛ

Издательство ОрелГИЭТ


 

УДК 53

ББК 22.3

Ф 912

 

Подготовлено на кафедре математики и естествознания

Рекомендовано Методическим советом инженерно-технологического
факультета

Рецензент: кандидат технических наук, доцент Орловского государственного института экономики и торговли Глазова Г.В.

 

Фролов М.А., Ашихина Л.А. Физика. Лабораторный практикум по разделу «Электричество» для студентов 1 курса всех форм обучения по направлениям подготовки бакалавров: 100800.62 «Товароведение», 260800.62 «Технология продукции и организация общественного питания» (Часть III). – Орёл: Издательство ОрелГИЭТ, 2012. - 38 с.,

 

 

Пособие содержит учебный материал по третьей части цикла лабораторных работ по электричеству, магнетизму и оптике. Приведены сведения по технике безопасности при выполнении лабораторных работ, контрольные вопросы для самопроверки по каждой лабораторной работе.



Материал данного пособия рекомендуется к использованию при изучении дисциплины «Физика» для студентов 1 курса всех форм обучения по направлениям подготовки бакалавриата.100800.62 «Товароведение» и 260800.62 «Технология продукции и организация общественного питания».

 

УДК 53

ББК 22.3

Ф 912

 

© М.А. Фролов, 2012

© Л.А. Ашихина, 2012

© Орел ГИЭТ , 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ПРАВИЛА ТехникИ безопасности при выполнении лабораторных работ (ЧастЬ III) 4

Рекомендации к подготовке и выполнению лабораторных работ (частЬ III) 4

Лабораторная работа №8

Изучение работы электронной лампы (триода) 5

Лабораторная работа №9

Изучение работы электронного осциллографа. 11

Лабораторная работа №10

Определение электроёмкости конденсатора. 19

Лабораторная работа №11

Изучение явления поляризации света

и определение концентрации сахара в водном растворе. 29

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.. 36

 

 


ПРАВИЛА ТехникИ безопасности при выполнении

Лабораторных работ (частЬ III)

При выполнении лабораторных работ части III необходимо знать и строго соблюдать общие правила техники безопасности п.1-9 (часть I). Кроме того, применительно к лабораторным работам 8-11 необходимо дополнительно соблюдать следующие правила техники безопасности.

 

1. Собирать схему лабораторной установки можно только после допуска к работе преподавателем. Категорически запрещается включать в сеть что-либо, а тем более — непроверенную преподавателем схему лабораторной установки.

2. При соединении приборов использовать провода необходимой длины, там, где нужен длинный провод — использовать длинный, где короткий — использовать короткий. Надставлять провода, каким бы то ни было способом, категорически запрещается.

3. При подключении приборов к розеткам переменного тока, следить за тем, чтобы провода не были скручены, запутаны.

4. Во избежание выхода из строя оборудования, перед выполнением эксперимента необходимо тщательно изучить, как переключаются пределы измерений на лабораторных приборах (вольтметр, миллиамперметр). При выполнении лабораторного эксперимента, нужно следить за тем, чтобы стрелки измерительных приборов не «зашкаливали». Для этого, как только стрелка прибора приблизится к максимальному значению, следует заблаговременно переключить прибор на больший предел измерения.

 

При выполнении лабораторной работы № 8:

Во избежание оплавления изоляции соединительных проводов, необходимо следить за тем, чтобы соединительные провода не касались стеклянного баллона лампы (триода).

 

При выполнении лабораторной работы № 10:

1. во избежание повреждения баллистического гальванометра, категорически запрещается поворачивать арретир прибора. Подключение прибора к двухполюсному переключателю производится после его предварительного шунтирования.

 

Рекомендации к подготовке и выполнению

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Описание установки

Схема экспериментальной установки изображена на рис. 10. Установка состоит из цепи сетки, цепи анода и цепи накала лампы. Реостат включен по схеме потенциометра и с его помощью можно изменять напряжение в цепи сетки. Переключатель , находящийся в цепи сетки, позволяет подавать на сетку лампы положительный и отрицательный потенциалы в зависимости от положения переключателя. В работе используется маломощная трёхэлектродная лампа с катодом косвенного накала.

Напряжение анодного тока устанавливается с помощью потенциометра по вольтметру . Ток в анодной цепи измеряется с помощью миллиамперметра . Напряжение в цепи сетки измеряется вольтметром . Для подключения схемы к источникам питания предусмотрены выключатели и .

Порядок выполнения работы

Записать маркировку лампы и её характеристики. Изучить схему установки и проверить правильность подключения приборов и выбор пределов их измерения. Определить цену деления приборов.

 

Задание 1.

Снять сеточную характеристику лампы, для чего:

а) разомкнув ключи и , поставить движком потенциометра напряжение накала, ввести полностью сопротивление потенциометра ;

б) после проверки схемы установки преподавателем, включить источники питания, проверить подачу напряжения накала;

в) после прогрева катода лампы (через 1-1,5 мин) замкнуть ключ и установить с помощью потенциометра (по вольтметру ) необходимое анодное напряжение (см. табл. 1);

г) замкнуть ключ и с помощью потенциометра и переключателя установить отрицательное сеточное напряжение, при котором ток в анодной цепи равен нулю (лампа «заперта»);

д) поддерживая анодное напряжение постоянным, увеличивать сеточное напряжение на от отрицательного (запирающего лампу) напряжения через нуль до положительного (8-10В) и фиксировать значение анодного тока по миллиамперметру. Показания приборов занести в табл. 1;

е) измерения произвести для разных значений анодного напряжения;

ж) для каждого напряжения на аноде снимать не менее 8 точек.

Таблица 1

=100B =140B
(B) (мА) (B) (мА)
       
       

Задание 2.

Снять анодную характеристику лампы:

а) при трёх постоянных значениях сеточного напряжения , и , изменяя напряжение на аноде через 10-20В, снять значение анодного тока по миллиамперметру в анодной цепи лампы. Поскольку при сеточном напряжении анодный ток очень мал, следует для этого случая переключить миллиамперметр на меньший предел измерения;

б) для каждого напряжения на сетке снимать не менее 8 точек. Данные эксперимента записать в табл. 2.

Таблица 2

(B) (мА) (B) (мА) (B) (мА)
           
           

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

Описание установки

Лабораторная установка состоит из электронного осциллографа , звукового генератора и потенциометра с трансформатором и вольтметром (рис. 14-16). Звуковой генератор позволяет получать синусоидальные электрические колебания в звуковом диапазоне частот от 20 до 20 , а потенциаметр частотой 50 , при этом величина напряжения может плавно изменяться и контролироваться с помощью вольтметра.

 

Панель управления электронного осциллографа

На передней панели осциллографа расположены ручки (у некоторых марок осциллографов отдельные из них могут быть вынесены на верхнюю часть корпуса), с помощью которых можно управлять электронным лучом, а также клеммы вертикального «вход Y» и горизонтального «вход X» входов. На рис. 13 изображена одна из типичных панелей осциллографа.

1. Яркость свечения пятна на экране зависит от количества электронов, ударяющихся об экран в единицу времени и от их скорости. Меняя отрицательный потенциал управляющего электрода 2 (см. рис. 11) и, тем самым, изменяя количество электронов, проходящее через отверстие, можно регулировать яркость пятна на экране — ручка «яркость».

2.Фокусировка электронов в одну точку на экране осуществляется изменением разности потенциалов между первым 3 и вторым 4 анодами (рис. 11) — ручка «фокус».

3.Смещение изображения в вертикальном направлении производится при помощи ручки «Y» (вверх-вниз), а в горизонтальном — ручкой «X» (влево-вправо).

4.Переключатель «ослабление» позволяет уменьшить исследуемый сигнал, подаваемый на входные клеммы осциллографа «вход Y» и «вход X» в десять или в сто раз.

5.Ручки «усиление по вертикали» и «усиление по горизонтали» дают возможность плавно регулировать амплитуду колебания по оси Y и по оси X.

6.К органам управления генератора развертки относятся ручки: «диапазоны частот» и «частота плавно». Первая даёт возможность выбрать нужный диапазон частот для непрерывной развёртки. Вторая — в пределах выбранного диапазона изменять собственную частоту непрерывных пилообразных колебаний генератора развёртки.

Для устранения перемещения изображения по экрану применяется синхронизация частоты генератора с частотой исследуемого напряжения (внутренняя) либо с частотой какого-нибудь внешнего напряжения (внешняя синхронизация) — ручка «синхронизация».

 

Порядок выполнения работы

Ознакомьтесь со схемой осциллографа и его устройством по данному описанию и плакатам, определите назначение всех ручек управления.

Подготовка осциллографа к работе

1.Ручки с указателями «фокус», «Y» и «X» перевести в среднее положение, ручку с указателем «яркость» — в крайнее правое положение.

2.Установить переключатель «синхронизация» в положение «внутрь».

3.Включить осциллограф в сеть, при этом загорится сигнальная лампочка. Через 1-2 мин, когда прогреются лампы прибора, на экране появится зелёная точка.

4.Проверьте действие ручек, управляющих электронным лучом: «яркость», «фокус», «Y», «.X» и установите чётко светящуюся точку в центре экрана.

5.Включите генератор развёртки, при этом на экране появится светящаяся горизонтальная линия.

 

Задание 1Определение чувствительности осциллографа

Для определения чувствительности осциллографа необходимо собрать схему осциллографа и потенциометра (с вольтметром и трансформатором), приведенную на рис. 14.

Изменение отклонения луча в миллиметрах от оси трубки, получающееся при изменении напряжения на входе осциллографа на 1 вольт, называется его чувствительностью. Определение чувствительности осциллографа производится в следующем порядке:

1.Выключить генератор развёртки.

2.Включить потенциометр в сеть переменного тока и с движка потенциометра подать напряжение на вход вертикального усилителя при максимальном усилении — «вход Y».

3.Подаваемое переменное напряжение контролировать вольтметром переменного тока.

4.По шкале, укреплённой на экране осциллографа, измерить длину появившейся на экране светящейся вертикальной линии.

Обычно вольтметры переменного тока измеряют эффективные значения напряжения, а осциллограф измеряет амплитудные значения тех же величин, причем длина вертикальной линии на экране осциллографа пропорциональна удвоенному значению амплитуды. Поэтому чувствительность осциллографа можно рассчитать по формуле:

,

 

где l — длина линии на экране в мм; — напряжение на вольтметре;

— максимальное значение напряжения.

Измерение надо произвести 5-7 раз при различных напряжениях на входе осциллографа. Результаты занести в табл. 1 и построить график в координатах . Определить погрешность измерения чувствительности осциллографа.

Таблица 1

№ измерения Напряжение, подаваемое на клеммы вертикального усиления Размер полосы на экране , мм Чувствительность осциллографа, Средняя чувствительность Погрешность
           
           

 

С помощью градуировочного графика осциллограф можно использовать как вольтметр, измеряющий амплитудные (максимальные значения напряжений).

Задание 2.Наблюдение на экране осциллографа синусоидально меняющегося напряжения

Для наблюдения на экране осциллографа синусоидально меняющегося напряжения необходимо не выключая схему, приведённую на рис. 14, произвести следующие действия.

1. Включить генератор развёртки.

2.Ручкой «частота плавно» добиться стабильности изображения, т. е. полностью сделать его неподвижным.

3.Меняя напряжение, подаваемое на вертикально отклоняющие пластины ручкой «усиление», проследить за изменением кривой на экране.

4.Меняя частоту генератора развёртки с помощью ручек «диапазоны частот» и «частота плавно», получить ряд многопериодных синусоид.

Задание 3.Наблюдение изменения формы синусоидального напряжения после прохождения тока через полупроводниковый диод

Для наблюдения изменения формы синусоидального напряжения после прохождения тока через диод используется предыдущая схема. При этом необходимо дополнительно между выходом с потенциометра и входом «вход Y» осциллографа включить полупроводниковый диод и перемкнуть входные клеммы осциллографа сопротивлением, которое будет выполнять роль нагрузки (рис.15). В данном случае диод будет действовать как однополупериодный выпрямитель. На экране осциллографа будет наблюдаться одна полуволна. Получаемые фигуры зарисовать в тетради.

Задание 4.Определение частоты подаваемого напряжения методом фигур Лиссажу

Как известно, в случае сложения двух взаимно-перпендикулярных колебаний точка на экране движется по кривым, называемым фигурами Лиссажу. Конфигурация этих кривых зависит от соотношения амплитуд, начальных фаз и частот составляющих колебаний. По форме устойчивых фигур Лиссажу можно, в частности, определить соотношение частот. Для этого на вертикальный вход осциллографа «вход Y» от потенциометра подают электрические колебания с частотой 50 Гц, а на горизонтальный вход «вход X» от генератора ЗГ — электрические колебания, частоту которых можно изменять.

Для получения фигур Лиссажу необходимо:

1. Выключить генератор развёртки.

2. Собрать схему в соответствии с рис. 16.

3. Включить приборы в сеть.

4. Изменяя частоту электрических колебаний, поступающих от звукового генератора, получить фигуры Лиссажу для соотношения частот 2:1 (50Гц:25Гц); 1:1 (50Гц:50Гц); 1:2 (50Гц:100Гц); 1:3 (50Гц: 150Гц) и т. д. (всего не менее 5-ти фигур).

5. Если частота одного из колебаний известна, то по виду фигур Лиссажу можно определить частоту другого колебания. Для этого подсчитывают число точек пересечения фигуры Лиссажу с осью Y и число точек пересечения той же фигуры с осью X (рис. 17). Пользуясь формулой находят искомую частоту:

.

6. Результаты наблюдений и измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

Вид фигур Лиссажу Число точек пересечения Число точек пересечения Частота , Гц Частота расчётная , Гц Показания по лимбу звукового генератора Отношение частот
· · · n            

Отчёт по работе выполняется в соответствии с общими требованиями. При этом в отчёте должны быть: схема электронно-лучевой трубки, объяснение принципа получения развёртки подаваемого на вход осциллографа сигнала, расчётный и графический материал в соответствии с заданиями 1-4.

 

Контрольные вопросы

1. Назначение электронного осциллографа.

2. Устройство и принцип действия осциллографа.

3. Какие силы действуют на электрон, пролетающий между пластинами осциллографа с электростатическим и электромагнитным управлением электронным лучом?

4.Как расчётным образом определить (по параметрам электронно-лучевой трубки) чувствительность осциллографа?

5.Как экспериментально определить чувствительность осциллографа?

6.Что такое эффективное и амплитудное значения напряжения? Какое из них наблюдаем на экране осциллографа?

7.Каким образом развёртывается во времени поступающий на вход осциллографа сигнал? Что такое генератор развёртки?

8.Какие включения необходимо произвести (включение развёртки, подача сигналов на вход Y и X осциллографа) для получения на экране: 1) горизонтальной линии; 2) вертикальной линии; 3) синусоиды; 4) фигуры Лиссажу?

9.Что такое фигуры Лиссажу и как по ним можно определить частоту неизвестного источника тока?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

 

Краткая теория

Взаимодействие зарядов, находящихся на расстоянии друг от друга, осуществляется через электрическое поле. Если в некоторой точке поля заряда q внесён малый положительный заряд , называемый «пробный», то на него, по закону Кулона, будет, действовать сила

. (1)

В этой формуле величина — электрическая постоянная (в «СИ» единицей измерения является фарада на метр — Ф/м), величина ε — относительная диэлектрическая проницаемость, характеризует электрические свойства среды, в которой взаимодействуют заряды, r — расстояние между зарядами. Отношение не зависит от величины пробного заряда и поэтому может служить характеристикой электростатического поля (т. е. поля, создаваемого неподвижными зарядами). Векторная величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, называется напряженностью электрического поля.

. (2)

Из формулы (2), учтя выражение кулоновской силы, получим

. (3)

Как следует из формулы (2), в системе СИ единицей напряженности будет Н/Кл.

Электрическое поле весьма наглядно можно изобразить с помощью силовых линий (линии напряженности).

Силовой линией, электрического поля называется линия, в каждой точке которой касательная совпадает с вектором напряженности поля .

На рис. 18 изображены электрические поля положительного и отрицательного точечного заряда.

Условились силовые линии изображать с такой густотой, чтобы их число, приходящееся па перпендикулярную к ним единицу поверхности, было численно равно напряженности поля.

Число силовых линий, пронизывающих некоторую поверхность S, расположенную перпендикулярно к ним, называется потоком напряженности поля . Для количества силовых линий, пронизывающих произвольную поверхность

, (4)

где —проекция вектора на нормаль n к поверхности (рис. 19).

, (4*)

где — угол между вектором и нормалью к поверхности S. Если поле однородное и поверхность плоская, то

. (5)

Напряжённость электрического поля и характеризующая её густота силовых линий изменяются скачком при переходе через границу двух сред с различной диэлектрической проницаемостью (рис. 20). Это создает определённые затруднения при расчёте электрических полей, различных приборов и аппаратов (конденсаторы, кабели и др.). Поэтому вводят вспомогательный вектор

. (6)

Вектор носит название вектора электрического смещения (вектора индукции). Если подставить в формулу (6) выражение (3), то получим для поля точечного заряда

. (7)

Легко видеть, что электрическое смещение, в отличие от напряженности, не зависит от свойств среды (рис. 21). В системе СИ электрическое смещение измеряется в .


 

Большой практический интерес представляет теорема Остроградского-Гаусса. С её помощью можно очень просто определить напряженность полей, создаваемых заряженными телами различной формы. Теорема Остроградского-Гаусса формулируется следующим образом: поток вектора напряжённости электрического поля через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключённых внутри неё зарядов, делённой на абсолютную диэлектрическую проницаемость, то есть

, (8)

где — заряды, заключённые внутри поверхности.

Рассмотрим два частных случая применения теоремы Остроградского-Гаусса.

1. Определим напряженность поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной плоскостью.

Допустим, поверхностная плотность зарядов плоскости (т. е. заряд, приходящийся на единицу площади) равна . Силовые линии поля бесконечно заряженной плоскости перпендикулярны этой плоскости (рис. 22). Построим воображаемую цилиндрическую поверхность (гауссова поверхность), ось которой перпендикулярна плоскости. Плоскость делит цилиндр пополам. Поток вектора напряжённости проходит только через основания цилиндра, так как линии напряжённости параллельны боковой поверхности цилиндра. Поэтому суммарный поток вектора напряженности будет равен (S — площадь основания цилиндра).

По теореме Остроградского-Гаусса имеем:

(9)

или

. (10)

Учитывая, что , получим выражение для напряженности поля бесконечной равномерно заряженной плоскости в системе СИ:

. (11)

Таким образом, на любых расстояниях от плоскости напряжённость поля одинаковая по величине. Следовательно, электрическое поле плоскости является однородным.

2.Определим напряженность поля между двумя бесконечными параллельными разноимённо заряженными плоскостями. На рис. 23 поле положительно заряженной плоскости изображено сплошными линиями, отрицательно заряженной плоскости — прерывистыми. Напряжённость поля между двумя бесконечными параллельными плоскостями равна сумме напряжённостей полей, ими создаваемых:

. (12)

Слева и справа от плоскостей силовые линии направлены в противоположные стороны и поэтому в пространстве за плоскостями напряженность поля . Такой же вид имеет поле между параллельными плоскостями конечных размеров. Заметное отклонение поля от однородности имеется только вблизи краев пластин. Система из двух близко расположенных параллельных металлических пластин, разделенных диэлектриком, представляет собой простейший конденсатор. С помощью формулы (12) можно рассчитать напряженность поля внутри плоского конденсатора. Энергетической характеристикой электрического поля является потенциал. Потенциал численно равен работе, которую совершают силы электрического поля над единичным положительным зарядом при удалении его из данной точки поля в другую, где поле отсутствует (например, в бесконечность)

. (13)

Работа сил поля по перемещению заряда q из точки (1) в точку (2) поля может быть выражена через разность потенциалов:

. (14)

Согласно формуле (13), потенциал (электрическое напряжение U) в системе СИ измеряется в вольтах

.

Напряжение связано с напряженностью поля Е и расстоянием между пластинами соотношением

. (15)

Напряженность поля между пластинами в соответствии с (12) равна:

.

Учитывая, что поверхностная плотность зарядов пластины , можно записать:

, (16)

или

. (17)

Из этой формулы следует, что напряжение U, приложенное к пластинам, пропорционально заряду

. (18)

Коэффициент пропорциональности называется электроёмкостью (сокращённо — ёмкостью) пластин. Электроёмкость любого проводника (или системы проводников) численно равна отношению заряда, сообщённого проводнику, к потенциалу, до которого зарядился проводник:

. (19)

Из формулы (17) следует, что ёмкость плоского конденсатора в системе СИ

, (20)

где — площадь пластины (обкладки) конденсатора, — величина зазора между обкладками, — относительная диэлектрическая проницаемость вещества, заполняющего зазор.

Величина ёмкости плоского конденсатора, как следует, из формулы 20, определяется геометрией конденсатора (формой и размерами пластин и величиной зазора между ними), а также свойствами диэлектрика, находящегося между пластинами. Для получения больших ёмкостей применяют так называемые сложные конденсаторы, в которых пластины сделаны из алюминия, а диэлектриком являются листы провощенной бумаги.

Единицей измерения ёмкости в СИ является фарада (Ф)

.

На практике применяются более мелкие единицы: микрофарада (мкФ) и пикофарада (пФ)

.

Помимо ёмкости конденсатор характеризуется предельным напряжением . Подключение к пластинам конденсатора напряжения выше может вызвать его пробой, в результате чего диэлектрик разрушится и конденсатор выйдет из строя.

При включении в электрическую цепь нескольких конденсаторов применяют параллельное, последовательное и смешанное их соединения. При параллельном соединении (рис. 24) общая (эквивалентная) ёмкость равна сумме ёмкостей отдельных конденсаторов:

. (21)

При последовательном соединении (рис. 25) конденсаторов обратная величина общей ёмкости равна сумме обратных величин ёмкостей отдельных конденсаторов:

. (22)

В настоящее время изготавливаются конденсаторы с самыми различными диэлектриками различной формы. Кроме плоской, конденсаторы могут иметь цилиндрическую или сферическую формы. Кроме того, конденсаторы изготавливаются постоянной, переменной и полупеременной ёмкости (триммеры). Ёмкость переменных и полупеременных конденсаторов изменяется путём поворота одних пластин по отношению к другим. При этом изменяется площадь пластин, находящаяся в электрическом поле. В конденсаторах переменной и полупеременной ёмкости применяются обычно газообразные и жидкие диэлектрики.

Конденсаторы широко применяются в электрорадиотехнических устройствах. Конденсаторы переменной ёмкости используются для настройки контуров радиосхем передатчиков и приёмников.

Существуют различные методы измерения ёмкости конденсатора. Одним из них является определение ёмкости конденсатора баллистическим методом.

Ёмкость конденсатора связана с зарядом соотношения . Напряжение на конденсаторе определяется по вольтметру, подключенному к источнику, заряжающему конденсатор. Таким образом, для определения ёмкости конденсатора нужно измерить заряд, находящийся на пластинках конденсатора. Заряд конденсатора можно измерить с помощью зеркального баллистического гальванометра, работающего в баллистическом режиме.

Гальванометр — это прибор высокой чувствительности, который используется для измерения малых значений тока, напряжений и количества электричества. Наибольшее распространение получили гальванометры магнитоэлектрической системы.

Баллистический гальванометр представляет собой разновидность зеркального гальванометра (рис. 26). Измерительный механизм гальванометра состоит из подвешенной на вертикальной нити рамки 3, помещённой в поле постоянного магнита 1. К рамке прикреплён полый цилиндр 2 из мягкого железа, благодаря которому магнитное поле вблизи рамки делается радиально симметричным. Прямоугольная рамка 3 намотана из медной изолированной проволоки диаметром в несколько сотых миллиметра. По рамке пропускается измеряемый ток, который подводится через нить подвеса 4 из платиновой проволоки (диаметром в несколько микрон) и серебряный или золотой волосок 5 (толщиной в несколько микрон).

Рамка вместе с цилиндром может свободно поворачиваться в магнитном поле.

Прикрепленный к рамке цилиндр сильно увеличивает момент инерции и, следовательно, период колебания подвижной системы.

Если пропустить через рамку короткий импульс тока, то можно считать, что весь ток успевает пройти при неотклонённом положении. Рамка, однако, при этом получает толчок, в результате которого возникает её колебательное затухающее движение. Можно показать, что угол отброса рамки пропорционален количеству электричества, протекающему через баллистический гальванометр, если длительность импульса тока меньше одной десятой периода колебания подвижной системы. При этом можно принять

, (13)

где — баллистическая постоянная гальванометра.

Величина , обратная ,

(14)

называется баллистической чувствительностью гальванометра; она зависит от его конструкции и сопротивления внешней цепи гальванометра.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.