- •§ 1. Напруженість та потенціал електростатичного поля 54
- •Електровимірювальні прилади
- •1.Магнітоелектричні прилади.
- •2. Електромагнітні прилади.
- •3. Електродинамічні прилади.
- •4. Теплова система
- •Розрахунки вимірювальних приладів Магнітоелектрична система Гальванометр.
- •Балістичний гальванометр.
- •Вольтметр.
- •Електромагнітна система
- •Електродинамічна система Ватметр.
- •Амперметр.
- •Теплова система
- •Похибки електровимірювальних приладів
- •Лабораторна робота №22
- •Хід виконання роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №21
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірювання
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Контрольні питання
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірювання
- •Контрольні питання
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Завдання 3. Визначення періоду вільних коливань рамки гальванометра.
- •Завдання 4. Визначення зовнішнього критичного опору гальванометра.
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Завдання 1.
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Завдання 2
- •Контрольні питання
- •2. Потенціал поля. Еквіпотенціальні поверхні
- •3. Диференціальний звязок напруженості і потенціалу поля.
- •4. Інтегральний зв'язок напруженості та потенціалу поля.
- •5. Взаємне розташування силових ліній та еквіпотенціальних поверхонь
- •§ 2. Електроємність провідників Ємність відокремленого провідника.
- •Взаємна електроємність.
- •Конденсатори
- •Плоский конденсатор.
- •Постійний струм § 3. Струм, сила струму, густина струму
- •Класична модель розрахунку густини струму
- •Закон Ома у диференціальній формі
- •Закон Ома в інтегральній формі
- •§ 4. Cтороннi сили, ерс
- •§ 5. Правила Кiрхгофа
- •Магнетизм §6. Закон Бiо - Савара – Лапласа та його застосування
- •3.Магнітне поле соленоїда.
- •§ 7. Закон Ампера, сила Лоренця
- •§8. Визначення питомого заряду електрона
Хід виконання лабораторної роботи
Установка представлена на фото, де 1- компас, 2 - коловий провідник великого радіуса, що маає 20-30 витків, 3 – міліамперметр, 4 – реостат, 5 – клеми джерела струму, 6 – перемикач напрямку струму у контурі.
Кріплення приладу таке, що його можна обертати навколо вертикального витка, щоб можна було установити прилад у площині магнітного меридіана.
Перед виконанням роботи контур потрібно виставити в площині магнітного меридіана, тобто його потрібно повернути так, щоб стрілка компаса лежала в площині контура. Далі послідовність роботи буде такою.
1.Виставити реостат на мінімальну напругу.
2.Перемикачем замкнути електричне коло контура і джерела струму.
3.Збільшити реостатом напругу на контурі до деякої величини, щоб стрілка компаса відхилилася на деякий видимий кут.
4.Вимірити силу струму.
5
.Виміряти
кут відхилення стрілки
.
Потім за допомогою перемикача змінити
напрямок струму в колі і знову замірити
кут відхилення стрілки
.
Визначають середньоарифметичне
відхилення стрілки
і заносять до Таблиці. Відлік двох
показників стрілки беруть, щоб виключити
неточність початкової установки колового
контуру в площині магнітного меридіану.
6.Плавно змінюючи напругу на контурі, виконати п.5 для 7 значень сили струму. Дані вимірювання а також кількість витків контура занести до Таблиці.
Методика обробки результатів вимірів
Вираз (3) представити лінійною залежністю y=a+bx, де
.
Розрахувати
через середнє значення
та границю довірчого інтервалу
при ймовірності Р=0,95 горизонтальну
складову напруженості магнітного поля
землі. Результат представити у виді
![]()
з коефіцієнтом кореляції
.
Вираз (4) представити лінійною залежністю y=a+bx, де
.
Розрахувати
через середнє значення
та границю довірчого інтервалу
при ймовірності Р=0,95 сталу тангенс-бусолі
С. Результат представити у виді
![]()
з коефіцієнтом кореляції
.
Контрольні питання
Яка величина є силовою характеристикою магнітного поля? Дати її визначення.
У чому полягає закон Біо-Савара-Лапласа? Розрахувати напруженість магнітного поля в центрі кругового струму.
Як розраховується горизонтальна складова напруженості магнітного поля Землі та стала тангенс-бусолі?
Поясніть порядок обчислення довірчої границі погрішності результату визначення напруженості магнітного поля Землі.
Лабораторна робота № 32
ВИМІРЮВАННЯ ПИТОМОГО ЗАРЯДУ ЕЛЕКТРОНА
Мета роботи
Визначити величину відношення заряду електрона до його маси .
Прилади та обладнання
cоленоїд з блоком живлення,
електронна лампа з блоком живлення ,
амперметри вимірювання струму соленоїда та анодного струму.
Коротка теорія.
Питомий заряд електрона
(1)
м
ожна
визначити, розглядаючи його рух у
схрещених (взаємно перпендикулярних)
магнiтному та електричному полях. Такі
поля можуть створювати, наприклад,
співвісні соленоїд та циліндрична
електронна лампа, розміщена в ньому
(див.Мал.1а). Така конфігурація називається
магнетроном і її назва зв'язана
з тим, що вона нагадує конфігурацію
полів у
магнетронах (генераторах електромагнітних
коливань в області надвисоких
частот). Анодом лампи є циліндр радіуса
,
а катодом - розжарена нитка, розміщена
вздовж осі циліндра.Проходячи
анодну напругу U,
термоелектрони катода наблизяться
до поверхні анода, надбавши швидкість
V.
При цьому робота електричного поля А=еUйде на створення кінетичної
енергії електрона
.
(2)
Маючи швидкість V,
цейелектрон під дією
сили Лоренця
(доцентрової)
рухається при поверхні анода по колу
радіусаr з доцентровим
прискоренням
.
Скалярне рівняння другого закону Ньютона
при цьому буде мати вигляд
.
(3)
Розв'язок системи рівнянь (2)-(3) відносно проведемо так: із рівняння (3) визначимо
![]()
і підставимо у (2)
.
Після скорочення одержимо
,
(4)
де індукція
поля соленоїда
.
Збільшуючи струм соленоїда при сталій
напрузі U,
можна знайти такий критичний струм
соленоїда, коли при подальшому збільшенні
його, анодний струм почне зменшуватися.
Таке зменшення анодного струму звязане
з тим, що при цьому частина електронів
почне рухатися по колу з радіусом
(див.Мал.1б) і не досягатиме
поверхні анода. Тепер (4) можна записати
у вигляді
![]()
.
(5)
Величину
можна знайти по графіку залежності
анодного струму
струму соленоїда
.
