Реферат: Лабораторные работы по физике

Министерство общего и профессиональногообразования

Российской Федерации

Новгородский Государственный университет

<img src="/cache/referats/20985/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1026">Имени Ярослава Мудрого

Кафедра «Прикладная математика и информатика»

Отчет

Измерение ЭДС источника тока методом компенсацииПреподаватель:Евдокимова Л.А.Студент группы № 3311

Jannat

Новгород Великий

2005

Отчетпо лабораторной работе № 1.5

«Измерение ЭДС источника тока методомкомпенсации»

Цельработы:

измерить ЭДС методом компенсации.

Основныепонятия:

Условие возникновения постоянноготока в цепи – наличие свободных зарядов и разности потенциаллов. Полекулдоновских сил не является причиной возникновения постояннго тока. Для того,чтобы на участке цепи возник ток, нужно, чтобы на свободные заряды действовалисилы неэлектростатического происхождения. Такие силы – сторонние. Всякоеустройство, в котором действуют сторонние силы, называется источником тока. Оннеобходим в любой цепи. Внтри источника тока свободные заряды движутся противсил электростатического поля, появляется разность потенциалов (φ) на полюсахи в цепи идет ток. Работа перемещения свободных зарядов – это работа стороннихсил за счет энергии источника (в гальваническом элементе – энергия химическихпроцессов, в э/м генераторе – механическая энергия вращения ротора и т.д.).

Мерой действия сторонних силисточника тока является ЭДС(электродвижущая сила). ЭДС равна работе стороннихсил по перемещению одного положительного заряда q на участке цепи dl:

dA=Fdlcosα, где

F–сила, действующая на свободный заряд

dl –перемещение заряда

α – угол между вектором силы иперемещения

{Сила, действующая на свободный заряд есть результирующаясила поля кулоновских сил <img src="/cache/referats/20985/image005.gif" v:shapes="_x0000_i1026"><img src="/cache/referats/20985/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

Сила, действующая на единичный положительный заряд:

<img src="/cache/referats/20985/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1032"><img src="/cache/referats/20985/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1033"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.

Работа перемещения единичного заряда вдоль замкнутой цепи:

Циркуляция вектора напряженности:

<img src="/cache/referats/20985/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> работа перемещени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дапо замкнутому контуру, т.е. ЭДС(ε):

Методы измерения ЭДС:

Можно определить ЭДС по закону Ома:

U –падение напряжения на внутреннем участке цепи (на полюсах источника)

J –сила тока в цепи

Отсюда: U=ε — <img src="/cache/referats/20985/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1040">J=0U= ε.

Можно измерить с помощью катодного вольтметра Измерить методом компенсации

Суть метода компенсации:

Подлежаща<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>измерению ЭДС уравновешиваетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>(компенсируетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>) известным падением напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>жени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> на сопротивлении, включенном в цепь другого источника.В момент компенсации ток через исследуемый источник равен 0, т.к. потенциалточки А (рис. 1) равен потенциалу положительного полюса источника <img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

ε — вспомогательныйисточник тока

<img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> — исследуемый элемент

<img src="/cache/referats/20985/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> — магазинысопротивлени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>

G– баллистический гальванометр

Вы<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>сним услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>, при которых ε исследуемого элемента <img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1045"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>падением напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>жени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> на сопротивлении <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1046">I, через сопротивление <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> — I, сопротивление подвод<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>щих проводов от вспомогательной батареи – r, от исследуемого элемента — <img src="/cache/referats/20985/image045.gif" v:shapes="_x0000_i1048"><img src="/cache/referats/20985/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1049"><img src="/cache/referats/20985/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1050">

По первому правилу Кирхгоффа:

I= i + <img src="/cache/referats/20985/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1051">

Применим второе правило:

I<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1052">i (<img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1053">r+<img src="/cache/referats/20985/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1054">

I<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1055"><img src="/cache/referats/20985/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1056"><img src="/cache/referats/20985/image045.gif" v:shapes="_x0000_i1057"><img src="/cache/referats/20985/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1058"><img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1059">

При компенсации сила тока <img src="/cache/referats/20985/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> через исследуемый источникравна 0<img src="/cache/referats/20985/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1061"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> примутвид:

I=I, I<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1062">+ i (<img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1063">+r+<img src="/cache/referats/20985/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1064">)= ε, I<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1065">+ I(<img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1066">+r+ <img src="/cache/referats/20985/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1067">)=<img src="/cache/referats/20985/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1068">, I<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1069">=<img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1070">

Значит, ε исследуемого элемента компенсируется падениемнапряжения на сопротивлении <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1071">I:

I= ε/(<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1072"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1073">r+<img src="/cache/referats/20985/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1074"><img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1075">I<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1076"><img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1077"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1078">r+<img src="/cache/referats/20985/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1079"><img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1080">

Теперь можно найти <img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1081"><img src="/cache/referats/20985/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1082"><img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1083"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1084">

Однако это сильно усложн<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етрасчеты. Проще сравнить <img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1085"> с ЭДС известногоэлемента, например, нормального элемента <img src="/cache/referats/20985/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1086">t° c. Если вместо <img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1087"> ввести в схему <img src="/cache/referats/20985/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1088"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>компенсации ЭДС <img src="/cache/referats/20985/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1089"><img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1090"> на <img src="/cache/referats/20985/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1091"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1092"> на<img src="/cache/referats/20985/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1093"> так, чтобы <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1094"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1095"> =cоnst, т.е. <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1096"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1097"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1098"><img src="/cache/referats/20985/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1099">R

Тогда ЭДС:

Таким образом, сравнение ЭДС двух элементов сводится ксравнению двух сопротивлений. В итоге результат не зависит от <img src="/cache/referats/20985/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1114">r.

Метод компенсации – точный метод. Он позволяет достигатьточности 0, 03% от измеряемой величины.

Рабочая схема дляизмерения ЭДС методом компенсации:

Приборыи инструменты:

Ø

Ø

Ø

<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1117"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1118">R)

Ø

Ø

Ø

<img src="/cache/referats/20985/image069.gif" v:shapes="_x0000_i1121"> при точной компенсации(<img src="/cache/referats/20985/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1122">

Ø

Рабочиеформулы:ЭДСнеизвестного элемента<img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1123">I<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1124"> (1)

Т.к. I=0,001А, то величина измер<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>емой ЭДС:<img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1125"><img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1126"> (<img src="/cache/referats/20985/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1127">

Величина сопротивления на первом магазине, при котором ЭДСнормального элемента скомпенсирована падением напряжения на нем при I=0,001А: <img src="/cache/referats/20985/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1128"><img src="/cache/referats/20985/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1129">

Величина напряженияна втором магазине:<img src="/cache/referats/20985/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1130"><img src="/cache/referats/20985/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1131">

Сопротивление на магазине R: R=<img src="/cache/referats/20985/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1132"> (4)

Порядоквыполнения и результаты:

1. <img src="/cache/referats/20985/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1133"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>емвеличину <img src="/cache/referats/20985/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1134"> по формуле (2): <img src="/cache/referats/20985/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1135"><img src="/cache/referats/20985/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1136">

2. Определяем величину <img src="/cache/referats/20985/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1137"> по формуле (3): <img src="/cache/referats/20985/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1138"><img src="/cache/referats/20985/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1139">

3. ε =6В. Определяемвеличину R по формуле(4): R= 6/0,001А-3000Ом=3000 Ом

4. Т.к. стрелка гальванометраоказалась не на 0; с помощью магазина сопротивления R был подобран такой ток в цепивспомогательного источника, чтобы ток через гальванометр = 0.При этом R=3600 Ом.

5. При включении в цепьисследуемого элемента стрелка гальванометра оказалась не на 0; с помощью магазиновсопротивления <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1140"> и <img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1141"> было достигнутоотсутствие тока через гальванометр. При этом <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1142"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1143"><img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1144"><img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1145">

6. Определяем величину ЭДСисследуемого элемента по формуле (<img src="/cache/referats/20985/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1146"><img src="/cache/referats/20985/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1147">0,001А*1558,63 Ом=1,55863 В.

Формулы для расчетапогрешностей:

Для магазиновсопротивления <img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1148"> и <img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1149"> при температуре t=20±2°С:

<img src="/cache/referats/20985/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1150">m– число декад магазина(m=6),

R — значение включ. сопротивления в Омах(<img src="/cache/referats/20985/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1151"> =1558,63Ом, <img src="/cache/referats/20985/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1152">1541,37 Ом )

Для магазина сопротивления R примощности 0,5 Вт и температуре t=20±5°С:

<img src="/cache/referats/20985/image084.gif" v:shapes="_x0000_i1153">m– число декад магазина(m=6),

R — значение включ. сопротивления в Омах(3600 Ом)

∆ex /ex=∆en /en + 2*(∆R/R)- погрешность при измерении ЭДС исследуемого элемента

Расчет погрешностей:

∆eN=0,00001В, погрешности приборов – магазины сопротивлений 0,02; Гальванометр – 1деление.

∆ R1’= (R1’/100)*0,05 =0,2 Ом

∆ R1= (R1/100)*0,05 =0,26 Ом

Т. к. ∆ex /ex=∆en /en + 2*(∆R/R) , то

∆ex= ex *(∆en /en + 2*(∆R/R))= 1,55863*(0,00001/1,01863 +0,2/1018,63 + 0,26/1558,63) =

= 1,55863*(0,000009817+0,0003628)= 1,55863*0,000372617=0,00058077203471В

Итак, ex=(1,55863<img src="/cache/referats/20985/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1154">

Вывод:

Полученные данные, учитыва<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>погрешность при вычислении, подтверждают точность метода компенсации ивозможность нахождени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> ЭДС, примен<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> этотметод.

Министерство общего и профессиональногообразовани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>

Российской Федерации

Новгородский Государственный университет

<img src="/cache/referats/20985/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1029">Имени Ярослава Мудрого

Кафедра «Прикладна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> математикаи информатика»

Отчет

Исследованиеэлектростатического пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>

Преподаватель:Евдокимова Л.А.Студент группы № 3311

Jannat

Новгород Великий

2005

Отчет по лабораторной работе№ 1.1

«Исследование электростатического пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>»

Цель работы:

Найтираспределение потенциалов полей различных систем зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дови построить силовые линии этих полей.

Основные пон<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ти<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> и законы:

Вс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>кий неподвижный электрический зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>д создает вокружающей среде электростатическое поле(форма существование материи). Онодейтсвует только на электрические за<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>рды,следовательно, его можно обнаружить только при помощи пробного зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>да.

Количественнойхарактеристикой пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> служит напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женность <img src="/cache/referats/20985/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1155">

<img src="/cache/referats/20985/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1157"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>на пробный зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>д,

<img src="/cache/referats/20985/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1158"> — величина зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>да.

Напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женность– векторна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> величина, ее направлениезависит от знака пробного зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>да. Дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> графического представлени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женности используютс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> силовые линии(линии напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женности)– линии, в кажой точке которых направление касательных совпадает с вектором напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женности. Густота линий характеризует численноезначение напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женности пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>. Закон взаимодействи<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>описан только дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> точечных зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дов:

<img src="/cache/referats/20985/image098.gif" v:shapes="_x0000_i1160"> — сила, действующа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> со торны первого зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дана второй,

<img src="/cache/referats/20985/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1161"> — радиус-вектор от к

ε — диэлектрическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>проницаемость среды,

<img src="/cache/referats/20985/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1162"> — электрическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> посто<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>нна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>, <img src="/cache/referats/20985/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1163"><img src="/cache/referats/20985/image105.gif" v:shapes="_x0000_i1164">

В свою очередь, дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> определени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женности пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>, создаваемого точечным зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>домq на рассто<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>нии rот него:

Пусть поле создано системойнеподвижных зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дов <img src="/cache/referats/20985/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1167"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>сила F, действующа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> на пробный зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дq, будет равна:

Полученное соотношение выражаетпринцип суперпозиции полей.

Другой метод расчета – по теоремеОстороградского-Гаусса:

Ф=EScosα, где

Ф- поток через площадь S

Α – угол между направлением нормалии <img src="/cache/referats/20985/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1170">

Если поле однородно, то: Ф=EdScosα, полный поток Ф=<img src="/cache/referats/20985/image118.gif" v:shapes="_x0000_i1171">

Теорема Остроградского-Гаусса: Ф=<img src="/cache/referats/20985/image118.gif" v:shapes="_x0000_i1172"><img src="/cache/referats/20985/image122.gif" v:shapes="_x0000_i1173">

Можноподобрать форму замкнутой поверхности так, чтобы cosα=0, тогда Ф=ЕS, <img src="/cache/referats/20985/image124.gif" v:shapes="_x0000_i1174">

Электростатическое поле обладаетпотенциальной энергией. Дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> описани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> энергетических свойств пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вводитс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> потенциал φ: <img src="/cache/referats/20985/image126.gif" v:shapes="_x0000_i1175"> где <img src="/cache/referats/20985/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1176"> — пробныйположительный зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>д.

При перемещении q мен<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> и потенциальна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>энерги<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>:

<img src="/cache/referats/20985/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1177"><img src="/cache/referats/20985/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1178"> или <img src="/cache/referats/20985/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1179"><img src="/cache/referats/20985/image136.gif" v:shapes="_x0000_i1180"> — это элемент длинысиловой линии <img src="/cache/referats/20985/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1181">

Значит,<img src="/cache/referats/20985/image142.gif" v:shapes="_x0000_i1182">

<img src="/cache/referats/20985/image144.gif" v:shapes="_x0000_i1183"><img src="/cache/referats/20985/image146.gif" v:shapes="_x0000_i1184"> -проекци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> вектора Е на направление премещени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> <img src="/cache/referats/20985/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1185"><img src="/cache/referats/20985/image150.gif" v:shapes="_x0000_i1186"><img src="/cache/referats/20985/image152.gif" v:shapes="_x0000_i1187"><img src="/cache/referats/20985/image154.gif" v:shapes="_x0000_i1188"><img src="/cache/referats/20985/image146.gif" v:shapes="_x0000_i1189"> и <img src="/cache/referats/20985/image156.gif" v:shapes="_x0000_i1190">mаx при <img src="/cache/referats/20985/image152.gif" v:shapes="_x0000_i1191"><img src="/cache/referats/20985/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1192"> направлен покасательной к силовой линии.

Величина <img src="/cache/referats/20985/image158.gif" v:shapes="_x0000_i1193"> — градиент потенциала.<img src="/cache/referats/20985/image160.gif" v:shapes="_x0000_i1194">

В любом электростатическом полеможно выделить совокупность точек, потениал которых одинаков. Они образуютэквипотениацльную поверхность. Уравнение такой поверхности имеет вид: φ(x,y,z)= const

При перемещении поэквипотенциальной поверхности на отрезок <img src="/cache/referats/20985/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1195"> потенциал не мен<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> (<img src="/cache/referats/20985/image162.gif" v:shapes="_x0000_i1196">

Значит, в каждой точке пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> <img src="/cache/referats/20985/image168.gif" v:shapes="_x0000_i1199"><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> лини<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> перпендикул<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>рнык эквипотенциальной поверхности.

Эквипотенциальную поверхностьможно провести через любую точку пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.При<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>нто проводить так, чтобыразность потенциалов φ между любыми точками двух соседнихэквипотенциальных поверхностей была одинаковой.

Чтобы объективно исследоватьполе, стро<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>т его модель в подход<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>щей среде.

Услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>модели:

Е- напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женностьв данной точке

γ – удельна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> проводимость электролита

<img src="/cache/referats/20985/image174.gif" v:shapes="_x0000_i1201"> — вектор плотноститока

Схема установки дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>исследовани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> электростатического пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> с помощью осциллографа и звукового генератора:

Приборыи инструменты:

Ø

<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ванна

Ø

Пор<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>док выполнени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>и результаты:

Задание 1

Дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> плоских электродов

1. Помещаем один из зонтов в электролитическую ванну в точкуВ на оси X, другой зонт– вблизи точки В.

2. Перемеща<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>зонд, находим точки, дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> которыхотклонение луча на экране осциллографа минимально(т.е. потенциал совпадает сточкой В на оси X).

Находим 7-10 таких точек и отмечаем их координаты.

Найденные точки:

Точка А(-7;0) (-7;-1), (-7,-2), (-7;-2,5),(-7;-3), (-7;1), (-7;2), (-7,3)

Точка В(-5;0) (-5;-1), (-5;-2), (-5;-3),(-5;-4), (-5;-5),(-5;1),(-5;2), (-5;3)

Точка С(-3;0) (-3;-1), (-3;-2), (-3;-3),(-3,-4), (-3;1),(-3;2), (-3;3), (-3;4)

Точка D(2;0) (2;-1), (2;-2), (2;-3),(2,-4), (2;1),(2;2), (2;3), (2;4)

Дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> одного точечного, одного плоского электродов

Действуем аналогично.

Найденные точки:

Точка А(-7;0) (-9;-2,5), (-11,-2),(-13;-1), (-14;0), (-9;2,5), (-11;2), (-13,1), (-4;0)

Точка В(-5;0) (-7;-4,5), (-8,-5,5), (-10;-7),(-13;-8), (-7;4,5), (-8;5,5), (-10,7)

Точка С(-3;0) (-4;-3,5), (-5;-8,5),(-6;-10), (-3,5;0), (-4;3,5),(-5;8,5), (-6;10)

Точка D(2;0) (2,5;-10,5), (3,5;-15),(2;-8), (2;-4), (2,0), (2,5;10,5),(3,5;15)

Точка E(6;0) (7;-8,5), (8;-10),(10,-11), (6,5;-5), (6,5;-3), (7;8,5), (8;-10), (10;-11)

Силовые линии полей

График

Задание 2

Поместить в электролитическую ванну 2 зонда на электроды. Определить разность потенциалов между электродами.

U=2,2 И

Перемеща<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> один из зондов относительно электрода, найти распределение потенциалов между электродами.

Точка (-7;0) U= 2,1 В Точка(-3;0) U= 1,4 В

Точка (-5;0) U= 1,7 В Точка(2;0) U= 0,7 В

4.Построитьграфик зависимости потенциала от рассто<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ни<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> между точкой и электродом.

График

Вывод: При выполнении этойлабораторной работы <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> исследовалаэлектростатическое поле с помощью осциллографа и звукового генератора,установила зависимость потенциала от рассто<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ни<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> между электродом и различными точками, а такженаучилась строить силовые линии пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.

Министерство общего и профессиональногообразовани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>

Российской Федерации

Новгородский Государственный университет

<img src="/cache/referats/20985/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1125">Имени Ярослава Мудрого

Кафедра «Прикладна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> математикаи информатика»

Отчет

Сн<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тие кривойнамагничивани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> и петли гистерезиса спомощью осциллографаПреподаватель:Евдокимова Л.А.Студент группы № 3311

Jannat

Новгород Великий

2005

1.

Цель работы:Построение кривой намагничивани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> иопределение тепловых потерь.

2.Схема установки дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> сн<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ти<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> кривой намагничивани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>:

~UВХ

S=286 мм; n1= 17 витков; n2= 300 витков; C=0,5 мкФ; R1=510 Ом; R2=82 кОм;

3.Петл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> гистерезиса.

Чертеж на миллиметровке

4.Координаты вершинпетли гистерезиса.

№ п/п

X (дел)

18,5

17,5

Y (дел)

8,5

7,5

5.Определение цены делени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> осциллографа.

Ux = 0,4 В LX = 50

UY = 0,1 В LY = 28

6.Определение чувствительностиосциллографа.

7.Определениемагнитной индукции(В) и напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женностивнешнего пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> (Н).

H=X·KX; B=Y·KY

№ п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10