I

При компенсации сила тока ачерез исследуемый источник равна 0 я примут вид:

I=I, аI<+ i (<+r+)= ε, I<+ I(<+r+ )=, I<=

Значит, ε исследуемого элемента компенсируется падением напряжения на сопротивлении I:

I<= ε /(r<+Ir<+

Теперь можно найти

Однако это сильно сложн я ет расчеты. Проще сравнить ас ЭДС известного элемента, например, нормального элемента Тогда ЭДС:

Ir<+ аили

Таким образом, сравнение ЭДС двух элементов сводится к сравнению двух сопротивлений. В итоге результат не зависит от r.

Метод компенсации - точный метод. Он позволяет достигать точности 0, 03% от измеряемой величины.

Рабочая схема для измерения ЭДС методом компенсации:

Приборы и инструменты:

Ø 

Ø 

Ø 

Ø  R)

Ø  G)

Ø 

Ø 

Ø  апри точной компенсации (

Ø 

Рабочие формулы:

Т.к. I<= 0,00А, то величина измер я емой ЭДС:а(

Величина сопротивления на первом магазине, при котором ЭДС нормального элемента скомпенсирована падением напряжения на нем при I<=0,00А:

Величина напряжения на втором магазине:

Сопротивление на магазине R:а R<=а(4)

Порядок выполнения и результаты:

1. а я ем величину апо формуле (2):

2. Определяем величину апо формуле (3):

3. ε =В. Определяем величину R по формуле (4): R<= 6/0,00А -Ом=3 Ом

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

5. При включении в цепь исследуемого элемента стрелка гальванометра оказалась не на 0; с помощью магазинов сопротивления аи абыло достигнуто отсутствие тока через гальванометр. При этом

6. Определяем величину ЭДС исследуемого элемента по формуле (0,00А*1558,63 Ом=1,55863 В.

Формулы для расчета погрешностей:

Для магазинов сопротивления аи апри температуре t<=20
2

R<- значение включ. сопротивления в Омах(а<=1558,6Ом, 1541,37 Ом )

Для магазина сопротивления R при мощности 0,5 Вт и температуре t<=20
5

R<- значение включ. сопротивления в Омах(3600 Ом)

∆e_x /e_x<=∆e_n /e_n а<+ 2*(∆R

Расчет погрешностей:

∆e_N<= 0,В, погрешности приборов - магазины сопротивлений 0,02; Гальванометр - 1 деление.

∆ R₁Т= (R₁Т/100)*0,05 =0,2 Ома

∆ R₁= (R₁/100)*0,05 =0,26 Ома

Т. к. ∆e_x /e_x<=∆e_n /e_nа <+ 2*(∆R

∆e_x= e_x *(∆e_n /e_nа <+ 2*(∆R/R))= 1,55863*(0,1/1,01863 + 0,2/1018,63 + 0,26/1558,63) =

= 1,55863*(0,9817+0,3628)= 1,55863*0,372617=0,58077203471 В

Итак, x<=(1,55863

Вывод:

Полученные данные, учитыва я погрешность при вычислении, подтверждают точность метода компенсации и возможность нахождени я ЭДС, примен я я этот метод.

Министерство общего и профессионального образовани я

Российской Федерации

Новгородский Государственный ниверситет

Имени Ярослава Мудрого

Кафедра Прикладна я математика и информатика

Отчет

Исследование электростатического пол я

Преподаватель:

Евдокимова Л.А.

Студента группы <№ 3311

Jannat

а

Новгорода Великий

2005

Отчет по лабораторной работе № 1.1

Исследование электростатического пол я

Цель работы:

Найти распределение потенциалов полей различных систем зар я дов и построить силовые линии этих полей.

Основные пон я ти я и законы:

Вс я кий неподвижный электрический зар я д создаета в окружающей среде электростатическое поле(форма существование материи). Оно дейтсвует только на электрические за я рды, следовательно, его можно обнаружить только при помощи пробного зар я да.

Количественной характеристикой пол я служит напр я женность

я на пробный зар я д,

а<- величина зар я да.

Напр я женность - векторна я величина, ее направление зависит от знака пробного зар я да. Дл я графического представлени я напр я женности используютс я силовые линии(линии напр я женности) Ц линии, в кажой точке которых направление касательных совпадает с вектором напр я женности. Густот линий характеризует численное значение напр я женности пол я . Закон взаимодействи я описан только дл я точечных зар я дов:

а<- сила, действующа я со торны первого зар я да на второй,

а <- радиус-вектор от к

ε - диэлектрическа я проницаемость среды,

а<- электрическа я посто я нна я ,

В свою очередь, дл я определени я напр я женности пол я , создаваемого точечным зар я дом q на рассто я нии r от него:

Пусть поле создано системой неподвижных зар я дов я сила F, действующа я на пробный зар я д q, будет равна:

Полученное соотношение выражает принцип суперпозиции полей.

Другой метод расчета - по теореме Остороградского-Гаусса:

Ф=ES

Ф- поток через площадь S

Α - гол между направлением нормали и

Если поле однородно, то: Ф=EdS

Теорема Остроградского-Гаусса: Ф=

Можно подобрать форму замкнутой поверхности так, чтобы cos α<=0, тогда Ф=ЕS,

Электростатическое поле обладает потенциальной энергией. Дл я описани я энергетических свойств пол я вводитс я потенциал φ: агде а<- пробный положительный зар я д.

При перемещении q мен я етс я и потенциальна я энерги я :

аили а<- это элемент длины силовой линии

Значит,

<-проекци я вектора Е на направление премещени я аи анаправлен по касательной к силовой линии.

Величина а<- градиент потенциала.

В любом электростатическом поле можно выделить совокупность точек, потениал которых одинаков. Они образуют эквипотениацльную поверхность. равнение такой поверхности имеет вид: φ(x,y,z)= const

При перемещении по эквипотенциальной поверхности на отрезок апотенциал не мен я етс я (

Значит, в каждой точке пол я я лини я перпендикул я рны к эквипотенциальной поверхности.

а

Эквипотенциальную поверхность можно провести через любую точку пол я . При я нто проводить так, чтобы разность потенциалов φ между любыми точками двух соседних эквипотенциальных поверхностей была одинаковой.

Чтобы объективно исследовать поле, стро я т его модель в подход я щей среде.

Услови я модели:

Е- напр я женность в данной точке

γ - дельна я проводимость электролита

а<- вектор плотности тока

Схема становки дл я исследовани я электростатического пол я с помощью осциллографа и звукового генератора:

Приборы и инструменты:

Ø 

Ø  я ванна

Ø 

Ø 

Ø 

Пор я док выполнени я и результаты:

Задание 1

Дл я плоских электродов

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

2. Перемеща я зонд, находим точки, дл я которых отклонение луча на экране осциллографа минимально(т.е. потенциал совпадает с точкой 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 я одного точечного, одного плоского электродов

1. 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

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

U=2,2 И

3. Перемеща я один из зондов относительно электрода, найти распределение потенциалов между электродами.

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

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

4.Построить график зависимости потенциала от рассто я ни я между точкой и электродом.

График

Вывод: При выполнении этой лабораторной работы я исследовала электростатическое поле с помощью осциллографа и звукового генератора, установила зависимость потенциала от рассто я ни я между электродом и различными точками, также научилась строить силовые линии пол я .

Министерство общего и профессионального образовани я

Российской Федерации

Новгородский Государственный ниверситет

Имени Ярослава Мудрого

Кафедра Прикладна я математика и информатика

Отчет

Сн я тие кривой намагничивани я и петли гистерезиса с помощью осциллографа

Преподаватель:

Евдокимова Л.А.

Студента группы <№ 3311

Jannat

а

Новгорода Великий

2005

1.      Цель работы: Построение кривой намагничивани я и определение тепловых потерь.

2.Схема становки дл я сн я ти я кривой намагничивани я :

S<=286 мм;а 1= 17 витков;а 2= 300 витков;а C<=0,5 мк;а R₁=510 Ом;а R₂=82 кОм;

3.Петл я гистерезиса.

Чертеж на миллиметровке

4.Координаты вершин петли гистерезиса.

5.Определение цены делени я осциллографа.

U_x = 0,4 В L_X = 50

U_Y = 0,1 В L_Y = 28

6.Определение чувствительности осциллографа.

7.Определение магнитной индукции(В) и напр я женности внешнего пол я (Н).

H=XK_X ; B=YK_Y

9.Расчет тепловых потерь.

Q<=K_XK_YN, где N<-число клеток охватываемых петлей, K_XK_Y <- произведение определ я ющее площадь одной клетки. Работа, произведенна я при перемагничивание единицы объема образца за 1 секунду, определ я етс я по формуле: AXK_YN< ν,где ν=50 Гца <- частот переменного напр я жени я .

Тепловые потери на перемагничивание определ я ютс я теплотой, выделенной в единице объема тороида за секунду, т.е.: QXK_YN< ν

Q-44,7810^-632,550=5,9610^-6

10.Вывод:В данной работе мы научились строить кривую намагничивани я , определ я ть тепловые потери, также работать с такими измерительными приборами как осциллограф.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образовани я

Новгородский Государственный ниверситет

Имени Ярослава Мудрого.

Кафедр лобщей и экспериментальной физики.

Отчет

Определение коэффициента взаимной индукции двух соленоидов.

Преподаватель:

Евдокимова Л.А.

Студента группы <№ 3311

Jannat

Новгорода Великий

2005

1. Цель работы.

Определение коэффициента взаимной индукции двух соленоидов с помощью баллистического гальванометра.

2.            Объект исследовани я .

2.1. Приборы и оборудование.

1)          

2)          

3)           T_p;

4)           Реостат R;

5)          

6)           G;

7)           ;

8)          

2.2. Схема становки.

2.3.      

b - баллистическа я посто я нна я ;

С - емкость конденсатора;

n - максимальное количество делений, на которое отклон я етс я казатель гальванометра;

U Ц напр я жение;

M - коэффициент взаимной индукции;

n_max - максимальное отклонение казател я от нулевого положени я в делени я х шкалы гальванометра;

r₂ - активное сопротивление цепи второго контура, r₂=r_g<+r_c (r_g - сопротивление баллистического гальванометра, r_c - сопротивление второго соленоида).

2.4. Формулы расчета погрешности.

3.            Результаты исследовани я .

Дл я определени я баллистической посто я нной мы воспользовались данными лабораторной работы ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ.

Мен я ем местами катушки.

Теперь подсчитаем погрешность:

Таким образом,

4.            Вывод.

Изменение тока в одном контуре вызывает изменение магнитного пол я в окружающем пространстве и, следовательно, измен я етс я магнитный поток, пронизывающий другой контур. В соответствии с законом электромагнитной индукции Фараде я Ц Ленца изменение магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, приводит к возникновению ЭДС индукции, величина которой пропорциональна скорости изменени я этого потока.

Взаимна я индуктивность двух соленоидов, намотанных на общий сердечник, определ я етс я формулой:

где m₀ Ц магнитна я посто я нна я ;

N₁ и N₂ - число витков первого и второго соленоида;

S - площадь поперечного сечени я сердечника;

l - длина сердечника;

m - относительна я магнитна я проницаемость сердечника.

Относительна я магнитна я проницаемость ферромагнетиков я вл я етс я функцией напр я женности магнитного пол я , в которое он помещен. Следовательно, магнитна я проницаемость сердечника трансформатора зависит от числа ампер - витков его первичной обмотки. Поэтому, в опыте мы и получили

М₁ ¹ М₂.