МУ-Э-101 (1003823), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

На режиме 10 кВ/м множитель для показанийвольтметра 10, на режиме 100 кВ/м – 100. Результаты измерений оформить по типутаблицы 1. По этим данным построить графики зависимости E (L) . Одновременно15для сравнения привести графики теоретических зависимостей E  U . Дать оценкуLвозможных причин расхождения теоретических и экспериментальных данных.Таблица 1. Показания вольтметра V2 в вольтах при замерах напряженностиэлектрического поля конденсатора. 10 В соответствуют напряженности 1 кВ/м.L, ммU, B255075100125150175200225250275100150200Свободные ячейки использовать для теоретических и расчетных данных Е (кВ/м).Задание 2.Установив определенное значение рабочего зазора междупластинами конденсатора (начиная ~ с 50 мм), изменением уровня высокогонапряжения на незаземленной пластине конденсатора от (0 до 300 В), снятьзависимость от этого напряжения выходного сигнала ИЭП.

Измерения провести длятрех значений рабочего зазора между пластинами конденсатора (~50, 75 и 100 мм).При измерениях число значащих цифр должно быть не менее трех. Результатыизмерений оформить по типу таблицы 2. По этим данным построить графикизависимости E (U ) . Одновременно для сравнения привести графики теоретическихзависимостей.Таблица 2. Показания вольтметра V2 в вольтах при замерах напряженностиэлектрического поля конденсатора. 10 В соответствуют напряженности 1 кВ/м.U, BL, мм5075100507510012515017520022525027530016ПРИМЕЧАНИЕ: При выполнении заданий 1 и 2 обращать внимание насоблюдение параллельности расположения пластин конденсатора относительно другдруга.Задание3.Длятрехзначенийрабочегозазорамеждупластинамиконденсатора (согласно табл.2), с учетом геометрических размеров пластин,определить емкость конденсатора и расчетное значение электрического заряда нанем.

По теоретическим данным и данным табл. 2 для L = 75 мм построитьэкспериментальный и теоретический графики зависимости заряда от напряжения.Оценить линейность экспериментальной зависимости по методике приложения 1.Задание 4. По исходным данным, выдаваемым преподавателем каждомустудентуперсонально,конденсаторахрассчитатьэквивалентнойсхемынапряженностьпорис.1электрическогоприложения2.поляДатьвоценкуциркуляции вектора Е в различных местах внутри конденсатора.Задание5.ОпределитькачественноевлияниенапоказанияИЭПдиэлектрической пластины, вводимой между пластинами конденсатора.Требования к обработке результатов экспериментаРезультаты выполнения заданий 1-3 изображать в виде таблиц и графиков.Графикивыполнятьнамиллиметровойбумаге.Приобработкерезультатовэксперимента производить оценку полученных зависимостей на линейность (см.Приложение 1) и их отличие от теоретических зависимостей.Форма отчета по лабораторной работеФорма отчета по лабораторной работе должна соответствовать общепринятымна кафедре «Физика» требованиям.

Предварительный отчет, подготавливаемыйстудентом до выполнения лабораторной работы, должен включать: наименование иномерлабораторнойработы,краткоеизложениецелиработы,основныетеоретические сведения по теме лабораторной работы, письменный ответ на пятьконтрольных вопросов методички, схему лабораторной установки с обозначениями ирасшифровкой позиций, заготовки таблиц для размещения данных. Окончательныйотчетдолжен включатьразделпообработке экспериментальных данных свыполнением необходимых расчетов и заключение или выводы по работе.

Выводыдолжны отражать достижение поставленных целей.17Способы и средства контроля знаний студентаДля допуска к лабораторной работе студент предъявляет преподавателюпредварительно оформленный отчет и демонстрирует знание теории по темелабораторной работы и методике ее выполнения. В качестве средства контролязнаний студентов по данной работе используются следующие контрольные вопросы.Контрольные вопросы1. Знать единицы измерения и уметь определять размерности (в системе СИ) физических величин по данной теме (потенциал, напряженность, индукция электрического поля, электрическая проницаемость и др.). Знать основные взаимосвязиэлектромагнитных величин.2.

Как определяется работа, совершаемая полем при перемещении зарядов? Эквипотенциальные линии и поверхности поля. Почему вектор Е в каждой точке эквипотенциальной поверхности расположен по нормали к ней?3. Характеристики потенциального поля. Какие виды полей Вы еще знаете?4. Электрический диполь и его поведение в поле. Крутящий момент сил и энергиядиполя в электрическом поле.5. Теорема Гаусса для электрического поля. Дифференциальная форма уравнения.Теорема о циркуляции вектора Е.6. Уравнение Пуассона и уравнение Лапласа для электрического поля.7.

Поведение векторов Е и D на границе раздела двух диэлектрических сред. Граничные условия для вектора Р.8. Индуцированные заряды и их свойства. Проводники и диэлектрики во внешнемполе. Поляризованность диэлектрика (вектор Р), диэлектрическая восприимчивость. Взаимосвязь векторов D, Е и Р.9.Связь поверхностной плотности индуцированных зарядов с вектором Р.

ТеоремаГаусса для поля вектора Р, дифференциальная форма записи этой теоремы.10. Принцип работы измерителя электрического поля (ИЭП).Оценка выполнения лабораторной работыВ соответствии с балльной рейтинговой системой, действующей на кафедре«Физика», каждая лабораторная работа оценивается в 3 рейтинговых балла.Итоговая оценка учитывает уровень подготовки студента к работе, качество еевыполнения, а также качество и своевременность ее защиты.18За допуск к лабораторной работе и ее выполнение – 1 балл. При отсутствиизаготовленной формы отчёта или незнании ответов на контрольные вопросы –студент к выполнению лабораторных работ не допускается.За безошибочное выполнение, качественное оформление и пониманиесущества лабораторной работы – 1 балл.

Если отчет имеет ошибки, неправильно(включая, небрежно) оформлен или студент не понимает существа выполненнойработы и не способен объяснить полученные результаты, ставится – 0 баллов.Студенту, выполнившему лабораторную работу, предоставляется возможностьповторного ее выполнения и исправления отчёта.За защиту лабораторной работы, проводимой в форме устных вопросов иответов по теме или тестирования (в течение 10 минут, 3 вопроса, мин. оценка – 0баллов, макс.

оценка – 1 балл (при этом студенту предоставляется возможностьпройти процедуру защиты повторно). Защита лабораторной работы спустя двамесяца с момента ее выполнения не принимается.Лабораторная работа считается выполненной, если студент её защитил иполучил в сумме не менее 2-х баллов.Студенты, допущенные к защите, но не набравшие установленного минимумабаллов, могутбыть допущены к повторной защите в сроки, установленныекафедрой.Литература основная1. Мартинсон Л.К, Морозов А.Н., Смирнов Е.В. Электромагнитное поле: учеб.пособие.

– М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. – 422 с.2. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. Изд. 9-е испр.– М.:БИНОМ. Лаборатория знаний. 2014. – 319 с.3. Савельев И.В. Курс общей физики: В 5 кн.: Кн. 2: Электричество имагнетизм: Учеб. Пособие для втузов. – М.: «Издат. АСТ». 2006. – 336 с.Литература дополнительная1. Ландау Л.Д. и Лифшиц Е.М. Теоретическая физика.

Том 8. Электродинамика сплошных сред. – М.: ФИЗМАТЛИТ. 1988. 652 с.2. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм: Учеб. пособие. Москва, Высш.Школа, 1983. 463 с.3. Калашников С.Г. Электричество. Учебное пособие. 5-е изд. Москва, Наука,Главная редакция Ф-МЛ, 1985. (Общий курс физики), 576 с.19Приложение 1Статистическая обработка экспериментальных данныхКак правило, эксперимент проводится для того, чтобы подтвердить илиотвергнуть какую-либо теоретическую зависимость между опытными величинами.Если характер функциональной зависимости подтверждается опытом, возникаетнеобходимость подобрать такие коэффициенты в уравнении этой связи, которые внаилучшейстепенисоответствуютопытнымданным.Этизадачирешаютсястандартными методами корреляционного и регрессионного анализа [*].

Здесь жекратко рассмотрим процедуру обработки данных и приведем основные термины иформулы.Пусть между двумя опытными величинами х и у теоретически ожидаетсялинейная зависимость вида:y  A0  A1 x ,называемая уравнением линейной регрессии. Коэффициенты А 0 и А1 называюткоэффициентами регрессии. Для проверки линейной связи между х и у по опытнымданным вычисляют коэффициент корреляцииnnr   ( xi  x )( yi  y ) /i 12n ( xi  x )2   ( yi  y )i 1i 1и связанный с ним параметрT  r (n  2) /(1  r 2 ) .Здесь n - число экспериментальных точек. xi и yi - результаты i - го измерения(координаты i -й экспериментальной точки на графике),x и y - средние значениякоординат, определяемые формуламиnx   xi ;i 1ny   yii 1Значения r лежат в пределах – 1< r <1 . Большим значениям | r | соответствует болеестрогая линейность, при | r | = 1 зависимость абсолютно линейна, при r = 0 линейнаясвязь отсутствует.

При r > 0 у увеличивается с ростом х, при r < 0 - уменьшается.С помощью параметра Т определяют вероятность соблюдения линейнойзависимости. Если Т > t P,v-коэффициента Стьюдента для доверительнойвероятности Р и числа степеней свободы v  n  2 , то зависимость имеет место свероятностью большей или равной Р .20Число экспериментальных точек n должно быть не меньше 3, иначе вопрос олинейности теряет смысл.

Регрессионная зависимость признается существующей,если Р ≈ 1 (обычно, если Р > 0,9...0,999).Дляпроведениянаилучшейпрямойчерезэкспериментальныеточкивычисляют коэффициенты регрессииnnA1   ( xi  x )( yi  y ) /  ( xi  x )2 ;i 1A0  y  A1 x .i 1Эта прямая соответствует уравнению линейной регрессии. Она проходит через точкус координатами x , y и характеризуется тем, что сумма квадратов отклоненийэкспериментальных точек от этой прямой минимальна._________________________________________________________________________* Еркович С.П. Применение регрессионного и корреляционного анализа дляисследования зависимостей в физическом практикуме. – М.: Изд-во МГТУ, 1994.

13 с.Приложение 2.Задача на расчет конденсатора.Первый тип задач. Плоский конденсатор с квадратными пластинами частичнозаполнен диэлектриком, как это изображено на рисунке.Рис.1. Конденсатор с диэлектриком и эквивалентная схема.Определите напряженность электрического поля и электрическое смещениевнутри разных частей конденсатора, если площадь пластин S, диэлектрическаяпроницаемость диэлектрика ε, по одной стороне конденсатора диэлектрик заполняетвсю сторону, остальные условия представлены в различных вариантах согласнотаблице 1.21Таблица 1.№12345678910Условия до заполненияСоотношениеконденсатора диэлектрикомразмеровСообщен заряд Q и отключенот источника питанияПоддерживается напряжениеU = constl  0,5 Sl  0,5 Sh  0,5dl Sh  0,5dПоддерживается напряжениеU = constСообщен заряд Q и отключенот источника питанияПоддерживается напряжениеU = constСообщен заряд Q и отключенот источника питанияПоддерживается напряжениеU = constСообщен заряд Q и отключенот источника питанияПоддерживается напряжениеU = consth  0,5dC Сообщен заряд Q и отключенот источника питанияПримечаниеl Sh  0,5dl  0,5 Shdl  0,5 Shdl  0,75 Sh  0,5dl  0,75 Sh  0,5dl  0,5 Sh  0,25dl  0,5 Sh  0,25d 0 S  1  3 d  2(1   ) C  0 S  2 d  (1   ) C  0 S  (1   ) d  2 C 0S 13 d  4 2(1   ) C  0S  12 d  2 (3   ) Окончательные ответы не должны содержать символов l и h .Второй тип задач1.

Характеристики

Список файлов книги