Электричество и магнетизм (1188650), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Íàïðÿæåíèå, âîçíèêàþùåå íà r1 , ïðîïîðöèîíàëüíîòîêó, ïðîòåêàþùåìó ÷åðåç îáìîòêè n3 îò ãåíåðàòîðà.  îòñóòñòâèå ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé ÷åðåç r2 òîê íå òå÷¼ò, è íà âõîä X ïîäà¼òñÿíàïðÿæåíèå UX , ïðîïîðöèîíàëüíîå ïåðåìåííîìó òîêó ïîäìàãíè÷èâàíèÿ I , êîòîðûì îïðåäåëÿåòñÿ ïîëå H â ñåðäå÷íèêå:H=n3 I.lÑëåäîâàòåëüíî,UX = Ir1 =lr1H.n3(7)Òàêèì îáðàçîì, â îòñóòñòâèå ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé íà ýêðàíå ïîÿâëÿåòñÿ êðèâàÿ ãèñòåðåçèñà åððîìàãíèòíîãî ñåðäå÷íèêà. Ïðè âîçíèêíîâåíèè êîëåáàíèé â êîíòóðå ÷åðåç r2 íà÷èíàåò ïðîõîäèòü òîê, êðèâàÿ193ðåçêî èñêàæàåòñÿ è äëÿ èçìåðåíèé íåïðèãîäíà.
Íî èñêàæåíèå ïåòëè ïîçâîëÿåò îòìåòèòü ìîìåíò âîçíèêíîâåíèÿ ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé èäà¼ò âîçìîæíîñòü èçìåðèòü ïàðàìåòðû ïåòëè ïðè ïîäõîäå ê ìîìåíòóñàìîâîçáóæäåíèÿ.Çàðèñîâàâ ñ ýêðàíà íà êàëüêó ïåòëþ ãèñòåðåçèñà, ñîîòâåòñòâóþùóþãðàíèöå âîçáóæäåíèÿ ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé, ìîæíî ýêñïåðèìåíòàëüíî ïðîâåðèòü ñïðàâåäëèâîñòü îðìóëû (3) óñëîâèÿ ñàìîâîçáóæäåíèÿ. Èç (5) è (4) ñëåäóåò:∆L = Lmax − Lmin = 2Ïàðàìåòðû èíòåãðèðóþùåé öåïî÷êè ïîäîáðàíû òàê, ÷òî ñîïðîòèâëåíèå r0 çàìåòíî ïðåâûøàåò ñîïðîòèâëåíèå îáìîòêè n4 è ñîïðîòèâëåíèå¼ìêîñòè:1r0 ≫.ω0 C0I0 =àáîòà 3.4.6µ0 n21 S(µmax − µmin ) =l dBdBn21 S.−=2ldH maxdH min(8)Ïðîèçâîäíûå dB/dH ñëåäóåò âçÿòü èç ÷åðòåæà, ïðîâåäÿ êàñàòåëüíûåê êðèâîé B(H) ñëåâà è ñïðàâà îò èçëîìà ïåòëè.
Äëÿ ðàñ÷¼òà ìàñøòàáîââûðàçèì B è H ÷åðåç íàïðÿæåíèÿ UY è UX . Ïîäñòàâëÿÿ (6) è (7) â (8),ïîëó÷èì ∆UY∆UYn2.−∆L = 2r0 C0 r1 1(9)n3 n4∆UX max∆UX minn21= 1. Ïàðàìåòðû r0 , C0 íàøåé óñòàíîâêå n1 = n3 = n4 , òàê ÷òîn3 n4è r1 ïðèâåäåíû íà ñõåìå.ÇÀÄÀÍÈÅ ðàáîòå ïðåäëàãàåòñÿ ñ ïîìîùüþ èãóð Ëèññàæó íàéòè êðèòè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå è îïðåäåëèòü ÷àñòîòó ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèéêîíòóðà; ñ ïîìîùüþ êðèâûõ ãèñòåðåçèñà îïðåäåëèòü êðèòè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå è ïðîâåðèòü óñëîâèå ñàìîâîçáóæäåíèÿ; ïî êðèâîé çàâèñèìîñòè íàïðÿæåíèÿ íà êîíäåíñàòîðå îò ÷àñòîòû îïðåäåëèòü ðåçîíàíñíóþ÷àñòîòó è èíäóêòèâíîñòü êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà.1.
Ñîáåðèòå ñõåìó ñîãëàñíî ðèñ. 3. Ñðàâíèòå ñõåìó, èçîáðàæ¼ííóþ íàðèñ. 3, ñî ñõåìîé íà ðèñ. 2. Ïîäãîòîâüòå ïðèáîðû ê ðàáîòå.2. Óñòàíîâèòå ¼ìêîñòü C = 100 ìêÔ, ñîïðîòèâëåíèå ìàãàçèíà Rì = 0.Ïîñòàâüòå äâèæîê ïîòåíöèîìåòðà, ðåãóëèðóþùåãî ïîñòîÿííûé òîê ïîäìàãíè÷èâàíèÿ, íà ìèíèìóì âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Âêëþ÷èòå ïèòàíèå= 36  è óñòàíîâèòå ïîñòîÿííûé òîê I ≃ 80 ìÀ.Ïåðåìåííûé òîê ïîäìàãíè÷èâàíèÿ óñòàíîâèòå ñ ïîìîùüþ ãåíåðàòîðà: ÷àñòîòà ν = 150 ö; âûõîäíîå íàïðÿæåíèå íà âîëüòìåòðå ãåíåðàòîðà Uçã = 15 Â.194Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà âåùåñòâà∅¾Ïàðàìåòðîí¿100 ÎìK1 ◦A∅ 3=36 B∅åíåðàòîðÇ-33∅∅∅l3 í◦5∅∅ 46∅∅ 1∅ 27∅∅ 810 ∅9∅K2Ìàãàçèí ÌÑ-63RM6r100 ìêÔVÎñöèëëîãðàf6Xf6Yèñ. 3.
Áëîê-ñõåìà óñòàíîâêè3. Äëÿ íàáëþäåíèÿ ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé ïîñòàâüòå êëþ÷ Ê1 â ïîëîæåíèå ¾Ôèãóðà Ëèññàæó¿. Óâåëè÷èâàÿ ïîñòîÿííûé òîê ïîäìàãíè÷èâàíèÿ, îïðåäåëèòå ìîìåíò âîçíèêíîâåíèÿ ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé(ïðè Uçã = 15 Â) ïî ïîÿâëåíèþ íà ýêðàíå ÝÎ èãóðû Ëèññàæó, èìåþùåé îäíî ñàìîïåðåñå÷åíèå (ðèñ. 4à).Îöåíèòå èíòåðâàë ∆I , âíóòðè êîòîðîãî ýòè êîëåáàíèÿ ñóùåñòâóþò.Èñïîëüçóÿ ïîêàçàíèÿ ãåíåðàòîðà, îïðåäåëèòå ïî âèäó èãóðû Ëèññàæó ÷àñòîòó ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé.4.
Óáåäèòåñü â òîì, ÷òî Âû íàáëþäàåòå èìåííî ïàðàìåòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ, âíåñÿ â êîíòóð äîïîëíèòåëüíîå çàòóõàíèå óâåëè÷èâàÿ ñîïðîòèâëåíèå ìàãàçèíà Rì . Êîëåáàíèÿ, âîçáóæäàåìûå âíåøíèì èñòî÷íèêîì, ïðè óâåëè÷åíèè çàòóõàíèÿ ïîñòåïåííî óìåíüøàþòñÿ ïî àìïëèòóäå,â òî âðåìÿ êàê ïàðàìåòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ ïðè êðèòè÷åñêîì ñîïðîòèâëåíèè Rêð ñðûâàþòñÿ.5. Îïðåäåëèòå Rêð äëÿ òîêîâ: I1 = 100 ìÀè I2 = 160 ìÀ.
Óâåëè÷èâàÿ ñîïðîòèâëåíèåìàãàçèíà, ñëåäèòå çà ïîñòîÿíñòâîì íàïðÿæåíèÿ íà ãåíåðàòîðå (Uçã = 15 Â).á) 60 öà) 150 ö6. Ïðè èêñèðîâàííûõ çíà÷åíèÿõ: I =160 ìÀ, Uçã = 15 Â, RM = 0 ïðîñëåäèòå,èñ. 4. Ôèãóðû Ëèññàæó ïðè =êàêèçìåíÿåòñÿ èãóðà Ëèññàæó ïðè óìåíüîòíîøåíèè ÷àñòîò 1:2øåíèè ÷àñòîòû îò 150 äî 50 ö. Îïðåäåëèòå(ìàñøòàáû ðàçíûå)ðåçîíàíñíóþ ÷àñòîòó è ÷àñòîòó ñðûâà êîëåáàíèé.7.
Äëÿ íàáëþäåíèÿ ïåòëè ãèñòåðåçèñà ïåðåêëþ÷èòå êëþ÷ Ê1 â ïîëîæåíèå ¾Ïåòëÿ¿. Ñíîâà çàäàéòå ïàðàìåòðû: I = 160 ìÀ, RM = 0, n == 150 ö, Uçã = 15 Â. Ïîäáåðèòå ÷óâñòâèòåëüíîñòü îñöèëëîãðàà òàê,÷òîáû íà ýêðàíå áûëà âèäíà ïåòëÿ ãèñòåðåçèñà â óäîáíîì ìàñøòàáå.àáîòà 3.4.6195Ïðè íàëè÷èè ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé ïåòëÿ ãèñòåðåçèñà èìååòñëîæíóþ îðìó. Óâåëè÷üòå ñîïðîòèâëåíèå Rì äî êðèòè÷åñêîãî.  ýòîìñëó÷àå ïàðàìåòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ ñðûâàþòñÿ è íà ýêðàíå âèäíà ÷àñòíàÿ ïåòëÿ (íà ðèñ. 1 îíà âûäåëåíà ïóíêòèðîì).×òîáû óâèäåòü îðìó ïîëíîé ïåòëè, óáåðèòå ñîïðîòèâëåíèå Rì èòîê I äî íóëÿ. Ïðè óâåëè÷åíèè íàïðÿæåíèÿ Uçã äî 2025  ïîëíàÿ ïåòëÿñòàíîâèòñÿ ïðåäåëüíîé.8.
Óâåëè÷èâàÿ ïîñòîÿííûé òîê, ïðîñëåäèòå, êàê ìåíÿåòñÿ îðìà ïåòëè â ìîìåíò âîçíèêíîâåíèÿ è ñðûâà ïàðàìåòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé, êàêïåðåìåùàåòñÿ ÷àñòíàÿ ïåòëÿ.9. Äëÿ òîêà I = 160 ìÀ, Uçã = 15  îïðåäåëèòå Rêð , âûâîäÿ ïàðàìåòðîííà ñàìóþ ãðàíèöó êîëåáàíèé.10. Ïðè ñîïðîòèâëåíèè ÷óòü áîëüøå êðèòè÷åñêîãî çàðèñóéòå ïåòëþ.Äëÿ ýòîãî óñòàíîâèòå ðó÷êè ïëàâíîé ðåãóëèðîâêè óñèëåíèÿ ïî êàíàëàì X è Y â êðàéíåå ïðàâîå ïîëîæåíèå (äî ùåë÷êà), òîãäà öèðûâîçëå äèñêðåòíûõ ïåðåêëþ÷àòåëåé óñèëåíèÿ çàäàþò ìàñøòàáû èçîáðàæåíèÿ KX è KY â ìÂ/äåë.Ïîäáåðèòå êîýèöèåíòû óñèëåíèÿ òàê, ÷òîáû ïåòëÿ çàíèìàëàïðàêòè÷åñêè âåñü ýêðàí.
Çàðèñóéòå íà êàëüêó ïåòëþ, îñè êîîðäèíàò,äåëåíèÿ øêàëû è çàïèøèòå íà íåé ðàáî÷èå ïàðàìåòðû ñõåìû è êîýèöèåíòû KX è KY .11. Èññëåäóéòå çàâèñèìîñòü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïàðàìåòðîíà îò ÷àñòîòû. Äëÿ ýòîãî óìåíüøèòå ñîïðîòèâëåíèå ìàãàçèíà äî íóëÿ è ïîñòàâüòå êëþ÷ Ê2 â ïîëîæåíèå ¾Uâûõ ¿. Ñíèìèòå çàâèñèìîñòü íàïðÿæåíèÿ íà¼ìêîñòè C êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà Uâûõ = f (ν), óìåíüøàÿ ÷àñòîòó îò150 ö äî ñðûâà êîëåáàíèé. Íàïðÿæåíèå Uçã = 15  è òîê I = 160 ìÀñëåäóåò ïîääåðæèâàòü ïîñòîÿííûìè.Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ1.
Îïðåäåëèòå ïî ðèñóíêó ïåòëè ìàêñèìàëüíûé è ìèíèìàëüíûé íàêëîíû êàñàòåëüíûõ (∆UY /∆UX ) è ðàññ÷èòàéòå âåëè÷èíó ∆L ïî îðìóëå (9).Ïðîâåðüòå ñïðàâåäëèâîñòü óñëîâèÿ (3). Ïîëíîå ñîïðîòèâëåíèå êîíòóðà âêëþ÷àåò â ñåáÿ ñîïðîòèâëåíèå ìàãàçèíà è ñîïðîòèâëåíèå ïàðàìåòðîíà ìåæäó òî÷êàìè 5 è 7, óêàçàííîå íà óñòàíîâêå.2.
Ïîñòðîéòå ãðàèê Uâûõ = f (ν) è îïðåäåëèòå ïî íåìó ðåçîíàíñíóþ÷àñòîòó êîíòóðà ν0 . àññ÷èòàéòå èíäóêòèâíîñòü êîíòóðà (Ω2 = 1/LC ,Ω = 2πν0 ) è ïðîâåðüòå ñïðàâåäëèâîñòü óñëîâèÿ (3) íà ýòîé ÷àñòîòå,ïîëàãàÿ ∆L ≃ L.196Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà âåùåñòâàÊîíòðîëüíûå âîïðîñû1. Ïîëó÷èòå óñëîâèå âîçáóæäåíèÿ êîëåáàíèé (3), êîãäà èíäóêòèâíîñòü ìåíÿåòñÿ ïî ãàðìîíè÷åñêîìó çàêîíó:àçäåë VÀÇÎÂÛÉ ÀÇßÄ. ÏËÀÇÌÀL = L0 [1 − m sin(2ω0 t)].Íàïèøèòå çàêîí èçìåíåíèÿ òîêà, âîçáóæäàåìîãî â êîíòóðå.2. Ïî÷åìó â íàøåì ñëó÷àå èíäóêòèâíîñòü ïðîïîðöèîíàëüíà äèåðåíöèàëüíîé ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè?3. Íàðèñóéòå êà÷åñòâåííûé ãðàèê çàâèñèìîñòè µäè îò âåëè÷èíû ïîäìàãíè÷èâàþùåãî òîêà äëÿ ïåòëè ãèñòåðåçèñà, èçîáðàæ¼ííîé íà ðèñ.
1.4. Íà êàêèõ åù¼ ÷àñòîòàõ (â ïðèíöèïå) ìîãóò âîçáóæäàòüñÿ êîëåáàíèÿ â êîíòóðå ïàðàìåòðîíà ïðè áîëüøèõ èçìåíåíèÿõ èíäóêòèâíîñòè?ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÀÒÓÛ1. Ñèâóõèí Ä.Â. Îáùèé êóðñ èçèêè. Ò. III. Ýëåêòðè÷åñòâî Ì.: Íàóêà,1983. ë. III, 74; ãë. X, 122, 123, 127, 135.2. Êàëàøíèêîâ Ñ.. Ýëåêòðè÷åñòâî. Ì.: Íàóêà, 1977. 226.3. Êèíãñåï À.Ñ., Ëîêøèí .., Îëüõîâ Î.À. Îñíîâû Ôèçèêè. Ò.
1. Ìåõàíèêà,ýëåêòðè÷åñòâî è ìàãíåòèçì, êîëåáàíèÿ è âîëíû, âîëíîâàÿ îïòèêà. Ì.: Ôèçìàòëèò, 2001. ×. III, ãë. 3, 3.1.4.∗ îðåëèê .Ñ. Êîëåáàíèÿ è âîëíû. Ì.: Ôèçìàòãèç, 1959. ë. III, 9.1. ÂâåäåíèåÊàê èçâåñòíî, âåùåñòâî ìîæåò íàõîäèòüñÿ â òð¼õ àçîâûõ ñîñòîÿíèÿõ òâ¼ðäîì, æèäêîì è ãàçîîáðàçíîì, ïðè÷¼ì ýòè ñîñòîÿíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíî ñìåíÿþòñÿ ïî ìåðå âîçðàñòàíèÿ òåìïåðàòóðû. Åñëè è äàëüøåíàãðåâàòü ãàç, òî ñíà÷àëà ìîëåêóëû ðàñïàäàþòñÿ íà àòîìû, à çàòåì èàòîìû ðàñïàäàþòñÿ íà ýëåêòðîíû è èîíû, òàê ÷òî ãàç ñòàíîâèòñÿ èîíèçîâàííûì, ïðåäñòàâëÿÿ ñîáîé ñìåñü èç ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíîâ è èîíîâ,à òàêæå íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö.
Åñëè ñòåïåíü èîíèçàöèè ãàçà, ïîä êîòîðîéïðèíÿòî ïîíèìàòü îòíîøåíèå ÷èñëà èîíèçîâàííûõ àòîìîâ ê èõ ïîëíîìó ÷èñëó, äîñòàòî÷íî âåëèêà, òî òàêîé ñèëüíî èîíèçîâàííûé ãàç ìîæåòîáëàäàòü êà÷åñòâåííî íîâûìè ñâîéñòâàìè ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íûì ãàçîì. Ïðåæäå âñåãî òàêîé ãàç îáëàäàåò âûñîêîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ èïîýòîìó, â ïðîòèâîïîëîæíîñòü íåéòðàëüíîìó ãàçó, ñèëüíî âçàèìîäåéñòâóåò ñ ýëåêòðè÷åñêèì è ìàãíèòíûì ïîëÿìè.
Êðîìå òîãî, çàðÿæåííûå÷àñòèöû â òàêîì ãàçå ñòðåìÿòñÿ ðàñïðåäåëèòüñÿ â ïðîñòðàíñòâå òàêèìîáðàçîì, ÷òîáû óñòàíîâèëàñü ëîêàëüíàÿ êâàçèíåéòðàëüíîñòü, òî åñòüðàâåíñòâî êîíöåíòðàöèé ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ ÷àñòèö, íàðóøàåìîå òåïëîâûìè ëóêòóàöèÿìè òîëüêî â ìèêðîñêîïè÷åñêèõ ìàñøòàáàõ. Òàêîå ñîñòîÿíèå èîíèçîâàííîãî ãàçà íàçûâàåòñÿ ïëàçìîé. Áîëååòî÷íîå îïðåäåëåíèå ýòîãî ïîíÿòèÿ áóäåò äàíî äàëåå. Ïëàçìó íàçûâàþòòàêæå ÷åòâ¼ðòûì ñîñòîÿíèåì âåùåñòâà.Ïåðâîå îïèñàíèå ãàçîâîé ïëàçìû äàë È. Ëåíãìþð (1923 ã.), èññëåäóÿýëåêòðè÷åñêèé ðàçðÿä â ãàçå íèçêîãî äàâëåíèÿ (òëåþùèé ðàçðÿä). Îííàçâàë ïëàçìîé ¾ÿðêî ñâåòÿùèéñÿ ãàç, ñîñòîÿùèé èç ýëåêòðîíîâ, èîíîâðàçíûõ ñîðòîâ è íåéòðàëüíûõ àòîìîâ è ìîëåêóë¿. Îí æå ââ¼ë ñàì òåðìèí ïëàçìà (îò ãðå÷åñêîãî ãëàãîëà, îáîçíà÷àþùåãî ¾ðàçðûõëÿòüñÿ¿,¾ðàñïîëçàòüñÿ¿) è îñíîâíûå ïàðàìåòðû, õàðàêòåðèçóþùèå ïëàçìó:ïëîòíîñòè ñîñòàâëÿþùèõ å¼ ÷àñòèö ýëåêòðîíîâ ne , èîíîâ ni èíåéòðàëüíûõ ÷àñòèö n0 , èõ òåìïåðàòóðû ñîîòâåòñòâåííî Te , Ti , T0 .198àçîâûé ðàçðÿä.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
