ОБЩАЯ ФИЗИКА МАГНИТИЗМ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО (С.П. Степина, Н.Б. Бутко - Лабораторный практикум по курсу Общая физика. Электричество и магнетизм (исправленное издание 2018)), страница 6

2. Падение напряжения в проводах, соединяющих элемент с измерительной схемой, также чрезвычайно мало (вследствие малых значений тока), 3. Градуировка шкалы гальванометра не играет роли: он работает как нулевой прибор. 4. Сопротивления Нг и Нз в настоящее время могут быть измерены с точностью до 0,010~о.

5, Величина ЭДС Е2 вспомогательной батареи не входит в окончательный результат, важно только, чтобы она бы- ла больше ЭДС сравнительных элементов и во время измерений оставалась постоянной. В результате метод компенсации и позволяет достигнуть точности до 0,03% от измеряемой величины ЭДС источников гальванических элементов, аккумуляторов, термоэлементов. Описание установки Установка собирается по схеме, изображенной на рис.

2. Рис, 2. Схема установки; Я вЂ” батарея аккумуляторов (и 3 В); Кт и Нз — два штепсельных магазина сопротивлений (Р-314 по 11 111 Ом каждый); К вЂ” магазин сопротивлений; 0 — гальванометр (М 117!4); Еа — нормальный элемент Вестона с известной ЭДС; К1 — ключ, замыкающий цепь вспомогательной батареи; Кз — однополюсный ключ, замыкающий цепь гальванометра; Р— двухлолюсный перекидной рубильник, позволяющий включать поочередно эталонный и исследуемый элементы 52 В данной схеме достигают компенсации (когда ток через гальванометр и исследуемый элемент равен нулю) пуем изменения сопротивлений В1 и Нз.

Согласно уравнению ( для определения ЭДС элемента необходимо знать сопроти ие В1, при котором наступает компенсация, и величину раб чего тока 1, текущего по этому сопротивлению. Для получения определенного значения рабочего тока (например, 0,001 А) и служат нормальный элемент Ян и переменное сопротивление Я. Порядок выполнения работы Упражнение 1. Измерение электродвижущей силы методом компенсации. 1. Собрать установку по схеме (см. рис. 2), Следить, чтобы ЭДС Ян и ЭДС Е батареи аккумуляторов были направлены навстречу друг другу. 2.

Перед работой необходимо ознакомиться с устройством и принципом работы штепсельного магазина сопротивлений Р-314. Схема, соединения сопротивлений этого магазина приведена на самом приборе. Чтобы подобрать нужное сопротивление, надо вынуть штырек из нейтрального гнезда и плотно вставить в одно из десяти вертикально расположенных отверстий, умножив цифру, отмечающую это отверстие, на множитель, указанный под каждым вертикальным столбиком отверстий (0,1 Ом, 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом, 1000 Ом, 10 000 Ом). Сложив все умноженные на соответствующий множитель цифры,, в отверстиях которых стоят штырьки, получают сопротивление, установленное в данном магазине сопротивлений.

Полное сопротивление магазина составляет 11 111 Ом. 3. Установить в цепи ЕНтйзйб рабочий ток 1 = 0,001 А. Делают это в два этапа. Сначала, определяя по паспорту ЭДС нормального элемента Ен, вычисляют такое значение сопротивления й~, чтобы — равнялось 0,001 А. хв 1 Значение Нт устанавливают в штепсельном магазине сопрот ений, а в другом штепсельном магазине сопротивлений ставя такое значение сопротивления Нз, чтобы йт+ Яз = 2111 Ом. Эта сумма сопротивлений должна оставаться в дальнейшем все время постоянной. Далее переходят к фактическому установлению нужного рабочего тока У от батареи аккумуляторов Е с помощью магазина сопротивлений л, чтобы приблизительно имело место равенство = 0,001 А.

я+2111 Затем с помощью перекидного рубильника Р присоединяют к схеме нормальный элемент Ел, замыкают ключи К~ и К~. Стрелка гальванометра отклоняется. Тогда, меняя сопротивление. магазина, добиваются отсутствия тока через гальванометр и нормальный элемент Ещ. Это значит, что в цепи ЕйтйфЕ действительно установлен рабочий ток в 0,001 А. 4. Присоединить к цепи ЕйфзйЕ элемент с неизвестным значением ЭДС с помощью перекидного рубильника. Стрелка гальванометра отклоняется, Оставляя сопротивление Я, включенное в магазине сопротивлений, все время постоянным, изменить сопротивления Вт и Нз в обоих штепсельных магазинах (так, чтобы сумма их все время оставалась постоянной и равной 2111 Ом) и снова добиться компенсации, то есть отсутствия тока через гальванометр.

5. Найти ЭДС исследуемого элемента Е = 0,001вь, где Й~ — сопротивление на штепсельном магазине, включен- ном параллельно исследуемому элементу Е„. Измерения ЭДС исследуемого элемента производят два раза, меняя между собой ролями штепсельные магазины, по неизменной общей измерительной схеме.

Затем находят погр ность конечного результата. б. Произвести измерения той же ЭДС с помощью потенц метра, пользуясь инструкцией к прибору. Вычислить среди е значение ЭДС, оценить ошибку и сравнить эти данные с змерениями, полученными по вашей схеме. Упражнение 2. Измерение тока компенсационным методом. 1.

Для измерения тока и сопротивления вместе с компенсационной установкой собирается дополнительная цепь, схема которой изображена на рис. 3. Нн Рис. 3. Схема дополнительной цепи На рис. 3 Ех — батарея аккумуляторов, Вн — эталонное сопротивление на 100 Ом, 1х — балластное сопротивление (реостат на 500 Ом), Ом, Л вЂ” переменное сопротивление (магазин сопротивлений Р-32), шА — миллиамперметр М-22 со шкалой на 15 шА; Чтобы измерить ток в цепи батареи Ех, нужно подключить проводники 1 и 2 дополнительной цепи (рис.

3) к клеммам 1 и 2 компенсационной схемы (см. рис. 2). Необходимо следить за'тем, чтобы ЭДС батареи аккумуляторов Я (на рис. 2) и Е„(на рис. 3) были направлены навстречу друг дру1 у 55 1 = —. У12 ян Сравнить полученное значение тока с величиной тока, которую показывает миллиамперметр, шА. 3. Включить в цепь вместо милпиамперметра шА миллиамперметр с неградуированной шкалой. С помощью переменного сопротивления Я устанавливать последовательно по этапам различные значения тока, текущего через миллиамперметр, постепенно проходя всю его шкалу через равные интервалы. Каждое значение тока измерять компенсационным методом.

4. По полученным значениям тока построить на миллиметровой бумаге калибровочный график миллиамперметра, выражающий зависимость показаний этого прибора от величины протекающего через него тока. На основании графика найти среднее значение цены деления шкалы прибора, выраженного вмиллиамперах. : зн ; то Упражнение 3. Измерение сопротивления компенсационным методом.

1. Чтобы измерить величину балластного сопротивления В„. необходимо к клеммам 1 и 2 перекидного рубильника (см. рис, 2) присоединить поочередно провода от клемм эталонного Лн и балластного В„сопротивлений (см. рис, 3). С помощью компенсационной схемы измерить падение напрюкения Ун сначала на эталонном сопротивлении Йн, затем падение напряжения У„на балластном сопротивлении Н . 2. Сопротивления Вн и й„соединены последовательно, поэтому через оба сопротивления идет ток одной и той 5б 2.

Измерить падение напряжения У1з, возникающее на эталонном сопротивлении 11н, методом компенсации (см. упражнение 1) и вычислить значение тока в цепи батареи Я1по формуле же величины. Можно написать, что 1 = — = —, и известнолм ~~х яи лх му значению Вщ и измеренным значениям Ул и У найти величину балластного сопротивления: 3. Измерения необходпно проделать при нескольких значениях тока в цепи, изменяя сопротивление А. Оценить точность сделанных измерений сопротивления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА б ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА Цель работы: изучение принципа действия и работы электронного осциллографа и его основных узлов. Оборудование: осциллографы С1-б7 (С!-109), звуковые генераторы Г3-111, Г3-109, вольтметр В7-22, источник сигналов В-24м, электронно-лучевая трубка со снятым баллоном (демонстрация). Краткая теория Осциллограф — это прибор, который предназначен для исследования быстро протекающих процессов путем визуального наблюдения специального сигнала.

Все электронно-лучевые осциллографы имеют экраны, на которых отображаются графики входных сигналов. Специальная разметка нанесена на экран в виде сетки. Если применяется цифровой осциллограф, то у него изображения в виде готовой картинки выводятся на дисплей, который бывает монохромным или же цветным. У аналоговых осциллографов в качестве экрана используется электронно-лучевая трубка с так называемым электростатическим отклонением. 1. Назначение прибора Осциллограф в основном применяется для следующих целей: 1) для исследования напряжения или тока быстропеременных процессов в зависимости от времени 1форма кривой) или в зависимости от напряжения или тока другого процесса; 2) для сравнения амплитуд двух напряжений или двух токов; 58 3) для сравнения фаз двух токов, двух напряжений или тока и напряжения; 4) для определения частот колебаний, измерения малых промежутков времени.

2. Устройство и работа электронного осциллографа Обычно электронный осциллограф представляет собой прибор, состояший из электронно-лучевой трубки, усилителей исследуемого сигнала, генератора развертки и выпрямителя. Электронно-лучевая трубка позволяет получить узкий сфокусированный пучок электронов, который практически является безынерционным. По принципу фокусировки и отклонения электронного луча трубки бывают двух типов: электростатические и магнитные. В трубках первого типа для фокусировки и отклонения луча используется электрическое . поле, в трубках второго типа — магнитное поле.