Экспериментальная установка и методика измерения.

Схема установки приведена на рис. 1. Делитель напряжения со­стоит из m последовательно соединенных одинаковых сопротивлений , полное сопротивление (на рис. 1 m=4).

I. Изучение поля плоского конденсатора.

1. Замкнуть ключ . Подключив вольтметр V переключателем к клемме I,.измерить напряжение U между А и В_. Учитывая, что потенциал определяется с точностью до произвольной аддитивной посто­янной, определить эту постоянную можно так, чтобы потенциал элект­рода А был равен , тогда потенциал электрода В будет равен .

2. Установив переключатель на клемму 2, подать на гальванометр G потенциал и перемещать измерительную иг­лу по поверхности электропроводной бумаги до тех пор, пока стрелка гальванометра G не остановится на нуле. Точку, которой касается игла в этот момент, отмечают карандашом. Отсутствие тока через гальванометр G означает, что потенциал этой точки равен . Не меняя положения , найти еще четыре точки с таким же потен­циалом . Соединить эти точки линией - это и будет эквипотен­циальная линия.

3„ Переключая &> на следующие клеммы, построить эквипотенциальные линии

m=4, U=12B

 

; ; ;

 

На электропроводной бумаге получается графическое изображение эквипотенциальных линий электрического поля между электродами А и B.

4. Вычислить значение напряженности и потенциала электростатичес­кого поля для точек, указанных преподавателем.

Величина напряженности поля в точке между i-й и i + 1 -и эквипотенциальными линиями вычисляется по формуле: , где -кратчайшее расстояние между i-й и i+1-й эквипотенциаль­ными линиями. Потенциал точки можно найти следующим образом . Учитывая, что линии вектора Е ортогональны экви­потенциальным линиям построить силовые линии поля.

 

5. Оценить погрешность определения напряженности и потенциала поля и .

 

6. Данные измерений и результаты вычислений занести в Таблицу №1.

 

№ точки
А	0,035	85,7	2,78	1,06
0,036	91,0
0,034	88,2
0,033	91,0
0,034	88,2

Таблица №1.

 

№ точки
В	0,020	150,0		-4,6
0,022	136,4
0,021	143,0
0,021	143,0
0,021	143,0

 

 

 

 

 

 

7. Зная скалярное поле потенциала (x, y) вычислить работу сил поля при перемещении положительного единичного заряда между точ­ками, указанными преподавателем.

 

 

1.3. Лабораторная работа № 5. «Исследование распределения мощности

в цепи постоянного тока»

 

Цель работы: исследование зависимости полной мощности, полезной мощности, мощности тепловых потерь на внутреннем сопротивлении источника и коэффициента полезного действия от тока и внешнего сопротивления в замкнутой электрической цепи.

Экспериментальная установка и методика измерений. Рис. 1

 

I. Собрать установку в соответствии со схемой, изображенной на рис. 1. Здесь E - источник постоянного тока. V - вольтметр, А - амперметр, R - реостат

(сопротивление внешней цепи), К – ключ.

 

2. При разомкнутом ключе К записать показание вольтметра, со­ответствующее ЭДС E источника тока.

 

3. Замкнуть ключ К и изменяя реостатом R ток в цепи (от на­именьшего до наибольшего значения), снять зависимость U =f(I). Замеры провести не меньше, чем при десяти значениях I. Измерения по пп. 2 и 3 повторить три раза. Найти среднее значение величин, характеризующих режимы электрической цепи.

 

4. Вычислить для каждого устанавливаемого значения тока вели­чины полной P, полезной Р и мощности потерь р, а также коэффи­циенты полезного действия . Данные наблюдений занести в Таблицу №1

 

 

1) P = E I; 2)P=U I; 3) p= P -I

I,А	U,B	P,Bт	P,Bт	p,Bт	, %	R,Oм
0,770		3,388		3,388		0,00
0,550	1,200	2,420	0,659	1,761	0,272	2,18
0,460	2,100	2,024	0,960	1,064	0,474	4,57
0,360	2,400	1,584	0,860	0,724	0,543	6,67
0,320	2,700	1,408	0,860	0,548	0,610	8,44
0,280	2,900	1,232	0,812	0,420	0,660	10,36
0,260	3,000	1,144	0,780	0,364	0,680	11,54
0,230	3,100	1,012	0,712	0,300	0,703	13,48
0,210	3,200	0,924	0,672	0,252	0,730	15,24
0,200	3,300	0,880	0,660	0,220	0,750	16,50
0,196	3,400	0,862	0,660	0,202	0,760	17,35
0,183	3,350	0,805	0,613	0,192	0,765	18,31
0,173	3,330	0,761	0,577	0,184	0,770	19,25
0,166	3,460	0,730	0,574	0,156	0,785	20,84
0,156	3,500	0,680	0,540	0,140	0,794	22,44
0,148	3,560	0,651	0,526	0,125	0,807	24,05

Таблица №1

 

 

I, A

p

P

P

P, P, p,Вт

P, P, p,Вт

p

P

P

R, Oм

R, Oм

 

Электромагнетизм

 

2.1. Лабораторная работа № 7. « Исследование токовых явлений в вакууме »

Рис 1. Схема установки

Цель работы: экспериментальная проверка «закона трех вторых» для ВАХ вакуумного диода и определение удельного заряда электрона.