Материал: МУ к ЛБ электромагнетизм - ФИЗИКА

Струм зміщення між обкладинками конденсатора створює навколо себе таке саме змінне магнітне поле, що і струм провідності. Якщо в це поле між пластинками конденсатора помістити котушку з дротом (соленоїд), то в ній за законом Фарадея виникає ЕРС індукції та індуктивний струм, що дорівнює за величиною струму провідності у колі конденсатора. У вимірюванні цих струмів

іполягає перше завдання даної роботи.

Удругому завданні соленоїд підключають до генератора, змінне магнітне поле між пластинами конденсатора створює вихрове електричне поле на його пластинах.

Вимірюють струм провідності в колі конденсатора і струм „зміщення”, що створюється соленоїдом між пластинами конденсатора.

16.3 Опис лабораторної установки

Лабораторна установка складається з конденсатора ємністю С, котушки, що має індуктивність L, резистора з опором R1=10 кОм, високочастотного генератора Г та осцилографа О. Значення С та L вказані на лабораторній установці.

16.4 Порядок виконання роботи і методичні вказівки з її виконання

Завдання 1 1. Скласти схему (рис.16.2).

Рисунок 16.2

2.Встановити частоту генератора ν = 4-10 МГц та ефективну величину виходної напруги генератора UГ = 3В.

3.Виміряти за допомогою осцилографа амплітуду напруги на резисторі R та знайти його ефективне значення за формулою

U= U20 .

4.Визначити силу струму провідності:

5. Знайти силу струму зміщення, нехтуючи індуктивним та активним опорами котушки, порівняно з опором R1: iзм= U/R1 .

81

6. Порівняти сили струму зміщення та провідності. Визначити похибки вимірювань, враховуючи, що абсолютна похибка всіх величин ( R, C, ν) складає 10 % від їх номінальних значень.

Завдання 2 1. Скласти схему (рис. 16.3), встановити таку ж частоту генератора, як в

завданні 1, напруга на виході UГ = 3В.

2. Виміряти за допомогою осцилографа амплітуду напруги U0 на паралель-

з’єднання RCR2.

4. Визначити струм провідності в колі котушки L, нехтуючи її активним

6. Порівняти визначене значення сили струму з струмом провідності iпр. Зробити висновки. Розрахувати похибки результатів вимірювань.

16.5 Зміст звіту

Звіт має містити: мету роботи; схему лабораторної установки; результати вимірів у вигляді таблиць; результати обчислення сили струму провідності, сили струму зміщення; статистичну обробку результатів вимірювання; стислі висновки.

16.6 Контрольні запитання і завдання:

1.Що називається струмом зміщення?

2.В чому подібність і відмінність між струмом зміщення і струмом провідності?

82

3.Доведіть однаковість струму зміщення і струму провідності в колі, що містить конденсатор.

4.Як в завданні 1 визначають струми провідності і зміщення?

5.Як створюється струм зміщення в завданні 2?

6.Як в завданні 2 визначають струми провідності і зміщення?

7.Запишіть та поясніть рівняння Максвелла в інтегральному та диференціальному вигляді.

83

Додаток А

А.1 ОСЦИЛОГРАФ УНІВЕРСАЛЬНИЙ ДВОКАНАЛЬНИЙ С1-77

А 1.1 Підготовка до проведення вимірів

1. Під'єднати осцилограф до мережі ~220В і увімкнути тумблер СЕТЬ. Прогріти осцилограф протягом 2-3 хв. І розпочати перевірку його працездатності та балансування.

2.Перевести перемикач роду роботи в положення «».

3.Ручкою «» встановити яскравість зображення, зручну для спостереження, а ручкою «» сфокусувати зображення.

Увипадку відсутності лінії розгортки ручкою «» вертикального переміщення одвести розгортки на робочу частину екрана.

4. Після 10-хвилинного прогріву зробити балансування підсилювача Y для чого закоротити вхід підсилювача на корпус, встановити перемикач «V/дел» каналу І в положення «0.01» і ручкою «І » встановити лінію розгортки в центр екрана.

5. Для балансування каналу II перевести ручку вибору режиму роботи підсилювача в положення "II". Балансування проводити аналогічно п.1.4.,

використовуючи при цьому органи управління, які відносяться до каналу II.

6.Для калібрування коефіцієнта відхилення встановити перемикач «V/дел» в положення « 5 дел.». Ручки «» встановити в крайнє праве положення. Перемикач роду роботи підсилювача встановити в положення «I». При цьому величина зображення сигналу на екрані має бути рівною 5 поділкам.

7.Осцилограф дозволяє робити алгебраїчне додавання та віднімання двох сигналів. Для цього встановити перемикач каналів в положення «I-II». Для додавання сигналів перемикач полярності встановити в положення «+», а для віднімання– «-».

8.Тумблером вибору входу «~, ~» вибрати вид зв'язку підсилювача з

джерелом досліджуваного сигналу.

В положенні «~» зв'язок з джерелом досліджуваного сигналу відбувається за постійним струмом. Цей режим може бути використаний, якщо постійна складова досліджуваного сигналу сумарна зі змінною складовою.

9. Для роботи з осцилографом в одноканальному режимі може використовувати будь-який із вхідних каналів

А.1.2 Проведення вимірів

1. Для вимірювання напруг здійснити такі операції:

браження складала приблизно 5 поділок;

84

в) поставити тумблер ««~, ~»» в положення «~» при вимірюванні

змінної напруги і в положення «~» при вимірі постійної або змінної напруги частоти нижче 50Гц;

г) ручкою УРОВЕНЬ встановити стійке зображення. Поставити перемикач ВРЕМЯ/ДЕЛИТЕЛЬ в положення, при якому спостерігається декілька періодів досліджуваного сигналу;

д) встановити ручку «» вертикального переміщення так, щоб мінімальний рівень сигналу співпадав з однією з нижніх ліній, а максимальний знаходився в межах екрана. Ручкою «» горизонтального переміщення змістити зображення таким чином, щоб один з верхніх піків знаходився на вертикальній середній лінії шкали;

є) виміряти кількість поділок шкали між крайніми точками розмаху амплітуди і помножити на коефіцієнт відхилення перемикача «V/дел». При цьому ручка «» має бути встановлена в крайньому правому положенні.

ням ϕ = arcsin A / B (рис 2.5).

2.3 Визначення фази між сигналами однієї частоти можна здійснити, використовуючи двоканальний режим осцилографа. Для цього необхідно:

а) встановити тумблери «~,~» в однакове положення; б) встановити перемикач режиму роботи підсилювача в положення «...»

або «». Режим «...» звичайно вживається при низькочастотних сигналах; в) встановити перемикач виду синхронізації в положення ВНУТР.1;

г) подати опорний сигнал на вхід каналу I, а порівнювальний - на вхід каналу II. Опорний сигнал повинен попереджати порівнювальний в часі;

д) якщо сигнали протилежної полярності, перемикачем полярності «+, -» другого каналу інвертувати сигнали;

є) встановити перемикачем ВРЕМЯ/ДЕЛ на швидкість розгортки, яка забезпечує один цикл сигналів на екрані;

А.2 ГЕНЕРАТОР ЛЗО

А 2.1 Підготовка до роботи Встановити органи управління в такому порядку:

85