Лабораторний практикум з основного курсу фізики
Визначення динамічної в'язкості рідини методом Стокса. Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом відриву кільця. Визначення опору провідника за допомогою амперметра та вольтметра. Дослідження резонансних характеристик коливального контуру.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | методичка |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 21.05.2015 |
| Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для більш точного вимірювання часу опускання вантажу, в установці використовується електронний секундомір, який фіксує тривалість руху.
Хiд роботи
1. Встановити тягарці m1 на максимальній i однаковій відстані R від осі обертання.
2. Намотуючи нитку на блок, підняти вантаж m на висоту h i зупинити, зафіксувавши хрестовину.
3. Відпустити хрестовину i виміряти час опускання вантажу. Дослід повторити тричі i знайти середнє значення часу опускання вантажу m.
4. Підрахувати значення моменту інерції J, підставляючи у формулу (1.1.5) середнє значення часу.
5. Проробити пп. 1-5 для кількох різних положень тягарців відносно осі обертання. Результати вимірів i обчислень записати до таблиці 1.1.1.
6. Побудувати графік залежності J від R2 (див. рис.1.1.2) i методом екстраполяції визначити J0.
7. Визначити похибки вимірювання J.
8. Визначити масу тягарця m1, який закріплений на хрестовині.
9. Обчислити за формулою (1.1.6) моменти інерції J, скориставшись знайденими за графіком значеннями J0, величиною m1 та виміряними значеннями відстані R.
10. Одержані за формулою (1.1.6) значення моментів інерції J нанести на графік залежності J від R2.
Таблиця 1.1.1.
|
№ пор |
R, м |
r, м |
m, кг |
h, м |
, с |
<>, с |
J, кгм2 |
R2, м |
J0, кгм2 |
|
Контрольні запитання
1. Дати означення механічного руху; поступального і обертального рухів.
2. Яке тіло називають абсолютно твердим?
3. Дати означення таким фізичним величинам: переміщення, шлях, швидкість, прискорення.
4. Дати означення таким фізичним величинам: кутова швидкість, кутове прискорення. Вкажіть напрям цих векторів.
5. Запишіть формули зв'язку між лінійними та кутовими величинами при русі по колу.
6. Дати означення нормального і тангенціального прискорень.
7. Що таке маса, сила, імпульс?
8. Сформулюйте закони Ньютона.
9. Запишіть основний закон динаміки обертального руху.
10. Дайте означення моменту сили відносно нерухомої точки О. Як визначається напрямок цього моменту сили?
11. Дайте означення моменту сили відносно нерухомої осі Оz.
12. Що називають моментом інерції точки (тіла або системи точок) відносно осі обертання?
13. Сформулюйте теорему Штейнера.
Лабораторна робота № 1.2. ВИЗНАЧЕННЯ ДИНАМІЧНОЇ В'ЯЗКОСТІ РІДИНИ МЕТОДОМ СТОКСА
Мета роботи - ознайомитись із суттю явища внутрішнього тертя в газах та рідинах; експериментально визначити коефіцієнт динамічної в'язкості певної рідини.
Вказівки до виконання роботи.
Для виконання роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: явища переносу; внутрішнє тертя; рух тіл у рідинах та газах.
[1, т.1 §§ 15.2, 19.2; 2, §§ 31-33, 48; 3, вступ до розділу 5, §§ 3.3, 5.6;
4, т.1 §§ 19, 58-60, 112]
В'язкість (внутрішнє тертя) - це властивість реальних рідин та газів чинити опір переміщенню однієї частини рідини (газу) відносно іншої. При переміщенні одних шарів реальної рідини (газу) відносно інших виникають сили внутрішнього тертя, які мають напрямок вздовж дотичної до поверхні шарів.
Сила внутрішнього тертя між двома шарами рідини відповідно до закону Ньютона має вигляд:
1
,
де F - сила внутрішнього тертя; ? градієнт швидкості, який показує як змінюється швидкість при переході від шару до шару у напрямку осі Оy, перпендикулярному до напрямку руху шарів рідини (газу) (рис. 2.2.1); S - площа поверхні шарів; ? коефіцієнт пропорційності, який має назву динамічної в'язкості рідини (газу).
З рівняння Ньютона може бути визначена динамічна в'язкість рідини (газу):
.
У зв'язку з тим, що практичне визначення градієнта швидкості із застосуванням рівняння Ньютона викликає певні труднощі, в даній роботі використовується метод Стокса. Цей метод полягає у вимірюванні швидкості невеликих тіл сферичної форми, які повільно та рівномірно рухаються у рідині або газі.
На тіло, що падає в рідині (у даному випадку - металеву кульку), діють:
сила тяжіння ;
сила Архімеда ; (1.2.1)
сила опору .
1
Вираз для сили опору було встановлено емпіричним шляхом англійським фізиком та математиком Дж. Стоксом (рис. 1.2.2.). Сила Стокса виникає тому, що під час руху кульки в рідині має місце тертя між окремими шарами рідини. Так, найближчий до поверхні кульки шар рідини матиме швидкість кульки, бо рідина немовби налипає на неї. Інші шари матимуть тим меншу швидкість, чим далі знаходяться від кульки.
Внаслідок зростання швидкості падіння кульки сила опору також зростатиме (див. формулу сили Стокса). Тоді настане такий момент, коли сила врівноважиться силами FС та FА, після чого кулька почне рухатись рівномірно:
. (1.2.2)
З системи рівнянь (1.2.1) та рівняння (1.2.2) можна одержати робочу формулу:
, (1.2.3)
де g ? прискорення вільного падіння; d ? діаметр кульки; ? густина матеріалу, з якого зроблена кулька; p ? густина досліджуваної рідини; L ? шлях, що проходить кулька за час .
Коефіцієнт динамічної в'язкості рідини пов'язаний з коефіцієнтом кінематичної в'язкості співвідношенням:
, (1.2.4)
де - густина рідини.
Прилад для визначення коефіцієнта динамічної в'язкості (рис. 1.2.2) складається з скляного циліндра, заповненого досліджуваною рідиною. На бічній поверхні циліндра є дві позначки m та n, розташовані на відстані L одна від одної. Позначка m знаходиться трохи нижче від поверхні рідини. Її положення обирається так, щоб рух кульки між позначками можна було вважати рівномірним.
Хід роботи
1. За допомогою масштабної лінійки тричі виміряти відстань між позначками m та n і знайти середнє значення <L>. Результати цього та наступних вимірювань занести до таблиці 1.2.1.
2. За допомогою мікрометра тричі виміряти діаметр d кульки (після кожного виміру кульку слід виймати з мікрометра та вкладати в іншому положенні).
3. Розрахувати середнє значення <d>.
4. Розташувати кульку на незначній висоті над поверхнею рідини у центральній частині циліндричної посудини і, відпустивши її, виміряти час, за який вона пройде відстань між позначками m та n.
5. За формулою (1.2.3) визначити коефіцієнт динамічної в'язкості рідини .
6. Виконати пп. 2 -4 ще для двох кульок.
7. Розрахувати кінематичну в'язкість досліджуваної рідини за формулою (1.2.4).
8. Визначити похибки вимірювання коефіцієнта динамічної в'язкості рідини (див. глава І, розділ 3).
Таблиця 1.2.1.
|
L, м |
Дослід з 1-ю кулькою |
Дослід з 2-ю кулькою |
Дослід з 3-ю кулькою |
|||||||
|
d, м |
<d>, м |
, с |
d, м |
<d>, м |
, с |
d, м |
<d>, м |
, с |
||
Контрольні запитання
1. Які Ви знаєте явища переносу?
2. Дайте означення в'язкості (внутрішнього тертя).
3. Поясніть фізику виникнення внутрішнього тертя.
4. Запишіть закон Ньютона для сили внутрішнього тертя.
5. Дайте означення коефіцієнта динамічної в'язкості. Яку розмірність він має?
6. Дайте означення коефіцієнта кінематичної в'язкості. Який зв'язок між коефіцієнтами кінематичної і динамічної в'язкості?
7. Що називають градієнтом швидкості?
8. Дайте означення ламінарної і турбулентної течії.
9. Що визначає критерій Рейнольдса?
10. У чому полягає метод Стокса? Виведіть робочу формулу.
11. Поясніть практичне значення коефіцієнта в'язкості в будівельних галузях.
Розділ 2. Молекулярна фізика
Лабораторна робота № 2.1. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИНИ МЕТОДОМ ВІДРИВУ КІЛЬЦЯ
Мета роботи - вивчити властивості поверхневого шару рідин та визначити коефіцієнт поверхневого натягу рідини.
Вказівки до виконання роботи
Для виконання роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: особливості рідкого стану речовини, поверхневий натяг.
[1, т.1, §§ 19.1, 19.3, 19.5; 2, §§ 60, 66; 3, 4.2, 6.2; 4, т.1, §§ 115-119]
Коефіцієнт поверхневого натягу рідини визначається через приріст поверхневої енергії рідини при збільшенні площі поверхні на :
,
а також через силу поверхневого натягу FН, яка діє на контур L, що обмежує поверхню рідини:
. (2.1.1.)
Сили поверхневого натягу рідини FН зумовлені існуванням міжмолекулярних сил притягання. У зв'язку з тим, що концентрація молекул рідини в газі (над поверхнею рідини) значно менша, ніж в самій рідині, то сила міжмолекулярної взаємодії напрямлена всередину рідини, що й викликає появу сил поверхневого натягу.
Сила поверхневого натягу FН напрямлена перпендикулярно до контуру, який обмежує поверхню рідини (або яку-небудь ділянку поверхні), вздовж дотичної до поверхні, в сторону скорочення її поверхні.
В даній роботі для визначення коефіцієнта поверхневого натягу використовують метод відриву кільця від поверхні рідини.
Сила відриву кільця від поверхні визначається за допомогою торсійних терезів (рис. 2.1.1). Основним елементом терезів є плоска спіральна пружина, яка деформується під дією ваги предмета. Величина деформації пружини пропорційна навантаженню, а тому шкалу терезів, яка показує кут закручування пружини, градуйовано в одиницях сили. В момент відриву кільця терези показують силу F, яка дорівнює сумі сил поверхневого натягу FН та ваги вогкого кільця P:
1
. (2.1.2)
Відрив кільця від поверхні (рис. 2.1.1) пов'язаний з розривом поверхні рідини по двох периметрах кільця: . Враховуючи (2.1.1) та (2.1.2.) можна одержати робочу формулу для визначення коефіцієнта поверхневого натягу :
, (2.1.3)
де d1 та d2 відповідно внутрішній та зовнішній діаметри кільця.
Хід роботи
1. За допомогою опорних гвинтів встановити бульбашку, яка контролює горизонтальність терезів, у центральне положення.
2. Користуючись ручкою, розташованою на правому боці терезів, звільнити коромисло з підвішеним на ньому кільцем від затискувача.
3. За допомогою розташованої на лівому боці терезів ручки встановити зусилля відриву прядку 800 мГ.
4. Розташувати під кільцем склянку з водою.
5. За допомогою лівої ручки зменшувати зусилля доти, поки кільце не доторкнеться до поверхні води.
6. Повільно обертаючи ліву ручку, відірвати кільце від поверхні води. Після відриву зафіксувати величину сили відриву F. При цьому слід враховувати, що шкалу терезів градуйовано в міліграмах.
7. Обертаючи ліву ручку в протилежний бік, прийти до такої ситуації, коли коромисло терезів займає горизонтальне положення і починає коливатись навколо нього. Визначити вагу вогкого кільця Р.
8. Повторити пункти 5 - 7 два рази.
9. Нагріти воду у склянці до 50 оС і виконати пункти 3 - 8.
10. Знайти силу для кожного виміру.
11. За формулою (2.1.3) визначити величину . Виконати розрахунки середнього значення (за результатами трьох вимірів) для двох значень температури води.
12. Всі результати вимірювань та розрахунків занести до таблиці 2.1.1.
Таблиця 2.1.1
|
№ пор. |
Температура води t, оC |
Сила відриву F, Н |
Вага вогкого кільця P, Н |
FН, Н |
, Н/м |
|
Контрольні запитання
1. Який вигляд має графічна залежність потенціальної енергії взаємодії однієї пари молекул від відстані між ними?
2. Яке співвідношення між потенціальною і кінетичною енергіями характерне для різних агрегатних станів речовини?
3. Який характер руху молекул у рідині? Що характеризують поняття далекого та близького порядків?
4. Що називається сферою молекулярної дії?
5. Чому рідину практично неможливо стиснути? Який порядок товщини поверхневого шару?
6. Що називається коефіцієнтом поверхневого натягу? Як напрямлена сила поверхневого натягу?
Лабораторна робота № 2.2. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ТВЕРДИХ ТІЛ МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМУ
Мета роботи - визначити явища переносу; виміряти коефіцієнт теплопровідності ебоніту.
Вказівки до виконання роботи
Для виконання роботи необхідно вивчити такий матеріал: явища переносу; теплопровідність.
[1, т.1 §§ 15.3; 2, §§ 48; 3, вступ до розд.5, §§ 5.8-5.10; 4, т.1 §§ 112, 113]
Щоб експериментально визначити коефіцієнт теплопровідності можна використати процес передачі теплоти в твердому тiлi, оскільки закономірності такого процесу завжди пов'язані з коефіцієнтом теплопровідності.
Коефіцієнт теплопровідності можна знайти з основного рівняння, яке описує процес теплопровідності - рівняння Фурє:
,
де - кількість тепла, що передається вздовж осі x крізь елемент площі за час при градієнті температури .
Звiдси
.
Практичне вимірювання величин, які входять в останнє рівняння, має деякі ускладнення, тому краще розглядати такi процеси, в яких можна легко i точно вимiряти всi величини, що входять до розрахункової формули для визначення . Один iз таких процесiв - регулярний режим.
Нехай нагрiте до деякої температури T тiло розмiщене в середовищi, яке добре проводить тепло (наприклад вода).Температура цього середовища пiдтримується сталою і рівною T0. Тодi внаслiдок теплопровiдностi рiзниця температур тiла та середовища постiйно зменшуватиметься i в момент встановлення рiвноваги дорiвнюватиме нулю. Закон цього зменшення, тобто функцiя ДT=f(), залежить вiд розмiрiв та форми тiла, його теплофiзичних властивостей, а також вiд того, як було нагрiте тiло (рiвномiрно чи нi) перед початком дослiду. В початковiй стадiї теплообмiну цей закон досить складний.
З часом настає так званий регулярний режим нагрiвання (чи охолодження), при якому рiзниця температур мiж будь-якою точкою зразка та навколишнiм середовищем залежить вiд часу за законом:
. (2.2.1)
Величина a у формулі (2.2.1) називається темпом нагрiвання (чи охолодження) i пов'язана з властивостями тiла:
, (2.2.2)
де k - коефiцiєнт форми, що залежить вiд форми та розмiрiв тiла; c - питома теплоємнiсть тiла; - густина тiла. Для цилiндра:
, (2.2.3)
де R, h - вiдповiдно радiус i висота цилiндра.
Таким чином, визначення коефiцiєнта теплопровідностi цилiндричного зразка з вiдомими густиною речовини та питомою теплоємнiстю c зводиться до визначення темпу нагрiвання а. З цiєю метою вимiрюють рiзницю температур мiж зразком i зовнiшнiм середовищем у рiзнi моменти часу.
Згiдно з (2.2.1)
. (2.2.4)
1
Залежність після настання регулярного режиму на графіку має вигляд прямої з кутовим коефіцієнтом а (рис. 2.2.1).
Щоб знайти темп нагрівання а, на прямолiнiйнiй ділянці графіка вибирають довільно (але на досить великій відстані одна від одної) точки 1 i 2. Для цих точок визначають моменти часу ф1 та ф2, а також відповідні їм значення логарифмів різниці температур lnДT1 i lnДT2.
Тодi темп нагрівання розраховується за формулою:
. (2.2.5)
Пiсля визначення темпу нагрiвання можна знайти коефiцiєнт теплопровiдностi:
. (2.2.6)
За середовище, в якому нагрiвається зразок, доцiльно взяти воду, яка кипить, оскiльки, по-перше, в цьому разi забезпечується достатнiй теплообмiн поверхнi зразка з водою за рахунок перемiшування, по-друге, температура води, що кипить, вiдома та не змiнюється, коли зразок нагрiвається.
Температуру вимiрюють за допомогою диференцiальної термопари та потенцiометра постiйного струму або самозаписувача.
Хiд роботи
1. Ознайомитися з установкою. Увiмкнути нагрiвник та довести воду у посудинi до кипiння. Пiдтримувати температуру води протягом усього дослiду.
1
Вимiряти радіус R та висоту зразка h. За формулою (2.2.3) обчислити коефiцiєнт форми k.
2. Занурити цилiндр у воду та увiмкнути самозаписувач. Протягом 15-20 хв отримати діаграму залежності температури зразка від часу (рис.2.2.2).
3. Для визначення темпу нагрівання опрацювати діаграмну стрічку. Для цього:
а) нанести на діаграму шкалу температур (мінімальна температура зразка - кімнатна, а максимальна - 100 оС);
б) знаючи швидкість руху діаграмної стрічки, нанести на діаграму шкалу часу;
в) через кожні 120 с одержати значення температури зразка t оС. Значення температури та часу занести до таблиці 2.2.1.
4. Розрахувати різницю між температурою зразка та киплячою водою і занести її в табл. 2.2.1.
5. Побудувати графік залежності .
6. За формулою (2.2.5) визначити темп нагрівання а.
7. За формулою (2.2.6) розрахувати коефіцієнт теплопровідності ебоніту .
Таблиця 2.2.1
|
№ пор. |
, с |
t оC |
T, K |
lnT |
, Вт/(м•К) |
|
Темп нагріву зразка а можна визначити дещо змінюючи засіб обробки температурної залежності зразка від часу .
1
При всякому відображенні температури на папері (машинному: автоматичний вимір і друк температури за допомогою самописців або ручному: побудова діаграм і графіків ) виконується співвідношення пропорційної залежності між значенням температури Т і значенням координати l, яка відповідає цьому значенню температури (рис. 2.2.3).
Тобто:
~; ; ;
Різниця логарифмів
відповідає логарифму відношення
Коефіцієнт пропорційності скорочується і відношення температур відповідає відношенню координат.
Обробка графіка залежності температури зразка від часу виконується у такій послідовності:
1. Для кожного з вибраних значень часу виміряти лінійкою різницю координат, які відповідають температурі киплячої води та температурі зразка , де (ДlT1 відповідно TК - T1 ) (рис. 2.2.4).
1
2. Отримані значення різниць (; ; ; ...), виміряних в мм, прологарифмувати:
; ; ; ... .
3. На підставі значень часу (0, ф1, ф2,…) і відповідних значень , побудувати графік залежності . Лінію графіка визначити прямою лінією. Зовнішній вигляд графіка співпадає з рисунком 2.2.1.
4. На графіку вибрати дві точки на початку і в кінці досліду. По вибраним точкам визначити значення їх координат.
5. Використовуючи данні обробки графіка, визначити темп нагрівання за формулою:
.
Контрольні запитання
1. Які явища переносу Вам відомі?
2. Дайте означення явища теплопровідності.
3. Запишіть закон Фур'є для теплопровідності.
4. Що називається коефіцієнтом теплопровідності? Його фізичний зміст.
5. Від чого залежить теплопровідність тіл.
6. Дайте означення градієнта температури.
7. Поясніть фізичний зміст знака мінус („-”) в законі Фур'є.
8. Що таке регулярний режим нагрівання? Запишіть закон зміни температури від часу при регулярному режимі.
9. Поясніть практичне значення коефіцієнта теплопровідності будівельних матеріалів.
Розділ 3. Електрика та магнетизм
Лабораторна робота № 3.1. Вивчення розподілу потенціалу електростатичного поля
Мета роботи ? вивчити характеристики електростатичного поля, експериментально дослідити характер електростатичного поля; визначити еквіпотенціальні поверхні та лінії напруженості.
Вказівки до виконання роботи
Електростатичними полями називають електричні поля, які на змінюються з часом, такі поля створюються нерухомими електричними зарядами. Електростатичне поле характеризується в кожній точці простору вектором напруженості , який є його силовою характеристикою, і електростатичним потенціалом, який є його енергетичною характеристикою. Напруженістю електростатичного поля в будь-якій точці називають вектор , який чисельно дорівнює силі, з якою це поле діє на одиничний позитивний заряд q, вміщений в дану точку. Напрям вектору співпадає з напрямом дії сили на позитивний заряд:
(3.1.1)
Якщо відома напруженість, можна визначити силу, що буде діяти на заряд:
.
Потенціалом електростатичного поля в будь-якій точці називається скалярна фізична величина , що чисельно дорівнює роботі, яку виконують електростатичні сили при переміщенні одиничного позитивного заряду з даної точки поля в нескінченно віддалену точку, потенціал якої дорівнює нулю. Очевидно, що ця робота чисельно дорівнює роботі, яку виконують зовнішні сили (проти сил електростатичного поля) при перенесенні одиничного позитивного заряду з нескінченності в дану точку поля.
При переміщенні заряду q з точки a, потенціал якої дорівнює , в точку b з потенціалом , сили поля виконують роботу А:
. (3.1.2)
Напрям вектора напруженості поля та розподіл потенціалів у ньому можна; зобразити наочно, якщо скористуватися поняттям про лінії напруженості поля (силовими лініями поля) та про поверхні рівного потенціалу (еквіпотенціальні поверхні). Лініями напруженості електростатичного поля називають криві, дотичні до яких у кожній точці збігаються з напрямом вектора напруженості поля. Лінії напруженості не перетинаються, оскільки в кожній точці поля вектор має лише один напрям.
Силові лінії проводять так, щоб число ліній N, яке пронизує одиничну площадку перпендикулярної до них поверхні, дорівнювало чисельному значенню вектора .
Еквіпотенціальною поверхнею називають геометричне місце точок з однаковим потенціалом. Еквіпотенціальні поверхні на площині зображаються графічно у вигляді ліній (рис. 3.1.1), які прийнято проводити так, щоб різниця потенціалів між будь-якими двома сусідніми лініями була однакова. Згідно з фізичним змістом потенціалу лінії напруженості завжди перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь.
Щоб переконатися в цьому, розглянемо роботу, яку виконуватиме поле при переміщенні заряду вздовж еквіпотенціальної поверхні на малому переміщенні .
, (3.1.3)
де ? кут між напрямком діючої сили і переміщенням (в нашому випадку ? між та еквіпотенціальною поверхнею). Робота по переміщенню заряду вздовж еквіпотенціальної поверхні дорівнює нулю, бо . Отже, . А це означає, що лінії напруженості поля перпендикулярні до поверхонь рівного потенціалу.
Оскільки в електростатичному полі поверхня провідника є поверхнею рівного потенціалу, то лінії напруженості будуть завжди перпендикулярні до поверхні провідника (рис. 3.1.1).
1
Взаємна перпендикулярність ліній напруженості і поверхонь рівного потенціалу істотно полегшує експериментальне дослідження електростатичного поля: знайшовши лінії напруженості, можна визначити еквіпотенціальні поверхні, і навпаки, знайшовши поверхні рівного потенціалу, можна побудувати лінії напруженості. Експериментально легше виміряти потенціали електростатичного поля, ніж його напруженість. Справа в тому, що більшість електровимірювальних приладів, і в першу чергу зонди в комбінації з електрометрами, різні індикатори струму в комбінації з потенціометрами, вимірюють різницю потенціалів між різними точками поля, а не його напруженість. Вивчати електростатичне поле за допомогою електростатичних приладів важко. Тому в більшості випадків, як і в нашій задачі, експериментально вивчається розподіл потенціалів в електростатичному полі, а не розподіл його ліній напруженості. Силові лінії будують потім як лінії, перпендикулярні до експериментально знайдених еквіпотенціальних поверхонь рівного потенціалу.
Зв'язок між та визначається за формулою:
, (3.4)
де ? швидкість зміни потенціалу в напрямі силової лінії, що чисельно дорівнює зміні потенціалу, який припадає на одиницю довжини силової лінії. Якщо поле однорідне, то
, (3.5)
де - відстань між поверхнями з потенціалами та (рис. 3.1.1).
Проте визначення еквіпотенціальних поверхонь за допомогою зондів теж не проста задача, оскільки в непровідному середовищі (наприклад, в повітрі) важко зрівняти потенціали зонда та досліджуваної точки поля. Тому в даній роботі вивчення електростатичного поля нерухомих зарядів замінено вивченням поля постійного електричного струму.
Заміна електростатичного поля еквівалентним по конфігурації електричним полем струму не завжди можлива. Користуватися заміною можна тоді, коли: 1) середовище однорідне; 2) провідність його надзвичайно мала в порівнянні з провідністю електродів. Виконання цих умов означає, що поле між електродами при проходженні струму залишається таким самим, яким воно було б у вакуумі при наявності на електродах тільки статичних зарядів.
1
В даній роботі електростатичне поле створюється між двома металевими електродами “a” і “c” різної форми, закріпленими на аркуші електропровідного паперу (рис. 3.1.2), до яких прикладається напруга від джерела електрорушійної сили. Такий папір має незначну провідність порівняно з матеріалом електродів, а тому поверхні останніх можна вважати еквіпотенціальними. Для вивчення розподілу потенціалів між електродами “a” і “c” вміщують металевий зонд “b”, з'єднаний через прилад-індикатор (вольтметр) з точкою В. Якщо між зондом “b” і точкою В є якась різниця потенціалів, то індикатор покаже наявність напруги. Напруга на індикаторі буде відсутня у тому випадку, коли точки b і В мають однаковий потенціал. Відшукавши ряд таких точок, визначимо еквіпотенціальну поверхню, потенціал якої відповідає значенню напруги на вольтметрі .
Змінюючи напругу на зонді за допомогою реостату, визначимо серію еквіпотенціальних ліній і будуємо систему перпендикулярних до них ліній - ліній напруженості. Таким чином отримаємо повну якісну картину електростатичного поля.
Хід роботи
1. Встановити на вольтметрі напругу , що складає 90% від напруги на вольтметрі і зняти еквіпотенціальну лінію напругу на вольтметрі рекомендується брати в межах (20 ч 25) В.
2. Побудувати еквіпотенціальні лінії для = 0,9; = 0,8 і т.д.
3. За картиною еквіпотенціальних ліній побудувати лінії напруженості.
4. За картиною еквіпотенціальних ліній обчислити напруженість електричного поля поблизу електродів.
5. До звіту про роботу додати оригінал одержаних кривих.
Контрольні запитання
1. Що таке електростатичне поле?
2. Що таке напруженість та потенціал електростатичного поля? Який зв'язок між ними?
3. У чому полягає принцип суперпозиції електричного поля?
4. Що таке силові лінії електростатичного поля?
5. Що таке еквіпотенціальні поверхні електростатичного поля?
6. Як графічно зображаються електростатичні поля?
7. Як експериментально досліджувалося в роботі електростатичне поле?
Лабораторна робота № 3.2. ВИЗНАЧЕННЯ ОПОРУ ПРОВІДНИКА ЗА ДОПОМОГОЮ АМПЕРМЕТРА ТА ВОЛЬТМЕТРА
Мета роботи - вивчити закони постійного струму на прикладі розгалужених кіл; визначити невідомий опір методом вимірювання напруги та струму при різних способах вмикання приладів.
Вказівки до виконання роботи
Для виконання роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: електричний струм; сила струму та його густина; закон Ома для однорідної та неоднорідної ділянок кола; опір провідників; правила Кірхгофа для розгалужених кіл.
[1, т.2, §§ 2.1-2.3, 2.6; 2, §§ 96-98, 100, 101; 3, §§ 8.9; 4, т.2, §§ 31, 33-36]
Існує декілька способів вимірювання електричних опорів. Для безпосереднього вимірювання опорів застосовуються прилади: омметри, мегаомметри. Омметр для вимірювання великих опорів - це звичайний магнітоелектричний вольтметр, включений за певною схемою. У мегаомметра, як вимірювача, також використовують магнітоелектричний прилад, але спеціальної конструкції. Мегаомметром користуються, наприклад, для вимірювання опору ізоляції струмопровідних частин електроустановок, який повинен бути дуже великим.
У вимірювальній техніці широко застосовуються місткові методи, або методи порівняння за допомогою місткових схем (зручною і поширеною є схема містка Уітстона). Ці методи дають змогу вимірювати опори з високою точністю. Точність обумовлена застосуванням змінних зразкових мір опору, з якими порівнюються невідомі опори.
Найпростіший спосіб вимірювання опорів - метод амперметра і вольтметра. За цим методом величину невідомого опору вираховують використовуючи закон Ома для ділянки кола:
, (3.2.1)
де U, I - відповідно напруга і сила струму на даній ділянці.
На рис.3.2.1 та 3.2.2 наведено дві можливі схеми для визначення невідомого опору.
1
Першу схему використовують для вимірювання малих опорів (порівняно з опором вольтметра). Амперметр у цій схемі вимірює загальний струм, який протікає і по опору RХ, і по обмотці вольтметра. Якщо опір RХ малий, то по ньому проходить майже весь струм, оскільки струм, який тече через вольтметр, дуже малий.
Невідомий опір можна знайти за формулою
, (3.2.2)
де RВ - опір вольтметра. З формул (3.2.1) і (3.2.2) видно, що R<RХ. Причому, чим більший опір вольтметра, тим ближче R до RХ.
Другу схему (рис. 3.2.2) використовують для вимірювання великих опорів (порівняно з опором амперметра). Вольтметр у цій схемі вимірює спад напруги і на опорі RХ, і на обмотці амперметра. Оскільки опір RХ дуже великий, на нього витрачається майже вся напруга мережі.
Невідомий опір можна знайти за формулою
, (3.2.3)
де RА - опір амперметра. З формул (3.2.1) і (3.2.3) видно, що R>RХ. Причому, чим менший опір амперметра, тим ближче R до RХ.
Метод амперметра і вольтметра застосовують тоді, коли можна обійтись без великої точності вимірювань.
Хід роботи
1. Зібрати коло за схемою на рисунку 3.2.1.
2. Записати покази вольтметра U при трьох різних значеннях сили струму І. Результати вимірювань занести до таблиці 3.2.1.
3. Зібрати коло за схемою на рисунку 3.2.2
4. Записати покази вольтметра U при трьох різних значеннях сили струму І. Результати вимірювань занести до таблиці 3.2.2.
5. Розрахувати вимірюваний опір за формулою (3.2.1), знайти його середнє значення.
6. Обчислити вимірюваний опір за формулою (3.2.2) та (3.2.3). Знайти середнє значення результатів для кожної схеми вмикання приладів.
7. Виразити у процентах, наскільки відрізняються результати наближених підрахунків за формулою (3.2.1) від середнього значення вимірюваного опору.
8. Результати обчислень занести до таблиці 3.2.1 та 3.2.2.
Таблиця 3.2.1
|
№ пор. |
U, В |
І, А |
R, Ом (3.2.1) |
RX, Ом (3.2.2) |
||
Таблиця 3.2.2
|
№ пор. |
U, В |
І, А |
R, Ом (3.2.1) |
RX, Ом (3.2.3) |
||
Контрольні запитання
1. Що називається електричним струмом? Умови його існування.
2. Дайте означення сили струму та його густини.
3. У чому полягає фізичний зміст потенціалу електричного поля, напруги?
4. Дайте означення опору. Від яких величин і як залежить опір провідника?
5. Запишіть закон Ома для однорідної ділянки кола в інтегральній і диференціальній формі.
6. Запишіть закон Ома для неоднорідної ділянки кола. Покажіть, що це узагальнений закон та з нього можна дістати закон Ома як для ділянки так і для замкненого кола.
7. Сформулюйте правила Кірхгофа. Доповніть їх правилами знаків.
8. Що таке амперметр і як він вмикається в коло. Чому саме так?
Що таке вольтметр і як він вмикається в коло. Чому саме так?
Лабораторна робота № 3.3. ГРАДУЮВАННЯ гальванометра
Мета роботи - вивчити закони постійного струму, навчитися складати кола, градуювати прилади для вимірювання струму і напруги та визначати ціну поділки шкали градуйованого гальванометра.
Вказівки до виконання роботи
Для виконання роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: електричний струм; сила струму та його густина; закон Ома для ділянки кола; опір провідників; правила Кірхгофа для розгалужених кіл.
[1, т.2, §§ 2.1-2.3, 2.6; 2, §§ 96-98, 100, 101; 3, т.1, §§8, 31, 33-36]
У колах постійного та змінного струмів для вимірювання сили струму використовують амперметри, а для вимірювання напруги ? вольтметри. Ці прилади виготовляються на основі одного й того ж самого вимірювального приладу - гальванометра і відрізняються один від одного внутрішнім опором та шкалами.
Як і до інших вимірювальних приладів, до амперметрів та вольтметрів ставляться такі вимоги: їхнє вмикання у коло не повинно призводити до помітної зміни режиму роботи всього кола або окремих його ділянок. Це досягається тим, що під час кожного конкретного вимірювання сили струму або напруги відповідні вимірювальні прилади підбираються з урахуванням їх власного опору.
Для того, щоб виміряти величину струму, необхідно через прилад пропустити увесь цей струм або наперед відому його частину, тому амперметр потрібно вмикати послідовно у розрив тієї ділянки мережі, де необхідно виміряти струм. Однак при такому підключенні опір амперметра збільшить загальний опір кола і зменшить струм у ньому. Щоб цього не сталося, обмотку амперметрів роблять із невеликої кількості витків дроту, великої товщини. Завдяки цьому обмотка має невеликий опір.
Щоб одним і тим самим амперметром можна було вимірювати великі струми, паралельно йому вмикають шунт ? провідник із малим відомим опором, меншим за опір амперметра. Опір шунта має бути таким, щоб через гальванометр проходив струм не більше допустимого значення, а основна частина струму проходила через шунт. Опір шунта розраховують за формулою
, (3.3.1)
де IГ ? значення сили струму, на яку розрахований гальванометр (амперметр), I ? значення сили струму, яку потрібно виміряти цим гальванометром (амперметром), RГ ? опір гальванометра.
Для вимірювання напруги між будь-якими двома точками електричного кола до них підключають вольтметр, при цьому частина струму буде відгалужуватись через нього. Щоб зменшити вплив вольтметра на коло, опір вольтметра роблять якомога більшим ? значно більшим, ніж опір ділянки кола. Тому струм, який проходить через вольтметр, дуже малий.
Для вимірювання дуже великої напруги до гальванометра послідовно вмикають додатковий достатньо великий опір. При цьому загальний опір збільшується і струм у ньому, навіть при значній напрузі, не перевищує величини, допустимої для даного гальванометра. Додатковий опір розраховують за формулою
, (3.3.2)
де U ? напруга, яку необхідно виміряти.
Амперметри, як і вольтметри, часто виготовляють на різні діапазони струмів чи напруг. Для цього в корпусі приладу монтують два або декілька шунтів (чи додаткових опорів), які перемикачем з'єднуються з клемами гальванометра.
Важливими характеристиками електровимірювальних приладів є ціна поділки шкали та клас точності приладу. Ціна поділки К визначається значенням вимірюваної фізичної величини, яке відповідає одній поділці шкали. Для цього необхідно поділити максимальну силу струму (напругу), яку вимірює даний прилад, на число поділок на шкалі приладу. В приладах, які мають кілька діапазонів вимірювання, максимальна сила струму (напруга) вказується біля перемикача діапазонів або біля відповідної клеми приладу.
Іноді, особливо для приладів, розрахованих для вимірювання малих значень струмів та напруг, зручно розглядати не ціну поділки шкали, а чутливість приладу S, яка визначається лінійним або кутовим переміщенням покажчика (стрілки), що відповідає одиниці вимірюваної величини. Ціна поділки шкали та чутливість приладу обернено пропорційні одна одній, тобто
. (3.3.3)
У даній роботі за показами приладів з відомою ціною поділки шкали (еталонних) потрібно визначити ціну поділки шкали гальванометра, тобто проградуювати його. Для зміни сили струму при градуюванні гальванометра як амперметра використовується реостат (рис. 3.3.1). У цьому разі змінний опір R вмикається в коло послідовно. Для плавного регулювання струму змінний опір підбирається невеликим (кілька десятків Ом). Для зміни напруги при градуюванні гальванометра як вольтметра використовується потенціометр (подільник або регулятор напруги) (рис. 3.3.2). У цьому разі загальний опір потенціометра повинен бути великим (декілька сотень Ом).
Хід роботи
А. Градуювання гальванометра як амперметра.
1. Зібрати коло за схемою (рис. 3.3.1).
1
2. Змінюючи за допомогою реостата силу струму в колі, записати в таблицю 3.3.1 покази еталонного (в амперах) та градуйованого (в поділках) приладів.
3. За отриманими даними побудувати графік залежності показів градуйованого приладу від струму.
4. Користуючись графіком, визначити ціну поділки шкали градуйованого приладу.
5. Розрахувати за допомогою формули (3.3.3) чутливість градуйованого приладу.
6. Розрахувати за допомогою формули (3.3.1) величину опору шунта .
Таблиця 3.3.1
|
№, пор. |
n, поділок |
I, A |
K, А/поділ. |
S, поділ./А |
|
Б. Градуювання гальванометра як вольтметра.
1. Зібрати коло за схемою (рис. 3.3.2).
1
2. Змінюючи напругу, записати до таблиці 3.3.2 покази еталонного (у вольтах) та градуйованого (в поділках) приладів.
3. За отриманими даними побудувати графік залежності показів градуйованого приладу від напруги.
4. Користуючись графіком, визначити ціну поділки шкали градуйованого приладу.
5. Розрахувати за допомогою формули (3.3.3) чутливість градуйованого приладу.
6. Розрахувати за допомогою формули (3.3.2) величину додаткового опору .
Таблиця 3.3.2
|
№, пор. |
n, поділок |
U, В |
K, В/поділ. |
S, поділ./В |
|
Контрольні запитання
1. Що називають електричним струмом?
2. Дайте означення сили струму та густини струму.
3. Що таке напруга на ділянці кола?
4. Дайте означення опору. Від яких величин і як залежить опір провідника?
5. Що таке шунт? Як його використовують та яким чином вмикають в коло?
6. В яких випадках виникає потреба у застосуванні додаткового опору (шунта)?
7. Як розрахувати опір шунта? додаткового опору?
8. Що таке ціна поділки і чутливість приладу?
9. Сформулюйте правила Кірхгофа. Доповніть їх правилами знаків.
Лабораторна робота № 3.4. ГРАДУЮВАННЯ ТЕРМОПАРИ
Мета роботи - вивчити термоелектричні явища, проградуювати термопару, засвоїти метод вимірювання температури за допомогою термопари.
Вказівки до виконання роботи
Перед виконанням роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: класична теорія електропровідності металів; робота виходу електронів з металу; контактна різниця потенціалів; термоелектричні явища та їх практичне використання
[1, т.2 §§ 4.1-4.3, 4.6, 4.7; 2, §§ 240, 246, 247; 4, т.3 §§ 60, 62, 63]
Під термоелектричними розуміють групу фізичних явищ (явища Зеебека, Пельтьє та Томпсона), зумовлених існуванням взаємозв'язку між тепловими та електричними процесами в металах (а також у напівпровідниках).
У XIX столітті Пельтье відкрив явище, яке полягає в тому, що при пропусканні струму через коло, що складається з різнорідних металів, крім тепла Джоуля-Ленца в одних спаях відбувається виділення, а в інших поглинання тепла. Це явище називається явищем Пельтье. Фізичний зміст явища Пельтье полягає в тому, що носії струму в різних металах мають різну середню енергію. Якщо носії струму, пройшовши через спай, попадають в область з меншою енергією, вони віддають надлишок енергії кристалічній решітці, в результаті чого спай нагрівається. При зворотному переході носіїв струму недостатню енергію носії запозичають у решітки, що призводить до охолодження спаю.
У середині XIX сторіччя Э. Томсон на підставі термодинамічних міркувань показав, що тепло, аналогічне теплу Пельтье, повинне або виділятися або поглинатися при проходженні струму по однорідному провіднику, уздовж якого існує градієнт температури. Цей ефект був експериментально виявлений і одержав назву явища Томсона.
Пояснення явища Томсона полягає в наступному. Якщо струм спрямований убік зростання температури (а рух електронів у протилежну сторону), то електрони при своєму русі будуть переходити з місць з більш високою температурою (тобто з місць з більшою середньою енергією електронів) у місця з більш низькою температурою (і меншою середньою енергією). Надлишок енергії електрони віддають кристалічній решітці, що і призводить до додаткового виділення тепла в порівнянні з теплом Джоуля ? Ленца. При зворотному напрямку струму буде спостерігатися явище поглинання тепла.
Якщо привести до стикання два різних метали, то між ними виникає різниця потенціалів. Різниця потенціалів, що виникає при контакті двох різних металів, одержала назву контактної різниці потенціалів.
Контактна різниця потенціалів обумовлена тим, що при стиканні металів частина електронів з одного металу переходить в іншій. Перехід електронів з одного з одного металу в іншій обумовлений тим, що рівні Фермі, а отже, і роботи виходів електронів з цих металів неоднакові. Рівнем Фермі називається, найвищий енергетичний рівень зайнятий електронами. При виникненні контакту між металами електрони з металу з більш високим рівнем Фермі (тобто з меншою роботою виходу) почнуть переходити на більш низькі вільні рівні другого металу в якому рівень Фермі лежить нижче. Перехід буде відбуватися доти, поки рівні Фермі не вирівняються. Величина цієї різниці потенціалів визначається формулою:
1
,
де - А1 і А2 - роботи виходів електронів з першого і другого металів, е - заряд електрона, k - стала Больцмана, n1 та n2 - концентрація електронів у першому і другому металах.
Розглянемо замкнене коло, що складається з двох різних металів “1” і “2” (рис. 3.4.1). На границі розділу A виникає різниця потенціалів:
тоді як на границі розділу B:
Неважко помітити, що сума різниць потенціалів у цьому замкнутому колі буде дорівнювати нулю:
.
Отже електрорушійна сила такого кола, складеного з яких завгодно електронних провідників, що знаходяться при однаковій температурі, дорівнює нулю. Іншими словами, якщо спаї А і В підтримувати при однаковій температурі, то е.р.с. у колі виникнути не може. Це легко випливає з простих термодинамічних міркувань, тому що виникнення струму в колі суперечило б другому закону термодинаміки.
Неважко помітити, що якщо спаї А і В (рис. 3.4.1) підтримувати при різних температурах, то стрибок потенціалів у цьому випадку буде відмінний від нуля й у колі потече струм. Це явище було відкрито Зеебеком і назване термоелектрикою, а виникаюча при цьому е.р.с. - термоелектрорушійною силою (термо.е.р.с). Термо.е.р.с. обумовлена двома причинами:
З одного боку контактна різниця потенціалів для спаїв, що знаходяться при різних температурах, неоднакова і сума стрибків потенціалу для всього кола відмінна від нуля, що в остаточному підсумку обумовлено залежністю рівня Фермі від температури. Виникаюча в цьому випадку е.р.с. визначається формулою:
конт.= А ? В = конт.(Т2 - Т1)
1
З іншого боку, в однорідному провіднику існує градієнт температур. У цьому випадку уздовж провідника (рис. 3.4.2) виникає градієнт концентрації електронів з даним значенням енергії. Це призводить до дифузії більш швидких електронів до холодного кінця, а більш повільних - до теплого. У силу того, що дифузійний потік повільних електронів менше потоку швидких електронів, то поблизу холодного кінця утвориться надлишок електронів, а поблизу гарячого кінця - недолік. У провіднику виникає електричне поле, що перешкоджає нерівномірності дифузійних потоків. Коли ці потоки вирівнюються, у кожнім перерізі провідника настає рівноважний стан. Таким чином, у колі, що складається з двох різних металів, кінці яких підтримуються при різних температурах, виникає стрибок потенціалу, обумовлений дифузійним явищем. Е.р.с., що відповідає дифузійним явищам, визначається формулою:
диф.= диф.(Т2 - Т1)
Отже, повна термо.е.р.с. , складається із суми:
= конт. + диф.
Позначивши суму (конт. + диф.) через , одержимо:
. (3.4.1)
Величину називають питомою термо-ЕРС даної пари металів. Вона показує як змінюється термо-ЕРС при зміні різниці температур спаїв на 1 К. Для більшості пар металів має порядок 10-5 10-4 В/К; для напівпровідників вона може бути значно більшою (до 1,510-3 В/К). В окремих випадках питома термо-ЕРС слабко залежить від температури. Як правило, зі збільшенням різниці температур спаїв термо-ЕРС змінюється не за лінійним законом, а досить складним чином.
1
Явище Зеебека використовується для вимірювання температур. Відповідний пристрій називається термопарою, що є двома дротинами, виготовленими з різних металів, або сплавів, кінці яких спаяні (рис. 3.4.3). Один спай вміщують у середовище, температуру якого слід виміряти, а другий - у середовище з відомою сталою температурою (наприклад, у посудину з льодом при 0 оС). Оскільки термо-ЕРС, що виникає в термопарі (3.4.1), пропорційна різниці температур спаїв Т, то за показами гальванометра визначають вимірювану температуру. Питома термо-ЕРС залежить від температури, тому для практичної роботи потрібно мати значення у всьому діапазоні різниці температур. З цією метою будують графік залежності термо-ЕРС від різниці температур спаїв Т.
Термопари мають ряд переваг порівняно зі звичайними термометрами: вони дають змогу вимірювати температуру в широкому діапазоні - від десятків до тисяч градусів абсолютної шкали. Термопари мають велику чутливість і тому дають змогу вимірювати дуже малі різниці температур (до 10-3 К). Так, термопари залізо-константан застосовують для вимірювання температур до 500 оС і мають чутливість 5,310-5 В/К. Термопара платина-платинородій (90 % платини і 10 % родію) має чутливість 610-6 В/К, її використовують для вимірювання температур від дуже низьких до 1500 оС.
За допомогою термопари можна не тільки вимірювати температуру, а й стежити за її зміною в часі. Можливість встановлення гальванометра на значному віддаленні від термопари дає змогу проводити дистанційне вимірювання температури. Це дозволяє вимірювати, наприклад, розподіл температурного поля в будівельних конструкціях при їх виготовленні або експлуатації. При вивченні фізико-хімічних процесів, які протікають при формуванні структури будівельного матеріалу, широко використовується диференціальний термографічний аналіз, у якому теплота, що виділяється або поглинається матеріалами, також вимірюється за допомогою термопар. Щоб збільшити чутливість термопар, застосовують їх послідовне з'єднання, які називають термобатареями, або термостовпчиками.
1
Схема установки для градуювання термопари (рис. 3.4.4) складається з термопари 1; приладу для вимірювання термоструму (гальванометра) 2; термометра для гарячого спаю термопари 3, нагрівника 4. Холодний спай термопари перебуває при кімнатній температурі.
Хід роботи
1. У коло термопари ввімкнути прилад (рис. 3.4.4), що вимірює термострум (гальванометр 2).
2. Визначити температуру холодного спаю То, яка дорівнює температурі навколишнього повітря.
3. Увімкнути нагрівник. Записати у таблицю 3.4.1 покази гальванометра n та термометра Т, який вимірює температуру гарячого спаю (6-8 значень).
4. Вимкнути нагрівник. У процесі охолодження записати температури гарячого спаю Т, які відповідають тим самим показам гальванометра n.
5. Використовуючи характеристики гальванометра (CГ - ціну поділки шкали та RГ - внутрішній опір), розрахувати термо-ЕРС у вольтах:
.
6. Обчислити середні значення температури, які відповідають раніше підрахованим значенням термо-ЕРС.
7. Дані вимірювань та розрахунків занести до таблиці 3.4.1.
8. Побудувати графічну залежність , де Т= Т - То - різниця середньої температури гарячого Т та холодного спаїв термопари То.
9. Визначити за допомогою графіка питому термо-ЕРС
().
Таблиця 3.4.1
|
Покази гальванометра, поділки n |
Термо-ЕРС , В |
Температура гарячого спаю термопари, оС |
Різниця температур ... |
Подобные документы
Поверхневий натяг рідини та його коефіцієнт. Дослідження впливу на поверхневий натяг води розчинення в ній деяких речовин. В чому полягає явище змочування та незмочування, капілярні явища. Як залежить коефіцієнт поверхневого натягу від домішок.
лабораторная работа [261,2 K], добавлен 20.09.2008Визначення дослідним шляхом питомого опору провідника та температурного коефіцієнту опору міді. Вимірювання питомого опору дроту. Дослідження залежності потужності та ККД джерела струму від його навантаження. Спостереження дії магнітного поля на струм.
лабораторная работа [244,2 K], добавлен 21.02.2009Основи вимірювання опору системи захисного заземлення електроустановок, питомого опору ґрунту й опору провідників за допомогою вимірювача заземлення типу МС-08. Суть методів амперметра-вольтметра та трьох земель. Порядок виконання вимірювальних робіт.
лабораторная работа [14,9 K], добавлен 31.08.2009Густина речовини і одиниці вимірювання. Визначення густини твердого тіла та рідини за допомогою закону Архімеда та, знаючи густину води. Метод гідростатичного зважування. Чи потрібно вносити поправку на виштовхувальну силу при зважуванні тіла в повітрі.
лабораторная работа [400,1 K], добавлен 20.09.2008Визначення коефіцієнтів у формі А методом контурних струмів. Визначення сталих чотириполюсника за опорами холостого ходу та короткого замикання. Визначення комплексного коефіцієнта передачі напруги, основних частотних характеристик чотириполюсника.
курсовая работа [284,0 K], добавлен 24.11.2015Гідродинаміка - розділ механіки рідини, в якому вивчаються закони її руху. Фізична суть рівняння Бернуллі. Побудова п’єзометричної та напірної ліній. Вимірювання швидкостей та витрат рідини. Режими руху рідини. Дослідження гідравлічного опору труб.
учебное пособие [885,0 K], добавлен 11.11.2010Визначення резонансної частоти, хвильового опору та смуги пропускання контуру, напруги та потужності на його елементах. Побудова векторних діаграм для струмів та напруг. Трикутники опорів та потужностей для частот. Графіки для функціональних залежностей.
контрольная работа [866,6 K], добавлен 10.05.2013Визначення динамічних параметрів електроприводу. Вибір генератора та його приводного асинхронного двигуна. Побудова статичних характеристик приводу. Визначення коефіцієнта форсування. Розрахунок опору резисторів у колі обмотки збудження генератора.
курсовая работа [701,0 K], добавлен 07.12.2016Визначення параметрів синхронної машини. Трифазний синхронний генератор. Дослід ковзання. Параметри обертання ротора проти поля статора. Визначення індуктивного опору нульової послідовності, індуктивних опорів несталого режиму статичним методом.
лабораторная работа [151,6 K], добавлен 28.08.2015Обчислення швидкості течії рідини в трубах, втрати опору на окремих ділянках та енергоефективності насосного агрегату. Розрахунок повітропроводів, підбір вентиляторів та електродвигуна для промислової вентиляційної системи. Шляхи підвищення ККД приладів.
курсовая работа [791,8 K], добавлен 18.01.2010Аналіз особливостей різних розділів фізики на природу газу й рідини. Основні розділи гідроаеромеханіки. Закони механіки суцільного середовища. Закон збереження імпульсу, збереження енергії. Гідростатика - рівновага рідин і газів. Гравітаційне моделювання.
курсовая работа [56,9 K], добавлен 22.11.2010Розрахунок електричного кола синусоїдального струму методов комплексних амплітуд. Визначення вхідного опору кола на частоті 1 кГц. Розрахунок комплексної амплітуди напруги, використовуючи задані параметри індуктивності, ємності і комплексного опору.
контрольная работа [272,0 K], добавлен 03.07.2014Суть та використання капілярного ефекту - явища підвищення або зниження рівня рідини у капілярах. Історія вивчення капілярних явищ. Формула висоти підняття рідини в капілярі. Використання явищ змочування і розтікання рідини в побуті та виробництві.
презентация [889,7 K], добавлен 09.12.2013Спостереження броунівського руху. Визначення відносної вологості повітря, руйнівної напруги металу. Вивчення властивостей рідин. Розширення меж вимірювання вольтметра і амперметра. Зняття вольт амперної характеристики напівпровідникового діода.
практическая работа [95,3 K], добавлен 14.05.2009Визначення загальної твердості вихідної, хімоочищеної, живильної і тепломережевої води комплеснометричним методом. Титрування досліджувальної проби води розчином трилону Б в присутності аміачної суміші і індикатора хромогенчорного або хромтемносинього.
лабораторная работа [25,7 K], добавлен 05.02.2010Розрахунок потужності і подачі насосу, вибір розподільників та фільтра. Застосування гідравліки у верстатах із звертально-поступальним рухом робочого органа. Втрата тиску в системі. Тепловий розрахунок гідросистеми, визначення об'єму бака робочої рідини.
курсовая работа [169,3 K], добавлен 26.10.2011Фундаментальні закони природи та властивості матерії. Визначення швидкості світла за методом Фізо. Фізичний зміст сталої Планка. Атомна одиниця маси. Формула для середнього квадрата переміщення броунівської частинки. Сталі Больцмана, Фарадея, Віна.
реферат [279,2 K], добавлен 12.12.2013Рівняння руху маятникового акселерометра. Визначення похибок від шкідливих моментів. Вибір конструктивної схеми: визначення габаритів та маятниковості, максимального кута відхилення, постійної часу, коефіцієнта згасання коливань. Розрахунок сильфону.
курсовая работа [139,8 K], добавлен 17.01.2011Визначення гідростатичного тиску у різних точках поверхні твердого тіла, що занурене у рідину, яка знаходиться у стані спокою. Побудова епюр тиску рідини на плоску і криволінійну поверхні. Основні рівняння гідродинаміки для розрахунку трубопроводів.
курсовая работа [712,8 K], добавлен 21.01.2012Експериментальна перевірка законів кінематики й динаміки поступального руху. Головне призначення та функції машини Атвуда. Виведення формули для шляху при довільному русі. Визначення натягу нитки при рівноприскореному русі. Розрахунки маси і ваги тіла.
лабораторная работа [71,6 K], добавлен 29.09.2011
