Реферати українською » Физика » Лабораторні роботи з фізики


Реферат Лабораторні роботи з фізики

Нижегородський Державний Технічний Університет.


Лабораторная робота з фізиці №2-23.


Вивчення основних правил роботи з

радиоизмерительными приладами.


Выполнил студент

Групи 99 – ЦЮ

Наумов Антоне Миколайовичу

Перевірив:


М. Новгород 2000 р.

Мета роботи: ознайомлення з основними характеристиками радиоизмерительных приладів, правилами їх підключення до измеряемому об'єкту, методологією вимірів і оцінкою їх похибок.


Завдання №1: Вимірювання напруги сигналу генератора.

Прилади: генератор сигналу Г3, вольтметри В3 і В7.

Експериментальна частина.

1). Встановили на генераторі частоту вихідного сигналу f = 5кГц, напруга U = 2В.

Виміряли вольтметром В3 вихідний напруга Ux=2В.

Похибка виміру.

U=Ux U=(2 0,4) B.


2). Виміряли вольтметром В7 вихідний напруга Ux=2,01В.

Похибка виміру.

U=Ux U=(2,01 0,01) B.


Завдання №2: Аналіз форми і вимір параметрів синусоидального сигналу з допомогою осцилографа.

Прилади: генератор сигналу Г3, вольтметри В3 і В7, осцилограф С1.

Експериментальна частина.




1). Встановили на генераторі Г3 напруга U = 2В.

Виміряли вольтметром В3 вихідний напруга Ux=2В; на вольтметре В7: Ux=2В.

Отримали на екрані осцилографа зображення:



АО=1,4 див, Х = 4 див.

Измерим амплітуду сигналу:


Свідчення осцилографа збігаються зі свідченнями вольтметрів.

2). Виміряли період (Т) і частоту сигналу (f):

Свідчення осцилографа збігаються багатозначно на шкалою генератора.


Завдання №3: Вимірювання частоти з допомогою частотомера і осцилографа.

Прилади: генератор сигналу Г3, вольтметри В3 і В7, осцилограф С1, частотомер Ф.

Експериментальна частина.

1). Виміряли частоту сигналу частотомером:

Похибка виміру:

Свідчення генератора: fx = 5кГц.


2). Рассчитаем частоту сигналу за показниками осцилографа:


Х = 2 див.


Свідчення всіх приладів збігаються.


Завдання №4: Вимірювання фаз двох синусоидальных сигналів з допомогою осцилографа.

Прилади: генератор сигналу Г3, осцилограф С1, схема RC.

Експериментальна частина.


OA = 1,9 див, ВВ = 1,7 див.

Т.к. , а - різницю фаз синусоидальных

сигналів, то


Завдання №5: Аналіз форми і вимір параметрів імпульсного сигналу з допомогою осцилографа.

Прилади: генератор сигналу Г5, осцилограф С1.

Експериментальна частина.

1).Установим тривалість імпульсів = 500 мкс, частоту повторень fП=490Гц, амплітуду Um=1,32B


2).Получили на екрані таке зображення:

Вычислим амплітуду імпульсів:

Отриманий результат збігаються з показаннями вольтметра генератора.


Измерим тривалість імпульсів:


Измерим період, і частоту повторень імпульсів:

Отримані результати приблизно збігаються зі свідченнями генератора.


Висновок: в цій роботі ми ознайомилися із основними характеристиками радиоизмерительных приладів, правилами їх підключення до измеряемому об'єкту, методологією вимірів і оцінкою їх похибок.


4



НГТУ

Нижегородський Державний Технічний Університет.


Лабораторная робота з фізиці №2-24.


Експериментальні дослідження електростатичних полів з допомогою електролітичної ванни


Выполнил студент

Групи 99 – ЦЮ

Наумов Антоне Миколайовичу

Перевірив:


М. Новгород 2000 р.

Мета роботи: вивчення методу моделювання електростатичних полів в електролітичної ванні та дослідження їх характеристик у просторі між електродами різної форми.


Теоретична частина.

Электростатическое полі - полі, створюване спочиваючими електричними зарядами.

Характеристиками цього поля єнапруженість і потенціал , пов'язані між собою наступним співвідношенням: .

У декартовой системі координат: , де поодинокі орти.

Удобной моделлю електричного поля є його зображення у вигляді силових і эквипотенциальных ліній.

Силова лінія - лінія, у будь-якій точці якої напрям дотичній збігаються з напрямом вектора напруженості

Эквипотенциальная поверхню - поверхню рівного потенціалу.

Насправді электростатические поля була в вільному просторі створюються завданням на провідниках - електродах електричних потенціалів.

Потенціал у просторі між провідниками задовольняє рівнянню Лапласа:.

У декартовой системі координат оператор Лапласа: .

Рішення рівняння Лапласа з граничними умовами на провідниках єдино і дає повну інформацію про структуру поля.


Експериментальна частина.

Схема експериментальної установки.

Методика експерименту:


Під час експерименту використовуються такі прилади: генератор сигналів Г3 (I), вольтметр універсальний B7 (2) з зондом (3), электролитическая ванна (4) з набором електродів різної форми (5).

Встановлюємо в ванну з дистильованої водою електроди. Собираем схему, зображену на РИС. 1. Ставимо перемикач П у безвихідь “U”. Готуємо до роботи й включаємо прилади. Подаем з генератора сигнал частоти f=5 кГц і напругою U=5 У, потім ставимо перемикач П у безвихідь “P.S”. Далі, поміщаємо в ванну електроди різної форми ( залежно від завдання ) і далі, водячи по ванній зондом, визначаємо 4 - эквипотенциальные лінії: 1B, 2B, 3B, 4B. І далі кожному за завдання.


Завдання №1. Дослідження електростатичного поля плоского конденсатора.


Таблиця 1. Залежність потенціалу від відстані.


= (x),В

x

y

= (x),В

x

y

= (x),В

x

y

= (x),В

x

y

0

-11

0

1,38

-5

0

2,88

1

0

4,34

7

0

0,14

-10

0

1,62

-4

0

3,13

2

0

4,57

8

0

0,37

-9

0

1,88

-3

0

3,40

3

0

4,8

9

0

0,62

-8

0

2,14

-2

0

3,65

4

0

4,99

10

0

0,82

-7

0

2,37

-1

0

3,88

5

0

4,99

11

0

0,1

-6

0

2,64

0

0

4,10

6

0





Таблиця 2. Эквипотенциальные лінії.

= (x),В

x

y

= (x),В

x

y

= (x),В

x

y

= (x),В

x

y

1

-5,7

9

2

-1,6

9

3

2,6

9

4

6,6

9

1

-5,8

6

2

-1,5

6

3

2,5

6

4

6,4

6

1

-5,7

3

2

-1,5

2

3

2,5

3

4

6,5

3

1

-5,7

0

2

-1,5

0

3

2,5

0

4

6,5

0

1

-5,7

-3

2

-1,5

-3

3

2,6

-3

4

6,5

-3

1

-5,7

-6

2

-1,5

-6

3

2,6

-6

4

6,5

-6

1

-5,8

-9

2

-1,5

-9

3

2,6

-9

4

6,5

-9


Обробка результатів вимірів.


1). Графік залежності .



2). Залежність .

при x

при

при x>x2


3). Похибка виміру Є:

.

Є = (Є Є) = (25 0,15)


4). Силові і эквипотенциальные лінії електростатичного поля плоского конденсатора



5). Завдання №1.

6). Завдання №2.

;


Завдання №2. Дослідження електростатичного поля циліндричного конденсатора.


Радиусы циліндрів A =3,5 див, В=8,8см


Таблиця 3. Залежність

r),В

r,см

r),В

r,см

0,06

0

2,84

6

0,05

1

3,65

7

0,05

2

4,32

8

0,05

3

4,85

9

0,82

4

4,86

10

1,96

5




Таблиця 4. Эквипотенциальные лінії.

(x,y)

x

y

(x,y)

x

y

(x,y)

x

y

(x,y)

x

y

1

4

0

2

4,9

0

3

6,2

0

4

7,4

0

1

3,5

2

2

4,6

2

3

5,5

3

4

6,9

3

1

2,6

3

2

3

4

3

3,6

5

4

4,5

6

1

0

3,9

2

0

5

3

0

6,2

4

0

7,6

1

-2,6

3

2

-3,1

4

3

-3,7

5

4

-7

3

1

-3,6

2

2

-4,7

2

3

-5,5

3

4

-4,7

6

1

-4,2

0

2

-5,1

0

3

-6,3

0

4

-7,6

0

1

-3,7

-2

2

-4,8

-2

3

-5,3

-3

4

-6,8

-3

1

-2,9

-3

2

-3,2

-4

3

-3,6

-5

4

-4

-6

1

0

-4

2

0

-5,1

3

0

-6,2

4

0

-7,5

1

2,8

-3

2

-3

-4

3

3,6

-5

4

4,1

-6

1

3,6

-2

2

-4,7

-2

3

5,5

-3

4

7

-3


1). Графік залежності r)



2). Графік залежності ln r)


3). Графік залежності E = E (r).



4). Графік залежності E = E (1/r).



5). Эквипотенциальные лінії.



6). Розрахунок лінійної щільності на електроді.


7). Завдання №1.

L = 1 м


8). Завдання №2.

r1 = 5см, r2 = 8см, l = 0,1м

Завдання №3. Дослідження електростатичного поля навколо провідників.


Таблиця №5.

(x,y)

x

y

(x,y)

x

y

(x,y)

x

y

(x,y)

x

y

1

-3,6

8

2

0,8

8

3

5,9

9

4

7,2

3

1

-3,7

7

2

0,7

7

3

5,7

8

4

5,9

2

1

-3,7

6

2

0,5

6

3

5,2

7

4

5,4

1

1

-4

5

2

0,3

5

3

4,7

6

4

5,2

0

1

-4,7

4

2

0,2

4

3

4,4

5

4

5,4

-1

1

-5

3

2

0,1

3

3

4,1

4

4

6,2

-2

1

-5,2

2

2

0,6

-3

3

3,9

3

4

7,6

-3

1

-5,2

1

2

0,7

-4

3

3,8

2




1

-5

0

2

1

-5

3

4,1

-2




1

-4,9

-1

2

1,2

-6

3

4,4

-3




1

-4,7

-2

2

1,4

-7

3

4,8

-4




1

-4,4

-3

2

1,5

-8

3

5,5

-5




1

-4,2

-4

2

1,6

-9

3

6

-6




1

-4

-5




3

6,7

-7




1

-3,7

-6




3

7,3

-8




1

-3,6

-7




3

7,7

-9





1). Потенціал на електродах: платівці і чопу постійний, тобто є эквипотенциальными поверхнями. Усередині порожнини потенціал також постійний.

Таблиця 6.

(x,y)

x

y

1,97

-3

0

1,95

3

0

1,96

2

-1

1,95

-3

-2

1,95

0

0

1,96

-1

0


2). Розподіл потенціалу вздовж лінії, що охоплює платівку і розташованої з відривом

L = 3 мм від її краю.


Таблиця 7.

(x,y)

x

y

3,05

4

0

1,2

-4,2

0

1,92

0

-2,5

1,99

0

2

1,5

-3

2,1

1,31

-3

-3

2,23

2

-2

2,3

2

15


3). Эквипотенциальные лінії.



4). Визначення середньої напруженості поля була в кількох точках вздовж силовий лінії.


.

а).

б).

в).

5). , .


Таблиця 8.

X, див

y, див

, Кл/м2

E, В/м

, Дж/м3

4

0

3,2410-9

366,6

5,9510-7

-4,2

0

2,2110-9

250

2,7710-7

0

-5

8,8510-11

10

4,4310-10

0

2

1,1810-10

13,3

7,8210-10

-3

2,7

1,3310-9

150

9,9610-8

-3

-3

1,910-9

213

2,0010-7

2

-2

8,2310-10

93

3,8010-8

2

1,5

1,0210-9

116

5,9510-8


Висновок. Працюючи отримані картини силових і эквипотенциальных ліній пласкому і циліндричному конденсаторах, і навіть навколо провідника, вміщеного в електростатичне полі. Встановлено, що провідники та порожнині всередині них же в электростатическом полі є эквипотенциальными поверхнями.

У пласкому конденсаторі полі зосереджено між пластинами, є однорідним, а потенціал змінюється лінійно.

У циліндричному конденсаторі полі також зосереджено між пластинами, його напруженість зворотно пропорційна відстані від осі конденсатора до точки виміру. Потенціал змінюється логарифмически.

Потік вектора напруженості поля через коаксиальные з електродами циліндричні поверхні постійний, що збігаються з теоретичними припущеннями (теорема Гаусса).


11



НГТУ

Нижегородський Державний Технічний Університет.


Лабораторная робота з фізиці № 2-26.


Дослідження магнітних полів в речовині.


Выполнил студент

Групи 99 – ЦЮ

Наумов Антоне Миколайовичу

Перевірив:


М. Новгород 2000 р.

Мета роботи: отримання залежностей індукції магнітного поля, намагниченности і магнітної проникності ферромагнетика від напруженості магнітного поля; спостереження петлі гистерезиса щодо різноманітних ферромагнетиков; вивчення магнітних ланцюгів.


Практична цінність роботи: експериментально вивчаються найважливіші властивості ферромагнетиков готівкових марок: ПМ 3000, ПМ 600, ППГ (прямокутна петля гистерезиса).


Теоретична частина.


Досвід 1. Зняття основний кривою намагничивания (ОКН) ферромагнетика.

Схема експериментальної установки.


Cобрали ланцюг за схемою, показаної на РИС. 1. І тому вольтметри V1 і V2 підключили до клеммам A-B і С-D - верхній кришці макета відповідно. Переключатель До визнали за позицію 1. У цьому досліджували трансформатор, кільцевої сердечник якого виконано із горіхового ферита марки ПМ 600, опір R0=1 Ом. Отже, показання вольтметрів чисельно рівні: V1 - ефективному значенням струму, поточного в поточної обмотці досліджуваного трансформатора; V2 - ефективному значенням ЭДС у вторинної обмотці. З допомогою движка потенциометра R встановили струм рівний 0,5 Проте й плавно зменшили його нуля. Зняли показання вольтметрів V1 і V2.


Дані для розрахунків:



Використовувані формули:




Таблиця № 1. Результати підрахунків.

U1, У

2, У

Im, А

m, У

Hm,А/м

Уm102,Тл

Jm10-3,А/м

102

1

0,04

0,01

0,06

0,02

3,75

0,1

0,78

2,1

2

0,10

0,18

0,14

0,25

8,75

1,6

12,77

14,6

3

0,14

0,34

0,20

0,48

12,50

3,1

24,61

19,7

4

0,21

0,73

0,30

1,03

18,75

6,6

52,50

28,0

5

0,29

1,13

0,41

1,60

25,63

10,2

81,25

31,7

6

0,36

1,42

0,51

2,01

31,88

12,8

102,02

32,0

7

0,40

1,57

0,57

2,22

35,63

14,1

112,23

31,5

8

0,48

1,79

0,68

2,53

42,50

16,1

127,93

30,1

9

0,54

1,91

0,76

2,70

47,50

17,2

136,80

28,8

10

0,59

1,99

0,83

2,81

51,86

17,9

142,62

27,5

11

0,65

2,10

0,92

2,97

57,50

18,9

150,08

26,1

12

0,70

2,14

0,99

3,03

61,88

19,3

153,46

24,8

13

0,76

2,22

1,07

3,14

66,88

20,0

159,17

23,8

14

0,84

2,29

1,19

3,24

74,38

20,6

164,38

22,1

15

0,90

2,33

1,27

3,30

79,38

21,0

167,49

21,1

16

0,95

2,36

1,34

3,34

83,75

21,3

169,18

20,2

17

1,00

2,40

1,41

3,39

88,13

21,6

171,85

19,5


Досвід 2. Спостереження петлі гистерезиса.



Для виготовлення постійного магніту краще використовувати ППГ, оскільки його коэрцитивная сила більше, ніж в НМ-3000, тож його складніша розмагнітити.


Для виготовлення сердечника силового трансформатора краще взяти ферромагнетик з не меншою коэрцитивной силою, щоб знизити видатки його перемагничивание.


Досвід 3. Дослідження сердечника з зазором.



Графіки.


Графік залежності В=В(Н) Графік залежності =(М)



Графік залежності J=J(H)


Висновок: в цій роботі ми маємо залежності індукції магнітного поля, намагниченности і магнітної проникності ферромагнетика від напруженості магнітного поля; дивилися на петлею гистерезиса щодо різноманітних ферромагнетиков; вивчили магнітні ланцюга.


4



НГТУ


Нижегородський Державний Технічний Університет.


Лабораторная робота з фізиці №2-27.


Дослідження електричних коливань.


Выполнил студент

Групи 99 – ЦЮ

Наумов Антоне Миколайовичу

Перевірив:


М. Новгород 2000 р.

Мета роботи: експериментальне дослідження власних й вимушені коливань струму і напруження на елементах в коливальному контурі; вимір параметрів контуру: індуктивності L, опоруR, добротності Q; дослідження проходження синусоидального струму через LCR-ланцюг.


Теоретична частина.


Малюнок 1.


Уравнение, якому задовольняє струм I в коливальному контурі (мал.1) з підключеним щодо нього генератором синусоидальной ЭДС =0cost має вигляд: (1)

де:

- коефіцієнт загасання.

- власна кругова частота, R - опір резистора, L - индуктивность котушки, З - ємність конденсатора, ;0, - амплітуда і кругова частота синусоидальной ЭДС.

Загальне рішення неоднорідного лінійного рівняння (1):

(2)

де: - кругова частота власних затухали коливань струму.

і - початкові амплітуда і фаза власних коливань.

I0 - амплітуда змушених коливань струму.

 - різницю фаз між ЭДС і струмом.


(3)


(4)

- імпеданс ланцюга.

- індуктивне опір, - емкостное опір.


Власні коливання:

Якщо 2 <02, тобто R<2, то  - справжня і власна частота коливань є квазипериодический процес з кругової частотою , , періодом , і загасаючої амплітудою (рис. 1).

За характерне час ( - час релаксації) амплітуда струму зменшується в е раз, тобто ці коливання практично загасають.


- добротність контуру.


Якщо 2 02, то  - мнима частота, коливання є апериодический процес.

- критичне опір.


Вимушені коливання: з часом перший член у формулі (2) наближається до нуля і залишається тільки другий, описує змушені коливання струму в контурі.

- амплітуда змушених коливань напруги на резисторе R.

При збігу частоти ЭДС зі своєю частотою контуру (0), амплітуди коливань струму і напруження UR0 на резисторе максимальні. Великий селективний відгук колебательной системи на періодичне зовнішнє вплив називаєтьсярезонансом.


Експериментальна частина.


Результати експерименту:

f, кГц

ЭФ, мВ

UR ЭФ, мВ

a

b

10-4



1

180

200

24

4,0

3,4

1,2

58

2

190

190

32

5,2

4,0

1,7

51

3

195

185

38

6,0

4,3

2,0

48

4

200

180

45

2,8

2,0

2,5

46

5

205

170

54

3,2

2,0

3,2

38

6

210

155

63

3,8

2,0

4,1

32

7

215

142

72

4,2

1,0

5,1

14

8

218

138

75

4,4

0,0

5,4

0

9

220

135

76

4,3

0,5

5,6

6

10

225

140

73

4,2

1,8

5,2

25

11

230

150

65

3,8

2,6

4,3

43

12

235

165

56

3,5

2,6

3,4

48

13

240

175

48

3,0

2,7

2,7

64

14

250

180

36

2,2

2,1

2,0

76

15

260

195

28

1,8

1,7

1,4

90

16

270

200

22

1,6

1,6

1,1

90

17

280

200

18

1,3

1,3

0,9

90

18

290

200

15

1,0

1,0

0,8

90

19

300

205

12

1,0

1,0

0,6

90


Завдання 1. Дослідження залежності амплітуди змушених коливань від частоти (резонансна крива).

Вихідні данные:Uвых=200 мВ, ЭФ=200 мВ. f[180;300] кГц.


Розрахунки необхідних величин:

  1. f 0= 220 кГц - частота резонансу.

Будуємо графік залежності


,де 1 і 2 - значення частот лише на рівні

З експериментального графіка видно, що він у своєї формі збігаються з графіком, отриманим теоретично з формули:


Дослідження залежності різниці фаз між ЭДС і струмом в контурі.


З експериментального графіка =F(f) отримуємо: f 0=218 кГц.

Порівнюючи отримані результати з результатами з попереднього досвіду видно, що розбіжність у величинах0 і L незначні.

Можна дійти невтішного висновку, що з резонансної частоті XLXЗ й розмір импеданса ланцюга мінімальна.


Малюнок 2.




Завдання 2.Дослідження власних електричних коливань.






На даному малюнку представлена форма затухали коливань напруги UЗ на конденсаторі, отримана з допомогою осцилографа. Зображення збігаються з теоретичним графіком.


З графіка: Т=22,410-6з - період коливань.

=23,810-6з - час релаксації.


Завдання 3. Дослідження проходження синусоидального струму через LCR - ланцюг


.


f,кГц

UВЫХЭФ,10-3У

U0ВЫХ,10-3У

150

41

56

160

33

46

170

27

38

180

22

31

190

14

19

200

9

13

205

6

8

210

3

4

215

1

2

218

0

0

220

0

0

225

1

2

230

2

3

235

4

6

240

5

7

250

9

13

260

13

18

270

17

24

280

22

31

290

25

35

300

30

42


Побудуємо графік U0ВЫХ =F(f). Резонансная частота з графіка дорівнює: f0 =220 кГц.

У цьому імпеданс ланцюга є нескінченно великим і струм у ланцюги не протікає.

R=50 Ом,f=2 МГц.



Похибки вимірів.

Завдання 1.

1) Похибка f0 : f визначали на частотомере

2) Похибка L:

3) Похибка Q:

4) Похибка R:

R =5% R=3,1Ом

5) Похибка XL:

6) Похибка XЗ:

7) Похибка:



Висновок: в цій роботі ми експериментально досліджували власні і мусять коливання струму і напруження на елементах в коливальному контурі; виміряли параметри контуру: індуктивності L, опоруR, добротності Q; досліджували проходження синусоидального струму через LCR-ланцюг.


8



НГТУ

Нижегородський Державний Технічний Університет.


Лабораторная робота з фізиці №2-28.


Експериментальні дослідження електромагнітної індукції.


Выполнил студент

Групи 99 – ЦЮ

Наумов Антоне Миколайовичу

Перевірив:


М. Новгород 2000 р.

Мета роботи: експериментальне дослідження залежності ЭДС індукції від орієнтації контуру у магнітному полі, вимір взаємної індуктивності двох индуктивно пов'язаних котушок, індуктивності а такою, дослідження залежності поля від часу у RL-ланцюга при перехідних процесах.


Теоретична частина.


Схема експериментальної установки.


Досвід 1. Дослідження електромагнітної індукції, взаимоиндукции, самоиндукции.


f=200 гц, U=8 У - на генераторі, Uv1 = 8 У - ефективне.

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Лазер
    ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРА РЕФЕРАТ З ФІЗИКИ УЧЕНИКА 11 КЛАСУ МОСКОВСКОЙ ГИМНАЗИЧЕСКОЙ ШКОЛОЮ №6 ПЕТРОВА
  • Реферат на тему: Лазер
    Вступ. Лазер.… Дуже багато про нього чули. А – навіть бачив, хоча на фотографіях. І що? Нічого
  • Реферат на тему: Лазер на барвниках
    року міністерство освіти РФ Томський Політехнічний Університет Кафедра ЛИСТЯ Реферат «Лазер на
  • Реферат на тему: Лазерна технологія - найважливіша галузь сучасного природознавства
    МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ СЕРЕДНЯ ШКОЛА-ГИМНАЗИЯ №54 РЕФЕРАТ на тему “ Лазерна
  • Реферат на тему: Лазеры
    Муниципальное Общеобразовательное Заснування Ліцей Информационных Технологій РЕФЕРАТ по ФИЗИКЕ на

Навігація