Санкт-Петербург. Отчёт по лабораторной работе № 4

Отчёт по лабораторной работе № 4.

По дисциплине: Общая и техническая физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Измерение параметров электромагнитного контура

Выполнил: студент гр. РТ-07 ______________ / Глухов А.В. /

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Преподаватель: ______ ____________ /Колосько А.Г./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2008 год.

Цель работы: Экспериментальное определение индуктивности и добротности электромагнитного контура.

Индуктивность контура равна отношению собственного магнитного потока, созданного некоторым током, протекающим по контуру, к силе этого тока.

Электроёмкость данного проводника это величина равная отношению заряда, сообщённого проводнику, к изменению потенциала, вызванному этим зарядом.

Добро́тность — характеристика колебательной системы, определяющая остроту резонанса и показывающая, во сколько раз запасы энергии в реактивных элементах контура больше, чем потери энергии на активных.

Добротность обратно пропорциональна скорости затухания собственных колебаний в системе. То есть, чем выше добротность колебательной системы, тем меньше потери энергии в течение каждого периода. Колебания в системе с высокой добротностью затухают медленно.

Резонанс – явление возрастания амплитуды установившихся вынужденных колебаний до максимального значения при приближении частоты изменения внешней силы к частоте свобод.

Свободные механические колебания всегда оказываются затухающими, т.е. колебаниями с убывающей амплитудой.

Колебательный контур – электрическая цепь, в которой могут происходить колебания с частотой, определяемой параметрами самой цепи. Простейший колебательный контур содержит катушку индуктивности и конденсатор, соединенный последовательно или параллельно.

Конденсатор – это система из двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Диэлектриками или изоляторами называются такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Электрический заряд – физическая величина, определяющая электромагнитное взаимодействие.

Амплитуда – модуль максимального смещения тела от положения равновесия.

Вынужденные колебания – колебания, в цепи под действием внешней переодической электродвижущей силы.

Частота колебаний – физическая величина обратная периоду колебаний.

Период колебаний – минимальный интервал времени, через который происходит повторение движения тела.

Свободные колебания – колебания в системе, которые возникают после выведения ее из положения равновесия.

Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

Индуктивность – это коэффициент пропорциональности L между силой тока I в контуре и магнитным потоком Ф, создаваемым этим током.

Сила тока - отношение заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени, к этому интервалу времени.

Магнитный поток – число силовых линий магнитного поля, пронизывающих замкнутый контур. Это величина равная произведению магнитной индукции В, площади S поверхности, ограниченную контуром, и косинусом угла между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности.

Магнитное поле – особая форма материи, существующей независимо от нас, наших знаний о нем, обладающее свойствами отличающие его от других видов полей. Оно порождается электрическим током(движущимися зарядами), обнаруживается по действию на электрический ток.

Магнитная индукция – физическая величина, равная отношению максимального значения модуля силы Ампера, действующей на проводник с током, к силе тока в проводнике и его длине.

Сила Ампера – сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

Активным сопротивлением R называется физическая величина, определяемая отношение мощности Р переменного тока на участке электрической цепи к квадрату действующего значения силы тока I на участке.

Электромагнитные колебания – это периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока, напряжения.

Мощность – отношение работы тока ко времени, за которое эта работа совершена.

Работа тока – работа сил электрического поля, создающего электрический ток.

Напряжение - отношение работы, совершаемой любым электрическим полем при перемещении положительного заряда из одной точки поля в другую, к значению заряда.

В работе используется закон перехода энергии электрического поля в конденсаторе в энергию магнитного поля в катушке и обратно.

Схема установки:

Электрический колебательный контур состоит из ёмкости С, индуктивности L ₁ и активного сопротивления R проводов (рис.1). При помощи функционального генератора (FG) напряжение прямоугольных импульсов низкой частоты подается на катушку возбуждения L. Для контура L ₁ C имеются катушки различных длин l, диаметров 2 r и числа витков N (соответствующие значения для номера каждой катушки представлены в таблице 2), емкость считается известной и установлена в разъёмник.

Расчетные формулы:

- добротность контура, где N – полное число колебаний;

- период;

- коэффициент затухания;

- расчетная индуктивность катушек;

- экспериментальная индуктивность катушек;

Таблица №1.

Исследования основных параметров колебательного контура.

Таблица №2. Характеристики катушек

№ катушки		мм	мм	№ по каталогу
				11006.01
				11006.02
				11006.03
				11006.04
				11006.05
				11006.06
				11006.07

Примеры вычислений:

Погрешности:

При выполнении данной работы следует учитывать только погрешности приборов, которые составляют:

Т=0,1(мс);

q=0,5(мм).

Графики зависимости:

График №1 для L₁ = f(N) для катушек №№ 3,6,7

График №2 для L ₁ = f(l) для катушек №№ 1,4,5

График №3 для L ₁ = f(r) для катушек №№ 1,2,3

График №4 для Т = f(L ₁ ) для всех катушек.

Вывод: в данной лабораторной работе мною были произведены измерения и вычисления для определения индуктивности и добротности электромагнитного контура.

По результатам проделанной работы были получены зависимости L ₁ = f(N), L ₁ = f(l), L ₁ = f(r), Т = f(L ₁ ); которые не существенно откланяются, от теоретически ожидаемого результата.