Электр зертханалық жұмыстарды орындауға методикалық нұсқаулар



жүктеу 375.95 Kb.
бет2/3
Дата09.06.2016
өлшемі375.95 Kb.
1   2   3

Бақылау сұрақтары





  1. Магнит-электрлік жүйедегі құралдар жайында не білесің?

  2. Электр-магниттік жүйедегі құралдар қалай құрылған?

  3. Көп шекті құралдардың бөлік құны қалай анықталады?

  4. Электр-өлшеуіш құралдардың абсолют және салыстырмалы қателіктерін қалай анықтайды?

№31 зертханалық жұмыс.Электростатикалық өрісті зерттеу



Жұмыстың мақсаты: электролиттік ваннаның көмегімен электростатикалық өрісті модельдеу (нобайлау) әдісін оқып үйрену. Электростатикалық өрістің күш сызықтары мен эквипотенциал беттердің ізін салу.

Құралдар: электролиттік ванна, электродтар жиынтығы, реостат, вольтметр, гальванометр, пантограф.

Теориялық кіріспе

Кез келген қозғалмайтын электр заряды оны қоршаған кеңістікте өрістің қандайда бір нүктесіне сыншыл электрлік зарядтарын ендірген кезде байқалатын, электр өрісін тудырады.



Электр өрісіэлектр зарядтарының өзара әсерлесулерін жүзеге асыратын материя түрі. Электр өрісін сан жағынан сипаттау үшін екі шама қолданылады: кернеулік Е және потенциал .

Өрістің күш жағынан сипаттамасы болып табылатын шама – кернеулік



(1)
Электр өрісінің әлдебір нүктесіндегі кернеулігі деп сан жағынан өрістің сол нүктесіне ендірілген оң бірлік зарядқа әсер ететін күшке тең, және әсер етуші күштің бағытымен бағытталған векторын айтады. Өрісті графикалық түрде көрсету үшін күш сызықтарын немесе кернеулік сызықтарын қолданылады. Ендеше, күш сызықтары, сол сызықтар өтетін нүктелердегі кернеулік векторының бағытын анықтайды. Олай болса, өрістің сол нүктесіне ендірілген оң зарядқа әсер ететін күшті де анықтайды. Электр өрісінің күш сызықтары тұйықталған емес, олар оң зарядтардан басталады да, теріс зарядтармен аяқталады. Күш сызықтары үздіксіз болып келеді және қиылыспайды, себебі өрістің әрбір нүктесінде векторының бір ғана бағыты болады. Күш сызықтарының жиілігі кернеулік шамасымен анықталады. Күш сызықтарын сол сызықтарға перпендикуляр бірлік аудан арқылы өтетін сызықтар саны сан жағынан өрістің сол бөлігіндегі кернеулік векторына тең болатындай жүргізу қабылданған.
Электр өрісінің энергиялық сипаттамасы – потенциал
(2)
Электр өрісінің берілген нүктесіндегі потенциалы деп, сан жағынан сол өрістің күштері оң бірлік зарядты өрістің берілген нүктесінен шексіздікке көшіру үшін жасайтын жұмысына тең скаляр шаманы айтады.

Нүктелік q электр зарядын көшіру кезінде өріс күштері жасайтын жұмыс, сол заряд шамасын көшірудің бастапқы және соңғы нүктелерінің арасындағы потенциалдар айырмасына көбейткенге тең


(3)
мұндағы және – жолдың бастапқы және соңғы нүктелеріндегі потенциалдар. (3) өрнек зарядтардың кез келген үлесуімен тудырылатын өрістер үшін мағынасын сақтайды. Өрнектен өріс күштерінің q зарядты көшіру кезінде жасайтын жұмысы жолдың формасы мен ұзындығына тәуелсіздігі, тек бастапқы және соңғы нүктелермен анықталатындығы байқалады. Олай болса, электростатикалық күштер консервативті, ал өрісі потенциалды болып табылады.

Потенциал координаттар функциясы болып табылады. Потенциалдары тең болатын нүктелер жиынтығын көрсетуге болады. Потенциалдары тең болатын нүктелердің геометриялық орны эквипотенциал бет деп аталады. Егер де заряд эквипотенциал бет бойымен қозғалса, онда жұмыс нолге тең болады, яғни , өйткені .


Екінші жағынан
(4)
мұнда – электр өрісінің кернеулігімен зарядтың орын ауыстыру бұрышы. (4) өрнекте E, q, d, l – нолден айырықша, ендеше , ал бұрыш , Яғни, күш сызықтары эквипотенциал беттерге үнемі перпендикуляр болады. Олай болса, эквипотенциал беттердің орналасуын біле отырып, күш сызықтарын салуға (сызуға) болады.


31.1 сурет
Электр өрісінің қандай да бір нүктесіндегі кернеулігі, теріс таңбамен алынған, сол нүктедегі потенциал градиентіне тең. , Яғни, өріс кернеулігі сан жағынан потенциал беттерге перпендикуляр бағытта ұзындық бірлігіндегі потенциалдың өзгеруіне тең болады және потенциалдың келу жағына қарай бағытталады. (“-“) алу таңбасы (31.1 сурет).

Қондырғы мен өлшеу әдісінің сипаттамасы

Жұмыс эквипотенциал беттермен күш сызықтарының көмегімен электростатикалық өрістің бейнесін құрудан тұрады. Ол үшін электролиттік ваннаның көмегімен электростатикалық өрісті модельдеу (нобайлау) әдісі қолданылады, себебі электростатикалық өріс белгілі бір қиыншылықтармен түйіндес. Сондықтан электролиттік ваннадағы қозғалмайтын зарядтардың электростатикалық өрісі тұрақты электр тогының өрісімен ауыстырылған. Теория мен эксперименттің көрсетуі бойынша, электролиттегі токтың өрісі, электростатикалық өрістегі сияқты потенциалды болады және ондағы потенциалдың үлестірілуі электростатикалық өрістегі потенциалдың үлестірілуімен сәйкес келеді. Осылайша, электродтардың потенциалдарын тұрақты етіп ұстағанда және ортаның электр өткізгіштігінен әлдеқайда кем болған жағдайда, қозғалмайтын зарядтар өрісін тұрақты электр тогының өрісімен алмастыруға болады.

Қондырғы нашар өткізгіш электролит (су) және ваннадан, кез келген формалы электродтан құралады (31.2 сурет).



Э1, Э2электродтар; С – зонд; Г – гальванометр; V – вольтметр; АВ – реохорд; К – қарындаш; Л – қағаз парағы.
Сурет 31.2

Сурет 31.3


Өрістің кез келген нүктесіндегі потенциалды анықтау үшін зонд әдісі қолданылады. Зонд Уитстон көпірінің диагоналына жалғанады. Зонд потенциалы анықталатын өрістің әлдебір нүктесіне орналассын. АВ реохордтың қозғалатын тетігін қозғалта отырып, потенциалы С нүктесінің потенциалына тең Д нүктесін табады. Осы кезде гальванометр арқылы ток өтпейді. С нүктесіндегі потенциалдың мәнін, оң жақтағы электродқа қатысты, V вольтметрдің көмегімен анықтауға болады. Қолданылып отырған әдістің қиыншылығы уақыт өтуімен өрістің бұзылуына әкеліп соғатын электродтардың поляризациясынан тұрады. Оны жою үшін көпірдің тұтынуына тұрақты токтың орнына айнымалы ток қолданылады. Қағазға эквипотенциал беттерді сызу үшін пантограф қолданылады (31.3 сурет).
Жұмысты орындау тәртібі:

  1. қондырғының электр сұлбасын салып, оны оқып үйрену;

  2. пантограф үстеліне қағаз парағын орналастыру, электродтарды ваннаның ортасына қатысты симметриялы орналастыру;

  3. ток көзін қоспай тұрып, электродтарды зондпен жүргізіп (сызып) алу;

  4. зондты ваннаның центріне (ортасына) орналастыру;

  5. ток көзін қосу /гальванометрдің ауыстырып-қосқышы “Грубо” қалпында/потенциометрдің қозғалатын тетігін қозғай отырып, гальванометрдің тілшесін нольге келтіру. Көрсетудің дәлдігін “Точно” қалпына қойып тексеру;

  6. қағазда осы нүктені белгілеу. Вольтметрдің көрсетуін жазып алу;

  7. зондты бастапқы орнынан оңға және солға жылжыта отырып, потенциал бірнеше (5-7) нүктелерді табу (әрбір нүктеде гальванометрдің тілшесі нольде тұруы керек). Пантографтың көмегімен оларды қағаз парағында белгілеу және оларды сызып қосу. Бұл бірінші эквипотенциал бет болады ;

  8. зондты ваннаның ортасымен бір электродтың дәл ортасына орналастыру. Гальванометрдегі токты нольге келтіру. потенциалды жазып алу;

  9. 7-пунктке сәйкес 5-7 нүктелерді белгілеу, бұл екінші эквипотенциал бет болады. Сонда кейін зондты ваннаның ортасымен екінші электродтың ортасына орналастырып үшінші эквипотенциал бетті табу керек;

  10. потенциалдардың мәнін кестеге жазу;

  11. құралдардың дәлдік класы бойынша вольтметрдің абсолют қателігін анықтау;

  12. потенциалдың мәнін түрінде жазу;

  13. күш сызықтарының тобын құру.



1 кесте

Элетродтардың пішіні:

φ1, В

φ2, В

φ3, В

φ4, В

Δφ, В

















Бақылау сұрақтары


  1. Электростатикалық өрістің сипаттамалары.

  2. Электростатикалық өрістің кернеулігі мен потенциал арасында қандай байланыс бар?

  3. Қандай беттер эквипотенциал беттер деп аталады?

  4. Күш сызықтарының эквипотенциал беттерге перпендикуляр екендігін дәлелдеңіз.

  5. Күш сызықтарының тобын қалай құруға болатындығын айтып беріңіз.



№32 зертханалық жұмыс.Уитстон көпірі арқылы кедергіні анықтау



Жұмыстың мақсаты: Көпірдін кедергісін өлшеудін бір әдісін меңгеру. Екі өткізгіштің кедергісін жеке-жеке, оларды тізбектей және параллель қосқандағы кедергілерді анықтау.

Құралдар: Кедергісі белгісіз өткізгіші бар стационар құрылғы. Тұрақты ток көпірі.

1   2   3


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет