Эксперимент в физике. Физический практикум. - Шутов В. И.
ISBN:5-9221-0632-5
Скачать (прямая ссылка):
X
Рис. 2.
Несколько практических советов по работе с осциллографом.
1. Внимательно изучите описание прибора, или (при отсутствии описания) надписи на панели осциллографа. Если вы представляете принципы работы осциллографа, то сможете понять назначение органов управления, которые, как правило, группируются на панели поблочно, в соответствии со своими функциями.
2. Включив прибор, и не подавая внешнего сигнала, настройте луч осциллографа. Для этого прежде всего «найдите» его, т. е. выведите линию на середину экрана (развертка - автоматическая, яркость - максимальная, ручки фокусировки «вправо-влево», «вверх-вниз», в среднем положении. Плавно вращая поочередно ручки регулировки положения луча, добейтесь среднего на экране положения линии. Отрегулируйте яркость и фокусировку.
94
Измерение частоты. Фигуры Лиссажу
3. Не злоупотребляйте яркостью луча. Это приводит к быстрому старению люминофора и понижает точность измерений.
4. Измерение параметров неизвестного сигнала начинайте, максимально загрубив чувствительность входа осциллографа.
5. В большинстве случаев правильное воспроизведение сигнала на экране прибора зависит от правильности соединения общей точки («земли») осциллографа с общей точкой («землей») исследуемой схемы. На осциллограф сигнал подается чаще всего по входному коаксиальному кабелю, имеющему два одинаковых штеккера, присоединенных короткими проводами с центральной жилой кабеля и его оплеткой, всегда соединяемой с «землей» прибора.
При этом земляной штеккер маркируется:
— либо знаком «+»;
— либо цветом темного тона: черный, синий, коричневый;
— либо длиной провода; «земляной» провод немного длиннее; при любых подключениях первым должно подключаться заземление.
Если все-таки не удается по маркировке распознать «земляной» и «сигнальный» провода, —- можно сделать это, используя себя как генератор и поочередно «подключаясь» к входным проводам. При этом, чтобы не попасть самому под напряжение и не вывести из строя прибор, нельзя касаться, проводящей части штеккера! Достаточно взяться рукой за изоляцию подходящего к штеккеру провода. Если на экране осциллографа было заметно присутствие небольшого сигнала наводки, то при касании земляного провода его амплитуда уменьшится. Если же Вы коснетесь другого провода, то будет заметно увеличение амплитуды сигнала.
Контрольные вопросы
• Вывести формулу результирующего колебания при сложении взаимно перпендикулярных колебаний.
• Как будет выглядеть результирующее колебание, если отношение частот равно 1:2 и разность фаз двух взаимно перпендикулярных колебаний равна тг/2 ?
• Как определить частоту по «фигурам Лиссажу», зная частоту одного из складываемых колебаний?
• Объяснить назначение основных органов управления осциллографа.
• Как найти «земляной» и «сигнальный» провода входного кабеля?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 14
Целью работы является проверка законов постоянного тока, приобретение навыков измерения «электрических » физических величин, усвоение понятий, используемых при описании электрических явлений, измерение удельного сопротивления нихром о вой проволоки.
Теоретическое введение
1. Сила тока. Током называется упорядоченное движение частиц. Так, например, молекулы воды движутся вполне упорядоченно по водопровод™ ным трубам. Если частицы заряжены, мы имеем дело с электрическим током.
Для существования электрического тока необходимы и достаточны два условия:
- наличие свободных зарядов.
- наличие электрического поля, заставляющего эти заряды упорядоченно двигаться.
Сила тока определяется как количество заряда, протекающего через некоторое сечение за 1 секунду
А/
Пример 1. Пусть по проводу сечения Б упорядоченно слева направо движутся электроны (рис. 1 а). Если за время А1 сечение Б пересекут N электронов, очевидно сила тока
А/
Пример 2. Рассмотрим электрон на орбите атома водорода (рис. 2 б). Произвольное сечение Б за время АЬ электрон пересечет рАЬ раз, поэтому заряд, перенесенный за это время д = 1/Д%е |. Сила тока
Аг Аг
т. е. электрон на орбите создает ниточку тока. Это очень важный факт, лежащий в основе классической теории «магнетизма» вещества.
Заряд электрона в примерах берется по модулю, т. к. по определению ток — упорядоченное движение положительных зарядов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НИХРОМОВОЙ ПРОВОЛОКИ
96
Определение удельного сопротивления
2. Электрическое напряжение. Силы электрического поля, заставляющие заряды перемещаться у порядочен но, совершают над ними работу АРэл.
Рис. 1.
Работа электрической силы по перемещению положительного заряда +1 Кл между двумя точками пространства называется разностью потенциалов или электрическим напряжением.
(р! - (р2 = ([ 12 = -—•
Я
При протекании тока по однородному проводнику напряжение на нем по закону Г. Ома вычисляется как
И = III (2)
где В — электрическое сопротивление проводника.
3. Природа электрического сопротивления. Известно, что ток в металлическом проводнике создают упорядоченно движущиеся электроны, утратившие свою связь с атомами, т.е. свободные. Атомы, потерявшие электроны, становятся положительно заряженными ионами. Они хаотично колеблются вокруг положений устойчивого равновесия в узлах кристаллической решетки.
