Устройство отдельных компонентов комплекса и порядок работы с ними

Инженерно-производственный центр «Учебная техника»

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Руководство по выполнению базовых экспериментов

ЭМФ.001 РБЭ (910)

Беглецов Н.Н., Красногорцев И.Л. Электричество и магнетизм. Руководство по выполнению базовых экспериментов. ЭМФ.001 РБЭ (910) - Челябинск: ООО «Учебная техника», 2003. - 85 с.

Описаны компоненты учебного комплекта типового лабораторного оборудования «Электричество и магнетизм». Представлены схемы опытов, даны краткие указания по проведению базовых экспериментов и приведены возможные результаты этих экспериментов.

Руководство предназначено для использования при подготовке к проведению лабораторных работ по разделу физики «Электричество и магнетизм» в высших и средних профессиональных образовательных учреждениях.

Ó ООО «Учебная техника», 2003

Содержание

Введение.. 5

1. Устройство отдельных компонентов комплекса и порядок работы с ними.. 6

1.1. Блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП) 6

1.2. Блок моделирования полей (БМП) 7

1.3. Набор миниблоков. 8

1.4. Блок мультиметров. 13

1.5. Коннектор. 14

1.6. Набор виртуальных приборов. 15

2. Указания по выполнению базовых экспериментов.. 24

2.1. Моделирование плоскопараллельного электростатического поля током в проводящем листе 24

2.2. Моделирование плоскопараллельного магнитного поля током в
проводящем листе................................................................................................................ 26

2.3. Исследование магнитного поля на оси цилиндрической катушки. 28

2.4. Исследование магнитного поля на оси кольцевых катушек. 30

2.5. Измерение сопротивлений и определение удельного сопротивления проводника. 32

2.6. Определение температурного коэффициента сопротивления проводника
и ширины запрещённой зоны полупроводника. 34

2.7. Снятие основной кривой намагничивания ферромагнетика и определение магнитной проницаемости. 37

2.8. Снятие петли гистерезиса, определение точки Кюри и намагниченности
насыщения. 40

2.9. Поляризационная характеристика сегнетоэлектрика и её зависимость от температуры 43

2.10. Изучение эффекта Холла в полупроводниках. 46

2.11. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. 48

2.12. Измерение заряда и определение ёмкости конденсатора. 50

2.13. Определение параметров индуктивно связанных катушек. 52

2.14. Процессы заряда и разряда конденсатора, определение
постоянной времени. 54

2.15. Процессы включения и отключения катушки индуктивности, определение постоянной времени цепи и индуктивности. 55

2.16. Вынужденные колебания и резонансы в электрических цепях. 57

2.17. Исследование затухающих колебаний в электрических цепях. 58

3. Результаты экспериментов.. 60

3.1. Моделирование плоскопараллельного электростатического поля. 60

3.2. Моделирование плоскопараллельного магнитного поля. 61

3.3. Исследование магнитного поля на оси цилиндрической катушки. 62

3.4. Исследование магнитного поля на оси кольцевых катушек. 63

3.5. Измерение сопротивлений и определение удельного сопротивления прводника. 64

3.6. Определение температурного коэффициента сопротивления проводника
и ширины запрещённой зоны полупроводника. 65

3.7. Снятие основной кривой намагничивания ферромагнетика и определение магнитной проницаемости. 67

3.8. Снятие петли гистерезиса, определение точки Кюри и
намагниченности насыщения. 69

3.9. Поляризационная характеристика сегнетоэлектрика и её зависимость от температуры 71

3.10. Изучение эффекта Холла в полупроводниках. 72

3.11. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. 73

3.12. Измерение заряда и определение ёмкости конденсатора. 74

3.13. Определение параметров индуктивно связанных катушек. 75

3.14. Процессы заряда и разряда конденсатора, определение постоянной времени........... 76

3.15. Процессы включения и отключения катушки индуктивности, определение постоянной времени цепи и индуктивности. 77

3.16. Вынужденные колебания и резонансы в электрических цепях. 78

3.17. Исследование затухающих колебаний в электрических цепях. 79

Приложение: Координатные сетки для оформления отчётов по моделированию полей.. 80

3.18. Литература. 85

Введение

Учебный лабораторный комплекс «Электричество и магнетизм» предназначен для проведения лабораторного практикума по одноимённому разделу курса физики в высших и средних профессиональных образовательных учреждениях.

· Основными компонентами комплекса являются:

· блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП);

· блок моделирования полей (БМП) с проводящими планшетами;

· контейнер с набором минибоков (НМФ);

· блок мультиметров (БМФ);

· персональный компьютер с платой ввода-вывода данных;

· коннектор (КФ)

· столы, приборная стойка, провода, шнуры, кабели, перемычки;

· программное обеспечение (набор виртуальных приборов «ВП_Физика»);

· методическое обеспечение.

В первой главе данного руководства описано устройство отдельных компонентов комплекса и порядок работы с ними, приведены некоторые технические характеристики,

Во второй главе приведены схемы опытов и даны методические указания по проведению базовых экспериментов.

В третьей главе приводятся результаты экспериментов, проделанных на одном из экземпляров учебного лабораторного комплекса «Электричество и магнетизм».

Большинство экспериментов описаны применительно к компьютеризованному варианту стенда, в котором измерения производятся с помощью виртуальных приборов. Однако, все эксперименты, в которых не требуется измерение мощности или углов сдвига фаз, могут быть выполнены и с использованием мультиметров, входящих в комплект стенда. Виртуальный осциллограф во всех экспериментах может быть заменен обычным электронным осциллографом, но он не входит в комплект стенда.

Настоящее руководство предназначено для освоения лабораторного комплекса преподавателями и разработки необходимых для выполнения лабораторных работ студентами методических материалов.

Устройство отдельных компонентов комплекса и порядок работы с ними