Лабораторные работы по физике Нижегородский Государственный Технический Университет. Лабораторная работа по физике №2-23. Изучение основных правил работы с радиоизмерительными приборами. Выполнил студент Группы 99 – ЭТУ Наумов Антон Николаевич Проверил: Н. Новгород 2000г. Цель работы: знакомство с основными характеристиками радиоизмерительных приборов, правилами их подключения к измеряемому объекту, методикой проведения измерений и оценкой их погрешностей. Задание №1: Измерение напряжения сигнала генератора. Приборы: генератор сигнала Г3, вольтметры В3 и В7. Экспериментальная часть. 1). Установили на генераторе частоту выходного сигнала f = 5кГц, напряжение U = 2В. Измерили вольтметром В3 выходное напряжение Ux=2В. Погрешность измерения. U=Ux  U=(2  0,4) B. 2). Измерили вольтметром В7 выходное напряжение Ux=2,01В. Погрешность измерения. U=Ux  U=(2,01  0,01) B. Задание №2: Анализ формы и измерение параметров синусоидального сигнала с помощью осциллографа. Приборы: генератор сигнала Г3, вольтметры В3 и В7, осциллограф С1. Экспериментальная часть. 1). Установили на генераторе Г3 напряжение U = 2В. Измерили вольтметром В3 выходное напряжение Ux=2В; на вольтметре В7: Ux=2В. Получили на экране осциллографа изображение: АО=1,4 см, Х = 4 см. Измерим амплитуду сигнала: Показания осциллографа совпадают с показаниями вольтметров. 2). Измерили период (Т) и частоту сигнала (f): Показания осциллографа совпадают со значением на шкале генератора. Задание №3: Измерение частоты с помощью частотомера и осциллографа. Приборы: генератор сигнала Г3, вольтметры В3 и В7, осциллограф С1, частотомер Ф. Экспериментальная часть. 1). Измерили частоту сигнала частотомером: Погрешность измерения: Показания генератора: fx = 5кГц. 2). Рассчитаем частоту сигнала по показаниям осциллографа: Х = 2 см. Показания всех приборов совпадают. Задание №4: Измерение фаз двух синусоидальных сигналов с помощью осциллографа. Приборы: генератор сигнала Г3, осциллограф С1, схема RC. Экспериментальная часть. OA = 1,9 см, ОВ = 1,7 см. Т.к. , а  - разность фаз синусоидальных сигналов, то Задание №5: Анализ формы и измерение параметров импульсного сигнала с помощью осциллографа. Приборы: генератор сигнала Г5, осциллограф С1. Экспериментальная часть. 1).Установим длительность импульсов  = 500 мкс, частоту повторений fП=490Гц, амплитуду Um=1,32B 2).Получили на экране следующее изображение: Вычислим амплитуду импульсов: Полученный результат совпадает с показаниями вольтметра генератора. Измерим длительность импульсов: Измерим период и частоту повторений импульсов: Полученные результаты приблизительно совпадают с показаниями генератора. Вывод: на этой работе мы ознакомились с основными характеристиками радиоизмерительных приборов, правилами их подключения к измеряемому объекту, методикой проведения измерений и оценкой их погрешностей. 4 НГТУ Нижегородский Государственный Технический Университет. Лабораторная работа по физике №2-24. Экспериментальные исследования электростатических полей с помощью электролитической ванны Выполнил студент Группы 99 – ЭТУ Наумов Антон Николаевич Проверил: Н. Новгород 2000г. Цель работы: изучение метода моделирования электростатических полей в электролитической ванне и исследование их характеристик в пространстве между электродами различной формы. Теоретическая часть. Электростатическое поле - поле, создаваемое покоящимися электрическими зарядами. Характеристиками этого поля являются напряженность и потенциал , которые связаны между собой следующим соотношением: . В декартовой системе координат: , где единичные орты. Удобной моделью электрического поля является его изображение в виде силовых и эквипотенциальных линий. Силовая линия - линия, в любой точке которой направление касательной совпадает с направлением вектора напряженности Эквипотенциальная поверхность - поверхность равного потенциала. На практике электростатические поля в свободном пространстве создаются заданием на проводниках - электродах электрических потенциалов. Потенциал в пространстве между проводниками удовлетворяет уравнению Лапласа: . В декартовой системе координат оператор Лапласа: . Решение уравнения Лапласа с граничными условиями на проводниках единственно и дает полную информацию о структуре поля. Экспериментальная часть. Схема экспериментальной установки. Методика эксперимента: В эксперименте используются следующие приборы: генератор сигналов Г3 (I), вольтметр универсальный B7 (2) c зондом (3), электролитическая ванна (4) с набором электродов различной формы (5). Устанавливаем в ванну с дистилированной водой электроды. Собираем схему, изображенную на РИС. 1. Ставим переключатель П в положение “U”. Подготавливаем к работе и включаем приборы. Подаем с генератора сигнал частоты f=5 кГц и напряжением U=5 В, затем ставим переключатель П в положение “S”. Далее, помещаем в ванну электроды различной формы ( в зависимости от задания ) и затем, водя по ванне зондом, определяем 4 - эквипотенциальные линии: 1B, 2B, 3B, 4B. И так далее для каждого задания. Задание №1. Исследование электростатического поля плоского конденсатора. Таблица 1. Зависимость потенциала  от расстояния.  =  (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