ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 620
Скачиваний: 2
36
ратуры
он
снабжен
мешалкой
.
Для
измерения
температуры
воды
,
а
следо
-
вательно
,
и
спаев
термопары
в
обоих
сосудах
имеются
термометры
.
В
нашей
установке
измерение
ЭДС
термопары
производится
не
не
-
посредственным
подключением
гальванометра
к
клеммам
К
(
как
показано
на
рис
. 6),
а
методом
компенса
-
ции
на
реохорде
,
исключающим
величину
падения
напряжения
на
внутреннем
сопротивлении
гальванометра
.
Этот
метод
заключается
в
следующем
.
Цепь
,
изображенная
на
рис
. 7,
состоит
из
следующих
элементов
:
ТП
–
термопара
,
Б
–
батарея
(
аккумулятор
),
Г
–
галь
-
ванометр
,
mV
–
милливольтметр
,
К
–
ключ
,
R
–
переменное
сопро
-
тивление
,
АВ
–
реохорд
,
пред
-
ставляющий
собой
укрепленную
на
линейке
однородную
проволоку
,
вдоль
которой
может
перемещаться
скользящий
контакт
С
.
Если
ЭДС
термопары
ε
меньше
,
чем
батареи
,
то
на
проволоке
всегда
можно
найти
такую
точку
С
,
когда
в
ветви
АГС
тока
не
окажется
,
и
стрелка
гальванометра
будет
стоять
на
нуле
.
По
второму
правилу
Кирхгофа
для
контура
АГСА
имеем
:
(
)
2
ТП
Г
1
AC
J R +R –J R = –
ε
,
где
R
ТП
–
сопротивление
термопары
и
подводящих
проводов
,
R
Г
–
сопротивление
гальванометра
,
R
AC
–
сопротивление
участка
АС
.
Когда
ток
через
гальванометр
J
2
= 0
,
то
1
AC
J R =
ε
(5)
и
в
этом
случае
падение
напряжения
на
участке
АС
,
создаваемое
батареей
Б
,
равно
ЭДС
термопары
,
т
.
е
.
происходит
компенсация
.
Рис
. 7
Так
как
тока
в
цепи
АГС
нет
,
то
ток
на
участке
АВ
будет
равен
току
на
участке
АС
.
Падение
напряжения
на
участке
АВ
,
измеряемое
милли
-
вольтметром
,
будет
равно
.
1
AB
AB
R
J
U
=
(6)
J
J
2
J
1
a b
C
Г
mV
Б
K
R
ТП
a
А
a
B
Эл
.
печь
К
b
a
1
2
2
Рис
. 6
37
Из
(5)
и
(6)
находим
ε
.
AB
AC
AB
R
R
U
=
(7)
Ввиду
того
,
что
проволока
на
участке
АВ
калиброванная
,
можно
записать
ε
,
2
1
l
l
AB
U
=
(8)
где
1
l
и
2
l
–
длины
участков
АС
и
АВ
в
произвольных
единицах
.
Зная
U
AB
,
т
.
е
.
показание
милливольтметра
mV
,
и
измерив
1
l
=
AC
и
2
l
=
AB
,
по
формуле
(8)
вычисляют
ЭДС
термопары
.
Выполнение
работы
1.
Составляют
таблицу
технических
данных
приборов
.
2.
Наполняют
оба
сосуда
водой
комнатной
температуры
и
собирают
цепь
(
см
.
рис
. 7).
С
помощью
переменного
сопротивления
R
устанавлива
-
ют
положение
стрелки
милливольтметра
на
целое
число
делений
с
целью
удобства
дальнейших
вычислений
,
и
это
показание
прибора
должно
быть
одним
и
тем
же
во
время
проведения
всех
измерений
.
3.
Зафиксировав
темпера
-
туру
Т
b
в
правом
сосуде
,
кото
-
рая
в
процессе
эксперимента
остается
постоянной
,
подогре
-
вают
на
электроплитке
левый
сосуд
и
,
отмечая
температуру
Т
a
через
каждые
5
К
,
измеряют
ЭДС
термопары
описанным
выше
методом
компенсации
.
Нагревание
продолжают
до
температуры
90–95
о
С
,
все
время
перемешивая
воду
мешалкой
.
При
измерениях
ТЭДС
ключ
К
замы
-
кается
на
короткое
время
во
избежание
быстрого
разряда
аккумулятора
.
Данные
измерений
заносят
в
таблицу
.
Откладывая
по
оси
абсцисс
разность
температур
спаев
термопары
(
Т
а
–
Т
b
),
а
по
оси
ординат
–
величину
ТЭДС
для
соответствующей
темпера
-
туры
Т
а
,
строят
график
этой
зависимости
.
Из
графика
,
согласно
форму
-
ле
(4),
определяются
несколько
значений
удельной
ТЭДС
α
,
а
затем
нахо
-
дится
ее
среднее
значение
для
данной
термопары
.
4.
Проведя
эксперимент
при
нагревании
,
дают
воде
медленно
осты
-
вать
и
повторяют
задание
п
. 3
при
охлаждении
.
(
U
AB
=…
мВ
,
2
l
=…
мм
,
Т
b
=…
о
С
)
№
n/n
Т
а
,
о
С
1
l
,
мм
ε
,
мкВ
K
мкВ
c
,
1
2
…
Ср
.
38
Контрольные
вопросы
1.
Что
называют
работой
выхода
электронов
из
металла
и
чем
она
обусловлена
?
2.
Каковы
причины
контактной
разности
потенциалов
?
3.
Выведите
формулу
(4).
4.
Какой
физический
смысл
удельной
термоэдс
α
?
5.
В
чем
состоит
метод
компенсации
ТЭДС
?
6.
Докажите
справедливость
формулы
(8).
7.
Где
находят
применение
термопары
?
8.
В
чем
преимущества
термопары
перед
термометром
?
РАБОТА
№
7
ИЗУЧЕНИЕ
РАБОТЫ
ЭЛЕКТРОННОГО
ОСЦИЛОГРАФА
.
ПРОВЕРКА
ГРАДУИРОВКИ
ЗВУКОВОГО
ГЕНЕРАТОРА
Приборы
и
принадлежности
:
электронный
осциллограф
,
звуковой
генератор
синусоидальных
напряжений
,
генератор
пилообразных
напря
-
жений
,
трансформатор
.
Осциллографические
методы
исследования
завоевали
прочное
место
в
современной
науке
и
технике
.
Они
применяются
в
основном
для
иссле
-
дования
быстропеременных
периодических
процессов
.
Достоинствами
электронно
-
лучевого
осциллографа
являются
его
высокая
чувствитель
-
ность
и
безынерционность
действия
,
что
позволяет
исследовать
процессы
,
длительность
которых
порядка
10
–6
÷
10
–8
с
.
Устройство
электронного
осциллографа
Осциллограф
представляет
собой
сложный
электронный
прибор
,
блок
-
схема
которого
приведена
на
рис
. 1.
Основными
узлами
осциллографа
явля
-
ются
электронно
-
лучевая
трубка
,
блок
питания
,
усилитель
напряжения
U
x
,
усилитель
напряжения
U
y
,
генератор
пилообразного
напряжения
U
p
и
син
-
хронизирующее
устройство
.
Электронно
-
лучевая
трубка
внешне
представляет
собой
стеклянный
баллон
с
высоким
вакуумом
(
рис
. 2).
39
Она
состоит
из
электронной
пушки
,
дающей
пучок
электронов
(
на
рис
. 2
она
выделена
пунктиром
),
двух
пар
отклоняющих
пластин
П
х
и
П
у
,
распо
-
ложенных
во
взаимно
перпендикулярных
плоскостях
,
и
флуоресцирующе
-
го
экрана
.
Электронная
пушка
позволяет
получить
сфокусированный
по
-
ток
электронов
.
Она
состоит
из
накаливаемого
катода
К
,
управляющего
электрода
УЭ
,
имеющего
в
центре
отверстие
для
получения
узкого
элек
-
тронного
луча
,
и
двух
анодов
А
1
(
ускоряющий
анод
)
и
А
2
(
фокусирующий
анод
).
Между
катодом
и
первым
анодом
А
1
приложено
напряжение
поряд
-
ка
10
3
В
.
Поэтому
электроны
ускоряются
электрическим
полем
и
попадают
на
флуоресцирующий
экран
,
вызывая
его
свечение
.
Меняя
величину
этого
напряжения
и
его
полярность
,
можно
уменьшать
количество
электронов
,
проходящих
через
его
отверстие
,
а
следовательно
,
и
яркость
пятна
на
экра
-
не
трубки
.
Второй
анод
А
2
,
потенциал
которого
выше
первого
,
служит
для
фоку
-
сирования
электронного
луча
.
Регулируя
потенциал
второго
анода
,
можно
U
У
U
Р
U
Х
синхронизатор
Блок
питания
R
1
R
2
R
3
Y
X
~ 220 V
Рис
. 1
40
получить
на
экране
трубки
ярко
светящуюся
точку
.
Выйдя
из
второго
ано
-
да
,
электронный
луч
проходит
между
двумя
парами
металлических
пла
-
стин
П
х
и
П
у
.
Если
на
любую
пару
пластин
подать
напряжение
,
то
элек
-
тронный
луч
отклонится
от
своего
первоначального
направления
,
т
.
к
.
электроны
будут
притягиваться
к
пластине
,
заряженной
положительно
,
и
отталкиваться
от
пластины
,
заряженной
отрицательно
.
Пройдя
отклоняющие
пластины
,
электронный
луч
попадает
на
экран
.
Экран
электронно
-
лучевой
трубки
представляет
собой
слой
флуоресци
-
рующего
вещества
,
нанесенного
на
внутреннюю
сторону
трубки
.
При
ударе
об
экран
энергия
электрона
частично
расходуется
на
выби
-
вание
электронов
из
поверхности
,
на
которую
он
попадает
,
частично
на
ра
-
зогрев
этой
поверхности
,
а
частично
превращается
в
световую
энергию
.
Электрон
,
попадая
на
поверхность
,
покрытую
флуоресцирующим
слоем
,
приводит
в
воз
-
бужденное
со
-
стояние
атомы
и
молекулы
этого
слоя
.
Возвраща
-
ясь
в
нормальное
состояние
,
атомы
и
молекулы
ис
-
пускают
свет
.
Это
явление
но
-
сит
название
люминесценции
.
Яркость
свечения
пятна
на
экране
электронно
-
лучевой
трубки
зави
-
сит
от
скорости
и
числа
электронов
,
падающих
на
элемент
площади
экрана
за
некоторый
промежуток
времени
.
Регулировать
яркость
пятна
на
экране
можно
,
либо
меняя
количество
электронов
в
электронном
луче
,
либо
меняя
скорость
электронов
.
Напряжения
на
управляющем
электроде
,
первом
и
втором
анодах
,
с
помощью
которых
можно
изменять
яркость
и
фокус
электронного
луча
,
регулируются
делителями
напряжения
R
1
, R
2
и
R
3
,
к
которым
подводится
высокое
постоянное
напряжение
от
блока
питания
(
см
.
рис
. 1).
Другим
важным
элементом
электронно
-
лучевого
осциллографа
явля
-
ется
генератор
развертки
.
Генератор
развертки
представляет
собой
радиотехническое
устройство
,
позволяющее
переме
-
щать
электронный
луч
вдоль
горизонтальной
оси
с
постоянной
скоростью
(V = const.)
Предположим
,
что
в
момент
времени
t
0
к
горизонтально
от
-
клоняющим
пластинам
П
х
(
в
электронно
-
лучевой
трубке
они
расположены
вертикально
)
приложено
напряжение
,
линейно
изменяющееся
со
време
-
нем
.
Тогда
светящееся
пятно
будет
двигаться
по
экрану
со
скоростью
V =
Рис
. 2
П
П
К
УЭ
А
А
~