Файл: Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных работ и практических занятий специальность 21. 02. 01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Методичка

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.01.2024

Просмотров: 209

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6НАБЛЮДЕНИЕ БРУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯЦель: осуществить наблюдение броуновское движение с помощью школьного микроскопа.Оборудование: Школьный микроскоп. Окуляр 15х. Объектив 40х. Акварельные краски (тушь) , 1-2 см3 молока. Предметные и покровные стекла (5-6 шт.). Два сосуда с водой разной температуры. Теория.Броуновское движение - это беспорядочное движение малых (размерами в несколько мкм и менее) частиц, взвешенных в жидкости или газе , ,происходящее под действием толчков со стороны молекул окружающей среды. Открыто оно р.Броуном в 1827 году. Видимые только под микроскопом взвешенные частицы движутся независимо друг от друга и описывают сложные зигзагообразные траектории. Броуновское движение не ослабевает со временем и не зависит от химических свойств среды, его интенсивность увеличивается с ростом температуры среды и с уменьшением её вязкости и размеров частиц.Последовательно объяснение броуновского движения было дано А. Эйнштейном и М.Смолуховским в 1905-1906 годах на основе молекулярно-кинетической теорий. Согласно этой теории, молекулы жидкости или газа находятся в постоянном тепловом движении, причём импульсы различных молекул неодинаковы по величине и направлению. Если поверхность частицы, помещённой в такую среду, мала, как это имеет место для броуновской частицы, то удары, испытываемые частицей со стороны окружающих её молекул, не будут точно компенсироваться. Поэтому в результате «бомбардировки» молекулами жидкости или газа броуновская частицы приходит в беспорядочное движение, меняя величину и направление своей скорости примерно 1014раз в секунду. Характер движения частиц при броуновском движении можно посмотреть на рис.1. Рис.1Броуновское движение наблюдается в более сложных формах в технике. Это - тепловые шумы в радиосхемах, вибрации легких деталей в измерительных приборах и т.п.Осуществить наблюдение броуновского движения можно с помощью школьного микроскопа. Внешний вид микроскопа показан на рис.2 Рис.2 Он состоит из: окуляра-1, винта настройки-2, кронштейна-3, упорного винта-4, пружинного держателя-5, шарнира-6, основания-7, осветительного устройства-8, дисковой диафрагмы-9, предметного столика, микрообъектива-11, револьверной головки объективов-12, тубусодержателя-13. Для работы установите"микроскоп на стол предметным столиком от себя. Для удобства наблюдения тубусодержатель можно наклонить. Установите предметное стекло с препаратами на предметный столик, прижав его пружинными держателями. Глядя в окуляр, при помощи винтов настройки медленно поднимайте или опускайте тубус микроскопа до тех пор, пока в поле зрения не появится изображение препарата. При фокусировке можно осторожно передвигать препарат, т.к., подвижное изображение гораздо легче заметить, чем неподвижное. Найдя изображение, еще более медленным вращением винтов добейтесь наиболее резкого изображения. Качество изображения в микроскопе в значительной степени зависит от освещения, поэтому настройка освещения является важной подготовительной операцией. Свет от источника (окно, лампа) должен с помощью зеркала направляться через диафрагму предметного столика на препарат. Предметный столик снабжен диском, поворотом которого можно менять диаметр отверстия диафрагмы. Наблюдая в окуляр, поворачивайте зеркало до тех пор, пока все поле зрения не окажется равномерно освещенным. Фокусировка может считаться законченной, когда будут максимально устранены недостатки изображения в виде полос, пятен, бликов. Ведя наблюдение, не закрывайте свободный глаз для предупреждения его утомления.Порядок выполнения работы Подготовить микроскоп для работы. На предметное стекло нанести кисточкой 1-2 капли воды. Коснутся несколько раз той же кисточкой поверхности краски (туши) и снова ввести кисточку в приготовленные капли. Каплю окрашенной жидкости кисточкой перенести на другое предметное стекло и закрыть покровным стеклом. Приготовленный препарат положить на предметный столик микроскопа. Зеркало микроскопа направить на источник света, чтобы получить хорошее освещение препарата. Опустить объектив кремальерным винтом на расстояние

Пример.

Лабораторная работа "Электроемкость плоского конденсатора".

, энергии электрического поля конденсатора, энергии магнитного поля катушки от времени.

5. Найти индуктивность катушки, если амплитуда переменного напряжения на ее концах равна 157В, амплитуда силы тока 5А и частота тока 50 Гц. Активным сопротивлением катушки пренебречь.
Вариант 2

1. Запишите формулу Томсона.

2. Запишите формулу циклической частоты.

3.Запишите формулу связи циклической частоты колебаний с линейной частотой колебаний и периодом колебаний

4.Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 0,2 Гн и конденсатора емкостью 10мкФ. Конденсатор зарядили до напряжения 2В, и он начал разряжаться. Какой будет сила тока в тот момент, когда энергия окажется поровну распределенной между электрическим и магнитным полем?

5. Рамка площадью 400 см2 имеет 100 витков и вращается в магнитном поле с индукцией 10мТл. Период вращения рамки составляет 0,1с, ось вращения перпендикулярна силовым линиям. Определить максимальное значение ЭДС индукции, возникающей в рамке.

Рекомендуемая литература

  1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.182-186)

2 .Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 230-232)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №19

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КАТУШКИ
Цель работы: вычислить индуктивное сопротивление катушки и ее индуктивность по результатам измерений напряжений на катушке и силы тока в цепи.

Оборудование

  1. Источник переменного напряжения (6В)

  2. Катушка разборного трансформатора

  3. Вольтметр и миллиамперметр переменного тока

  4. Соединительные провода

  5. Ключ однополюсной

  6. Омметр

Теория

Индуктивное сопротивление катушки переменному току с частотой ω равно:

ХL=ωL=2πfL (1)

Если активное сопротивление обмотки катушки значительно меньше индуктивного сопротивления катушки переменному току (R XL), то зависимость между действующими значениями силы тока в катушке и напряжения, приложенного к концам ее обмотки, определяется выражением:

I= U /ХL= U/2πfL (2).

Цель данной работы – измерить индуктивное сопротивление и определить индуктивность катушки. Эта задача осложняется тем обстоятельством, что наряду с индуктивным сопротивлением, катушка обычно обладает еще активным сопротивлением R.


Для определения индуктивного сопротивления катушки ХL можно определить ее полное сопротивление переменному току Z, измерив действующие значения переменного напряжения на концах катушки U и силу тока I в ней: Z= U /I (3)

Затем, используя выражение Z= = ХL 2 (так как ХС =0), можно найти индуктивное сопротивление катушки: ХL = (4).

Активное сопротивление R катушки К можно измерить в отдельном опыте с помощью омметра.

Порядок выполнения работы

  1. Соберите электрическую цепь




  1. Выполните измерение силы тока I в цепи при напряжении 6В. Вычислите полное сопротивление катушки Z по формуле (3).

  2. Выключите переменное напряжение и измерьте активное сопротивление катушки R омметром.

  3. По результатам измерений полного Z и активного R сопротивление катушки вычислите ее индуктивное сопротивление ХL по формуле (4) и индуктивность L из формулы (1).

  4. Вычислите относительную погрешность измерений индуктивности по формуле

ε L= .100%

где Lтаб.=0,03 Гн.

  1. Результаты занести в таблицу 1.



Таблица 1


ν, гц
U,в
I,А
Z, Ом
R, Ом
ХL, Ом
L, Гн
ε L, %


























Контрольные вопросы

Вариант 1

1.По какой формуле можно вычислить индуктивное сопротивление катушки переменного тока?

2. Как изменится индуктивное сопротивление, если увеличить индуктивность катушки? Как изменится индуктивное сопротивление, если увеличить частоту переменного тока? 

3. Индуктивность катушки увеличили в 2 раза, а силу тока  в ней уменьшили в 2 раза. Как изменилась энергия магнитного поля катушки?

4. Индуктивное сопротивление катушки в цепи переменного тока 50 Гц равно 31,4 Ом. Чему авна индуктивность катушки?

5. Найдите частоту собственных колебаний в контуре с индуктивностью катушки

10 мГн и емкостью конденсатора 1 мкФ

Вариант 2

1.По какой формуле вычисляют собственную частоту колебаний в колебательном контуре?

2.Как изменится собственная частота колебаний колебательного контура, если уменьшить ёмкость конденсатора в 4 раза?

3. Как изменится собственная частота колебаний колебательного контура, если увеличить индуктивность катушки?

4.Что называют резонансом?

5.Найдите период колебаний в колебательном контуре, если индуктивность катушки 0,01 Гн, а емкость конденсатора 4 мкФ.

Рекомендуемая литература

1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.182-186)

2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 230-232)
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы

1.Изучить устройство трансформатора.

2.Определить коэффициент трансформации трансформатора.
Оборудование

1.Трансформатор.

2.Вольтметры.

3.Источник переменного напряжения.

4.Соединительные провода

Теория

Трансформатор-это устройство, преобразующее энергию переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. Трансформатор состоит из двух основных частей: сердечника (магнитопровода) и двух или более обмоток. Одна из обмоток включается в сеть переменного тока и называется первичной 1 (рис.1). Остальные обмотки являются вторичными 2. Сердечник трансформатора служит для концентрации магнитного потока Ф.



E1= -ω1Ф, Е2=Фω2 (1)

k= E1/ Е2= ω1/ ω2 (2)

При k <1 трансформатор повышает напряжение, при k >1 - понижает напря­жение.

Экспериментально для определения коэффициента трансформации использу­ется формула

k= ω1/ ω2 (3)

Трансформатор может работать в режиме холостого хода и режиме нагрузки. Режим холостого хода - это режим, в котором I2 = 0 , т.е. нагрузка к вторичной об­мотке не подключена.

Трансформатор имеет высокий КПД (более99%), поэтому можно записать соотношение U1 / U2 = I2 / I1, т.е. трансформатор изменяет не только напряжение, но и силу тока I.
В трансформаторе имеются два вида потерь мощности: потери в меди и потери в стали. Потери в меди (потери в обмотках) зависят от силы тока I1 и I2 . Потери в стали (потери в магнитопроводе) зависят от напряжения U и расходуются на перемагничивание сердечника и вихревые токи в нем.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему



2.Включить трансформатор всеть и измерить напряжения и .

3.Вычислить коэффициент трансформации трансформатора.

4.Сделать вывод о типе трансформатора.

Контрольные вопросы

Вариант 1

1.Что такое трансформатор?

2.Какая обмотка трансформатора называется первичной?

З. От чего зависят потери в стали?

4.Почему обмотки трансформатора изготовляются из меди?

5.От чего зависит коэффициент трансформации?

Вариант 2

1.Где и для чего применяются трансформаторы?

2.Какая обмотка трансформатора называется вторичной?

З. Как можно определить коэффициент трансформации?

4.От чего зависят потери в меди?


5.Почему сердечник трансформатора собирается из отдельных изолированных друг от друга стальных пластин?

Рекомендуемая литература

  1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.187-189)

  2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 233-234)


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №21

СБОРКА И НАСТРОЙКА ПРОСТЕЙШЕГО ДЕТЕКТОРНОГО

РАДИОПРИЕМНИКА

Цель работы: изучить работу простейшего детекторного радиоприемника

Оборудование

1.Катушка контурная.

2.Конденсатор переменной емкости.

3.Диод полупроводниковый.

4.Конденсатор постоянной емкости.

5.Телефон (наушники)

6.Провода и планки соединительные.

7.Провода для антенны и заземления.

8.Монтажная доска, винты, шайбы.

Теория

Радиоприемником называют устройство, позволяющее принимать высокочастотные модулированные электромагнитные колебания и преобразовывать их в механические звуковой частоты.



Радиоволны, излучаемые передающими радиостанциями, индуцируют в антенне А приемника высокочастотные (ВЧ) токи, которые поступают в резонансный колебательный контур РК (рис 1). Колебательный контур выделяет колебания лишь той радиостанции, частота которой совпадает с частотой колебаний приемного колебательного контура. При этом наступает электрический резонанс- сопротивление контура уменьшается, а принятый электрический сигнал усиливается настройка в резонанс достигается обычно изменением емкости приемного колебательного контура конденсатором переменной емкости . Модулированные ВЧ колебания (рис. 2), принятые колебательным контуром приемника с помощью детектора Д, которым обычно сложит полупроводниковый диод, преобразуются в пульсирующий ток одного направления, амплитуда которого изменяется со звуковой частотой.

Если к телефону Т или динамику параллельно присоединить блокировочный конденсатор С2 то пульсирующий ток высокой частоты пойдет через конденсатор, а ток низкой (звуковой) частоты - через катушку телефона; его мембрана придет, в колебательное движение со звуковой частотой передающей станции

Смотрите также файлы