Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.3). Миловидова С.Д - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

25
На вход горизонтальной развертки осциллографа Х подается напряжение
U
х
, снимаемое с сопротивления R
1
. Очевидно, что
.
1
1
11
H
w
R
RJU
x
l
== (13)
Так как напряжение U
х
пропорционально Н, то положение луча на экране
осциллографа вдоль горизонтальной оси будет определяться величиной
напряженности Н магнитного поля.
В результате изменения тока в первичной обмотке трансформатора в его
сердечнике возникает переменный магнитный поток Ф , который пронизывает
витки вторичной обмотки L
2
и индуцирует в ней э.д.с. индукции
,
dt
dФ
−=ε (14)
где Ф =ВSw
2
, w
2
– число витков во вторичной обмотке, S- площадь поперечного
сечения сердечника трансформатора.
По второму правилу Кирхгофа для
цепи вторичной обмотки имеем:
,
2
Rc
UU
+
=
ε
(15)
где U
с
– падение напряжения на
конденсаторе С, а
2
R
U - падение напряжения
на сопротивлении R
2
.
Так как U
c
=J
2
R
c
, а емкостное
сопротивление
C
R
c
ω
1
=
, где ω –
циклическая частота переменного тока, то
.
1
2
2
+= R
C
J
ω
ε
(16)
Рис.7
При условии
C
R
ω
1
2
ff
первым членом в скобках можно пренебречь и тогда
.
222
dt
dB
SwRJ −== ε
Откуда
.
2
2
dt
dB
R
Sw
J ⋅−=
(17)
На вход У вертикального отклонения луча осциллографа подается напряжение
U
y
=-U
c
, снимаемое с конденсатора емкостью С . Тогда
,
2
dtJ
q
UU
cy
∫
=−=
(18)
где q – заряд на обкладке этого конденсатора. Следовательно,
.
2
2
2
2
B
CR
Sw
dt
dt
dB
CR
Sw
U
y
−=−=
∫
(19) 
                                              25
Н а в ход горизонт альной разв ерт к и осц иллографа Х п одае т ся нап ряже ние
Uх, сним ае м ое ссоп рот ив ле ния R1. О че в идно, чт о
                                                     R1l
                                   U x = J1R1 =          H.                                       (13)
                                                     w1
Так к ак нап ряже ние Uх п роп орц ионально Н , т о п оложе ние луча на эк ране
осц иллографа в доль горизонт альной оси буде т оп ре де лят ься в е личиной
нап ряже нност и Н м агнит ногоп оля.
        В ре зульт ат е изм е не ния т ок а в п е рв ичной обм от к е т рансформ ат ора в е го
се рде чник е в озник ае т п е ре м е нный м агнит ный п от ок Ф , к от орый п ронизыв ае т
в ит к и в т оричной обм от к и L2 и индуц ируе т в не й э.д.с. индук ц ии
                                              dФ
                                       ε =−      ,                                                (14)
                                              dt
где Ф =ВSw2, w2 – числов ит к ов в ов т оричной обм от к е , S- п лощ адьп оп е ре чного
се че ния се рде чник а т рансформ ат ора.

                                                 П о в т ором у п рав илу К ирхгофа для
                                        ц е п и в т оричной обм от к и им ее м :
                                                               ε = U c + U R2 ,     (15)
                                        где     Uс – п аде ние          нап ряже ния на
                                        к онде нсат оре С, а U R2 - п аде ние нап ряже ния
                                        на соп рот ив ле нии R2.
                                              Так      к ак   Uc=J2Rc,          а         е м к ост ное
                                                                          1
                                        соп рот ив ле ние         Rc =      ,       где       ω      –
                                                                         ωC
                                        ц ик личе ск ая част от а п е ре м е нногот ок а, т о
                                                             1       
                                                      ε = J2    + R2 .                          (16)
                                                             ωC      
              Р ис.7
                         1
П ри услов ии R2 ff        п е рв ым чле ном в ск обк ахм ожноп ре не бре чьи т огда
                        ωC
                                                    dB
                                 ε = J 2 R2 = − Sw2    .
                                                    dt
                                         w S dB
О т к уда                        J2 = − 2 ⋅       .                             (17)
                                          R dt
Н а в ход У в е рт ик альногоот к лоне ния луча осц иллографа п одае т ся нап ряже ние
Uy=-Uc, сним ае м ое с к онде нсат ора е м к ост ью С. Тогда
                                                   q ∫ J 2 dt
                                   U y = −U c        =        ,                                   (18)
                                                   C    C
где q – заряд на обк ладк е эт огок онде нсат ора. Сле дов ат е льно,
                                    w S dB       w S
                              Uy = − 2 ∫   dt = − 2 B.                                            (19)
                                    R2C dt       R2C

Страницы