Практикум по курсу общей физики по специальностям "География", "Природопользование", "Геоэкология". Миловидова С.Д - 56 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

56
РАБОТА № 10(12)
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПРОСТЕЙШЕГО ЛАМПОВОГО
ГЕНЕРАТОРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ
Приборы и принадлежности: трехэлектродная лампа , источник
постоянного напряжения на 300 В , источник переменного напряжения на
4 В , два воздушных конденсатора постоянной и переменной емкости, две
катушки индуктивности, два конденсатора постоянной емкости,
сопротивление, микроамперметр , индикатор высокочастотного
электромагнитного поля на неоновой лампе , неизвестные емкость и
индуктивность .
Краткая теория
Электрический колебательный контур представляет собой цепь
( рис.1), состоящую из последовательно соединенных емкости С ,
индуктивности L и сопротивления R проводников.
В контуре происходят периодические изменения силы тока и
связанных с ней величин. Перезарядку пластин конденсатора можно
понять, вспомнив, в чем состоит явление самоиндукции.
Явление самоиндукции состоит в следующем : при всяком изменении
тока в контуре в нем возникает э. д. с. самоиндукции Ε
c
, которая прямо
пропорциональна скорости изменения тока
в контуре (di/dt) и обратно этой скорости
направлена :
ε
dt
di
L
c
−=
. (1)
Если ток нарастает, э.д.с. препятствует
этому увеличению тока и создает
индукционный ток противоположного
направления. Если ток уменьшается, э.д.с.
препятствует уменьшению тока и создает индукционный ток того же
направления.
Рассмотрим работу контура . Зарядим конденсатор от внешнего
источника электроэнергии до некоторой разности потенциалов U, сообщив
его обкладкам заряды ± q , и затем с помощью ключа К замкнуть контур, то
конденсатор начнет разряжаться и в цепи потечет некоторый ток . При
малом значении R он будет очень быстро нарастать . Направление для тока
i, показанное на рис.1, примем за положительное (верхняя пластина
заряжена положительно , нижняя - отрицательно ) и рассмотрим процессы ,
протекающие в контуре. Допустим сначала , что омическое сопротивление
проводника, из которых состоит контур, исчезающе мало, т.е. R≈0, и пусть
в начальный момент времени заряд конденсатора максимален (q=q
o
). При
этом разность потенциалов между его обкладками также максимальна
(U=U
o
), а ток в цепи равен нулю (рис.2,а). Когда конденсатор начнет
разряжаться, то в контуре потечет ток
C
K
L
R
i
–
Рис.1 
                                          56


                                  РА Б ОТА № 10(12)
           И З У Ч Е Н И Е РА Б ОТЫ П РОС ТЕ Й Ш Е Г О Л А М П ОВОГ О
           Г Е Н Е РА ТОРА Э Л Е К ТРОМ А Г Н И ТН Ы Х К ОЛ Е Б А Н И Й
         П риборы и прина длеж ности: трехэлек тродна я ла мпа , источник
постоянного на пряж ения на 300 В , источник переменного на пряж ения на
4В , два воз    ду ш ны х к онденсатора постоянной и переменной емк ости, две
к а ту ш к и инду к тивности, два к онденса тора постоянной емк ости,
сопротивление,            мик роа мперметр,       индик а тор    вы сок оча стотного
элек трома гнитного поля на неоновой ла мпе, неиз              вестны е емк ость и
инду к тивность.
                                   К раткаятеория
         Элек трическ ий к олебательны й к онту р предста вляет собой цепь
(рис.1), состоящ у ю         из последова тельно соединенны х емк ости С ,
инду к тивности L и сопротивленияR проводник ов.
          В к онту ре происходят периодическ ие из          менения силы ток а и
связ  а нны х с ней величин. П ерез        арядк у пла стин к онденсатора мож но
понять, вспомнив, вчем состоитявление са моинду к ции.
         Явление са моинду к ции состоитв следу ю щ ем: при всяк ом из      менении
ток а в к онту ре в нем воз      ник ает э.д.с. са моинду к ции Εc, к отора я прямо
                                      пропорциона льна ск орости из   менения ток а
         i        K
                                      в к онту ре (di/dt) и обра тно этой ск орости
                                      на пра влена :
+
–
       C                       L                   ε   c   = −L
                                                                  di
                                                                  dt
                                                                     .             (1)
                R                  Е сли ток нара ста ет, э.д.с. препятству ет
                                   этому     у величению     ток а  и соз    да ет
             Рис.1                 инду к ционны й    ток     противополож ного
                                   на пра вления. Е сли ток у меньш а ется, э.д.с.
препятству ет у меньш ению       ток а и соз да ет инду к ционны й ток того ж е
на пра вления.
       Ра ссмотрим ра боту к онту ра . За рядим к онденсатор от внеш него
источник а элек троэнергии до нек оторой ра з     ности потенциа лов U, сообщ ив
                  а ряды ±q, и з
его обк ла дк а м з               а тем с помощ ью к лю ча К з   амк ну ть к онту р, то
к онденса тор на чнет ра з  ряж а ться и в цепи потечет нек оторы й ток . П ри
ма лом з  на чении R онбу деточень бы стро на ра ста ть. Н а правление дляток а
i, пок а занное на рис.1, примем за полож ительное (верхняя пла стина
за ряж ена полож ительно, ниж няя - отрица тельно) и ра ссмотрим процессы ,
протек а ю щ ие вк онту ре. Д опу стим сна ча ла , что омическ ое сопротивление
проводник а, изк оторы х состоитк онту р, исчез      а ю щ е ма ло, т.е. R≈0, и пу сть
в на ча льны й моментвремени з      а ряд к онденса тора ма к сима лен(q=qo). П ри
этом ра з  ность потенциа лов меж ду его обк ла дк а ми та к ж е ма к сима льна
(U=Uo), а ток в цепи ра вен ну лю (рис.2,а ). К огда к онденса тор начнет
ра зряж а ться, то вк онту ре потечетток

Страницы