методичка-электрика. Методические указания по выполнению лабораторных работ по физике для студентов, обучающихся по специальности 190601 Автомобили и автомобильное хозяйство
 Скачать 1.07 Mb.
|
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯЦель эксперимента:
Основные понятия элементарным Магнитным потоком dФB через физически малый элемент поверхности площадью dS называется скалярное произведение вектора индукции магнитного поля  на вектор нормали  к данному элементу поверхности и на площадь dS:dФB = ( )dS .Магнитным потоком ФB через поверхность площадью S называется сумма всех элементарных потоков через все элементы этой поверхности (интеграл по поверхности): ФB =  .Анализируя свойства интеграла в правой части данного соотношения, можем получить условия, когда для определения потока не требуется интегрирование. Простейший вариант: потока нет (ФВ = 0), если 1) В = 0 или 2) вектор магнитной индукции направлен по касательной к поверхности в любой ее точке (  ). Второй вариант: поток есть произведение индукции на площадь (ФВ = BS), если  , т.е. одновременно выполняются два условия: вектор индукции направлен по нормали и имеет одну и ту же величину в любой точке поверхности.ИНДУКЦИЕЙ называется явление возникновения одного поля (например, электрического) при изменении другого поля (например, магнитного). ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИЕЙ называется явление возникновения электрического поля при изменении магнитного поля. Закон ЭМИ: циркуляция электрического поля по замкнутому контуру Г0Е пропорциональна быстроте изменения потока магнитного поля Ф0В через замкнутую поверхность S0 (L0), ограниченную контуром L0 , по которому рассчитана циркуляция. Математически: Г0Е = -  , где знак – соответствует «правилу Ленца» (см.учебник).В расшифрованном виде  В результате ЭМИ возникает электрическое поле с ненулевой циркуляцией. Поле с ненулевой циркуляцией называется вихревым . Если в таком поле находится проводящее вещество, то в веществе возникает вихревой электрический ток, величина которого пропорциональна напряженности вихревого электрического поля. Такие токи называются токами Фуко. Если проводящее вещество имеет форму замкнутого контура, тогда циркуляция электрического поля в нем определяет ЭДС, которая в случае ЭМИ называется ЭДС индукции. Закон ЭМИ для проводящего контура будет выглядеть так ЭДСИНД = - Ток, который в этом случае появляется в контуре, называется индукционным. Обозначая ЭДС индукции символом инд и используя закон Ома для полной цепи, получим выражение для тока индукции iИНД = инд / R , где R – сопротивление контура. Если имеется замкнутый контур с переменным током, тогда магнитное поле с изменяющимся потоком создается собственным током в этом контуре, и в соответствии с законом ЭМИ в контуре возникает дополнительная ЭДС, называемая ЭДС самоиндукции. Явлением САМОИНДУКЦИИ называется возникновение ЭДС самоиндукции при протекании по проводнику переменного тока. ЗАКОН самоиндукции ЭДССАМОИНД = -L  , где L – индуктивность проводника.Методика эксперимента Запустите программу «Открытая физика 2.5». Выберите «Электричество и магнетизм» и «Электромагнитная индукция». Прочитайте краткие теоретические сведения. В данной лабораторной работе используется компьютерная модель, в которой изменяющийся магнитный поток возникает в результате движения проводящей перемычки по параллельным проводникам, замкнутым с одной стороны. Эта система изображена на рисунке:  Рисунок 1. Диалоговое окно эксперимента ЗАДАЧА: Проводящая перемычка движется со скоростью V по параллельным проводам, замкнутым с одной стороны. Система проводников расположена в однородном магнитном поле, индукция которого равна В и направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены проводники. Найти ток в перемычке, если ее сопротивление R, а сопротивлением проводников можно пренебречь. Решив задачу в черновике, получите уравнение для тока в общем виде. Подготовьте таблицу 1, используя образец. Подготовьте также таблицы 3 и 4, аналогичные табл.1.
Для бригад 1-4 L = 1 м, для бригад 5-8 L = 0.7 м. Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений. Порядок измерений:
и зафиксируйте значения, указанные в таблице 2 и под ней для вашей бригады.
Обработка результатов измерений
tg() =  .
Приложение 1 Бланки Лабораторных работ Лабораторная работа № 1. Определение удельного сопротивления нихромовой проволоки
таблица 1 Характеристики приборов измерения:
таблица 2 Определение сопротивления :
Вычисление погрешности определения сопротивления   =∆R приб= εприб∙Rср ∆R=∆R сл. +∆Rприб.  =∆ρ=ε∙ρср. ρ=ρ ср..± ∆ρ Лабораторная работа № 2. Определение сопротивления методом моста Уитстона.
таблица 1 Характеристики приборов измерения:
таблица 2 Определение сопротивления :
Вычисление погрешности определения сопротивления =0,9; (N)=2,1 Rсл=(N)S= = =  Лабораторная работа № 3. Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
, кОм