2799

Определение частоты тока с помощью струны

Лабораторная работа

Физика

Определение частоты тока с помощью струны Цель работы. Осуществление механического резонанса, усвоение методики экспериментального определения частоты переменного тока. Краткое теоретическое обоснование: Натянутая струна совершает колебания, если...

Русский

2013-01-06

59.5 KB

19 чел.

Определение частоты тока с помощью струны

Цель работы.

Осуществление механического резонанса; усвоение методики экспериментального определения частоты переменного тока.

II.Краткое теоретическое обоснование:

Натянутая струна совершает колебания, если ее каким − либо образом вывести из состояния равновесия, а затем предоставить самой себе. Такие колебания называются свободными или собственными колебаниями. Если пренебречь сопротивлением воздушной среды, то колебания струны обусловлены действием только упругой силы и в этом приближении они являются гармоническими.

Очевидно, параметры колебательного движения струны будут зависеть от силы натяжения, геометрических размеров и природы материала струны. Например, для определения частоты можно получить формулу

ν = 1 / Ld • √ F / πρ

где ν - частота; F - сила натяжения струны; L,d,p - соответственно длина, диаметр сечения, плотность материала струны. Как видно из формулы, частота собственных колебаний струны зависит от силы натяжения, длины и диаметра поперечного сечения струны и плотности материала.

Собственные колебания с течением времени затухают. Но при наличии периодически действующей вынуждающей силы они переходят в вынужденные незатухающие колебания.

В этой работе вынужденные колебания струны получают, с помощью электромагнита. Электромагнит питается от городской сети переменным синусоидальным током и устанавливается под натянутой стальной струной, как показано на рисунке. Очевидно, частота вынуждающей силы в этом случае равна удвоенной частоте переменного тока. Это объясняется тем, что за один период переменного тока электромагнит два раза намагничивается и два раза размагничивается. Поэтому за один период переменного тока струна два раза притягивается к электромагниту и два раза отпускается.

Когда частота собственных колебаний струны равна удвоенной частоте переменного тока, амплитуда колебаний струны сильно возрастает. Это явление называется резонансом. Таким образом, плавным изменением длины струны можно создать условие для резонанса. Математически это условие выражается равенством ν = 2 • f, где f - частота переменного тока. Отсюда легко получить формулу для определения частоты переменного тока

f = ½ • Ld • √ P / πρ

III.Рабочие формулы и единицы измерения.

Lср. = ∑ Li / n        f = ½ • Ld • √ P / πρ      

d = 0,0003 м, ρ = 7800 кг / м3

IV.Схема установки.

Установка, схема которой приведена на рисунке, смонтирована на оптической скамье. Она состоит из электромагнита Э, двух подвижных стоек К1 и К2, блока Б, груза Р и стальной струны. Струна одним концом защемлена к элементу скамьи, натягивается грузом Р через блок Б.

V.Измерительные приборы и принадлежности.

  1.  микрометр [мм]
  2.  линейка [мм].

VI.Результаты измерения.

Номер опыта

Нагрузка Р, H

Длина

Частота f, Гц

L1, м

L2, м

L3, м

L4, м

1

9,8

2

19,6

3

29,4

VII. Черновые записи и вычисления.

VIII. Основные выводы.

Осуществили механический резонанс и усвоение методики экспериментального определения частоты переменного тока


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1411. Перспективы поисков неструктурных ловушек углеводородов в отложениях Девона Юга Оренбургской области 21.07 MB
  История развития поисково-разведочных работ. Палеографические особенности формирования девонских отложений. Коллекторские свойства пород юга Оренбургской области. Типы неантиклинальных ловушек в девонских отложениях и условия их формирования Перспективы поисков ловушек неструктурного типа в отложениях девона и связанных с ними залежей углеводородов.
1412. Лекции по квантовой механике 20.18 MB
  Аналогия между оптикой и механикой, уравнение Шредингера, простейшие одномерные задачи, собственные функции собственные значения, унитарные матрицы и преобразования, зависимость наблюдаемых от времени.
1413. Анализ развития потребительского кредита 89.25 KB
  Банковский кредит, требования, которые предъявляются к его оформлению, обладают определенными особенностями, отличными от иных видов кредита. Прежде всего, следует отметить, что кредитные отношения банка с клиентом строятся на принципах срочности, возвратности, платности и обеспеченности кредита и оформляются договором
1414. Опыт Постоянной референтной группы по вопросам ЛГБТ-сообщества и МСМ-сервисных проектов в Украине: координация усилий и экспертиза в сфере борьбы с эпидемией ВИЧ среди МСМ 76.74 KB
  Основное содержание деятельности Группы — разработка согласованных рекомендаций по координации усилий, направленных на борьбу с ВИЧ/СПИД среди МСМ, проведение независимой экспертной оценки МСМ-проектов в Украине.
1415. Сахаров. Ми от рода Русского... Рождение русской дипломатии 78.9 KB
  Истоки возникновения древнерусской дипломатии. Исключительное значение Руси в истории восточных славян. Зарождение и становление дипломатической службы на Руси.
1416. Автоматическая установка пожарной сигнализации 90.81 KB
  Необходимость применения систем автоматической противопожарной защиты. Монтаж оборудования и электропроводок. Защитное заземление, зануление. Основные положения по эксплуатации установки.
1417. Мовна картина світу у контексті міжкультурної комунікації 390 KB
  Аналіз структури мовної картини світу з позицій сучасного мовознавства. Аналіз безеквівалентної лексики як свідчення своєрідності мовних картин світу. Лінгво-культурологічний аналіз використання у слов’янських пареміях паралінгвістичного засобу мовчання. Вияв паралінгвістичних аспектів мовної картини світу у функціонуванні окремих слів у слов'янських прислів'ях і приказках.
1418. Организация систем диагностирования на транспорте 116.39 KB
  Предложен алгоритм разработки системы диагностирования на транспорте. Представлены основные проблемные вопросы реализации этапов систем диагностирования.
1419. Управління конфліктами в організації на прикладі туристичної фірми Пілігрім 371 KB
  Конфлікт, його складові та підходи до класифіації. Методи вирішення конфліктів. взаємодія з клієнтами. дослідження конфліктності на прикладі туристичної фірми Пілігрім. Дослідження конфліктності персоналу в організації на прикладі туристичної фірми Пілігрім.