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

20 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

43292. УЧЕТ РАСЧЕТА С БЮДЖЕТОМ В ООО ПКЗ «ОМСКИЙ» РАЙОНА ОМСКОЙ ОБЛАСТИ 3.87 MB
  Организация аналитического и синтетического учета расчетов с бюджетом по налогам и сборам.26 ВВЕДЕНИЕ Любая бухгалтерия как сердце предприятия особенно чувствительна к изменениям в налогах. Среди экономических рычагов при помощи которых государство воздействует на рыночную экономику важное место отводится налогам. Для достижения этой цели необходимо решить ряд задач: анализ проблем формирования налоговых поступлений; особенности организации учета расчетов с бюджетов по налогам и сборам; представить...
43293. Расчет механизма привода 883 KB
  Механизм состоит из электродвигателя муфты червячного редуктора открытой цилиндрической передачи распределительного вала станка и горизонтальной базовой плиты. В данном механизме вращение с вала двигателя через муфту передаётся на червячную передачу. С промежуточного вала крутящий момент передается на выходной вал с помощью открытой цилиндрической передачи.1 При постоянной скорости выходного вала по известной потребляемой мощности Nвых в Вт и частоте вращения n об мин находим требуемую мощность двигателя: N==1335 063=722 Вт; N ...
43294. Усилитель электрических колебаний звуковой частоты 561.5 KB
  Усилителем электрических колебаний называется устройство, которое позволяет при наличии на его входе колебания с некоторым уровнем мощности получить на выходной нагрузке те же колебания, но с большим уровнем мощности.
43295. Разработка технологического процесса изготовления детали “Стойка задняя” 285.5 KB
  Минимальный припуск на обработку определяем по формуле: Суммарное пространственное отклонение расположения поверхностей с закреплением заготовки в трех кулачковом патроне определяем по формуле: где: Δкор отклонение оси детали от прямолинейности;1том. Технологические операции и переходы обработки элементных повстей Элементы Припуска Расчетный припуск 2Ziminмкм Расчетный миный размер мм Допуск TD мкм Принятые...
43296. Расчет усилителя звуковой частоты 1.49 MB
  Анализ технического задания В техническом задании мне было предложено разработать УЗЧ по заданным параметрам. Предполагается использование такого усилителя для высокочастотного усиления сигнала высокого качества например записанного на компакт диск поэтому fн я оставилна 20 Гц для лучшего звучания бассов. Параметры микросхемы таковы: Uп=22В P=18Bт Rн=8Ом Fн=20Гц Fв=20кГц Iп=120мА Кг=03 Rвх=50кОм Кш=03мкВ Ку=26 дБ 4. Выбор элементов будем производить на основе выходных параметров усилителя...
43297. Расчет усилителя звуковой частоты мощностью 30 мВ 510 KB
  Широкое распространение получили операционные усилители на основе которых можно сконструировать отдельные каскады и структурные блоки усилителя. Техническое задание Выходная мощность Pвых 7 Вт Сопротивление нагрузки Rн 4 Ом Входное напряжение Uвх 35мВ...
43298. Проектирование усилителя звуковой частоты на основе интегральных микросхемах 605.5 KB
  Схема усилителя в среде Micro Cp15 Построение АЧХ усилителя мощности звуковой частоты. Широкое распространение получили операционные усилители на основе которых можно сконструировать отдельные каскады и структурные блоки усилителя. Техническое задание Выходная мощность Pвых 7 Вт Сопротивление нагрузки Rн...
43299. Електричні станції і підстанції систем електропостачання 22.49 MB
  Для виконання даного проекту студенту необхідно виконати ряд завдань: розрахувати потужності силових трансформаторів вибрати схеми електричних зєднань на вищих напругах розрахувати та вибрати комутаційні апарати та струмоведучі частини представити графічну частину. Вибір номінальної потужності силових трансформаторів ТЕЦ підстанції. Розробка схеми і вибір трансформаторів власних потреб станції підстанції.1Терміни виконання проекту та критерії оцінювання знань за результатами захисту проекту № модуля Курсове проектування Виконання...
43300. Реверсирование двигателя 761 KB
  Поэтому требуется регулировать напряжение на обмотке возбуждения двигателя. Таким образом необходимо построить систему управления которая содержит два канала управления: первый по цепи якоря второй по цепи возбуждения двигателя. двигателя номинальному значению.