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

82725. Анализ социально-экономического развития ФРГ в 1950 – 1960-х годах 6.3 MB
  Социально-экономическая ситуация которая сложилась в Западной Германии в 50-60е гг. Экономика Германии находилась в разрухе и сильном кризисе. Реформы проведенные в Западной Германии в 1948 г. явились в своем роде экономическим экспериментом который прошел в полнее удачно принеся Германии...
82726. Расчет электропривода металлорежущего станка токарной групппы 912 KB
  Металлорежущие станки токарной группы относятся к наиболее распространенным станкам и широко применяется на предприятиях машиностроения. На токарных станках производится обработка наружных внутренних и торцевых поверхностей тел вращения цилиндрической конической и фасонной формы а также прорезка...
82727. Проектирование технологического процесса изготовления вала червячного 2.92 MB
  Также разработано нестандартное контрольное приспособление для измерения биений базовых поверхностей детали. Также в дипломном проекте рассмотрены вопросы касающиеся обеспечения безопасности жизнедеятельности и охраны труда при изготовлении детали.
82728. Французские Просветители. Жан –Жак Руссо и Шарль Луи Монтескье 360.5 KB
  В типологической полифонии жанров публицистических и художественных в извечном и изнурительном споре между амбициозной беллетристической и безыскусно взрывной публицистической особое место и роль скромная, но чрезвычайно функциональная принадлежит серии художественно - публицистических видов...
82729. Организация расчетно-кассового обслуживания корпоративных клиентов (на примере ЗАО МКБ «Москомприватбанк») 970 KB
  Современная экономика любого государства представляет собой широко разветвленную сеть сложных отношений миллионов входящих в нее хозяйствующих субъектов между собой, а также с внешними агентами из других стран.
82730. Совершенствование механизма управления муниципальным имуществом г.п. Михнево 2.58 MB
  Актуальность темы исследования заключается в том, что процесс социально-рыночной трансформации в России внес наиболее значительные изменения в отношения собственности как основы хозяйственной системы. Эти изменения произошли на всех уровнях хозяйствования: государства, региона, муниципального образования, организации.
82731. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬЮ ПРОДУКЦИИ ОРГАНИЗАЦИИ 1.15 MB
  Объектом исследования является ОАО Гомельобои Предметом исследования является оценка конкурентоспособности продукции организации Цель работы - разработка мероприятий по повышению конкурентоспособности продукции организации.
82732. Исследование, анализ и оценка возможностей и особенностей табличных процессоров 1.05 MB
  Как показала практика наибольшее применение получили такие программные системы как текстовые редакторы системы управления базами данных СУБД электронные процессоры электронные таблицы графические редакторы в том числе системы автоматизированного проектирования CD CM и коммуникационные программы.
82733. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБОРОТНЫХ СРЕДСТВ ОАО «ДЭП-12» 2.09 MB
  Цикл кругооборота оборотных средств это процесс смены их материально-вещественной формы который систематически повторяется. Кругооборот оборотных средств обусловлен сменой материально-вещественной формы активов в процессе обслуживания потребностей гостиничного предприятия по оказанию услуг.