42516

Определение частоты переменного тока методом резонанса

Лабораторная работа

Физика

Оборудование: сонометр регулятор напряжения ЛАТР источник постоянного тока В412 реостат на 30 Ом набор грузов соединительные провода. Сущность резонансного метода определения частоты переменного тока состоит в следующем. Если по струне пропустить постоянный ток то он будет взаимодействовать с магнитным полем электромагнита и на струну будет действовать сила Ампера направление которой зависит от направления магнитного поля им тока и определяется по правилу левой руки.

Русский

2013-10-30

60.5 KB

5 чел.

Лабораторная работа № 18

определение частоты переменного тока методом резонанса

Цель работы: изучить метод резонанса, определить частоту переменного тока.

Оборудование: сонометр, регулятор напряжения ЛАТР, источник постоянного тока В4-12, реостат на 30 Ом, набор грузов, соединительные провода.

18.1. Краткие теоретические сведения

Известно, что частота собственных колебаний струны выражается соотношением

                                    (18.1)

где l − длина струны; F − сила натяжения струны; m − масса единицы длины струны.

Если на струну воздействовать с частотой, равной собственной частоте, то струна начнёт резонировать, что проявляется в резком возрастании амплитуды колебаний.

Сущность резонансного метода определения частоты переменного тока состоит в следующем. Исследуемый переменный ток протекает через катушку электромагнита. Струну располагают так, чтобы она проходила через зазор сердечника электромагнита (рис. 18.1).

Если по струне пропустить постоянный ток, то он будет взаимодействовать с магнитным полем электромагнита, и на струну будет действовать сила Ампера, направление которой зависит от направления магнитного поля им тока и определяется по правилу «левой руки». Поскольку магнитное поле электромагнита меняется с частотой переменного тока, то направление силы Ампера будет меняться с этой же частотой, следовательно, струна начинает совершать колебания. Амплитуда колебаний резко возрастает, если собственная частота колебаний струны совпадает с частотой переменного тока. Задача экспериментатора состоит в том, чтобы, меняя силу натяжения струны F и её длину l, добиться наступления резонанса. В этом случае собственная частота колебаний струны, определяемая (18.1), будет равна искомой частоте переменного тока. Натяжение струны создаётся грузом, положенным на чашу весов сонометра

                                     (18.2)

где ,  − масса соответственно груза и чаши сонометра.

Длина струны регулируется с помощью подвижных деревянных призм. Наступление резонанса фиксируется визуально по увеличению амплитуды колебаний струны.

Напряжение переменного тока, подаваемого на электромагнит, не должно превышать 60 В. Сила тока, протекающего по струне, должна быть не более 0,5 А.

Справочные данные для массы единицы струны и массы чаши сонометра указаны на сонометре.

18.2. Порядок выполнения работы

  1.  Установить на чашку сонометра груз 200 г.
  2.  Подключить электромагнит сонометра к регулятору переменного напряжения (ЛАТРу).
  3.  Регулятор напряжения подключить к сети переменного тока.
  4.  Струну  через реостат подключить к источнику постоянного тока (В4-12).
  5.  Передвигая деревянные призмы, добиться наступления резонанса, т.е. максимального увеличения амплитуды колебаний струны.
  6.  Измерить расстояние l между призмами.
  7.  Изменить нагрузку на чашку сонометра (400 г, 600 г) и снова перемещая призмы, добиться наступления резонанса. Измерить расстояние l между призмами.
  8.  По (18.1) определить частоту переменного тока.
  9.  Определить среднюю частоту. Оценить погрешность.

Контрольные вопросы и задания

  1.  Что такое переменный ток?
  2.  Какие характеристики переменного тока вы знаете? Дать их определения.
  3.  В чём состоит явление резонанса? При каких условиях он наступает?
  4.  Объяснить, что понимают под силой Ампера. Определить направление силы Ампера, действующей на струну сонометра в произвольный момент времени.
  5.  Что такое собственная частота колебаний струны?

[3, § 177, 178; 11]

128


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55064. Поведінка учня. Безпека школяра. Правила поведінки учня під час шкільних масових заходів 81 KB
  Що таке звичка ввічливої поведінки Яка це звичка Які інші корисні звички для зміцнення здоровя вам відомі Чому ви самі поважаєте себе якщо можете самостійно виховати в собі корисні риси Згадайте свої маленькі перемоги над собою. Як ви допомагаєте виробити корисні звички друзям Як ви спілкуєтесь зі своїми...
55065. Програма Power Point на уроках української мови та літератури як засіб формування інноваційної особистості 6.61 MB
  І тут на допомогу приходить візуалізація за допомогою компютерної презентації. Застосування цієї програми дає можливість учителеві та учням складати презентації для організації інформаційної підтримки під час підготовки й проведення уроківє унікальною можливістю демонстрації пропонованого матеріалу...
55066. Щастя. Як ми його розуміємо? 45 KB
  Тема: Щастя. Практична: Поглибити знання учнів про диспут та його проведення розширити розуміння поняття щастя виховувати людяність працьовитість любов до людей чесність. Щастя не слава не гроші Все це минає. Щастя це друзі хороші Шана людськая Олександр Підсуха.
55067. Грай, трембіто, дзвеніть, цимбали 533.5 KB
  Обладнання: кабінет образотворчого мистецтва зразки народних інструментів: трембіти роги цимбали; відеоматеріали. Тут грали і на скрипці і на сопілці особливо любили цимбали. У цій хаті жив і учився робити цимбали В.
55068. Всеукраїнська олімпіада з математики 795 KB
  Завдання: сформулювати і довести теореми Чеви і Менедая; показати їх застосування до доведення відомих і доведених раніше тверджень; вчити використовувати ці теореми під час розвязування задач на доведення і обчислення. Напередодні засідання учитель дає завдання трьом учням підготувати доведення тверджень про перетин в одній точці бісектрис внутрішніх кутів трикутника висот і медіан трикутника поділ кожної медіани їх точкою перетину на частини відношення довжин яких дорівнює 2:1 якщо вимірювати довжину першої частини від вершини....
55069. Позакласна робота з математики 223.5 KB
  Але вона має свої особливості: якщо урок проводиться за програмою то позакласні заняття не регламентуються нею що дозволяє вчителю підбирати завдання які відповідають рівню знань та умінь учнів здійснювати індивідуальний підхід проводити їх в цікавій формі спрямовувати на розширення поглиблення знань...
55070. Поняття про форми організації виховного процесу. Характеристика і методика проведення форм поза навчальної виховної роботи 63.5 KB
  Позакласна виховна робота - це здійснювана в позаурочний час різноманітна діяльність учнів під керівництвом учителіввихователів школи спрямована на задоволення інтересів і запитів розвиток їх інтелектуальних можливостей. Принципи на яких ґрунтується позакласна і позашкільна виховна робота Добровільний характер участі в ній учнів враховуються їх інтереси.
55071. Позакласне заняття. Весняні квіти з гофрованого паперу 34.5 KB
  Діти а для того щоб ви дізналися що ми будемо виготовляти сьогодні на занятті я вам пропоную відгадати загадки. Люблять її діти і дорослі за веселу пісеньку струмочків за дзвінкий спів птахів за ніжні проліски за мякий килим з шовкової травиці за ласкаве сонячне проміння за повітря напоєне запахом молодого листя. Діти тому сьогодні на занятті ми будемо виготовляти з паперу крокуси. Діти давайте повторимо послідовність нашої роботи.
55072. Письменники-лауреати Нобелівської премії 601 KB
  Мета: розповісти про засновника премії Альфреда Нобеля; ознайомити учнів з письменниками-лауреатами Нобелівської премії; сприяти перетворенню загальнолюдських цінностей в індивідуальний духовний досвід учнів; виховувати повагу до людської особистості, до скарбів культури; формувати гуманістичні ідеали добра.