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

21419. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИСПОЛНЕНИЯ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА 24.73 KB
  Неустойка Задаток Поручительство Банковская гарантия Залог Удержание И другие способы предусмотренные законом Способы ОИС – это специальные дополнительные меры обеспечивающие надлежащее ИО и применяемые в силу закона или договора НЕУСТОЙКА Статья 330 ГК: признается определенная законом или договором денежная сумма которую должник обязан уплатить кредитору в случае неисполнения или ненадлежащего исполнения обязательства Имеет большое стимулирующее действие : Заранее определяет размер...
21420. ЗАЛОГ 31.31 KB
  АО отвечает всем своим имуществом по обязательству Обеспечительное свойство проявляется: Обеспечивает сохранность имущества за счет которого кредитор может удовлетворить свои требования В случае утраты имущества сумма удовлетворяется из страхового возмещения При продаже право залога сохраняется Залоговое право обладает правом следования т. это обязательственное право но как только передаст имущество в залог возникает право залога т. это вещное право Требования кредитора залогодержателя имеет преимущество перед другими...
21421. ИПОТЕКА 22.12 KB
  Не могут быть предметами ипотеки недвижимые вещи отчуждение которых запрещено или ограничено Зимний дворец Нормы закона об ипотеке также применяются к таким объектам которые не рассматриваются как недвижимые права арендатора недвижимого имущества доля в праве общей собственности на недвижимое имущество права требования...
21422. УДЕРЖАНИЕ 28.75 KB
  Кредитор, у которого находится вещь, подлежащая передачи должнику либо лицу, указанному должником, вправе в случае неисполнения обязательства по оплате этой вещи или возмещению издержек по ее истребованию и других убытков удерживать эту вещь до тех пор, пока соответствующее обязательство не будет исполнено
21423. Разработка проекта мероприятий по повышению уровня квалификации, образования и укомплектованности кадрами на ОАО«Вологодская энергетика» 174.5 KB
  К трудовым ресурсам относится та часть населения, которая обладает необходимыми физическими данными, знаниями и навыками труда в соответствующей отрасли. Достаточная обеспеченность предприятий нужными трудовыми ресурсами, их рациональное использование, высокий уровень производительности труда имеют большое значение...
21424. ФОРМЫ И ВИДЫ СОБСТВЕННОСТИ (ПС) 18.94 KB
  Исключение когда не допускается: если нарушение должника крайне не значительнопросрочка допущеннаяне превышает трёх месяцев размер требования залогодержателя явно несоразмерен стоимости заложенного имуществасумма неисполненного обва составляет менее 5 от оценки предмета залога Если эти обва имеют место не смотря на нарушение основного обво...
21425. ПРАВО ПУБЛИЧНОЙ СОБСТВЕННОСТИ 23.28 KB
  надлежащим образом оформлено 3 обращение взыскания на предмет залога. поэтому если обязательство обеспеченное залогом не исполнение или ненадлежащее то ограниченное вещное правоправо залога. Исключение когда не допускается: если нарушение должника крайне не значительнопросрочка допущеннаяне превышает трёх месяцев размер требования залогодержателя явно несоразмерен стоимости заложенного имуществасумма неисполненного обва составляет менее 5 от оценки предмета залога Если эти обва имеют место не смотря на нарушение основного обво...
21426. СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПРАВОВОЙ РЕЖИМ ОБЪЕКТОВ ПРАВА СОБСВТЕННОСТИ 20.7 KB
  Границы ЗУ определяются в порядке установленном земельным законодательством и ПС при этом распространяется на находящиеся в пределах этих границ: поверхностный почвенный слой, водные объекты находящиеся в пределах этих границ, и на растения, произрастающие в пределах этих границ, то, что находится на и под ЗУ ПС не распространяется
21427. ПС на жилые помещения 18.49 KB
  ЖК РФ: использование ЖП допускается в соответствии с пределами, которые установлены в ЖЖК РФ; собственник ЖП несет бремя содержания ЖП, а также бремя содержания общего имущества в коммунальной квартире; собственник ЖП обязан поддерживать его в надлежащем состоянии и не допускать бесхозяйного обращения с ним