Электромагнетизм

Все установки находятся в помещении 414.
Все работы из подраздела обычно находятся на одном лабораторном столе и выполнение двух работ из одного подраздела обсуждаются отдельно, так как это не всегда возможно.

Раздел  "Электрические и магнитные явления" cодержит четыре подраздела:

  1. Электростатика.
  2. Постоянный ток.
  3. Переменный ток.
  4. Магнетизм.

3.3-09. Радио

7 мая 1895 года, российский инженер Александр Попов продемонстрировал созданный им прибор для связи на расстоянии. Это изобретение стало одним из величайших в истории науки и техники, а 7 мая до сих пор отмечается в нашей стране как день радио. Настоящая работа посвящена знакомству с основными принципами радиосвязи. Вам предстоит, если, конечно, вы ещё не знакомы, познакомиться с такими незаменимыми спутниками любителя электроники, как двухлучевой осциллограф и генератор периодических сигналов, собрать и исследовать характеристики колебательного контура и простейшего АМ-радиопередатчика, и выйти, быть может, в свой первый самостоятельный радиоэфир.

11 классосеньэлектромагнетизм

3.4-01. Магнитное поле проводников с током

Впервые магнитное действие электрического тока было обнаружено в 1820 году датским физиком Хансом Кристианом Эрстедом. Эрстед обратил внимание на то, что стрелка магнитного компаса, установленная вблизи проводника, начинает отклоняться от своего естественного направления при пропускании через проводник электрического тока. В настоящей работе вам предстоит исследовать открытое эрстедом явление, используя более совершенный, нежели компас, прибор для обнаружения магнитного поля. Этот прибор – тесламетр, прибор для измерения индукции магнитного поля.  Вам предстоит исследовать поле, создаваемое одним прямым проводником с током, парой проводников, по которым ток течет сонаправленно и противоположно направленно, поле на оси одного или нескольких круглых витков, поле соленоидов с различным числом витков.

11 классосеньэлектромагнетизм

3.4-03. Магнитное поле катушек Гельмгольца

Катушки Гельмгольца (или, как их ещё называют,кольца Гельмгольца) — две соосно расположенные одинаковые радиальные катушки, расстояние между центрами которых равно их среднему радиусу. Такая геометрия позволяет получить в центральной области промежутка между катушками однородное магнитное поле, что бывает весьма полезно в физических экспериментах, а также для калибровки датчиков магнитной индукции, намагничивания и размагничивания постоянных магнитов, размагничивания стальных заготовок, деталей и инструментов. В настоящей работе вам предстоит исследовать это поле при помощи специального прибора - тесламетра.

11 классосеньэлектромагнетизм

3.4-04. Магнитное поле Земли

Об удивительной способности стрелки компаса ориентироваться по направлению с севера на юг люди узнали эмпирически более двух тысяч лет назад. Однако, познать природу данного явления и исследовать магнитное поле Земли количественно удалось существенно позже. Тем не менее, вам, наверное, будет интересно узнать, что в задаче по измерению величины магнитного поля нам поможет как раз древнее изобретение человечества - магнитная стрелка, являющаяся основной деталью прибора под названием магнитометр. В отличие от обычного компаса, магнитометр снабжен шкалой и механизмом поворота оси вращения стрелки. Магнитометр устанавливается в центральную область колец Гельмгольца. Такой прибор позволяет измерять величину горизонтальной составляющей и угол склонения поля.   

онлайнповышенная сложностьэлектромагнетизм

3.4-06. Электромагнитная индукция

Эта лабораторная работа поможет вам ближе познакомиться с явлением электромагнитной индукции. Классический эксперимент, демонстрирующий возникновение электродвижущей силы на обмотках катушки, внутрь которой вводится полосовой магнит, дополняется возможностью измерения скорости движения магнита. На следующем этапе исследования место магнита занимает катушка, через которую пропускается постоянный ток. Такие эксперименты дают возможность напрямую исследовать зависимость ЭДС индукции от скорости изменения магнитного поля, и, тем самым, проверить справедливость закона Фарадея.

9 классонлайнповышенная сложностьэлектромагнетизм

3.4-07. Изучение гистерезиса феромагнитных материалов

Целью данной работы является изучение магнитных свойств ферромагнетиков и знакомство с явлением магнитного гистерезиса. Вам предстоит собрать экспериментальную установку, включающую катушку с кольцевым сердечником из ферромагнетика. Важнейшим элементом установки является датчик Холла, имеющий форму плоского язычка и устанавливаемый в специальную щель в сердечнике трансформатора. Датчик обеспечивает запись кривой намагничивания для целого и набранного из пластин сердечников. Построенная по результатам эксперимента петля гистерезиса позволит определить коэрцитивную силу и остаточную намагниченность для исследуемых сердечников.

11 классповышенная сложностьэлектромагнетизм

3.4-08. Определение удельного заряда электрона

Настоящая работа посвящена исследованию движения электрона в магнитном поле. Вам предстоит наглядно убедиться в том, что, попадая в однородное магнитное поле, направленное ортогонально вектору скорости, благодаря действию силы Лоренца электрон начнет двигаться по круговой траектории. Наглядно, поскольку, наша экспериментальная установка позволяет визуально наблюдать траекторию движения пучка электронов, создаваемого электронной пушкой в колбе, наполненной неоном. Измерение основных параметров, дополненное теоретической моделью эксперимента, позволит вам определить одну из базовых физических констант – удельный заряд электрона (отношение заряда электрона к его массе).

11 классосеньонлайнэлектромагнетизм

3.4-10. Электромагнит

Электромагнит, вероятно, является самым простым примером устройства, наглядно демонстрирующего магнитное действие электрического тока. В настоящей работе вы узнаете, из каких частей состоит электромагнит, исследуете вольт-амперные характеристики его катушек, соберёте электромагнитный кран и исследуете зависимость массы груза, который он способен поднять, от величины проходящей через катушку силы тока.   

8 классвеснаэлектромагнетизм

3.4-11. Реле и компьютер

На этой лабораторной работе вы самостоятельно соберёте двоичный сумматор на механических реле - электрическую схему, позволяющую складывать два двоичных числа в первом разряде. Механическое реле является первым устройством, использовавшимся как логический элемент, в качестве которого в современном мире используется транзистор.

 

11 классэлектромагнетизмповышенная сложность

  • 1
  • 2