Лабораторийн ажлын дэвтэр Физик-2

1

Монгол Улсын Их Сургууль

Физик-Электроникийн сургууль

Лабораторийн ажлын дэвтэр

Физик-2 Хичээл

Овог нэр:

Оюутны дугаар:

Анги, групп:

Хичээлийн жил:

Багш:

2

Монгол Улсын Их Сургууль

Физик-Электроникийн сургууль

Физик-3 Хичээлийн лабораторийн ажлын дэвтэр

Боловсруулсан:

Г.Мөнхбаяр

Хянан тохиолдуулсан:

1

Гарчиг

Лаб №

Ажлын нэр Гүйцэтгэсэн огноо

Хуудас Багшийн үнэлгээ

Багшийн гарын үсэг

1 Цахилгааны хэмжигч багаж

2 Цахилгаан статик орон

3 Тогтмол гүйдлийн гүүр

4 Микроамперметрийн хэмжих хязгаарыг ихэсгэх

5 Потенциалын ялгаврыг авсолют аргаар тодорхойлж,

диэлектрик нэвтрэх чадварыг тодорхойлох

6 Цахилгаан тогтмолыг тодорхойлох

7 Солонойдын соронзон орон

8 Ферросоронзон орон

9 Соронзон тогтмолыг тодорхойлох

10 Дэлхийн соронзон орон

11 Хувьсах гүйдлийн Омын хууль

2

1.Цахилгааны хэмжигч багажууд

Цахилгаан хэмжилт хийдэг багажын хуваарийн үнэ, мэдрэц зэргйиг тодорхойлох хэрэгтэй

Мэдрэц S нь хэмжих багажийн зүүний шугаман буюу өнцөг шилжилт dα –ийг , уул

шилжилтэнд харгалзах хэмжиж байгаа хэмжигдэхүүний өөрчлөлт dx –д харьцуулсан

харьцаа

𝑆 = 𝑑𝛼/𝑑𝑥

юм . Мэдрэцийн урвуу хэмжигдэхүүн C=1/S -ийг багажийн хуваарийн үнэ гэнэ. Энэ нь

хуваарийн хоёр зураасын хооронд харгалзах

хэмжигдэхүүний утгыг илэрхийлнэ. Хуваарийн үнэ

багажийн хэмжих хязгаар, хуваарийн зураасны тоо

зэргээс хамаарна. Жишээлбэл, 1.1 – р зурагт үзүүлсэн

миллиамперметр 0 – с 300mA хүртэл гүйдлийг

хэмжихэд зориулагдсан бөгөөд 30 хуваагдсан

хуваарьтай байна. Миллиамперметрийн

хуваарийн үнэ

C=300mA/30хуваалт=10mA/хуваалт, мэдрэц S=0.1хуваалт/mA болно.

Тухайн багажийн заалт Х –ийг олохдоо ,хуваарийн үнэ С – ийг зүүний заасан хуваарийн

зураасны тоо n – ээр үржүүлнэ:

𝑋 = 𝐶𝑛

Жишээ нь: 1.1 – р зурагт үзүүлсэн багажийн n=6байна. Иймд багажийн заалт

X=10mA/хуваалт * 6 хуваалт =60mAбайна.

Практикт хэд хэдэн хэмжих хязгаартай багажийг өргөн хэрэглэдэг. Ийм багажийн хязгаар

тус бүрт харгалзах хуваарийн үнийг мэдэх хэрэгтэй.

Хэмжигч багажийн өөр нэг чухал үзүүлэлт нь түүний алдаа юм. Ихэнх тохиолдолд

эмхэтгэсэн алдааг ашигладаг. Энэ нь абсолют алдаа Δх – ийг уул багажаар хэмжиж болох

хэмжигдэхүүний хамгийн их утга XN – д харьцуулсан харьцаа юм:

휀 = ∆𝑥/𝑋𝑁

Цахилгаан хэмжигч багажийн нарийвчлал бол бас нэг чухал үзүүлэлт юм. Цахилгааны

хэмжигч багажуудыг нарийвчлалаар нь дараах 7 ангид хуваадаг. Үүнд: 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5;

2.5; 4. Эдгээр тоонууд нь процентоор илэрхийлсэн эмхэтгэсэн алдаа юм. Багажийн

абсолют алдааг олвол:

∆𝑥 = 휀 ∗ 𝑋𝑁

болно . жишээлбэл, 300mA хүртэл гүйдэл хэмждэг 1.5 ангийн нарийвчлалтай

миллиамперметрийн абсолют алдаа:

∆𝑥 = ±0.015 ∗ 300 = ±4.5𝑚𝐴

Хэмжилтийн дүнг алдааны үнэлгээтэйгээр бичвэл

𝐴 = 𝑋 ± ∆𝑥

3

Иймд 1.1 – р зурагт үзүүлсэн миллиамперметрийн хэмжилтийн дүн I=X±Δx =Cn±Δx

=(60±4.5)mAболно. Хэрвээ энэ миллиамперметр250mAзааж байсан бол хэмжилтийн дүн

I=Cn±Δx =(250±4.5)mA болно.Эндээс үзвэл багажийн заалт хэмжих хязгаарт дөхүү байхад

хэмжилтийн нарийвчлал харьцангуй өндөр байдаг ажээ. Гэвч хэмжих хязгаар ихтэй бөгөөд

нарийвчлалын анги өндөртэй багажаар хийсэн хэмжилт, хэмжих хязгаар багатай боловч

нарийвчлалын анги доогуур багажаар хэмжсэнээс илүү алдаатай гарч болно. Иймд

багажийн хэмжих хязгаарыг зөв сонгон авах нь маш чухал.

0.1; 0.2; 0.5 ангийн багажийг лабораторын нарийн хэмжилтэнд хэрэглэдэг. Техникт 1.0; 1.5;

2.5 ба 4 ангийн багажийг хэрэглэнэ. 4% - оос их алдаатай багажийг ангиллын биш багаж

гэнэ.

Багажийн нарийвчлалын ангийг нүүрэн талд нь бичсэн байдаг. Үүнээс гадна багажийн

зориулалт ,ажиллах гүйдлийн төрөл, ажиллах байрлал, багажийн тусгаарлагчийн

шалгагдсан хүчдэл зэргийг нүүрэн талд тэмдэглэнэ. Эдгээр тэмдэглэлийг 1.2 – р хүснэгтэнд

үзүүлэв. Жишээлбэл , 1.1 – р зурагт үзүүлсэн багаж тогтмол гүйдэл хэмжихэд зориулагдсан

миллиамперметр бөгөөд цахилгаан соронзон ангилалын, тусгаарлагчийн шалгагдсан

хүчдэл 2kV байх, босоо байрлалд ажилладаг 1.5 ангийн нарийвчлалтай багаж юм.

1.2 – р хүснэгт

Томьёолсон тэмдгийн учир Тэмдэг

Хэрэглэх буюу хэмжих гүйдлийн төрөл

Тогтмол − Нэг фазын хувьсах ~ Тогтмол ба хувьсах ≃

Гурван фазын

Багажийн тусгаарлагчийн шалгагдсан хүчдэл, жишээ нь 2kV

Нарийвчлалын анги 1.0

Багажийн хуваарийн байрлал

Босоо ⊥, ↑ Хэвтээ ⊓, →

Налуу (60 градус өнцгөөр)

∠ 600

Хэмжигч багажийг зөв хэрэглэж сурах нь чухал. Тогтмол гүйдлийн багажийг хэлхээнд

залгахад зориулагдсан шонгуудыг + ба – тэмдгээр ялгасан байдаг. Багажийн зүүний

заалтыг зөв харах хэрэгтэй. Лабораторын хэмжигч багажууд гол төлөв хуваарь дээрээ

тольтой байдаг. Ийм багажийн заалтыг зүү болон түүний толин дахь дүрс хоёрыг

давхцуулан хардаг. Ихэнх хэмжигч багажид заагч нь зүү байдаг боловч зарим багажид

голдоо нарийхан зураас бүхий гэрэлтэгч толбо байдаг. Хэмжигч багажийг хийцийн хувьд

зөөврийн ба самбарын гэж хоёр хуваана.

Одоо янз бүрийн ангилалын багажийн ажиллах зарчимтай товч танилцая.

4

1. Амперметр.

Гүйдлийг амперметр, миллиамперметр, микроамперметрээр хэмжинэ. Эдгээрийг хооронд

нь ялгахын тулд хуваарь бүхий нүүрэн талд нь харгалзах A, mA, µA тэмдэглэлийг хийнэ.

Өчүүхэн бага гүйдлийг хэмжихэд гальванометрийг хэрэглэдэг. Түүний нүүрэн талд ямар ч

тэмдэглэл байдаггүй. Хэмжилт хийж дуусаад

гальванометрийг заавал сойх хэрэгтэй. 1.2 – р

зурагт үзүүлсэн схем бүхий гальванометрийн

тогтмол C~10-7А/хуваалт байна.

Гальванометрийн мэдрэцийг дээшлүүлэхийн

тулд түүний хөдлөх хэсгийг хөнгөхөн болгодог.

Энэ зорилгоор спираль пүршийг жааз гэж

нэрлэдэг жижигхэн К ороомог дүүжилсэн

мушгирагч У харимхай утсаар солино. Ийм тольт

гальванометрийн схемийг 1.6 – р зурагт

үзүүллээ. Харимхай утасны мушгирах φ өнцгийг

хэмжихийн тулд түүн дээр жижигхэн Т толь

бэхлэсэн байна. Гэрлийн S үүсгэгчээс гарсан цацраг Т толин дээр тусч түүнээс ойгоод

зураас бүхий тунгалаг Ш хуваарь дээр тусч гэрэлтэгч толбо үүсгэнэ. Толь эргэхэд гэрэлтэгч

толбо хуваарийн дагуу шилжинэ. Тольт гальванометрийн мэдрэц сайн бөгөөд тогтмол нь

C~10-11(A/мм)*м байдаг. Энэ нь толь ба хуваарийн хоорондох зай 1м байхад,

гальванометрээр хир хэмжээний гүйдэл өнгөрөхөд гэрэлтэгч толбо 1мм – ээр шилжихийг

үзүүлнэ.

Жаазанд нэмэлт ачаа дүүжилж (1.7 – р зураг) инерцийн моментийг нь ихэсгэж тольт

гальванометрийг баллистик гальванометрболгох бөгөөд түүгээр маш бага хугацаанд

үргэлжилдэг гүйдлийг хэмжинэ. Гальванометрийн жаазыг асар нарийхан утсаар ороосон

байдаг учир их гүйдэл гүйлгэж болохгүй.

Хэлхээний гүйдлийг хэмжихэд зориулсан амперметр нь тушаа (шунт)

гэж нэрлэдэг бага хэмжээтэй эсэргүүцэгчийг зэрэгцээ холбосон

гальванометр юм. Ингэснээр хэлхээний гүйдлийн ихэнх хэсэг шунт

эсэргүүцэгчээр өнгөрч, өчүүхэн бага хэсэг нь гальванометрээр гүйнэ.

Гальванометрээр гүйх гүйдлийн хэмжээ хэлхээний гүйдэлтэй шууд

пропорциональ байдаг учир гальванометрийн заалтаар хэлхээний

хэмжээг илэрхийлж болно.

Амперметрээр гүйдэл хэмжихдээ түүнийг хэлхээнд цуваа холбоно.

Хэмжилт хийж байгаа хэлхээнд нөлөө үзүүлэхгүйн тулд амперметрийн

дотоод эсэргүүцэл хэлхээний эсэргүүцлээс олон дахин бага байх

шаардлагатай. Олон хязгаартай амперметрт хэмжих гүйдлийн

хэмжээнээс хамааран сэлгэн залгагддаг шунт эсэргүүцэгчүүд байна.

2. Вольтметр

5

Хэрэв гальванометртэй их хэмжээний эсэргүүцлийг цуваа холбовол түүгээр гүйх гүйдэл

маш бага болж вольтметр болон хувирна. Хүчдэлийн уналтыг нь хэмжих хэлхээний

хэсэгтэй вольтметрийг зэрэгцээ холбоно. Омын хууль ёсоор вольтметрээр гүйх гүйдэл түүн

дээрх хүчдэлийн уналттай шууд хамааралтай байх учир гальванометрийн хуваарийг

хүчдэлээр зохиож болно. Вольтметрийг залгахад хэлхээний гүйдэл, хүчдэлд өөрчлөлт

ордоггүй байхын тулд түүний дотоод эсэргүүцэл хэлхээний тухайн хэсгийн эсэргүүцлээс

олон дахин их байх шаардлагатай. Олон хязгаартай вольтметрт хэмжих хүчдэлийн

хэмжээнээс хамааран сэлгэн залгадаг нэмэлт эсэргүүцэгчүүд байдаг.

3. Ваттметр

Хэлхээний чадлыг хэмжихэд цахилгаандинамикийн ангилалын багаж – ваттметрийг

хэрэглэдэг. Чадлыг нь хэмжих гэж байгаа хэлхээний хэсэгтэй цуваа холбогдсон бүдүүн

утсаар цөөхөн ороосон үл хөдлөх ороомог түүний дотор талд байрласан нарийн утсаар

олон ороосон хөдлөх ороомгоос ваттметр тогтоно. Үл хөдлөх ороомог хэлхээнд

амперметртэй адил цуваагаар ,хөдлөх ороомог хэлхээнд вольтметртэй адил зэрэгцээ

холбогдоно. Ваттметрийг хэлхээнд холбох схемийг 1.8 – р зурагт үзүүлэв. V үсэг бүхий

залгуур нь хөдлөх ороомгийн үзүүрүүд, I үсэг бүхий залгуур нь үл хөдлөх ороомгийн

үзүүрүүд юм. Цахилгаан статик харилцан үйлчлэлийг багасгахын тулд * тэмдэгтэй

шонгуудыг хооронд нь холбоно. Багажийн туйлыг түлхүүрээр

солино.

Хуваарийн үнийг тодорхойлохдоо гүйдлийн шонгийн хажууд

бичсэн гүйдлийн утгыг хүчдэлийн утгаар үржүүлж, багажийн

хуваарийн хуваалтын тоонд хуваана. Жишээ нь: Ваттметрийн

гүйдлийн шонгийн дэргэд 5А гэж бичсэн, хүчдэлийн залгуур 150V

дээр тавигдсан бөгөөд хуваарийн хуваалтын тоо 75 бол

хуваарийн үнэ нь C=5A*150V/75 хуваалт =10W/хуваалт болно.

4. Омметр

Цахилгаан эсэргүүцлийг хэмжихэд төрөл бүрийн омметрийг

хэрэглэдэг. Омметрээр эсэргүүцэл хэмжих зарчим нь гүйдэл үүсгэгчийн хүчдэл тодорхой

утгатай байхад хэмжиж буй эсэргүүцэгчээр гүйх гүйдэл уул эсэргүүцэгчийн хэмжээтэй

пропорциональ байдагт оршино. Гүйдэл хэмжих багажийнхаа хуваарийг омоор зохионо.

Иймд хуваарь нь урвуу, өөрөөр хэлбэл эсэргүүцэл бага байхад хазайлт их байна. Хэмжилт

хийхийн өмнө, эсэргүүцэлтэй холбох хоёр утсаа хооронд нь холбож корректорын

тусламжаар багажийнхаа заалтыг тэг хуваарь дээр тааруулна. Эсэргүүцлийг нарийн

хэмжихэд Уитстоны гүүрийг хэрэглэдэг. Орчин үед цифрэн омметрийг өргөн хэрэглэх

болжээ.

5. Бусад төхөөрөмж

Янз бүрийн физик хэмжигдэхүүнийг хэмжихэд туслах чанарын төхөөрөмжүүд өргөн

хэрэглэгддэг. Жишээлбэл: трансформатор, шулуутгагч, реостат, эсэргүүцлийн ба

багтаамжийн хайрцаг гэх мэт.

6

a) Янз бүрийн хүчдэлийг гаргаж авахад өргөн хэрэглэгддэг төхөөрөмж нь

лабораторийн автотрансформатор(хураангуйгаар ЛАТР) юм. Сэрээ бүхий

залгуурын тусламжаар ЛАТР – ыг хувьсах гүйдлийн хэлхээнд холбож хэрэгцээт

хүчдэлийг “нагрузка” гэсэн бичиг бүхий хоёр шонгоос авна. ЛАТР – ын голд гаргасан

бариулыг эргүүлэн түүнээс гарах хүчдэлийг өөрчилж болно. Бариулын доорхи

хуваариар гарч буй хүчдэлийг ойролцоогоор үнэлж болох бөгөөд шаардлагатай үед

вольтметрээр нарийн хэмжиж болно.

b) Хэлхээний гүйдлийг өөрчлөхийн тулд реостат гэж нэрлэгддэг хувьсах

эсэргүүцэгчийг цуваагаар холбоно. Реостат нь тусгаарлагч цилиндр гол дээр

ороосон тодорхой хөндлөн огтлол бүхий металл утас

юм (1.9 – р зураг). Энэхүү ороомгоос хөндий бэхлэгдсэн

металл саваан дээгүүр D гулсагч контакт чөлөөтэй

хөдөлж байна. Гүйдэл реостатын утасны нэгээхэн

хэсгээр гүйх бөгөөд тэр хэсгийн эсэргүүцэл нь

гулсагчийн байрлалаас хамаарна. 1.10 – р зурагт

үзүлсэн схемээр реостатыг хэлхээнд холбоно.

Реостатын их бие дээр түүний нийт эсэргүүцэл, гүйж болох гүйдлийн хамгийн их

утга зэргийг бичсэн байна. Хүчдэлийг хуваарилахад реостатын гурван үзүүрийг

ашиглах бөгөөд 1.11 – р зурагт үзүүлсэн схемээр

холбоно. Үүнийг потенциометрийн схемээр холбох

гэнэ. Потенциометрийн нийт эсэргүүцэл R хүчдэлийн

үүсгэгчтэй холбогдсон байдаг. Потенциометрийг

халаахгүй байхын тулд түүгээр бага гүйдэл гүйлгэх

хэрэгтэй. Үүний тулд потенциометрийн эсэргүүцэл, гүйдэл үүсгэгчийн дотоод

эсэргүүцэл r – ээс олон дахин их байх шаардлагата. Хэрэгцээт V хүчдэлийг

потенциометрийн аль нэг захын шон ба гулсагч хоёроос авна. Залгасан ачаалал

потенциометр дээрх хүчдэлийн хуваарилалтыг өөрчилдөггүй байхын тулд

𝑹𝑳 ≫ 𝑹 ≫ 𝒓

нөхцөл биелж байх хэрэгтэй.

c) Янз бүрийн хэмжээтэй эсэргүүцэгчийг сонгон авахад

эсэргүүцлийн хайрцгийг хэрэглэдэг. Энэ нь хатгуурт

ба хүрдэн гэсэн хоёр янз хийцтэй байдаг.

Лабораторид эсэргүүцлийн Р-33, Р4831 маягийн хүрдэн

хайрцгийг өргөн хэрэглэнэ.

7

Лабораторийн ажил №1

Цахилгаан статик орон 1.1 Ажлын зорилго

Цэнэглэгдсэн дамжуулагчийн үүсгэх цахилгаан статик орныг судлаж, уг орны потенциалын муруй, хүчлэгийн векторуудыг байгуулах.

1.2 Урьдчилан уншиж судлах зүйл

Цахилгаан соронзон лабораторийн ном

Физикийн практикум номын 2.1 – ийг уншиж судлах

1.3 Ажилд хэрэглэгдэх багаж хэрэгслүүд

Тогтмол гүйдлийн шулуутгагч

Тэг гальванометр

Вольтметр

Реастат

Пантограф

Хавтгай ба цилиндр хос электродууд

Устай тэгш өнцөгт органик шилэн сав

1.4 Зураг схем болон томёонууд

1.5 Гүйцэтгэх дасгал ажлууд

1.5.1 Ижил потенциалт гадаргуунуудыг тодорхойлох:

Зурагт үзүүлсэн хэлхээг угсарч багшид шалгуулна. Саван дотор ус хийж, дугуй хэлбэрийн 2 электролитийг зооно. Хэлхээ зөв бол электродууд болон тухайн орны потенциалыг буулгах

зориулалтын цаасыг (энд энгийн бичгийн цагаан цаасыг ашиглаж болно) хэвтээ тэнхлэгийн дагуу нэг шулуун дээр байрлаж байгаа эсэхийг шалгана.

8

Орны потенциалыг буулгах цаасан дээр электродуудын байрлалыг зурж хүчдлийн туйлууд болон электродуудын хооронд өгөх хүчдлийн хэмжээг тэмдэглэж авна.

R реостатын гулгуурыг голд нь байрлуулаад тэжээлийг залгана. Цахилгаан орныг судлахдаа эхлээд R реостатын гулгуурыг нэг байрлалд

тавьж түүнд харгалзах потеницалыг V вольтметрээр хэмжин авах замаар зондод тодорхой потеницалыг өгнө. Дараа нь зондыг судлах орон дотор оруулан хөдөлгөх замаар зондын потенциалтай тэнцүү потенциалын байрлалуудыг хайна. Арваас доошгүй ижил потенциалтай цэгүүдийг олсны дараа эдгээр ижил потенциалтай цэгүүдийг ашиглан ижил потенциалт муруйг байгуулна.

Дараачийн алхамд R реостатыг өөрчилж өмнөх хэмжилтийг давтана. Ингэж цахилгаан орны ижил потенциалт муруйнуудыг байгуулна.

Дээрх зааврын дагуу янз бүрийн хэлбэртэй электродуудын үүсгэх цахилгаан орны ижил потенциалт муруйнуудыг зурна.

Потенциалын муруй болгонд V вольтметрийн заалтыг хамтад нь тэмдэглэсэн байна.

1.5.2 Хүчний шугамуудыг байгуулах: . Судалсан цахилгаан орон бүрийн хувьд ижил потенциалт шугамуудыг

зурж хүчний шугамыг байгуул. Цахилгаан орны ижил потенциалт гадаргуу болон хүчний шугамыг

ашиглан орны дурын цэг дээрх цахилгаан орны хүчлэгийн векторын чиглэл болон хэмжээг тодорхойл.

Мөн орны дурын цэг дээрх орны потенциалыг тодорхойл. Орны хүчлэгийн хамгийн их ба хамгийн бага утгуудыг бод. Ингэхдээ

Emax=V/dmin, Emin=V/dmax томъёонуудыг ашигла. Энд V нь зэргэлдээ орших ижил потеницалт муруйн хоорондох потенциалын ялгавар, dmin, dmax нь тэдгээр шугамуудын хоорондох хамгийн бага ба хамгийн их зай. Энэ цэгүүдийг зураг дээр тодорхойлж тайлбарла.

Дүгнэлт

Огноо Үнэлэлт Багшийн нэр Гарын үсэг

Хэмжих зөвшөөрөл

Хэмжсэн байдал

Хамгаалсан байдал

9

Лабораторийн ажил №2 Тогтмол гүйдлийн гүүр 2.1 Ажлын зорилго

Цахилгаан эсэргүүцлийг хэмжих тогтмол гүүрийн аргатай танилцах

Түүний практикт хэрэглэгдэх схемтэй танилцах

Тогтмол гүйдлийн аргаар эсэргүүцлийг хэмжиж сурах

Эсэргүүцлийн цуваа холболтыг шалгах

Эсэргүүцлийн зэрэгцээ холболтыг шалгах





Эсэргүүцлийн хайрцаг

Тэг гальванометр

Реохорд

Гүйдэл үүсгэгч

Хэмжих эсэргүүцлүүд

2.4 Зураг схем болон томёонууд B

Ix I

Rx=R*L1/L2

Rx R

A C

r1 r2

I1 I2

D

E

B B B

Rx1 Rx1

R R Rx2 R Rx2 R

A l1 D l2 C A l1 D l2 C A l1 D l2 C

G G G

G

10


2.5.1 Тогтмол гүйдлийн аргаар эсэргүүцлийг хэмжих:

1-р зурагт үзүүлсэн хэлхээг угсарч багшид шалгуулна.

Эсэргүүцлийн хүрдэн хайрцгийг ашиглан R-ийн хэмжээг ~3-4ом болгоно.

Реохордны хөдлөгчийг голын байрлалд тавина.

хэлхээнд 5-30v-ийн тогтмол хүчдлийг өгч хэлхээг залгана. Энэ үед гальванометрийн зүү аль нэг тийшээ хазайна.

Хүрдэн хайрцаг R-ийн эсэргүүцлийг бага багаар өөрчлөн G гальванометрийн зүүний хазайлтыг багасган зүүг тэг хуваарьт аль болох дөхүүлэх замаар гүүрийг ойролцоогоор баланслана.

Дараа нь реохордын гулгагчийг ашиглан G-ийн заалтыг тэг болгож гүүрийг бүрэн баланслана.

Гүүр баланслагдсан үеийн L1, L2-ийн хэмжээ ба R-ийн утгыг тэмдэглэн авч Х эсэргүүцлийн хэмжээг олно.

Нэг удаагийн хэмжилтийг реохордын гулгагч контактийг 3 байрлалд хийж тэдгээрийн дунджийг эцсийн үр дүн болгон авна.

Дээрх аргаар эсэргүүцэл нь мэдэгдэхгүй байгаа R1, R2, R3, R4 эсэргүүцлүүдийн дурын 2 эсэргүүцлийн хэмжээг тогтоо.

n L1 /cm/

L1 /cm/

R /ohm/

R2 /ohm/

<R> /ohm/

1

2

3

<R2>=….

n L1 /cm/

L1 /cm/

R /ohm/

R4 /ohm/

<R> /ohm/

1

2

3

<R4>=…..

Томёогоор бодвол Цуваа үед ….. Зэрэгцээ үед ….. 2.5.2 Эсэргүүцлийн цуваа холболтыг шалгах:






11


Гүүр баланслагдсан үеийн L1, L2-ийн хэмжээ ба R-ийн утгыг тэмдэглэн авч Rx+Ry эсэргүүцлийн хэмжээг олно.


n L1 /cm/

L2 /cm/

R /ohm/

R2+R4 /ohm/

<R2+R4> /ohm/

1

2

3

<R2+R4>=….. 2.5.3 Эсэргүүцлийн зэрэгцээ холболтыг шалгах:







Гүүр баланслагдсан үеийн L1, L2-ийн хэмжээ ба R-ийн утгыг тэмдэглэн авч Rx//Ry эсэргүүцлийн хэмжээг олно.


n L1 /cm/

L2 /cm/

R /ohm/

R2//R4 /ohm/

<R2//R4

> /ohm/

1

2

3

<R2//R4>=…..





12


Микроамперметрийн хэмжих хязгаарыг ихэсгэх

3.1 Ажлын зорилго

Микроамперметрийг миллиамперметр болгох

Микроамперметрийг вольтметр болгох






Микроамперметр

Миллиамперметр

вольтметр

Тогтмол гүйдлийн үүсгүүр

Лабораторийн ажлын төхөөрөмж


. Rш

R1 “грубо”

5В R3

“грубо” “точно” “точно” RН

R1 R2

Зураг 1. Зураг 2.

𝑅ш =𝑟

𝑁 − 1 𝑅Н =

𝑈

𝐼А− 𝑟

V

µA

mA µA

13


3.5.1 Микроамперметрийг миллиамперметр болгох:

Микроамперметрийг 100 дахин ихэсгэх миллиамперметр болгох шүнтийн

эсэргүүцлийг бодох

Зурагт үзүүлсэн схемийг холбож багшид шалгуулах

Микроамперметрийн заалтыг милламперметрийн заалттай харьцуулж

тэмдэглэн авч хуваарийн үнийг тогтооно.( грубо, точно потенциаметрүүдийг

ашигла)

G-ийн

хуучин

хуваарь

I (mA)

Rш=....ohm

N=100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

хуваарийн

үнэ K

Дүгнэлт

3.5.2 Микроамперметрийг вольтметр болгох:

Микроамперметрийг вольтметр болгох нэмэлт эсэргүүцлийг бодох

Зурагт үзүүлсэн схемийг холбож багшид шалгуулах

Микроамперметрийн заалтыг вольтметрийн заалттай харьцуулж тэмдэглэн авч

хуваарийн үнийг тогтооно.(грубо, точно потенциаметрүүдийг ашигла)

14

G-ийн хуучин

хуваарь

V(v)

Rн=....ohm

V=2.0v

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

хуваарийн

үнэ K

Дүгнэлт





15


Потенциалын ялгаврыг абсолют аргаар тодорхойлж,бодисын

диэлектрик нэвтрэх чадварыг хэмжих


Дамжуулагч хоёр ялтсын хоорондох потенциалын ялгаврыг тодорхойлох

Диэлектрик нэвтрэх чадварыг хэмжих


Физикийн практикум номын лабораторын ажил №2.4


Электрометр

Шулуутгагч УИП-1

Вольтметр

Хөндийрүүлэгч цагариг,янз бүрийн диэлектрик ялтсууд

Туухайнууд (0.5-1.0г)

4.4 Зураг схем болон томъёонууд

1СГСН-потенциал=эрг/СГСН-цэнэг 1В=Дж/Кл 1Дж=107эрг

1Кл=3 ∙ 109СГСН-цэнэг 1СГСН-потенциал/1В=300; 𝑑𝐹 =

𝐸𝑑𝑞 𝑑𝑞 = 𝐶𝑑𝑈 𝐸 =𝑈

𝑕 𝐶 =

휀휀0𝑆

𝑕 𝐹 =

𝐶

𝑕 𝑈𝑑𝑈 =

𝐶

2𝑕𝑈0

2𝑈0

0

𝐹 =휀휀0

2∙𝑆𝑈0

2

𝑕2, Н 1 𝐹 =

휀

8𝜋∙𝑆𝑈0

2

𝑕2, дин 2 𝑈0 =

2𝑕

𝑟

2𝑚𝑔

휀 3 휀 =

8𝑕2

𝑟2

𝑚𝑔

𝑈02 (4)

C R

h 300-600в

q

V

16


4.5.1 Туршилт №1

2 ялтсын хоорондох потенциалын ялгаврыг СИ ба СГС нэгжийн системд олж

хоорондын харьцааг тодорхойлох:

Туршилтын хэлхээг угсарч,жингээ элсний ширхэгийг ашиглан маш нарийн тэнцүүлж,багшид шалгуулна.

Шулуутгагч УИП-ийн өндөр хүчдэлийн гаралтаас 600В-ыг 2 ялтаст өгч хооронд нь татуулаад зүүн талын тавган дээр 1.5г туухай тавина. Дараа нь хүчдэлээ алгуур бууруулан 2 ялтас салах агшин дахь хүчдэлийг тэмдэглэн авна.

Туухайг 0.1г-аар багасган хүчдэлийг дахин ихэсгэж өмнөх үйлдлийг давтан хийнэ.Хэмжсэн хүчдэлийн утгууд [В] нэгжээр хэмжигдэнэ.

Массын утга бүрд потенциалын ялгаврыг (3) томъёогоор СГС-потенциал нэгжээр тооцоолон бодно.Үүнд: 휀 = 1 𝑕 = 0.085см 𝑟 = 5.1см гэж авах

бөгөөд 𝑕-ийг [мм], 𝑟 -ийг[см],m-ийг [г], g-г [см

с2 ] нэгжээр авахад СГС-

потенциал нэгжээр хүчдэл тодорхойлогдох болно.

m [г] 𝑈0 [В]

H , см R, см 𝑈0[СГС] 𝐾 [В/СГС]

𝐾 ∆𝐾 ∆𝐾

1 1.5 0.085 5.1

2 1.4 0.085 5.1

3 1.3 0.085 5.1

4 1.2 0.085 5.1

5 1.1 0.085 5.1

6 1.0 0.085 5.1

7 0.9 0.085 5.1

8 0.8 0.085 5.1

9 0.7 0.085 5.1

1.Абсолют алдаа =...... 2.Стандарт итгэлт завсар Sd=...... 3. 𝛿K=......

4.Харьцангуй алдаа =..... ......≤K≤..... завсарт 95%-ийн магадлалтайгаар оршино.

17

4.5.2 Туршилт№2 Диэлектрикийн харьцангуй нэвтрэх чадварыг тодорхойлох

Өндөр хүчдэлээ бүрэн салгаад 2 ялтсын хооронд аль нэг диэлектрик хийнэ.

Өмнөх дасгалтай адилаар масс болон хүчдэлийн утгыг хэмжиж тэмдэглээд хүчдэлийг СГСН-потенциал руу шилжүүлэн бодож (4) томъёогоор диэлектрик нэвтрэх чадварыг олно.Ингэхдээ h-ийг ялтсын зузаан дээр 0.35-0.4мм нэмж тооцоолно.Гарсан 휀-нь СГС нэгжийн системд бодогдох ба үүнийг техникийн өгөгдөлтэй жишнэ.

m [г] 𝑈0 [В] 𝑈0 [СГС] h, см 휀 휀 ∆ 휀 ∆ 휀

1 1 2,1*10-3

2 0.9 2,1*10-3

3 0.8 2,1*10-3

4 0.7 2,1*10-3

1.Абсолют алдаа =..... 2.Стандарт итгэлт завсар Sd=..... 3. 𝛿휀=3.2* Sd= 4.Харьцангуй алдаа ......≤ 휀 ≤..... завсарт 95%-ийн магадлалтайгаар оршино.





18

Лабораторийн ажил №5 Цахилгаан тогтмол 𝜺𝟎-ийг тодорхойлох


График ашиглан цахилгаан тогтмолыг тодорхойлох


Физикийн практикум номын лабораторын ажил №2.4,№2.5


Энэ ажилд №2.4-ийн туршилт1 –д хийсэн хэмжилтийн утгыг ашиглана.


F = mg U02 =

2gh2

πr2ε0m tan φ =

∆(U02)

∆m=

2gh2

πr2ε0 휀0 =

2gh2

πr2 ∙1

tan φ


5.5.1 Лабораторийн ажил №2.4-ийн нэгдүгээр туршилтын 𝑈0 болон m-ийн утгыг

ашиглан 𝑈02 нь 𝑚-ээс хамаарсан график байгуулж түүнээсээ өнцгийн коэффицентийг

олж цахилгаан тогтмолыг тооцоолно.Үүнд 𝑕 = 0.85мм 𝑟 = 5.1см гэж авна.Тооцоолсон үр дүнг техникийн өгөгдөлтэй жишнэ.

m [г] 𝑈0 [В] 𝑈02

1 1.5

2 1.4

3 1.3

4 1.2

5 1.1

6 1.0

7 0.9

8 0.8

9 0.7

Графикаас tan φ =∆(U0

2)

∆m=……………...Үүнээс цахилгаан тогтмолыг олбол 휀0 =…………. байна.

Цахилгаан тогтмолын онолын утга 휀0 = 8.85 ∙ 10−12Ф/м байдгийг тооцвол харьцангуй

алдаа 휀 =∆휀0

휀0∙ 100% =……. байна.





19

Лабораторийн ажил №7 Соленойдын соронзон орон 7.1 Ажлын зорилго

Гальванометрийн баллистик тогтмолыг олох

Соленойдын соронзон оронг судлах




Урт соленойд

Нормаль ороомог ба хэмжигч хоёр ороомог

Гальванаметр

Амперметр

Эсэргүүцлийн хайрцаг болон реостат

Гүйдлийн үүсгүүр


R’

k1 k2

N T1 S

T2 R E

𝐻 = 𝑛1𝑖 (1) /𝑛1-нормаль ороомгийн нэгж уртад ноогдох ороодсын тоо, 𝑖 -

гүйдлийн хүч, 𝐻 -соронзон орны хүчлэг/

Φ = 𝐻𝑆1𝑁1 (2) /𝑆1-нормаль ороомгийн хөндлөн огтлолын талбай, 𝑁1-𝑘1-ийн

ороодсын тоо, Φ –хэмжигч ороомгийг нэвтрэн өнгөрөх соронзон урсгал/

2Φ = 2𝐻𝑆1𝑁1 (3) 𝑞 = 𝐶𝛽 (4) /𝐶-гальванометрийн баллистик тогтмол

[Кл/мм]/

𝑞 =2Φ

R (5) 𝐶 =

𝑞

𝛽=

2Φ

βR=

2𝐻𝑆1𝑁1

βR=

2n1N1S1i

βR (6) 𝐶` =

2n1N1S1i

β (7)

/ 𝐶` = 𝐶𝑅 / 2Φ = 2𝐻𝑆2𝑁2 = qR (8) /𝑘2-ороомгийн

хувьд бичсэн нь/ 2𝐻𝑆2𝑁2 = 𝛼𝐶𝑅 = 𝐶`𝛼 (9) 𝐻 =𝐶`𝛼

2𝑆2𝑁2 (10)

G

A

20



Гальванометрийн баллистик тогтмолыг тодорхойлох

8 Туршилтын хэлхээг угсарч,гальванометртэй зэрэгцээ холбогдсон эсэргүүцлийг 10Ω болгон багшид шалгуулна.

9 𝑇1-түлхүүрээр нормаль ороомгийг гүйдэл үүсгэгчтэй холбож,реостатаар гүйдлийг 0.9А болгоно.

10 Гальванометрийн тэг хувиарыг тохируулаад, 𝑇2-түлхүүрээр гүйдлийн чигийг сольж гэрэлтэгч толбоны шилжилт 𝛽-ийн хамгийн их хазайлтыг хуваарь дээр харж авна.Хазайлт хэтэрхий бага байвал эсэргүүцлийн хайрцгийн 𝑅`-эсэргүцлийг бага багаар ихэсгэж хазайлтыг 5-6см болгоно.Энэ үед эсэргүүцэл 30-40Ω байна.

11 (7) томъёогоор баллистик тогтмол C`-ийг бодож олно.Ингэхдээ гэрэлтэгч толбоны тэг хувиараас хоёр тийш нь шилжүүлж тэр хоёрын дунджийг 𝛽-ийн утга болгон авна.Гүйдлийн хүчний 2 утганд тус бүр хэмжиж баллистик тогтмолыг олно.

12 n1=320/39cm. , N1=475 , S1=6cm2 ; эдгээр хэмжигдэхүүнүүд өгөгдөнө.

№ 𝑖 [𝐴] 𝛽+ 𝛽

− 𝛽 𝐶` 𝐶 ̀ Δ𝐶` ΔC`

1 0,9А

2 0,8А

1.Абсолют алдаа =..... 2.Стандарт итгэлт завсар Sd=..... 3. 𝛿C`=..... 4.Харьцангуй алдаа .....% ........≤C`≤ ⋯…завсарт 95%-ийн магадлалтайгаар оршино.

21

7.5.2 Туршилт№2 Соленойдын соронзон оронг судлах

𝑇1-түлхүүрээр нормаль ороомгийн оронд соленоидыг залгаад гүйдлийн хүчийг 0.8А болгоод цаашдаа тогтмол байлгана.

Хэмжигч 𝑘2 ороомгийг соленоидын зүүн төгсгөлд байрлуулна.

𝑇2-түлхүүрээр соленоидын гүйдлийн чигийг сэлгэж гэрэлтэгч толбоны шилжилт 𝛼-ийн хамгийн их утгыг өмнөхийн адил тэмдэглэж авна.Хэмжигч 𝑘2 ороомгийг соленидын хоёр захад 0.5-1см,орон тогтмол болж байгаа дунд хэсэгт 5см-ээр шилжүүлж соленоидын уртын дагуух соронзон орны хүчлэгийг (10) томъёогоор бодож олно.

Хэмжилтийн утгуудаар 𝐻(𝑙) хамаарлын график байгуулж соленоидын доторх соронзон орны түгэлтийг харна.

𝐻-ийг (1) томъёогоор тооцоолж түүнийгээ туршлагын утгатай жишиж график дээр тэмдэглэнэ. N2=260 , S2=1.8cm2 ; эдгээр хэмжигдэхүүнүүд өгөднө.

№ 𝒍 [𝒄м] 𝜶+ 𝜶− 𝜶 𝑯 [А/м]

1 40

2 39

3 38

4 37

5 36

6 35

7 30

8 25

9 20

10 15

11 10

12 6

13 5

14 4

15 3

16 2

17 1

18 0

(1) Томъёогоор олсон нь: 𝑯 =n1i=......





22

Лабораторийн ажил №8 Ферросоронзон оронг судлах 8.1 Ажлын зорилго

Ферросоронзон материалын соронзон орны индукци B,хүчлэг H хоёрын

хамаарлыг судлах

Ферросоронзонгийн соронжилтын муруй болон соронзон нэвтрэх

чадвар 𝜇-ийн соронзон орны хүчлэг H-аас хамаарах хамаарлын муруйг

туршлагаар байгуулах




Төмөр зүрхэвч бүхий тороид

Осциллограф

Вольтметр,миллиамперметр


ЛАТР

8.4 Зураг схем болон томъёонууд 𝑂𝐴 − соронжилтын үндсэн муруй ,𝐵s −

соронзон индукцын ханасан утга , 𝑂𝐵 = 𝐵𝑟 үлдэгдэл индукци ,

𝑂𝐶 = 𝐻𝑐 коэрцитив хүч

𝐵 = 𝜇𝜇0𝐻-изотроп орчинд 𝐵, 𝐻-ийн хамаарал

B

A Bs Br Hc C O F H D E

max

I

O H

23

ЛАТР R2

N1 N2 C

R1

휀 = −𝑁2𝑑Φ

𝑑𝑡= −𝑁2𝑆

𝑑B

𝑑𝑡 (1) /휀 −2-р ороомогт үүсэх индукцын цхх,S-зүрхэвчийн

хөндлөн огтлолын талбай/

𝑉𝑦 =1

𝐶 𝑖𝑑𝑡 (2) /Осциллографын y-оролтонд өгөх хүчдэл/

𝑅2 ≫1

𝜔𝐶 𝑖 ≈ 휀/𝑅2 байх тул 𝑉𝑦 =

1

𝐶𝑅2 휀𝑑𝑡 (3)

(1) болон (3) илэрхийллийг хялбарчилбал:

𝑉𝑦 =1

𝐶𝑅2 𝑁2𝑆

𝑑B

𝑑𝑡𝑑𝑡 =

𝑁2𝑆

𝐶𝑅2 𝐵 (4)

𝑉𝑥 = 𝑅1𝑖1 (5) /Осциллографын y-оролтонд өгөх хүчдэл/

𝐻 =𝑁1

𝑙𝑖1 (6) /соронзлогч ороомгийн үүсгэх соронзон хүчлэг

/ 𝑙 =𝜋

2(𝐷 + 𝑑) / D,d-тороидын гадна ба дотор диаметр/

(5) болон (6) илэрхийллийг хялбарчилбал:

𝑉𝑥 =𝑅1𝑙

𝑁1𝐻 (7)

𝐵 = 2𝑅2𝐶

𝑁2𝑆𝑉 (8) 𝐻 =

2𝑁1

𝑙𝑖 (9)



Гистерезисын гогцоог осциллографын дэлгэц дээр гаргах

9 Туршилтын хэлхээг угсарч багшид шалгуулна. 10 ЛАТР-аас хувсах хүчдэлийг 1-р ороомогт өгнө.Гүйдлийг 100мА-аас хэтрүүлж

болохгүй. 11 Дараа нь 𝑅1, 𝑅2 болон осциллографын у-оролтын өсгөлтйг өөрчлөх замаар

гистерезисийн гогцоог гарган авч калькан цаасан дээр зурж авна.

mA

mV

Осц

Y X

24

8.5.2 Туршилт№2 Ферросоронзны параметрийг тодорхойлох

Миллиамперметр,милливольтметрийн утгуудыг тэмдэглэн авч гистерезисын гогцооны оройд харгалзах соронзон индукци болон хүчлэгийг (8) болон (9) томъёогоор бодож олно.

Энэ олсон хувиараар осциллографын нэгж хуваарьт харгалзах B,H хоёрын хэмжээг бодож олоод түүнийгээ ашиглан 𝐵s − соронзон индукцын ханасан утга, 𝐵𝑟 −үлдэгдэл индукци, 𝐻c −коэрцитив хүч болон гогцооны тэгш өнцөгтийн коэффицент 𝐵𝑟/𝐵s-ийг олно. 𝑖 =………. 𝐻 =……….. 𝑉 =………… B=…………..

𝐵s =………… 𝐵𝑟 =………… 𝐻c =…………. 𝐵𝑟

𝐵s=………….

8.5.3 Туршилт№3 Соронзон нэвтрэх чадварыг тодорхойлох

Хэлхээнд өгч байгаа хувьсах хүчдэлийг ЛАТР-аар бууруулах замаар гистерезисын гогцоог анхны хэмжээнээс тэг болтол үе шаттайгаар бууруулж тухай бүрд нь гүйдэл хүчдэлийг хэмжиж аваад түүнд харгалзах B,H-ийн утгуудыг хэмжиж олно.

Энэ утгуудаар 𝐵 = 𝜑(𝐻) хамаарлын график буюу соронжилтын муруйг байгуулна.

B,H-ийн утга бүрд харгалзах соронзон нэвтрэх чадвар 𝜇-г доорх томъёогоор олж 𝜇 = 𝑓(𝐻) хамаарлын графикийг байгуулна.

𝜇 =𝐵

𝜇0𝐻 𝜇0 = 4𝜋 ∙ 10−7 Гн/м

№ 𝑖 [А] 𝑉 [В] 𝐻 [] 𝐵 [Тл] 𝜇 1 2 3 4 5 6 7 8





25

Лабораторийн ажил №9 Соронзон тогтмол 𝝁𝟎-ийг хэмжих


Соронзон тогтмолыг туршлагаар тогтоох




Жин ба миллиграмын туухайнууд(50,100,200мг)

Соленоид,ороомог

Амперметр-10А,миллиамперметр-500мА

Реостат-4Ω,потенциометр


𝑀𝑚 = [𝑝𝑚 × 𝐵] /ороомогт үйлчлэх соронзон момент/

𝑀𝑥 = [𝑟2 × 𝑃 ] 𝑃 = 𝑚𝑔 /ороомогт үйлчлэх механик момент/

𝑀𝑚 = 𝑝𝑚𝐵 = 𝑁0𝑆𝑖0𝐵 = 𝑁0𝜋 𝑑0

2

4𝑖0𝐵 𝑀𝑥 = 𝑟2𝑚𝑔

𝐵 =4𝑔𝑟2

𝜋𝑁0𝑑02 ∙

𝑚

𝑖0 /соленоидын үүсгэх соронзон орны индукцын вектор / (1)

Нөгөө талаас:

6см ∆B 𝐵 =𝜇0𝑛𝑖𝑐

2 (cos𝛼2 + cos𝛼3)

α1 ∆ic 𝐵 = 𝜇0𝑛 ∙ cos 𝛼2 𝑖𝑐

D α3 α2 3.25см ∆ tan 𝜑 =∆𝐵

∆𝑖𝑐= 𝜇

0𝑛 ∙ cos 𝛼2

𝐿 𝜇0 =∆𝐵/∆𝑖𝑐

𝑛 cos 𝛼2 (2)

Солоноид 10A

12B R

K1 Ороомог 1A

П

K2


9.5.1 Туршилт 1

10 Туршилтын хэлхээг дээр үзүүлснээр угсарч багшид шалгуулна.

A

A

26

11 Эхлээд жинг нийт сууриар нь дараа нь зөвхөн түүний хоёр хөлөөр нь тэгшлүүрийн тусламжтай хэвтээ байрлалд нарийн тохируулна.

12 Дараа нь жинг сойлтоос чөлөөлж ороомгийг соленоидын голд байрлуулна. 13 Жингээ яг ТЭГ хуваарьт бахаар тэнцүүлэгчээр тохируулна. 14 R реостатыг хамгийн их дээр,потенциометрыг хамгийн бага дээр(цагийн зүүний эсрэг

эргүүлнэ) тавьж эхлээд K2 түлхүүрийг залгаж потенциометрийн тусламжтай 𝑖0=200мА болгож хэмжилтийн явцад тогтмол байлгана.

15 Ингээд K1 түлхүүрийг залгана.Жингийн таваг дээр 200мг туухай тавихад жин тэнцвэрээ алдаж туухайн тал руу хазайх ба реостатын тусламжтай соленоидын гүйдлийг аажмаар ихэсгэж жинг тэнцвэрт нарийн оруулна.Энэ үеийн соленоидын гүйдэл 𝑖𝑐 -г туухайны жинг ихэсгэх болгонд тэмдэглэн авна.

16 Туухайн масс нэг бүрийн утгаар соленоидын соронзон орны индукци B-г томъёо (1)-ээр бодож олно.Үүний дараа 𝐵 = 𝐵(𝑖𝑐) хамаарлын график байгулж түүнээсээ өнцгийн

коэффицент tan 𝜑 =∆𝐵

∆𝑖𝑐 -г олно.

17 Томъёо (2)-оор соронзон тогтмолыг бодож олоод түүний тоон утгатай тулгаж алдааг тооцно.

№ m [мг] 𝑖𝑐 [А] 𝐵 [Тл] 𝐵 ∆𝐵 ∆𝐵 1 200

2 250

3 300

4 350

5 400

6 450

/ 𝑟2=10см 𝑁0=159 𝑑0=3см 𝑖0=200мА /

1.Абсолют алдаа 2.Стандарт итгэлт завсар 3. 𝛿B=…….. 4.Харьцангуй алдаа ……….≤B≤………. завсарт ......%-ийн магадлалтайгаар оршино.

Графикаас tan 𝜑 =∆𝐵

∆𝑖𝑐=……….. байна. Үүнээс соронзон тогтмол 𝜇0=……….. гарлаа.

𝜇0=4𝜋 ∙ 10−7Гн/м байдгаас харьцангуй алдаа 휀 =∆𝜇0

𝜇0∙ 100% =…………. /n=2700

ороодос cos 𝛼2=0.88/





27

Лабораторийн ажил №10 Дэлхийн соронзон орон 10.1 Ажлын зорилго

Дэлхийн соронзон оронг тодорхойлогч үндсэн хэмжигдэхүүнүүдтэй танилцах

Дэлхийн соронзон орны индукцийн векторын хэвтээ байгуулагчийг Тангенс–Буссолийн багажийн тусламжтайгаар тодорхойлон олон жилийн ажиглалтын үр дүнтэй жишиж дүгнэлт хийнэ.





Тангенс-буссолын багаж


Реостат

Гүйдлийн үүсгүүр


Ороомог

6V R Зураг 1

3.1-р зураг

В — дэлхийн соронзон орны индукцийн вектор xOy — хэвтээ хавтгай Вх - дэлхийн соронзон орны индукцийн векторын хэвтээ байгуулагч Х — дэлхийн соронзон орны индукцийн векторын х тэнхлэг дээрх проекцийн хойт байгуулагч Y — дэлхийн соронзон орны индукцийн векторын у тэнхлэг дээрх проекцийн зүүн байгуулагч Z — дэлхийн соронзон орны индукцийн векторын z тэнхлэг дээрх проекцийн босоо байгуулагч

— соронзон хазайлт i — соронзон бөхийлт zOBx — соронзон голдочийн хавтгай

mA

28

Дэлхийн хойд хагаст өмнөд соронзон туйл буюу S (south) туйл, өмнөд хагаст хойд соронзон туйл буюу N (north) туйлууд оршино. Мөн дэлхийн газарзүйн туйл болон соронзон туйлууд давхцдаггүй.

B, Bx, X, Y, Z, , i-г дэлхийн соронзон орны элементүүд гэнэ. Энд X, Y, Z нь В

векторын тэгш өнцөгт координатын систем дэх байгуулагчууд, Z, Bx, нь цилиндр

координатын систем дэх байгуулагчууд, Bx, , i нь бөмбөлөг координатын систем дэх байгуулагчууд юм. Эдгээр нь хоорондоо дараах хамааралтай.

Bx=Bcos(i) Z=Bsin(i)

X=Bxcos() Y=Bxsin() Дэлхийн гадаргуугаас дээш дэлхийн соронзон орны индукц нь зайн квадратаас урвуу хамааралтайгаар буурна. Хэвтээ болон босоо тэнхлэгийн дагуу чөлөөтэй эргэлдэх боломжтой соронзон зүү нь дэлхийн соронзон орны индузцийн векторын чиглэлийг заана. Дэлхийн соронзон орны индукцийн хэвтээ байгуулагчийг Тангенс–Буссолийн багажийн тусламжтайгаар тодорхойлно. Тангенс–Буссолийн багаж нь төвд нь босоо тэнхлэгийн дагуу чөлөөтэй эргэлдэх боломжтой, өнцгийн хуваарьтай соронзон зүүг байрлуулсан дугуй эсвэл дөрвөлжин ороомгоос тогтно. Ороомгийн төвд байрлуулсан соронзон зүүн нь дэлхийн соронзон орны индукцийн хэвтээ байгуулагчийн үйлчлэлээр соронзон голдочийн хавтгайтай давхцаж байрлана. /3.2-р зургийн а/ Ороомгийн хавтгайг соронзон зүүний дагуу буюу соронзон голдочийн хавтгайтай давхцаж байхаар Тангенс–Буссолийн багажийг байрлуулна. /3.2-р зургийн б/ R радиустай, N ороодос бүхий дугуй ороомгоор I тогтмол гүйдлийг гүйхэд үүсэх

соронзон орны индукц нь ороомгийн төвд B=IN/2R байна.

зураг 3.2.

Иймээс ороомгийн төвд байрлах соронзон зүүд дэлхийн соронзон орноос гадна ороомгоор гүйдэл гүйх үед үүсэх соронзон орон нөлөөлнө. /3.2-р зургийн в/ Дэлхийн соронзон орон ба гүйдэлтэй ороомгийн соронзон орны үйчлэлээр хазайх соронзон зүүний хазайлт -г Тангенс–Буссолийн багажийн өнцгийн хуваариар тодорхойлно. /3.2-р зургийн г/ Ороомгоор гүйх гүйдлийг өөрчлөх замаар ороомгийн төвд үүсэх соронзон орны индукцийн хэмжээг өөрчлөж болно. Хэрэв үүнийг ихэсгэвэл соронзон зүүний хазайлт ихсэх ба багасгавал зүүний хазайлт багасна. /зураг 3.3/

29

3.3-р зураг

Тангенс–Буссолийн аргаар дэлхийн соронзон орны индукцийн хэвтээ байгуулагчийг тодорхойлбол:

Bx=Bo/tg=oIoN/(2Rtg) Практикт ашиглагдах Тангенс–Буссолийн багажийн 2R=15.2cm, N=168


10.5.1 Хэмжилтийг хийх: o Хэлхээг угсарч дууссаны дараа багшид шалгуулна. o Хэрэв хэлхээ зөв бол Тангенс–Буссолийн багажийн төвд байрлах соронзон зүүг

0 градусст байхаар багажийг байрлуулна. Өөрөөр хэлбэл ороомгийн хавтгайг соронзон зүүний дагуу буюу соронзон голдочийн хавтгайтай давхцаж байхаар Тангенс–Буссолийн багажийг байрлуулна..

o Багаж дээр байрлах тэгш усын тусламжтайгаар багажийг хэвтээ тэнхлэг дээр тэгш байрлуулна. Ингэх нь соронзон зүүг босоо тэнхлэгийн дагуу чөлөөтэй эргэлдэх боломжийг олгоно.

o Тангенс–Буссолийн багажид ойр байрлах төмөр болон бусад соронзон шинж чанартай биет, гүйдэлтэй дамжуулагч зэрэг нь соронзон зүүний хазайлтанд нөлөөлөх тул тэдгээр зүйлсийг багажаас аль болох хол байрлуулна.

o Хэлхээнд тогтмол 3-9v-ийн хүчдэл өгч хэлхээг залгана. o R реостатыг өөрчлөх замаар хэлхээгээр тодорхой тогтмол гүйдлийг гүйлгэж энэ

үе дэх соронзон зүүний хазайлтыг тэмдэглэж авна. o Ороомгоор гүйх гүйдлийн чиглэлийг өөрчлөх замаар хэмжилтийг давтан хийж

өнцгийн хазайлтыг тэмдэглэж авна. o Хэмжилтийг хэлхээгээр 10mA, 15mA, 20mA, 25mA, 30mA гүйдэл гүйх үеийн

соронзон зүүний хазайлтуудыг ороомгоор гүйх гүйдлийн 2 чиглэл тус бүрийн хувьд хэмжинэ.

o Дээрх хэмжилтийн үр дүнг ашиглан дэлхийн соронзон орны индукцийн хэвтээ байгуулагчийг тодорхойлж Улаанбаатарын Соронзон Оргилын хэмжилтийн үр дүнтэй харьцуулан дүгнэлтийг хий.

o Хэмжилтээр олсон Вх-ийн утгыг ашиглан дэлхийн соронзон орны индукцийн ерөнхий утгыг тогтооно.

30

Хэмжилт

n I

/mA/

1 /град/

2 /град/

<> /град/

Bxi /нТл/

<Bx> Bxi Bxi2

Bx

/%/

1

2

3

4

5

Bx=(<Bx>Bx)=(.........)нТл (=.....%)

Дүгнэлт





Шалгах асуулт o Соронзон оронг тодорхойлдог үндсэн хэмжигдэхүүнүүдийн талаар ярь. o Дэлхийн соронзон орны элементүүд, тэдгээрийн хоорондох холбоо. o Дэлхийн соронзон орны индукцийн хэвтээ байгуулагч гэж юу вэ? o Тангенс–Буссолийн багажийг өнцгийн хуваарийн 0 градуст байрлуулдгийн учрыг

тайлбарла. o Тангенс–Буссолийн багажаар гүйдэл гүйлгэхэд соронзон зүү хазайж байгаагийн

учрыг тайлбарла. o Тангенс–Буссолын багажид орох хүчдлийн туйлыг солиход зүүний хазайлт

ойролцоогоор адилхан байдгийн учрыг тайлбарла. o Тангенс–Буссолийн багажийг өнцгийн хуваарийн 45 градуст байрлуулсан

тохиолдолд дэлхийн соронзон орны индукцийн хэвтээ байгуулагчийг хэрхэн тодорхойлох вэ?

o Тангенс–Буссолийн багажийн соронзон зүүний хазайлтын өнцөг гүйдлээс хамаарах хамаарлыг тогтоож, энэ хамаарлыг вектор диаграммын тусламжтайгаар тайлбарла.

o Дэлхийн соронзон орны индукцийн векторын хэвтээ байгуулагч хаашаа чиглэж байна.

31

Лабораторийн ажил №11 Хувьсах гүйдлийн Омын хууль 11.1 Ажлын зорилго

Хувьсах гүйдлийн хэлхээний Омын хуулийг ашиглан ороомгийн

идэвхтэй эсэргүүцэл хэмжих

Хувьсах гүйдлийн хэлхээний Омын хуулийг ашиглан ороомгийн

индукцлэл хэмжих

Хувьсах гүйдлийн хэлхээний Омын хуулийг ашиглан конденсаторын

багтаамж хэмжих

Омын хуулийн гол агуулга болох гүйдэл хүчдэл хоёр хоорондоо

шугаман хамааралтай байдгийг төрөл бүрийн хэлхээн дээр туршлагаар

шалгана.





Индукцлэлийн ороомог

Конденсатор


Милливольтметр

Тогтмол болон хувьсах гүйдлийн үүсгүүр


~ 0..50B ~ 0..50B ~ 0..50B

r r r

L C C L

Зураг 1.1 Зураг 1.2 Зураг 1.3

𝑅 =𝐸0

𝐼0 Z2 =

1

ꙍC=

V

I 𝑍 = 𝑅2 + (ꙍ𝐿 −

1

ꙍ𝐶)2 =

𝑉

𝐼

𝑍1 = 𝑅 + ꙍ2𝐿2 =𝑉

𝐼 𝐶 =

1

ꙍ𝑍2

𝐿 = 𝑍1

2 −𝑅2

ꙍ

mAV

mVV

mAV

mVV

mAV

mVV

32


11.5.1 RL хэлхээний ороомгийн идэвхтэй эсэргүүцлийг тодорхойлох:


Оролтонд тогтмол 50v хүчдэл өгнө

R реостатыг ашиглан ороомогт тодорхой хүчдлийг өгнө.

Ороомгоор гүйх гүйдэл, ороомог дээр унах хүчдлийг хамтад нь тэмдэглэн авна.

Хүчдлийг өөрчлөх замаар 5 –аас доошгүй удаа хэмжилтийг хийнэ.

n V /v/

I /mA/

Ri /ohm/

<R> Ri Ri2 R

/%/

1

2

3

4

5

R=<R>R=(...........)ohm (=.....%)

11.5.2 Ороомгийн индукцлэлийн эсэргүүцлийг тодорхойлох:


Оролтонд хувьсах 50v хүчдэл өгнө

R реостатыг ашиглан ороомогт тодорхой хүчдлийг өгнө.

Ороомгоор гүйх гүйдэл, ороомог дээр унах хүчдлийг хамтад нь тэмдэглэн авна.


n V /v/

I /mA/

Z1 /ohm/ <Z1> Z1 Z12 Z1

/%/

1

2

3

4

5

Z1=(R2+XL2)1/2=(...........)ohm (=.....%)

XL=(Z12–R2)1/2=(.............)ohm (=......%)

<XL>=<Z1>/<R> XL=(Z1Z1+RR)/(Z12–R2)1/2 =(XL/<XL>)100%

11.5.3 Конденсаторын багтаамжит эсэргүүцлийг тодорхойлох:



R реостатыг ашиглан конденсаторт тодорхой хүчдлийг өгнө.

конденсатораар гүйх гүйдэл, конденсатор дээр унах хүчдлийг хамтад нь тэмдэглэн авна.


33

n V /v/

I /mA/

Z2 /ohm/

<Z2> Z2 Z22 Z2

/%/

1

2

3

4

5

XC=Z2=(........)ohm (=....%) C=1/Z2 =......

11.5.4 Хувьсах гүйдлийн Омын хуулийг шалгах:

3-зурагт үзүүлсэн хэлхээг угсарч багшид шалгуулна.


R реостатыг ашиглан конденсаторт тодорхой хүчдлийг өгнө.

Хэлхээгээр гүйх гүйдэл, унах хүчдлийг хамтад нь тэмдэглэн авна.


n V /v/

I /mA/

Z2 /ohm/

<Z2> Z2 Z22 Z2

/%/

1

2

3

4

5

Хувьсах гүйдлийн Омын хуулийг шалгах нь: Цуваа холбогдсон RCL хэлхээний хувьд хийт эсэргүүцэл нь хэмжилтээр дараах

утгатай байна. Z=(..........)ohm (=......%) Харин цуваа RL, RC хэлхээний хувьд олсон үр дүнг ашиглан эсэргүүцлийг

тооцоолбол эсэргүүцэл нь дараах утгатай байна.

𝑍 = 𝑅2 + (ꙍ𝐿 −1

ꙍ𝐶)2 =

𝑉

𝐼 = (.............)ohm (=......%)

Энд: < 𝑍 >= < 𝑅 >2+ (ꙍ < 𝐿 > −1

ꙍ<𝐶>)2 = (..................)ohm (=......%)

Дүгнэлт





Лабораторийн ажлын дэвтэр Физик-2

Documents