Интерактивные модели в преподавании уроков естественно-математического цикла в старших классах

Грязнов Юрий Петрович  учитель физики? информатики высшей квалификационной категории школы-гимназии №40 им.Алпамыс батыра г.Шымкента Южно-Казахстанской области. Педагогический стаж 20 лет, общий стаж 27 лет. Образование высшее. Окончил ШПИ в 1993г. Специальность по диплому: учитель физики, информатики и вычислительной техники.

Автор электронных учебников «Модулятор движения на планетах Солнечной системы», «Интерактивное пособие по ядерной физике», «Атомная физика», «Интерактивный задачник по математике», «Русский язык», «Устный счет», «Мини счет», «Логиқалық есептер», «Халық ауыз әдебиеті».

Автор и разработчик программ курсов по физике «Компьютерная технология моделирования физических процессов» и информатике «Информатика 2-11».

Достижения:

Гран-при областного конкурса «Лучший on-line урок», 1 место областного конкурса «Флип чарты», участник 1 Республиканских педагогических чтений (секция : мастер-класс,  грамота), работал экспертом в комиссии МОН РК по апробации ЦОРов, участник Международного проекта «Энергия и среда обитания» (сертификат), публикации в республиканских, областных и городских органах печати и Интернет, грамоты ОлбДО, ГОО, МАН РК.

Дети под руководством Юрия Петровича неоднократно занимали призовые места на городских, областных, республиканских и международных конкурсах, проектах, олимпиадах.

Программное и методическое обеспечение урока разработано автором.

Практическая работа

«Вычисление количества теплоты, выделяемое проводником»

Цель работы: определить количество теплоты, выделяемое реальным проводником за заданное время

Оборудование: ПК, компьютерная программа «Начала электроники»

Порядок работы

1. Запустите программу «Начала электроники»
2. Соберите на монтажном столе электрическую цепь по схеме на рисунке

3. Установите параметры элементов цепи:

·         Для источника тока – ЭДС 12 В, внутреннее сопротивление – 0,3 Ом

·         Для реального проводника - 1) алюминий, l=5м, S=0,1 мм²

        2) висмут, l=12м, S=0,5 мм²

        3) вольфрам, l=15м, S=1 мм²

        4) железо, l=30м, S=2,3 мм²

        5) золото, l=45м, S=4,7 мм²

                                                                   6) константан, l=37м, S=0,9 мм²

                                                                   7) латунь, l=100м, S=10 мм²

                                                                   8) медь, l=150м, S=250 мм²

                                                                   9) молибден, l=25м, S=500 мм²

                                                                  10) никель, l=44м, S=0,3 мм²

·                    С помощью мультиметров определите силу тока и напряжение на концах проводника.

4. Вычислите количество теплоты, выделяемое проводником за время:

1)      10 мин.

2)      23 мин

3)      7 мин

4)      0,1 ч

5)      0,05 ч

6)      16 мин

7)      1,2 ч

8)      2 ч

9)      54 мин

10)   3 мин

Министерство образования и науки Республики Казахстан

школа-гимназия №40 имени Алпамыс батыра г.Шымкент

Южно-Казахстанская область

«Интерактивные модели в преподавании уроков естественно-математического цикла в старших классах»

(на примере урока формирования новых знаний в 11 классе общественно-гуманитарного направления или 10 классе естественно-математического направления для мультимедийного кабинета)

Подготовил: учитель физики Грязнов Юрий Петрович

Цели урока:

 развивающие:

·  развитие репродуктивного воображения учащихся;

·  развитие наглядно-образного мышления;

·  развитие умений анализировать текст, выделять главное в тексте и формулировать к нему вопросы;

·  дальнейшее развитие навыков логического мышления при решении качественных и количественных задач;

·  дальнейшее развитие интеллектуальных умений учащихся (наблюдать, сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, размышлять, анализировать, делать выводы)

образовательные:

·  сформировать представление учащихся о работе электрического тока, законе Джоуля–Ленца: определении зависимости количества теплоты, выделяющейся в проводнике с током, сопротивления силы тока и времени прохождения тока;

·  сформировать понимание учащимися физического смысла изучаемых понятий.

воспитательные:

·  продемонстрировать корректное отношение ученых при совместном открытии одного закона;

·  сформировать понимание практической значимости данной темы.

Оборудование: персональный компьютер, проектор, интерактивная доска, листы с описанием практической работы, электронное пособие урока, установленное на рабочие места учащихся, компьютерная программа «Начала электроники», интерактивные модели, сетевое оборудование, программа сетевого администрирования и рабочее место ученика.

План урока:

1.     Организационный момент.

2.           Проверка остаточных знаний учащихся по темам пройденным на предыдущих уроках.

3.           Изучение нового материала.

4.           Закрепление темы через решение задач.

5.           Домашнее задание. Итоги урока.

Ход урока:

1.     Организационный момент

Учитель  приветствует детей и напоминает о том, что они продолжают изучение темы «Электрический ток», знакомит с темой урока. Описывает методику работы с учебным материалом, применяемым на уроке, рассказывает об этапах урока.

Для реализации урока используется электронное пособие в виде Web-страницы, составленное автором урока. Пособие прилагается к каждому рабчему месту учащегося. В качестве оболочки может использоваться любой браузер ( Internet Explorer, Opera, Google Chrom и т.д.). Для запуска программы необходимо запустить ярлык .  В зависимости от выбранного браузера, ярлык может выглядеть по-разному. Пособие оснащено кнопками перехода для поэтапной навигации.

Для выбора неоходимого этапа урока нажимается соответствующая кнопка.

Контроль за действиями учащихся во время урока осуществляетяс с помощью одной из программ администрирования, например  SynchronEyes Teacher .

2.      Опрос класса

Проверка знаний осуществляется с помощью тестовой программы. Тест на 5 вопросов, ограничен временными рамками. Для тех, кто справится быстрее, имеются дополнительные задачи. Максимальное количество баллов за тест и задачи – 8. Баллы вносятся в оценочный журнал урока.

Тестовая программа представляет собой вопрос с радиоточками.  Для отметки варианта ответа достаточно кникнуть по нему левой кнопкой мыши. Результат выводитяс в виде сообщения, указывающего количество правильных ответов и оценки.

Для оценивания результатов деятельности ученика применяется оценочный лист, выполненный в программе Excel. Во время урока его лучше сразу запустить и не закрывать до окончания урока. Итоговая оценка выставляется только после заполнения последнего этапа урока.

Если учащийся справляется с зажаниями тестовой программы и остается время, можно получить дополнител ьные баллы выполнив расчетные задачи.

Для вызова дополнительных задач еобходимо кликнуть по кнопке «дополнительно».

Дается возможность три раза ввести свой ответ для проверки. После трех неверных вводов активизируетяс кнопка «Правильный ответ».

Переход к следующей задаче возможен после нажатия кнопки с соответствующим номером.

Результаты вносятся в оценочный журнал. Максимальное количество дополнительных баллов – 4.

3.     Изучение нового материала

Учащиеся работают с учебным материалом, представленным   в электронном пособии, составляют его краткий конспект и записывают в рабочую тетрадь.

Примерный конспект:

Работа и мощность электрического тока

Прохождение электрического тока по проводнику представляет собой процесс упорядоченного движения зарядов в электрическом поле, существующем в проводнике. При этом силы электрического поля, действующие на заряды, совершают работу. Назовем эту работу “работой тока” (A_эл.) и рассчитаем ее на участке цепи 1-2, содержащем сопротивление R (см. рисунок).

Из электростатики известно, что A_эл. = q*(φ₁-φ₂)

 Из раздела “постоянный ток” мы знаем, что

q = I*t;     U = I*R;      U = φ₁-φ₂

где

	t - время прохождения тока,
	q - заряд, прошедший от точки с потенциалом f1 до точки с потенциалом f2.

Следовательно, работу тока можно вычислить с помощью следующего соотношения:

A_эл. = I*U*t = I²*R*t = U²*t/R .    

При расчетах работы электрического тока часто применяется внесистемная кратная единица работы электрического тока: 1 кВт*ч (киловатт*час)

1 кВт*ч = 3600000 Дж

В каждой квартире для учета израсходованной электроэнергии устанавливают специальные приборы – счетчики электроэнергии, которые показывают работу электрического тока, совершенную за какой-то промежуток времени при включении различных бытовых электрических приборов.

Эти счетчики показывают работу электрического тока (расход электроэнергии) в «кВт*ч»

 Мощностью (P_эл.) называется работа, совершаемая током за единицу времени:

Р_эл. = А_эл./t .

Следовательно,

P_эл. = I*U = I²*R = U²/R   .          

Мощность электрического тока на опыте определяется с помощью амперметра и вольтметра или специального прибора – ваттметра.

Закон Джоуля-Ленца

Если по активному сопротивлению (проводнику) течет постоянный ток, то работа тока на этом участке идет на преобразование электрической энергии во внутреннюю. Увеличение внутренней энергии проводника приводит к повышению его температуры (проводник нагревается).

По закону сохранения энергии количество теплоты (Q), выделяющееся в проводнике при прохождении электрического тока, равно работе тока: Q = A_эл.

Следовательно,

Q = I*U*t = I²*R*t = U²*t/R .   

закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи.

         Для наглядного представления механизма выделения энергии при прохождении тока по металлическому проводнику используется интерактивная модель.

Управление осуществляется с помощью кнопок   и .

Выполнение практической работы

Используя компьютерную программу: «Начала электроники», учащиеся выполняют практическую работу «Вычисление количества теплоты, выделяемое проводником».

Порядок работы

1.     Запустите программу «Начала электроники»

2.     Соберите на монтажном столе электрическую цепь по схеме на рисунке

3.     Установите параметры элементов цепи:

·        Для источника тока – ЭДС -12В, внутреннее сопротивление – 0,3 Ом

·        Параметры реального проводника –

  1) алюминий, l=5м, S=0,1 мм²

        2) висмут, l=12м, S=0,1 мм²

        3) вольфрам, l=15м, S=0,1 мм²

        4) железо, l=30м, S=0,1 мм²

        5) золото, l=45м, S=0,1 мм²

                                                       6) константан, l=37м, S=0,1 мм²

                                                       7) латунь, l=100м, S=0,1 мм²

                                                       8) медь, l=150м, S=0,1 мм²

                                                       9) молибден, l=25м, S=0,1 мм²

                                                      10) никель, l=44м, S=0,1 мм²

(Параметры выбираются из предоставленного списка по вариантам.)

·                   С помощью мультимеров определите силу тока и напряжение на концах проводника.

4. Вычислите количество теплоту, выделяемое проводником за время  10 мин.

Результаты записываются в рабочую тетрадь и оцениваются учителем. Баллы вносятся в журнал оценивания. Максимальное количество баллов – 5.

4.     Закрепление темы через решение задач

Закрепление проводится в виде кратковременной самостоятельной работы на 2 варианта с помощью компьютера.

Учащиеся в тетради решают задачи, ответы проверяются на компьютере. Переход к следующей задачи происходит автоматически только после ввода правильного ответа. При этом счетчик показывает общее количество набранных баллов.

 

Результаты вносятся в оценочный журнал. Максимальное количество баллов – 3.

5.     Домашнее задание. Итоги урока.

Домашнее задание § 10,11 упр 6

Итоговая оценка выставляется автоматически по итогам внесенных баллов.

Текстовой комментарий-пояснение к уроку физики «Работа электрического тока. Закон Джоуля-Ленца»

Для реализации урока используется электронное пособие в виде Web-страницы, составленное автором урока. Пособие прилагается к каждому рабчему месту учащегося. В качестве оболочки может использоваться любой браузер ( Internet Explorer, Opera, Google Chrom и т.д.). Для запуска программы необходимо запустить ярлык  (Внимание! В зависимости от выбранного браузера, он может выглядеть по-разному. Если ярлык по какой-либо причине не запускается, можно открыть урок запустив файл rabota.htm в папке УРОК). Пособие оснащено кнопками перехода для поэтапной навигации.

Для выбора неоходимого этапа урока нажимается соответствующая кнопка.

Тестовая программа представляет собой вопрос с радиоточками.  Для отметки варианта ответа достаточно кникнуть по нему левой кнопкой мыши. Результат выводитяс в виде сообщения, указывающего количество правильных ответов и оценки.

Для вызова дополнительных задач еобходимо кликнуть по кнопке «дополнительно». Дается возможность три раза ввести свой ответ для проверки. После трех неверных вводов активизируетяс кнопка «Правильный ответ».

Переход к следующей задаче возможен после нажатия кнопки с соответствующим номером.

При выполнении практической работы используется компьютерная программа «Начала электроники» (мастонахождение: урок – praktika  - Electron). Учащиеся после запуска программы на монтажном плате собирают цепь по схеме, делают необходимые измерения и производят расчеты.

Для проверки усвоенных знаний используется двухвариантная самостоятельная работа, выполненная в формате Flash.

 

После выбора варианта представляетяс возможность  решить задачи.

Переход к следующей задачи происходит автоматически только после ввода правильного ответа. При этом счетчик показывает общее количество набранных баллов.

 

Для оценивания результатов деятельности ученика применяется оценочный лист, выполненный в программе Excel. Во время урока его лучше сразу запустить и не закрывать до окончания урока. Итоговая оценка выставляется только после заполнения последнего этапа урока.

Контроль за действиями учащихся во время урока осуществляетяс с помощью программы  SynchronEyes Teacher .

 

 

 

 

 

 

Êîìïüþòåðëiê ïðîãðàììàëàðäû îºûòó¹à àðíàë¹àí ¸äiñòåìåëiê º½ðàë

ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀÍÛ³ ÁÀÑÒÀÌÀÑÛ

Àëìàòû-2000

ÀËÌÀÒÛ ²ÀËÀÑÛ ÁIËIÌ ÁÅÐÓ ÄÅÏÀÐÒÀÌÅÍÒI

ÁIËIÌ ÁÅÐÓÄÅÃI ÆÀ³À ÒÅÕÍÎËÎÃÈßÍÛ³ ²ÀËÀËÛ² ±ÛËÛÌÈ- °ÄIÑÒÅÌÅËIÊ ÎÐÒÀËÛ±Û

°Ë-ÔÀÐÀÁÈ ÀÒÛÍÄÀ±Û ²ÀÇÌÓ-ÒI ÆÀÍÛÍÄÀ±Û ÌÅÕÀÍÈÊÀ Æ°ÍÅ ÌÀÒÅÌÀÒÈÊÀ ±ÇÈ

Êîìïüþòåðëiê ïðîãðàììàëàðäû îºûòó¹à àðíàë¹àí ¸äiñòåìåëiê º½ðàë

ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀÍÛ³ ÁÀÑÒÀÌÀÑÛ

Â.Â. Êàøêàðîâ À.Ð. Ãàâðèëîâ Ê.Ì. Ìàëèøè÷ Ê.À. Ìàëàõîâ Ã.Ë. Ãàáäóëëèíà Ê.Â. Íóðìàãàìáåòîâà

-          Æîáàíû» æåòåêøiñi -          Æîáàëàóøû ïðîãðàììèñò -          Ïðîãðàììèñò -          Ïðîãðàììèñò-äèçàéíåð -          Àóäàðìàøû-ìåòîäèñò -          Ëàáîðàíò

ÌÀÇ̵ÍÛ

Êiðiñïå .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.  ÏÐÎÃÐÀÌÌÀÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ²ÛѲÀØÀ    ͵ѲÀÑÛ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. ´íiìíi» ºîëäàíûëóû æ¸íå æàëïû åðåêøåëiêòåði.. . . 1.2. Æàáäûºòû ºîëäàíóäû» òåõíèêàëûº ò¸ðòiái. . . . . . . . 1.3. ƽìûñ òåðåçåñiíi» ìàçì½íû æ¸íå æ¾éåìåí æ½ìûñ         iñòåóäi» íåãiçãi ºà¹èäàëàðû. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Ñàíäûº ìóëüòèìåòð  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . 1.5. Åêi êàíàëäû îñöèëëîãðàô . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.   ËÀÁÎÐÀÒÎÐÈßËÛ² ƵÌÛÑÒÀÐÄÛ³  ÑÈÏÀÒÒÀÌÀËÀÐÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8. Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ №8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Ê´ÌÅÊØI ²µÐÀË . . . . . . . . .   . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Ýëåêòð òî¹û æ¸íå ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø. . . . . . . . . . 3.2. Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û. . . . . . . . . . . . . . . 3.3. ´òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó. . . . . . . 3.4.Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ºóàòû ìåí æ½ìûñû. . . . . . . 3.5. Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6. Òîëûº òiçáåê ¾øií Îì çà»û. . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3.7. Êîíäåíñàòîð. Ýëåêòð ñûéûìäûëûº . . . . . . . . . . . . . 3.8. Êîíäåíñàòîðëàðäû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó . . 3.9. ´çäiê èíäóêöèÿ. ´òêiçãiøòi» èíäóêòèâòiëiãi. . . . . . . . 3.10. Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹û. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.11. Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû» òiçáåêòi æåëiñi. . . . . . . . 3.12. Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû» ïàðàëëåëü æåëiñi. . . . . . 3.13. Àéíûìàëû òîê æåëiñiíi» ºóàòû. . . . . . . . . . . . . . . . 3.14. Ýëåêòð ¼ëøåóiø º½ðàëäàð. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.15. Ýëåêòð ñõåìàñû á¼ëiêòåðiíi» ñèïàòòàìàñû æ¸íå îëàðäû ìàðêiëåó. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 6 6 7 8 14 18 23 23 26 30 33 37 40 43 47 51 51 52 53 53 54 54 55 56 56 57 58 58 59 59 60

ÊIÐIÑÏÅ

    Á½ë îºó º½ðàëû ôèçèêàíû ìåêòåïòå æ¸íå áàñºà äà îºó îðûíäàðûíäà ¾éðåòó ¾øií àðíàë¹àí «Âèðòóàëäû ôèçèêàëûº ëàáîðàòîðèÿ” ñåðèÿñû áîéûíøà øûººàí “Ýëåêòðîíèêàíû» áàñòàìàñû” îºó ïðîãðàììàñûíà ºîñûìøà º½ðàë áîëûï òàáûëàäû. Îºó º½ðàëû îºóøûëàð ìåí ì½¹àëiìäåðãå àðíàë¹àí ôèçèêàíû ¾éðåòåòií “Ýëåêòðîíèêàíû» áàñòàìàñû” îºó ïðîãðàììàñûí òèiìäi ºîëäàíó ¾øií ºàæåò. Îë ¾ø á¼ëiêòåí ò½ðàäû.

    Áiðiíøi á¼ëiêòå ïðîãðàììàìåí æ½ìûñ iñòåóäi» åðåæåëåði, îíû» ì¾ìêiíøiëiêòåði æ¸íå º½ðàë-æàáäûºòàð¹à ºîéûëàòûí òàëàïòàð êåëòiðiëãåí. Á½ë á¼ëiêòå ïðîãðàììàíû» èíòåðôåéñû, ¼ëøåóiø àñïàïòàðìåí (ìóëüòèìåòð æ¸íå åêi êàíàëäû îñöèëëîãðàô) æ½ìûñ iñòåóäi» íåãiçãi ºà¹èäàëàðû ñèïàòòàë¹àí.

    Îºó º½ðàëûíû» åêiíøi á¼ëiãiíäå îñû ïðîãðàììàíû» ê¼ìåãiìåí iñòåóãå áîëàòûí êåéáið ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòàðäû» ò¾ñiíäiðìåëåði êåëòiðiëãåí. Ìûñàë ðåòiíäå ìåêòåïòi» æ½ìûñ áà¹äàðëàìàñûíà êiðåòií ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòàðìåí ºàòàð áàñºà äà æ½ìûñòàð àëûí¹àí. Êåëòiðiëãåí ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòàð ¸äiñòåìåíi» ìûñàëäàðû ðåòiíäå ¹àíà ê¼ðñåòiëãåí, îëàð ïðîãðàììà àðºûëû îºûï ¾éðåíóãå áîëàòûí á¾êië ìàòåðèàëäû ê¼ðñåòïåéäi. ̽¹àëiìäåð ìåí îºóøûëàð  á½ë ïðîãðàììàíû îíû» ì¾ìêiíøiëiãiíå ºàðàé ¼çäåðiíi» øû¹àðìàøûëûº æ¸íå çåðòòåó åñåïòåðií øåøó ¾øií ºîëäàíó¹à áîëàäû.

    ¶øiíøi á¼ëiêòå “Ýëåêòð” òàðàóû áîéûíøà ê¼ìåêøi º½ðàë êåëòiðiëãåí. Á½ë áiçãå êåðåêòi í¸ðñåëåðäi» ºîëûìûçäû» àñòûíäà áîëó ¾øií æàñàë¹àí. ʼìåêøi º½ðàë êåðåêòi ìàòåðèàëäàðäû ñîë ñàëà áîéûíøà àðíàéû êiòàïòàðäû, îºó º½ðàëäàðûí içäåìåé äå òàíûñó¹à ì¾ìêiíäiê áåðåäi.

    “Ýëåêòðîíèêàíû» áàñòàìàñû” ¾éðåòó ïðîãðàììàñûíû» ôèçèêà ñàëàñûí îºûï ¾éðåíóäå îºóøûëàðäû» ºûçû¹óøûëû¹ûí òóäûðó¹à, øû¹àðìàøûëûº ºàáëåòòiëiãií æ¸íå áiëiìií àðòòûðó¹à ñåïòiãií òèãiçåòiíäiãiíå ïðîãðàììàíû» àâòîðëàðû ñåíiì áiëäiðåäi.

Áàðëûº ºîëäàíóøûëàð¹à øû¹àðìàøûëûº òàáûñ òiëåéìiç!

ÏÐÎÃÐÀÌÌÀÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ²ÛѲÀØÀ ͵ѲÀÑÛ.

1.  ´íiìíi» ºîëäàíûëóû æ¸íå æàëïû åðåêøåëiêòåði.

Á½ë ïðîãðàììà îðòà, ñîíûìåí ºàòàð  àðíàóëû îðòà îºó îðûíäàðûíû» îºóøûëàðûíà (æ¸íå ì½¹àëiìäåðiíå) ôèçèêàíû» “ýëåêòð” êóðñûí îºûï ¾éðåíóãå ê¼ìåê ðåòiíäå æàñàë¹àí. Á½ë áà¹äàðëàìà òåîðèÿëûº ìàòåðèàëäû ½¹ûíó æ¸íå ôèçèêàëûº ëàáîðàòîðèÿëàðäà ýêñïåðèìåíò æ¾ðãiçó àðºûëû   ïðàêòèêàìûçäû òîëûºòûðó¹à íåãiçäåëãåí îºûï ¾éðåíóäi» êëàññèêàëûº ñõåìàñûí òîëûºòûðàäû.

  Ïðîãðàììà ýêðàí ìîíèòîðûíäà ýëåêòð ñõåìàëàðûí æèíàºòàóäû ê¼ðñåòåòií, îëàðäû» æ½ìûñ iñòåó åðåêøåëiêòåðií çåðòòåéòií, ê¸äiìãi ôèçèêàëûº ýêñïåðèìåíòòå ¼ëøåíåòiíäåé ýëåêòð øàìàëàðûí ¼ëøåóãå áîëàòûí ýëåêòðîíäû êîíñòðóêòîðäàí ò½ðàäû.

  Êîíñòðóêòîðäû» ê¼ìåãiìåí ò¼ìåíäåãi ì¸ñåëåëåðäi

§  ¼òêiçãiø êåäåðãiñiíi» îíû» ìàòåðèàëûíû» ìåíøiêòi êåäåðãiñiíå, ½çûíäû¹ûíà æ¸íå ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûíà ò¸óåëäiëiãií;

§  ò½ðàºòû òîê çà»äàðûí- òiçáåê á¼ëãiíå àðíàë¹àí Îì çà»ûí æ¸íå òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»ûí;

§  ¼òêiçãiøòåðäi, øàð¹ûíû (êàòóøêàíû) æ¸íå êîíäåíñàòîðäû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó çà»äàðûí;

§  ýëåêòðîíäû ñõåìàëàðäà ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû ºîëäàíóäû»  ïðèíöèïòåðií;

§  ýëåêòðæûëòºûø æ¸íå æàðûºòàíäûð¹ûø º½ðàëäàðäàí  ýíåðãèÿíû» á¼ëiíó çà»äàðûí, òîê ê¼çiíi» æ¾êòåìåìåí ñ¸éêåñòåíó ïðèíöèïòåðií;

§  ýëåêòðîíäûº ñõåìàëàðäà òîê ïåí êåðíåóäi ºàçiðãi êåçäåãi ¼ëøåóiø àñïàïòàðäû» (ìóëüòèìåòð, åêi êàíàëäû îñöèëëîãðàô) ê¼ìåãiìåí ¼ëøåóäi,  ¸ð ò¾ðëi á¼ëøåêòåðäåãi àéíûìàëû òîêòû»  ò¾ðií, àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi òîê ïåí êåðíåó àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí áàºûëàóäû;

§  àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäåãi ñûéûìäûëûº æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãiëåðäi» ïàéäà áîëóûí æ¸íå îëàðäû» àéíûìàëû òîê ãåíåðàòîðûíû» æèiëiãiíå æ¸íå á¼ëøåêòåðäi» íîìèíàëûíà áàéëàíûñòûëû¹ûí;

§  àéíûìàëû òîê òiçáåãiíåí ºóàòòû» á¼ëiíóií;

§  òiçáåêòi æ¸íå ïàðàëëåëäi òåðáåëìåëi êîíòóðû áàð æåëiäåãi ðåçîíàíñ º½áûëûñûí çåðòòåóäi;

§  á¼ëøåêòi» áåëãiñiç ïàðàìåòðëåðií òàáóäû;

§  àéíûìàëû òîê òiçáåãiíå àðíàë¹àí ýëåêòð ñ¾çãiøòåðií ñàëó ïðèíöèïòåðií çåðòòåóäi îºûï ¾éðåíóãå áîëàäû.

Ñîíûìåí áiðãå, êîíñòðóêòîðäû îíû» ì¾ìêiíäiãiíå ºàðàé æ¸íå îºóøûëàðäû» òâîð÷åñòâîëûº æ½ìûñû áàðûñûíäà ïàéäàëàíó¹à áîëàäû. Á½ë æ¾éåíi» åðåêøåëiãi íàºòû ôèçèêàëûº ïðîöåññòåðäi ê¼çiìiçáåí ê¼ðóãå áîëàäû. Á½ë ¾øií ò¼ìåíäåãi æà¹äàéëàð ºàðàñòûðûë¹àí:

·         êîíñòðóêòîðäû» á¼ëiêòåði ìåí ¼ëøåóiø àñïàïòàðû ñõåìà ò¾ðiíäå åìåñ, “íàºòû” ò¾ðäå áåðiëãåí;

·         êåäåðãi àðºûëû ¼òåòií ýëåêòð òî¹ûíû» ºàëûïòû  ºóàòû ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà æàë¹àí êåäåðãi ºàðàÿäû;

·         øàì ìåí ýëåêòðæûëòºûø àñïàïòàð ºàëûïòû ºóàòòà æàðºûðàéäû, àñûï êåòêåí êåçäå æàíûï êåòåäi;

·         æ½ìûñ êåðíåói ê¼ï áîë¹àí êåçäå  êîíäåíñàòîð äà iñòåí øû¹àäû;

·         ñàºòàíäûð¹ûø àðºûëû ¼òåòií ºàëûïòû æ½ìûñ òî¹û ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà, îë iñòåí øû¹àäû;

·         ê¼ïòåãåí îïåðàöèÿëàð æ¸íå îëàðäû» í¸òèæåëåði äûáûñ ýôôåêòiëåðiìåí ºîñàºòàë¹àí.

     Á½ë îºóøûëàðäû» ¼ç ºàòåëiêòåðiíi» íåãå ¸êåëiï ñîºòûðàòûíûí ê¼çäåðiìåí ê¼ðó, ä½ðûñ øûºïà¹àí ýêñïåðèìåíòòiê æ½ìûñòàðäû» íåäåí áîë¹àíûí àíûºòàó æ¸íå ñõåìàëàð¹à àëäûí-àëà òàëäàó æàñàó ¾øií iñòåëãåí.

     Ïðîãðàììàíû ºîëäàíó ¾øií Windows æ¾éåñiìåí æ½ìûñ iñòåóäi áiëó æåòêiëiêòi.

1.2. ÆÀÁÄÛ²ÒÛ ²ÎËÄÀÍÓÄÛ³ ÒÅÕÍÈÊÀËÛ² Ò°ÐÒIÁI:

Ïðîãðàììàíû» æ½ìûñ iñòåói ¾øií êåëåñi í¸ðñåëåð êåðåê:

·         Pentium ïðîöåññîðû (íåìåñå îíû» àíàëîãòàðû);

·         ÎѲ 8 ì æ¸íå îäàí ê¼áiðåê áîëóû ºàæåò;

·         800õ600 áîëàòûí ìîíèòîð æ¸íå êåì äåãåíäå 65 ìû» ò¾ñ æà¹äàéûíäà æ½ìûñ iñòåéòií áåéíå êàðòà;

·         Windows 93, 98 íåìåñå WT îïåðàöèÿëûº æ¾éåëåði;

·         äûáûñ ýôôåêòiëåðiìåí æ½ìûñ iñòåó ¾øií ºàæåòòi äûáûñ ïëàòàñû;

·         “òûøºàí” ìàíèïóëÿòîðû.

1.3. ƵÌÛÑ ÒÅÐÅÇÅÑIÍI³ ÌÀÇ̵ÍÛ Æ°ÍŠƶÉÅÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ÍÅÃIÇÃI ²À±ÈÄÀËÀÐÛ.

Ïðîãðàììàíû ºîñºàí êåçäå êîìïüþòåð ýêðàíûíäà ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåð ê¼ðñåòiëåäi:

·         ýëåêòð ñõåìàëàðûí æèíàó¹à æ¸íå îëàðäû» æ½ìûñûí áà¹àëàó¹à áîëàòûí áàéëàíûñ àëà»äàðû áà𠺽ðàñòûðó ¾ñòåëi (ýêðàííû» îðòàñûíäà);

·         ýëåêòð ýëåìåíòòåðiíi» æèûíòû¹ûíàí ò½ðàòûí (ýêðàííû» î» æà¹ûíäà) á¼ëøåêòåð òàºòàñû.

·         êåðåê åìåñ æ¸íå æàíûï êåòêåí á¼ëiêòåðäi ñàëàòûí “º½ë-ºîºûñ ñåáåòi” (îë ýêðàííû» ò¼ìåíãi ñîë æຠá½ðûøûíäà îðíàëàñºàí)

·         ºîñûìøà º½ðàëäàðäû øàºûðàòûí áàòûðìàëàðäàí ò½ðàòûí ïðîãðàììàíû áàñºàðó òàºòàñû (ýêðàííû» æî¹àð¹û á¼ëiãiíäå îðíàëàñºàí)

·         ò¾ñiíäiðìå òàºòàñû (ýêðàííû» ò¼ìåíãi á¼ëiãiíäå).

²µÐÀÑÒÛÐÓ ¶ÑÒÅËI.

²½ðàñòûðó ¾ñòåëi -¸ðò¾ðëi ýëåêòð ñõåìàëàðûí æèíàó¹à àðíàë¹àí 7õ7=49 áàéëàíûñ àëà»øàëàðûíàí ò½ðàòûí ºîíäûð¹û.

°ðáið á¼ëøåê òåê áið-áiðiíå æàºûí åêi áàéëàíûñ àëà»øàíû» îðòàñûíäà òiãiíåí íåìåñå ê¼ëäåíå»iíåí îðíàëàñà àëàäû. Áàéëàíûñ àëà»øàëàðûìåí ºîñûëûñºàí æåðiíäå á¼ëøåêòåðãå ¼ëøåóiø àñïàïòàðäû æàë¹àó¹à áîëàäû.

ƽìûñ ¾ñòåëiíäå êîíñòðóêòîðäû» æèíà¹ûíàí á¼ëøåêòåðäi òà»äàó æ¸íå îëàðäû áàëºûòûï æàë¹àó  “òûøºàííû»” ê¼ìåãiìåí æ¾çåãå àñàäû. Îë ¾øií “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií êåðåêòi á¼ëøåêêå ¸êåëåìiç äå “òûøºàííû»” ñîë æຠáàòûðìàñûí áàñà îòûðûï, îíû º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíi» êåðåêòi æåðiíå ºîÿìûç. Ñîë æàºòà¹û áàòûðìàíû áîñàòºàííàí êåéií, á¼ëøåê êåðåêòi æåðiíäå ò½ðàäû. ²àæåò åìåñ æ¸íå á¾ëiíãåí á¼ëøåêòåðäi ¾ñòåëäåí “ê¾ë-ºîºûñ ñåáåòiíå” îñû ¸äiñïåí ñàëó¹à áîëàäû.

Ñîíûìåí ºàòàð, á¼ëøåêòåðäi ¾ñòåëäåí òà¹û äà áàñºà ¸äiñïåí àëûï òàñòàó¹à áîëàäû. Îë ¾øií á¼ëøåêòi» ¾ñòiíå “òûøºàíäû” ¸êåëiï, îíû» î» æàºòà¹û áàòûðìàñûí åêi ðåò áàññàº, “Á¼ëøåêòi àëûï òàñòàó” äåãåí òåðåçå øû¹àäû. Á½ë ½ñûíûñ ºàáûëäàí¹àííàí êåéií (áàòûðìàíû» áàñûëóû) á¼ëøåê ñåáåòêå ñàëûíàäû. Ñåáåòêå åìåñ, º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíåí òûñ àëûï òàñòàë¹àí á¼ëøåêòåð ¾ñòåëäi» ò¼ìåíãi á¼ëiãiíå æèíàºòàëàäû. ¶ñòåëäå áið ìåçãiëäå àéíûìàëû æ¸íå ò½ðàºòû òîê ê¼çäåði ºàòàð îðíàëàñà àëìàéäû.

ÊÎÍÑÒÐÓÊÒÎÐ Á´ËØÅÊÒÅÐIÍI³ ÒÀ²ÒÀÑÛ.

Êîíñòðóêòîðäà êåëåñi á¼ëøåêòåð ºîëäàíûëàäû:

·         ðåçèñòîð (îë Îììåí ¼ëøåíåòií êåäåðãiìåí æ¸íå Âàòòïåí ¼ëøåíåòií ºóàòïåí ñèïàòòàëàäû, ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí êåçäå îë iñòåí øû¹àäû);

·         ñàºòàíäûð¹ûø (å» ¾ëêåí æ½ìûñ òî¹ûìåí ñèïàòòàëàäû, îë ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà iñòåí øû¹àäû);

·         êîíäåíñàòîð (Ôàðàäàìåí áåðiëãåí ñûéûìäûëûºïåí æ¸íå æ½ìûñ êåðíåóiìåí ñèïàòòàëàäû, îë ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà iñòåí øû¹àäû);

·         èíäóêòèâòiê øàð¹ûñû (êàòóøêàñû) (Ãåíðìåí áåðiëãåí èíäóêòèâòiêïåí ñèïàòòàëàäû, îíû» àêòèâ êåäåðãiñi ¼òå àç áîëàäû);

·         º½ðàñòûðó ñûìû (îíû» êåäåðãiñi ¼òå àç áîëûï êåëåäi);

·         àéûð¹ûø (ò½éûºòàë¹àí æ¸íå ò½éûºòàëìà¹àí åêi æà¹äàéäà ñèïàòòàëàäû);

·         ºîðåêòåíäiðó ýëåìåíòi (Âîëüòïåí áåðiëãåí ݲÊ-ìåí, ïîëþñïåí æ¸íå Îììåí áåðiëãåí iøêi êåäåðãiìåí ñèïàòòàëàäû);

·         ñèíóñîèäàëûº êåðíåóäi» ãåíåðàòîðû (àìïëèòóäà æ¸íå àéíûìàëû êåðíåó æèiëiãiìåí ñèïàòòàëàäû);

·         øàì (Âîëüòïåí áåðiëãåí æ½ìûñøû êåðíåóiìåí, ìèëèàìïåðìåí áåðiëãåí òîêïåí íåìåñå Âàòòïåí áåðiëãåí ºóàòïåí ñèïàòòàëàäû, îñûëàðäû» øàìàñû ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí êåçäå iñòåí øû¹àäû);

·         ýëåêòð ºûçäûð¹ûø (æ½ìûñ êåðíåóiìåí æ¸íå ºóàòïåí ñèïàòòàëàäû, îëàð ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí æà¹äàéäà æàíûï êåòåäi);

·         íàºòû ¼òêiçãiø (¼òêiçãiøòi» ìàòåðèàëûìåí, ½çûíäû¹û æ¸íå ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûìåí ñèïàòòàëàäû);

·         áåëãiñiç á¼ëøåê (îë ðåçèñòîð, êîíäåíñàòîð, øàð¹û (êàòóøêà), áàòàðåéêà íåìåñå ãåíåðàòîð áîëóû ì¾ìêií);

·         ðåîñòàò (Îììåí áåðiëãåí å» ¾ëêåí êåäåðãiìåí ñèïàòòòàëàäû);

·         àéíûìàëû ñûéûìäûëûº êîíäåíñàòîðû (Ôàðàäàìåí áåðiëãåí å» ¾ëêåí ñûéûìäûëûºïåí ñèïàòòàëàäû).

Áàñºàðó òàºòàñûíäà¹û  áàòûðìàëàðäû» àòºàðàòûí

 ôóíêöèÿëàðûíû» ñèïàòòàìàëàðû.

Ñõåìàíû ôàéëäàí æ¾êòåó.

Áàòûðìà “ºàëàé ñàºòàó êåðåê” äåãåí á½éðûº áîéûíøà ñàºòàë¹àí ôàéëäàðäàí ò½ðàòûí áóìàëàðäû» (ïàïêàíû») òåðåçåñií àøàäû. Êåðåêòi ñõåìàíû» ôàéëûí òàóûï àëûï, îíû ñòàíäàðòòû ¸äiñïåí àøñàº, îíäà º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå ñõåìà äàéûí ê¾éäå ïàéäà áîëàäû.

         

    ²àëàé ñàºòàó êåðåê…

Áàòûðìà, ñàºòàó êåðåê ñõåìàíû ºàíäàé ôàéëìåí, ºàíäàé æåðãå ñàºòàó êåðåêòiãií ê¼ðñåòåòií òåðåçåíi àøàäû. ²½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäåãi ñõåìà ê¼ðñåòiëãåí ôàéë àòûìåí áóìàäà ñàºòàëàäû. ²½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå ñõåìà ºàëàäû. Êåéiíiðåê, ñàºòàë¹àí ñõåìàíû º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíå “ñõåìàíû ôàéûëäàí æ¾êòåó” äåãåí á½éðûº áîéûíøà øàºûðó¹à áîëàäû.

  ²½ðàñòûðó ¾ñòåëií òàçàëàó

Áàòûðìà º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå æèíàë¹àí ñõåìàíû òàçàëàéäû. Îïåðàöèÿ ºàáûëäàí¹àííàí êåéií ñõåìà ºàéòàðóñûç àëûíûï òàñòàëûíàäû.

  Ìóëüòèìåòðäi ïàéäàëàíó

Îñû áàòûðìàíû áàññàº, æ½ìûñ ¾ñòåëiíäå ¼ëøåóiø àñïàï “Ìóëüòèìåòð” ïàéäà áîëàäû. Áið óàºûòòà òåê åêi ìóëüòèìåòðäi ºàòàð ïàéäàëàíó¹à áîëàäû. Ìóëüòèìåòðäi àëûï òàñòàó ¾øií îíû»  æî¹àðû î» æàºòà¹û á½ðûøòà ò½ð¹àí x áàòûðìàñûí áàñàìûç (á½ë ñòàíäàðòòû ¸äiñ).

  Îñöèëëîãðàôòû øàºûðó

Åêi êàíàëäû îñöèëëîãðàôòû øàºûðó ¾øií îñû áàòûðìàíû áàñó êåðåê. Îñöèëëîãðàôòû äà ìóëüòèìåòð ñèÿºòû àëûï òàñòàéìûç.

“Á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòði” òåðåçåñií ê¼ðñåòó/ æàñûðó

Á½ë áàòûðìà º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå òà»äàëûíûï àëûí¹àí á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòðií ê¼ðó æ¸íå àóûñòûðó ¾øií ºàæåòòi “á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòði” òåðåçåñií ê¼ðñåòåäi íåìåñå æàñûðàäû. Á¼ëøåêòi òà»äàó ¾øií “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií (îë ºûñºûø ò¾ðiíäå áîëàäû) êåðåêòi á¼ëøåêêå ¸êåëåìiç äå, “òûøºàííû»” ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñàìûç. Òà»äàëûíûï àëûí¹àí á¼ëøåê ñàðû ò¾ñïåí åðåêøåëåíåäi. Á¼ëøåêòi» ïàðàìåòðëåðií ¼çãåðòó ¾øií åêi ¸äiñòi ºîëäàíó¹à áîëàäû:

·         òåðåçåíi» î» æà¹ûíäà¹û áàòûðìàíû t áàñºàííàí êåéiíãi øû¹àòûí òiçiìíåí ïàðàìåòðëåðäi òà»äàó;

·         ïåðíåëåð  àðºûëû ì¸íäåðäi áåðó (îë ¾øií àëäûìåí òiçiìäi àëó ºàæåò);

“Á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòði” òåðåçåñi á¼ëøåêòi» ¾ñòiíå òûøºàíäû àëûï êåëiï, ñîë æàºòà¹û áàòûðìàìåí åêi ðåò áàñºàíäà ýêðàíäà àâòîìàòòû ò¾ðäå ê¼ðiíåäi.

    “Á¼ëøåêòi» ê¾éi” òåðåçåñií ê¼ðñåòó/æàñûðó

Á½ë áàòûðìàíû áàñó àðºûëû íàºòû óàºûò ìåçãiëiíäåãi á¼ëøåêòåðäi» êåäåðãiëåðiíi», òî¹ûíû», êåðíåóiíi» æ¸íå ºóàòûíû» íàºòû æ¸íå æàë¹àí á¼ëiêòåðií ê¼ðóãå íåìåñå æàñûðó¹à áîëàäû. Á½ë ñõåìàíû» æ½ìûñûí áàºûëàó¹à æ¸íå æ¼íäåóãå àðíàë¹àí. Ñîíäûºòàí á½ë áàòûðìà áàñºàðó òàºòàñûíäà ïðîãðàììàíû “ì½¹àëiì” æà¹äàéûíäà (ðåæèìiíäå) iñêå ºîñºàí êåçäå ¹àíà ê¼ðiíåäi (E.EXE/teacher.-äåí). Á½ë

åñåïòi îºóøûíû» ¼ç áåòiìåí øû¹àðóû ¾øií iñòåëãåí. 

    Òië

Á½ë áàòûðìà ê¼ìåêøi æ¾éåíi», ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòû» ì¸òiíiíi» òiëií (îðûñ íåìåñå ºàçàº) òà»äàó ¾øií êåðåê.

     Ýëåêòð òàðàóû áîéûíøà àíûºòàìà

Á½ë áàòûðìà îñû òàðàó áîéûíøà ôîðìóëàëàðû, ñóðåòòåði æ¸íå ìûñàëäàðû áàð ºûñºàøà ñèïàòòàìàëàðäàí ò½ðàòûí òåðåçåíi àøàäû.

     Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòàð

Á½ë áàòûðìà îºóøûëàð¹à îðûíäàëàòûí ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòàðäû» ñèïàòòàìàñû áàð òåðåçåíi àøàäû. Á½ë æ½ìûñòàðäà æ½ìûñòû» ºûñºàøà ìàçì½íû, îðûíäàëó ¸äiñòåìåñi, ¼ëøåóäi æ¸íå åñåïòåóäi æ¾ðãiçóãå ºàæåòòi í½ñºàóëàð æ¸íå áàºûëàó ñ½ðàºòàðû áàð.

  Ïðîãðàììàìåí ºàëàé æ½ìûñ iñòåó ºàæåò?

Á½ë áàòûðìà ïðîãðàììàìåí æ½ìûñ iñòåóäi» åðåæåëåði æàçûë¹àí àíûºòàìà àºïàðàòû áàð òåðåçåíi àøàäû.

    Windows-òû» êàëüêóëÿòîðû.

Windows-òû» ñòàíäàðòòû êàëüêóëÿòîðûí øàºûðàäû.

     Ïðîãðàììà òóðàëû

Á½ë áàcòûðìà îñû ïðîãðàììàíû»  àâòîðëàðû òóðàëû ìà¹ë½ìàò áåðåäi.

   Ïðîãðàììàäàí øû¹ó.

Á½ë áàòûðìà ïðîãðàììàìåí æ½ìûñ iñòåóäi òîºòàòàäû. Ïðîãðàììàäàí øû¹àð àëäûíäà ”º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäåãi ñõåìàíû ñàºòàéñûç áà?”- äåï  ñ½ðàéäû. Ñàºòàëìà¹àí ñõåìà æî¹àëûï êåòåäi.

Ò¶ÑIÍÄIÐÌÅ ÒÀ²ÒÀÑÛ (ÏÀÍÅËI).

Ò¾ñiíäiðìåëåð òàºòàñûíà á¼ëøåêòåð òóðàëû æ¸íå áàñºàðó òàºòàñûíû» áàòûðìàëàðû æ¼íiíäå ìà¹ë½ìàòòàð åíãiçiëåäi. Á½ë àºïàðàò “òûøºàííû»” ñiëòåìåñi êåðåêòi ýëåìåíòêå òîºòà¹àíäà ê¼ðiíåäi.

1.4. ÑÀÍÄÛ²  ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐ.

Ìóëüòèìåòð á¼ëøåêòåðiíi» àòºàðàòû» ºûçìåòòåði æ¸íå æàëïû ò¾ði.

Ìóëüòèìåòðäi» æàëïû ò¾ði:

 

    Ñóðåòòå ìóëüòèìåòðäi ýëåêòðîíäûº ñõåìà¹à ºîñó ¾øií ºàæåòòi ½ÿëàð ìåí áàñºàðó ýëåìåíòòåðiíi» ºàëàé îðíàëàñºàíû ê¼ðñåòiëãåí. ƽìûñ æà¹äàéûí (ðåæèìií) æ¸íå ¼ëøåó øåãií àóûñòûðó “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií êåðåêòi øåêòi» áåëãiñiíå ¸êåëiï áàñó àðºûëû æ¾çåãå àñàäû (ñiëòåìåíi» ñèïàòû ºîë ò¾ðiíäå áîëàäû).

ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ÅÐÅÆÅËÅÐI.

1. Ìóëüòèìåòðäi ýêðàí¹à øû¹àðó ¾øií (æ½ìûñ ¾ñòåëiíå), ïðîãðàììà òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û òàºòàñûíäà¹û “Ìóëüòèìåòðäi ïàéäàëàíó” áàòûðìàñûí áàñó ºàæåò. Á½ë áàòûðìàíû òà¹û äà áàñó åêiíøi àñïàïòû øàºûðàäû (á½ë æà¹äàéäà áàòûðìà æàáûëàäû).

Àñïàïòû àëûï òàñòàó ¾øií ìóëüòèìåòð òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û î» æຠá½ðûøûíäà¹û   x   áàòûðìàñûí áàñó ºàæåò. Á½ë æà¹äàéäà àñïàï ºûñºûøòàðûìåí ýêðàííàí æîéûëàäû.

2. Ìóëüòèìåòðäi ñõåìàíû» çåðòòåëåòií í¾êòåñiíå ºîñó, îíû» æàëïû (ºàðà-ê¼ê) æ¸íå ¼ëøåóiø (ºûçûë) ºûñºûøòàðûí êåðåêòi ½ÿ¹à ºîñó àðºûëû æ¾çåãå àñàäû. Ýêðàíäû ê¼ëå»êåëåìåó ¾øií áàéëàíûñ ñûìäàðû ýêðàíäà ê¼ðñåòiëìåéäi.

²½ðàëäû çåðòòåëåòií ñõåìà¹à ºîñó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi áiëóiìiç ºàæåò:

·         “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií º½ðàëäû» òèñåëi ºûñºûøûíà ¸êåëóäi (ñiëòåìåíi» ñèïàòû ºîë ò¾ðiíäå áîëàäû);

·         “òûøºàííû»” áàòûðìàñûí áàñóäû æ¸íå ½ñòàóäû; 

·         “òûøºàííû»” ê¼ìåãiìåí ºûñºûøòû òèñåëi îðûí¹à ¸êåëóäi.

Åãåð áiçãå æ½ìûñ áàðûñûíäà ºûñºûøòû ñõåìàíû» áàñºà æåðiíå ºîþ ºàæåò áîëñà, îíäà æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí ïðîöåäóðàíû ºàéòàëàéìûç. 

²ûñºûøòû ìóëüòèìåòðäi» ê¼ëåìiíäå æûëæûòó, îíû» àñïàïòû» òèiñòi êiðó ½ÿñûíà àâòîìàòòû ò¾ðäå æàë¹àíóûíà ¸êåëåäi.

3. Àñïàïòû» æ½ìûñ iñòåó æà¹äàéûí (ðåæèìií) ¼çãåðòó ¾øií “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií àñïàï òàºòàñûíû» êåðåêòi í¾êòåñiíå ¸êåëåìiç äå îíû» ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñàìûç.

4. Ñàíäûº êåñòåäå (òàáëîäà) ¼ëøåíåòií øàìàíû» (òîêòû», êåðíåóäi», êåäåðãiíi») ê¼ðñåòiëãåí ¼ëøåó øåãiíi» ¼ëøåì áiðëiãiìåí áåðiëãåí ñàíäûº ì¸íi ê¼ðiíåäi. Åãåð êåñòåíi» (òàáëîíû») ñîë æຠá½ðûøûíäà –1 øûºñà, îíäà îë ¼ëøåíãåí øàìà ì¸íiíi» îíû» ¼ëøåó øåãiíåí àñûï êåòêåíií ê¼ðñåòåäi. Îíäàé êåçäå àñïàïòû» øåãií àóûñòûðó ºàæåò.

5. ƽìûñ êåçiíäå 1 æ¸íå 2 ñàíäàðûìåí í¼ìiðëåíãåí áið íåìåñå åêi ìóëüòèìåòðäi ºîëäàíó¹à áîëàäû. Àñïàïòû»  ºûñºûøòàðûíû» í¼ìåðëåði äå ñî¹àí ñ¸éêåñ áîëóû òèiñ. Àñïàïòàðäû áiðäåé óàºûòòà æ¸íå áið-áiðiíå ò¸óåëñiç ºîëäàíó¹à áîëàäû, ÿ¹íè ñõåìàíû» ¸ð-ò¾ðëi á¼ëiãiíäå áið àñïàïïåí êåðíåóäi, àë åêiíøi àñïàïïåí òîêòû ¼ëøåóãå áîëàäû.

ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐÄI³ Ê´ÌÅÃIÌÅÍ  ´ËØÅÓ.

Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí êåëåñi øàìàëàðäû ¼ëøåóãå áîëàäû:

 

·         ò½ðàºòû æ¸íå àéíûìàëû òîê êåðíåóií;

·         ò½ðàºòû òîê ê¾øií;

·         ò½ðàºòû òîê æåëiñi á¼ëiêòåðiíäåãi êåäåðãiíi;

·         äûáûñòû ¸ñåðäi» ê¼ìåãiìåí áàéëàíûñòû òåêñåðó.

ÊÅÐÍÅÓÄI ´ËØÅÓ.

Æåëiäåãi êåðíåóäi ¼ëøåó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi åñêåðóiìiç ºàæåò:

·         âîëüòìåòð æåëiíi»  êåðíåó ¼ëøåíåòií á¼ëiãiíå ¸ðºàøàíäà ïàðàëëåëü æàë¹àíàäû (íàºòû ýêñïåðèìåíòòå ä½ðûñ æàë¹àíáà¹àí æà¹äàéäà âîëüòìåòð iñòåí øû¹óû ì¾ìêií).

·         æåëiäå  àéíûìàëû íåìåñå ò½ðàºòû òîêòû» æ¾ðóiíå áàéëàíûñòû àóûñòûðûï ºîñºûøòû êåðåêòi æà¹äàé¹à ºîþ êåðåê;

·         âîëüìåòð àéíûìàëû êåðíåóäi» ýôôåêòèâòi ì¸íií ê¼ðñåòåäi;

·         ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåó êåçiíäå âîëüòìåòð ïîëþñêå ºàòûñòû ì¸íäi ê¼ðñåòåäi, åãåð ¼ëøåóiø ºûñºûøòà¹û ïîòåíöèàë æàëïû ºûñºûøòà¹û ïîòåíöèàëäàí àç áîëñà, îíäà êåñòåäåí (òàáëîäàí) “ìèíóñ” òà»áàñû øû¹àäû;

·         ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåóäi» øåêòåði: 1000 Â, 200 Â, 20 Â, 2000 ìÂ, 200 ìÂ;

·         àéíûìàëû êåðíåóäi ¼ëøåóäi» øåêòåði: 750Â, 200 Â;

·         âîëüòìåòð æà¹äàéûíäà àñïàïòû» êiðiñiíäåãi êåäåðãi 1 ÌÎì áîëàäû.

ÒµÐÀ²ÒÛ ÒÎÊ Ê¶ØIÍ ´ËØÅÓ.

Çåðòòåëåòií æåëi á¼ëiãiíäåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi åñêåðóiìiç ºàæåò:

·         àìïåðìåòð ¸ðºàøàíäà òîê ê¾øi ¼ëøåíåòií æåëiíi» á¼ëiãiíå òiçáåêòåé ºîñûëàäû;

·         àìïåðìåòð òåê ò½ðàºòû òîê ê¾øií ¼ëøåó ¾øií ºîëäàíûëàäû;

·         æåëiäåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó êåçiíäå àìïåðìåòðäi» ïîëþñi åñêåðiëåäi, ÿ¹íè  åãåð àñïàï àðºûëû òîê æàëïû ºûñºûøòàí ¼ëøåóiø ºûñºûøºà ºàðàé æ¾ðñå, êåñòåäåí “ìèíóñ” òà»áàñû ê¼ðiíåäi;

·         ò½ðàºòû òîê ê¾øií ¼ëøåóäi» øåêòåði: 10 À, 200 ìÀ,

20 ìÀ, 2000 ìêÀ;

·         àìïåðìåòðäi» êiðiñiíäåãi êåäåðãiíi» øàìàñû ¼òå àç áîëàäû (10^-6 Îì-¹à æóûº).

ÊÅÄÅÐÃIÍI ´ËØÅÓ.

Êåäåðãiíi ¼ëøåó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi åñêåðóiìiç ºàæåò:

·         Îììåòðìåí ñõåìà ýëåìåíòòåðiíi» òåê àêòèâ êåäåðãiñií ¼ëøåóãå áîëàäû;

·         êåäåðãiëåðäi ¼ëøåóäi» øåêòåðií: 2000 êÎì, 200 êÎì, 20 êÎì æ¸íå äûáûñòûº áåëãi àðºûëû áàéëàíûñòû àíûºòàéòûí àðíàóëû øåêòi;

·         ñõåìàíû» ¼ëøåíåòií á¼ëiãiíå àñïàï 2  êåðíåóäi áåðåäi;

·         àñïàïòû» ê¼ìåãiìåí ñõåìàäà¹û áàéëàíûñòû» áàðëû¹ûí íåìåñå æîºòû¹ûí àíûºòàó¹à áîëàäû, åãåðäå ¼ëøåíåòií á¼ëiêòi» êåäåðãiñi 75 Îìíàí êiøi áîëñà, îíäà àñïàáûìûç äûáûñ áåðåäi.

1.5. ÅÊI ÊÀÍÀËÄÛ ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔ.

Îñöèëëîãðàô àéíûìàëû êåðíåóäi» ôîðìàñûí ê¼çiìiçáåí ê¼ðóãå àðíàë¹àí àñïàï. Ñîíûìåí ºàòàð, îíû» ê¼ìåãiìåí ñèãíàëäû»  ñàíäûº ñèïàòòàìàñûí: æèiëiãií, àéíûìàëû êåðíåóäi» àìïëèòóäàñûí, èìïóëüñòi» ½çàºòû¹ûí, ïåðèîäòû åêi ñèãíàëäàð àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí àíûºòàó¹à áîëàäû

    Îñöèëëîãðàôòû» êiðiñiíäåãi êåäåðãi ¼òå ¾ëêåí áîëàäû (10 ÌÎì-¹à æóûº).

 
   

Îñöèëëîãðàôòû» áåòêi òàºòàñûíäà êåëåñi á¼ëiêòåð áàð:

·         ñèãíàëäû» ôîðìàñûí æ¸íå ñàíäûº ¼çãåðiñií áàºûëàéòûí ìàñøòàáòû òîðäàí ò½ðàòûí ýêðàí;

·         êàíàëäû» ê¾øåéóií æ¸íå ñ¸óëåíi» ê¼ëäåíå» ºîç¹àëûñûí áàñºàðàòûí áàñºàðó òàºòàñû;

·         æàçáàíû, ñ¸óëåíi» ê¼ëäåíå» ºîç¹àëûñûí, ñèíõðîíèçàöèÿ æà¹äàéûí òà»äàéòûí æ¸íå êåéáið ºîñûìøà ôóíêöèÿëàðäû áàñºàðàòûí òàºòà.

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÏÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓ ÅÐÅÆÅËÅÐI.

1.  Îñöèëëîãðàôòû ýêðàí¹à ïðîãðàììà òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û òàºòàñûíäà îðíàëàñºàí “Îñöèëëîãðàôòû øàºûðó” áàòûðìàñûí áàñó àðºûëû øàºûðàäû. Îñöèëëîãðàôòû àëûï òàñòàó ¾øií îíû» òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û î» æຠá½ðûøûíäà îðíàëàñºàí x áàòûðìàñûí áàñó ºàæåò.

2.  Çåðòòåëåòií ñõåìàíû» í¾êòåëåðiíå îñöèëëîãðàôòû ºîñó ¾øií, îíû» ñ¸éêåñ ½ÿëàðûìåí æàë¹àí¹àí æàëïû (ºàðà-ê¼ê) æ¸íå ¼ëøåó (ºûçûë) ºûñºûøòàðûí êåðåêòi æåðãå ºîñó êåðåê.  ²½ðàñòûðó ¾ñòåëií ê¼ëå»êåëåìåó ¾øií æàë¹à¹ûø ñûìäàð ýêðàíäà ê¼ðñåòiëìåéäi. Îñöèëëîãðàôòû» êàíàëûíà ñ¸éêåñ ºûñºûøòàð "À" æ¸íå "Â" ¸ðiïòåðiìåí áåëãiëåíåäi.

Çåðòòåëåòií ñõåìà¹à îñöèëëîãðàôòû æàë¹àó¹à  ºàæåòòi í¸ðñåëåð:

·         ”òûøºàííû»” ñiëòåìåñií àñïàïòû» êåðåêòi ºûñºûøûíà ¸êåëó (ñiëòåìåíi» ñèïàòû ºîë ò¾ðiíäå áîëàäû);

·         ”òûøºàííû»” ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñó æ¸íå ½ñòàó;

·         ºûñºûøòû ñõåìàíû» ºàæåòòi í¾êòåñiíå æûëæûòó (áàòûðìàíû ½ñòàé îòûðûï) æ¸íå ”òûøºàíäû” æiáåðó;

Åãåð æ½ìûñ áàðûñûíäà ºûñºûøòû ñõåìàíû» áàñºà æåðiíå îðíàëàñòûðó ºàæåò áîëñà, æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí ïðîöåäóðà ºàéòàëàíàäû.

3.  Êàíàëäû ê¾øåéòó, æàçáàíû» ½çàºòû¹ûí òà»äàó, ñèíõðîíèçàöèÿ æà¹äàéûí æ¸íå ºîñûìøà ôóíêöèÿëàðäû áàñºàðóäû ðåòòåó àðºûëû îñöèëëîãðàôòû» æ½ìûñ æà¹äàéû òà»äàëûíûï àëûíàäû.

4.  Ñèãíàë ïàðàìåòðëåðiíi» ñàíäûº ¼çãåðiñií àíûºòàó ¾øií îñöèëëîãðàôòû» ýêðàíûíà ¼ëøåóiø òîð åíãiçiëãåí.

5.  ƽìûñ áàðûñûíäà áið íåìåñå åêi êàíàëäû ºàòàð ïàéäàëàíó¹à áîëàäû. Îñöèëëîãðàôòû» ºûñºûøòàðû  “À” æ¸íå “Â” êàíàëäàðûíà ñ¸éêåñ “À” æ¸íå “Â” ¸ðiïòåðiìåí áåëãiëåíãåí.

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÒÛ³ ÁÀѲÀÐÓ Á´ËIÊÒÅÐIÍI³ ÑÈÏÀÒÒÀÌÀÑÛ.

ʶØÅÉÒÓ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒÒÅÐIÍ ÊÅËÒIÐÓ.

Ñèãíàëäû» áåéíåñi ýêðàííàí øû¹ûï êåòïåó ¾øií íåìåñå îíû» àìïëèòóäàñû ¼òå àç áîëìàó ¾øií, êàíàëäû» ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií ä½ðûñ òà»äàó ºàæåò. Îñöèëëîãðàôòû» ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòi Âîëüò/á¼ëiê – ïåí áåðiëåäi. Á½ë äåãåíiìiç, åãåð ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòi 500 ìÂ/á¼ëiê-êå òå» áîëàòûíäàé åòiï òà»äàëûíûï àëûíñà, îíäà îñöèëëîãðàô ýêðàíûíû» òiê øêàëàñûíû» º½íû 500 ì åêåíií ê¼ðñåòåäi.

Îñöèëëîãðàôòû» ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií ¼çãåðòóäi “ê¾øåéòó” òåðåçåñiíäå áåðiëãåí òiçiìäi òà»äàó àðºûëû æ¾çåãå àñûðó¹à áîëàäû. Á½ë òiçiì òåðåçåíi» î» æà¹ûíäà îðíàëàñºàí t áàòûðìàñûí áàñó àðºûëû àøûëàäû. Ñîíûìåí ºàòàð, ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií  ¼çãåðòó ¾øií, òåðåçåíi» î» æà¹ûíäà îðíàëàñºàí s áàòûðìàñû ºîëäàíûëàäû. Îë ¾øií ”òûøºàííû»”ñiëòåìåñií îñû áåëãiãå àëûï êåëiï, ”òûøºàííû»” ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñºàí ê¾éiíäå æûëøûòºûøòû êåðåêòi æåðãå ºîþ ºàæåò.

    “Òiãiíåí æûëæûòó” æûëæûòºûøû îñöèëëîãðàôòû» ñ¸óëåñií æî¹àðû æ¸íå ò¼ìåí ºîç¹àéäû.

ÆÀÇÁÀ ÊÅÑÒÅÑIÍ ÒÀ³ÄÀÓ.

    Ïåðèîäòû ñèãíàëäû ä½ðûñ êåñêiíäåó ¾øií, îñöèëëîãðàô æàçáàñûíû» ½çàºòû¹ûí ä½ðûñ òà»äàó ºàæåò.

    Æàçáàíû» ½çàºòû¹ûíû» ¼ëøåì áiðëiãi ðåòiíäå óàºûò/á¼ëiê àëûíàäû. Á½ë äåãåíiìiç æàçáà ½çàºòû¹ûíû» ì¸íií 20 ìñ/á¼ëiê -äåï  àëñàº, îíäà îñöèëëîãðôòû» ê¼ëäåíå» øêàëàñûíû» áið á¼ëiãiíi» ê½íû 20 ìñ áîëàòûíûí ê¼ðñåòåäi.  Æàçáà ½çàºòû¹ûíû» ñàíäûº ì¸íäåðií æî¹àðûäà àéòûëûï êåòêåí ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií îðíàòºàíäàé òà»äàó¹à áîëàäû.

    “Ñèíõðîíèçàöèÿ äå»ãåéi” æûëæûòºûøû ñèãíàë àìïëèòóäàñûíû» áåðiëãåí ì¸íiíå ñ¸éêåñ    ñèãàëäû» àë¹àøºû æàçûëó óàºûòûí îðíûºòûðàäû. Á½ë åêi ñèãíàë àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí ñàíäûº çåðòòåó ¾øií ºàæåò. “À” æ¸íå “Â” áàòûðìàëàðû  æàçáàíû ñèíõðîíèçàöèÿëàó  êàíàëûí òà»äàéäû.

“Æåëi” áàòûðìàñû  îñöèëëîãðàôòû» åêi êàíàëûíäà¹û æàçáàíû ñèíóñîèäàëûº êåðíåóäi» iøêi ãåíåðàòîðûíàí àéûðàäû. Á½ë æà¹äàé ê¾ðäåëi ïåðïåíäèêóëÿð òåðáåëiñòåð - Ëèññàæó ôèãóðàñûí áàºûëàó ¾øií ºîëäàíûëàäû.

“Æàðûºòûëûº” æûëæûòºûøû àðºûëû îñöèëëîãðàô ñ¸óëåñiíi» æàðûº øû¹àðó èíòåíñèâòiãií ¼çãåðòóãå áîëàäû (á½ë æà¹äàéäà ìàñøòàáòû òîðäà æàðûºòûëûº ¼çãåðìåéäi).

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÒÛ³ Ê´ÌÅÃIÌÅÍ ´ËØÅÓ.

Îñöèëëîãðàôòû» ê¼ìåãiìåí ò¼ìåíäåãi øàìàëàðäû

·         àéíûìàëû òîê êåðíåóiíi» àìïëèòóäàñûí;

·         àéíûìàëû êåðíåóäi» æèiëiãií;

·         åêi ñèãíàë àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí ¼ëøåóãå áîëàäû.

2. ËÀÁÎÐÀÒÎÐÈßËÛ² ƵÌÛÑÒÀÐÄÛ³ ÑÈÏÀÒÒÀÌÀËÀÐÛ.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N1

´òêiçãiøòi» êåäåðãiëåðiíi» îíû» ãåîìåòðèÿëûº ïàðàìåòðëåðiíå æ¸íå ìàòåðèàëäû» ìåíøiêòi êåäåðãiñiíå áàéëàíûñòûëû¹ûí çåðòòåó

ƽìûñòû» ìàºñàòû: ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñií àíûºòàó æ¸íå îíû êåñòåëiê ì¸íiìåí ñàëûñòûðó.

1.  ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

1826 æûëû íåìiñ ôèçèãi Ãåîðã Îì (1787-1854) ýëåêòð æåëiñiíi» á¼ëiãi áîëûï òàáûëàòûí ìåòàë ¼òêiçãiøòi» åêi øåòiíäåãi êåðíåóäi»  æåëiäåãi òîê ê¾øiíå ºàòûíàñû ò½ðàºòû øàìà áîëàòûíûí áàéºà¹àí:

                        (1)

Á½ë øàìàíû ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi äåï àòàéäû. Ýëåêòð êåäåðãiñi Îììåí ¼ëøåíåäi. Òîê ê¾øi 1À, êåðíåói 1   áîëàòûí òiçáåê á¼ëiãi 1Îì êåäåðãiñiíå èå áîëàäû:

                               (2)

Ò¸æiðèáåëåðäi» ê¼ðñåòói áîéûíøà, ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi îíû» ½çûíäû¹ûíà L òóðà ïðîïîðöèîíàë, àë îíû» ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûíà  S êåði ïðîïîðöèîíàë áîëàäû.

 .                                     (3)

̽íäà¹û  ¼òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñi äåï àòàëàäû. Ìåíøiêòi êåäåðãi  ¼ëøåíåäi.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. Ìîíòàæäû ¾ñòåëäå 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû æèíàñòûðû»ûç.

1-ñóðåò

2.2. ´òêiçãiøòi» ìàòåðèàëû ðåòiíäå ½çûíäû¹û L=100 ì, ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíû S=0.1ìì² áîëàòûí íèêåëäi àëû»ûç.

2.3. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí ýêñïåðèìåíòàëäû ò¾ðäå ¼òêiçãiøòåãi êåðíåóäi àíûºòà»ûçäàð.

Îë ¾øií, ïîëþñòåðäi åñêåðå îòûðûï, ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåó ðåæèìiíäå ìóëüòèìåòðäi ¼òêiçãiøêå òiçáåêòåé ºîñó ºàæåò. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûç.

2.4. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí ýêñïåðèìåíòàëäû ò¾ðäå òiçáåêòåãi òîê ê¾øií àíûºòà»ûçäàð.

Îë ¾øií, ïîëþñòåðäi åñêåðå îòûðûï, ò½ðàºòû òîºòû ¼ëøåó ðåæèìiíäå ìóëüòèìåòðäi ¼òêiçãiøêå òiçáåêòåé ºîñó ºàæåò. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûç.

2.5. (1) –øi ôîðìóëà áîéûíøà ¼òêiçãiøòi» êåäåðãiñií åñåïòå»içäåð.

2.6. (2)-øi ôîðìóëà áîéûíøà íèêåëäi» ìåíøiêòi êåäåðãiñií åñåïòå»içäåð.

2.7.´òêiçãiøòi» ½çûíäû¹ûí ¼çãåðòå îòûðûï, áiðຠîíû» ìàòåðèàëû ìåí ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûí ¼çãåðòïåé 2.3-2.6. ïóíêòòåðäi ºàéòàëà»ûç.

2.8. ͸òèæåëåðäi êåñòåãå æàçû»ûçäàð.

N	µçûíäûº,   ì	Êåðíåó, Â	Òîê ê¾øi, À	Êåäåðãi, Îì	Ìåíøiêòi êåäåðãi,
1.
2.
3.
4.
5.

2.9. Ìåíøiêòi êåäåðãiíi» îðòàøà ì¸íií òàóûï, îíû êåñòåëiê ì¸íiìåí ñàëûñòûðû»ûç.

2.10. ´òêiçãiøòi» êåäåðãiñií îììåòðìåí ¼ëøå»içäåð. ͸òèæåíi ñàëûñòûðû»ûçäàð.

Iñòåãåí æ½ìûñòàðûíûç¹à ºîðûòûíäû æàñà»ûçäàð.

3.Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1.    ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñi äåãåíiìiç íå?

3.2.    ´òêiçãiøòi» êåäåðãiñi îíû» ½çûíäû¹ûíà ºàëàé áàéëàíûñòà áîëàäû?

3.3.    ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñií ºàíäàé ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòåóãå áîëàäû?

3.4.    ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñiíi» ¼ëøåì áiðëiãi ðåòiíäå ºàíäàé øàìà àëûíàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N2

Òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðií çåðòòåó.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiø êåäåðãiëåðiíäåãi òîêòû» æ¾ðó çà»äàðûí îºûï ¾éðåíó æ¸íå êåäåðãiëåðäi åñåïòåó ôîðìóëàñûí àíûºòàó.

1.  ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

´òêiçãiøòåð áið-áiðiìåí òiçáåêòåé (1-øi ñóðåò) æ¸íå ïàðàëëåëü (2-øi ñóðåò) æàë¹àíóû ì¾ìêií.

 

1-øi ñóðåòòå  ê¼ðñåòiëãåíäåé áið-áiðiìåí òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi ºàðàñòûðàìûç.

Òiçáåêòi» æàëïû êåðíåói ¸ðáið ¼òêiçãiøòåðäåãi êåðíåóëåðäi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû:

                               .            (1)

Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà:

       (2)

ì½íäà¹û òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñi,

             òiçáåêòåãi  æàëïû òîê.

(1)-øi æ¸íå (2)-øi ¼ðíåêòåí êåëåñi ¼ðíåêòi àëàìûç:

.

Ñîíûìåí, òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» æàëïû êåäåðãiñi êåëåñi ôîðìóëàìåí ñèïàòòàëàäû:

                        .                        (3)

  ´òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé æàë¹à¹àíäà, æàëïû êåäåðãi òiçáåêòåãi ¸ðáið ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

Åíäi 2-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé áið-áiðiìåí ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí  ¼òêiçãiøòåði áàð ñõåìàíû ºàðàñòûðàìûç.

Òiçáåê àðºûëû æ¾ðåòií òîêòû» òîëûº  øàìàñû :

                            .                          (4)

Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà:

                         (5)

(4)-øi æ¸íå (5)-øi ¼ðíåêòåðäåí êåëåñi ôîðìóëàíû àëàìûç :

.

Á½ë ôîðìóëàäàí:

                            .                         (6)

´òêiçãiøòåðäi ïàðàëëåëü æàë¹à¹àíäà òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñiíi» êåði øàìàñû áàðëûº  ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðiíi» êåði øàìàëàðûíû» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1.            ²½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå 3-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû º½ðàñòûðû»ûçäàð:

 

3-øi ñóðåò

Êåäåðãiëåðäi 1 êÎì; 2 êÎì; 3 êÎì; 4 êÎì äåï àëû»ûçäàð.

2.2.            Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí (êåäåðãiëåðäi ¼ëøåó æà¹äàéûíäà) À æ¸íå Ñ; Ñ æ¸íå D; À æ¸íå D í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiëåðäi ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå ¼ëøå»içäåð. ʼðñåòóëåðäi æàçûï àëû»ûçäàð.

2.3.            Æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí í¾êòåëåðäi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiëåðäi» òåîðèÿëûº ì¸íäåðií åñåïòå»içäåð æ¸íå îëàðäû ýêñïåðèìåíòòiê ì¸íäåðìåí ñàëûñòûðû»ûçäàð. Ò¸æiðèáåäåí ºàíäàé ò½æûðûì æàñàó¹à áîëàäû?

2.4.            Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí (òîêòû ¼ëøåó æà¹äàéûíäà) ¸ðáið êåäåðãi àðºûëû æ¾ðåòií òîê ê¾øií åñåïòå»içäåð. ´ëøåóëåðäi æàçûï àëû»ûçäàð.

2.5.            Ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäåãi òîêòû» øàìàñûíû» ¸ðáið êåäåðãiëåðäå áiðäåé áîëàòûíûí, àë ïàðàëëåëü æàë¹àí êåäåðãiëåðäåãi òîêòàðäû» ºîñûíäûñû æàëïû òîêºà òå» áîëàòûíûí òåêñåði»içäåð.

2.6.            Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí (ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåó æà¹äàéûíäà) ¸ðáið êåäåðãiëåðäåãi êåðíåóäi åñåïòå»içäåð. ²½ðàëäû» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð.

2.7.            Ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå òiçáåêòi æåëiäåãi æàëïû êåðíåóäi» æåëiäåãi ¸ðáið ýëåìåíòòi» êåðíåóëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàòûíûí, àë ïàðàëëëåëü æåëiäå êåðíåóäi» ¸ðáið ýëåìåíòòå áiðäåé áîëàòûíûí òåêñåði»içäåð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Åêi ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òiçãiøòåðäi» á¼ëiãiíäåãi êåäåðãiëåðäi» øàìàñû áið-áiðiíåí ê¼ï (àç) áîëóû ì¾ìêií áå? Æàóàïòàðû»ûçäû ò¾ñiíäiði»içäåð.

3.2. Òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àíà¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðií åñåïòåó ôîðìóëàëàðûí ºîðûòó ¾øií ºàíäàé çà»äûëûºòàð ºîëäàíûëàäû?

3.3. Æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí ôîðìóëàëàð ìåí ¼òêiçãiøòi» êåäåðãiñií îíû» ãåîìåòðèÿëûº ïàðàìåòðëåði àðºûëû åñåïòåó ôîðìóëàñû  àðàñûíäà¹û ½ºñàñòûºòû òàëäà»ûçäàð. µºñàñòûºòû» ì¸íiñi íåäå?       

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N3

Ò½ðàºòû òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi æ¸íå ݲÊ. Òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñií æ¸íå ýºê-ií àíûºòàó.

1. ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

´òêiçãiøòåðäåãi ýëåêòð òî¹û ò½ðàºòû òîê ê¼çäåðií òóäûðàäû.

Ò½ðàºòû òîê ê¼çiíi» iøiíäå ýëåêòðñòàòèêàëûº ¼ðiñ ê¾øiíi» áà¹ûòûíà ºàðñû ýëåêòð çàðÿäòàðûíû» îðûí àóûñóûí òó¹ûçàòûí ê¾øòåðäi á¼ãäå ê¾øòåð äåï àòàéäû.

Á¼ãäå ê¾øòåðäi»  çàðÿäûí òiçáåêòi» áîéûìåí îðûíûí àóûñòûðó ¾øií iñòåëãåí æ½ìûñûíû»  îñû çàðÿäºà ºàòûíàñû ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø   (ݲÊ) äåï àòàëàäû:

                        .                                      (1)

Ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾øi êåðíåó ìåí ïîòåíöèàëäàð àéûðûìû cияºòû Âîëüòïåí ¼ëøåíåäi.

Ýíåðãèÿíû» áið ê¾éäåí åêiíøi ê¾éãå àóûñó ¼ëøåìi áîëûï æ½ìûñ àëûíàäû. Ñîíäûºòàí, òîê ê¼çiíi» á¼ãäå ýíåðãèÿñû ýëåêòð ¼ðiñiíi» ýíåðãèÿñûíà àóûñàäû

                                                                 (2)

Òiçáåêòi» ñûðòºû á¼ëiãiìåí Q çàðÿä æ¾ðãåí êåçäå, òîê ê¼çi  òóäûð¹àí æ¸íå ºîëäà¹àí ñòàöèîíàð ¼ðiñòi» ýíåðãèÿñû ò¾ðëåíåäi:

                      ,                                        (3)

àë iøêi á¼ëiãiíäå:

                       .                                     (4)

Ýíåðãèÿíû» ñàºòàëó çà»û áîéûíøà

   íåìåñå        (5)

(5)-øi ôîðìóëàíû Q –¹à ºûñºàðòàìûç,

                                                             (6)

ÿ¹íè  òîê ê¼çiíi» Ý²Ê òiçáåê á¼ëiãiíi» iøêi æ¸íå ñûðòºû êåðíåóëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

Åãåð òiçáåê ò½éûºòàëìà¹àí áîëñà, îíäà , ÿ¹íè

                                                                   (7).

(6)-øû ôîðìóëà¹à òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà U ж¸íå U_iш-íi» ì¸íäåðií ºîÿìûç

,

                  ,                        (8)

á½ë æåðäåí

                               .                                (9)

Ñîíûìåí, òiçáåêòåãi òîê ê¾øi òîê ê¼çiíi» ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾øiíi» òiçáåêòi» iøêi æ¸íå ñûðòºû êåäåðãiëåð ºîñûíäûëàðûíû» ºàòûíàñûíà òå». Á½ë òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û äåï àòàëàäû. (9)-øû ôîðìóëà¹à iøêi êåäåðãi r êiðåäi.

1-ñóðåò

Åãåð  æ¸íå òîê ê¾øòåði æ¸íå ðåîñòàòòà¹û êåðíåóäi» ò¾ñói   áåëãiëi áîëñà, îíäà ýºê ò¼ìåíäåãi ôîðìóëàìåí àíûºòàëàäû:

æ¸íå        (10)

Åêi ¼ðíåêòi» î» æàºòàðûí òå»åñòiðå îòûðûï, êåëåñi ¼ðíåêòi àëàìûç:

íåìåñå

.

̽íäà¹û  æ¸íå , îíäà ñû òå»äiêòi êåëåñi ò¾ðäå æàçó¹à áîëàäû:

                           .                                 (11)

2.  ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû º½ðàñòûðû»ûçäàð. Ðåîñòàòòû» êåäåðãiñií 7 Îì, áàòàðåéêàíû» ýºê 1.5 Â, àë iøêi êåäåðãiñií 3 Îì äåï àëû»ûç.

2.2.Êiëòòi» ºîñûëìà¹àí æà¹äàéûíäà ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí  áàòàðåéêàíû» êåðíåóií ¼ëøå»iç. Á½ë (7)-øi ôîðìóëà¹à ñ¸éêåñ áàòàðåéêàíû» ýºê áîëûï òàáûëàäû.

2.3. Êiëòòi ºîñûï ðåîñòàòòà¹û òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi ¼ëøå»içäåð. ²½ðàëäû» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð.

2.4. Ðåîñòàòòû» êåäåðãiñií ¼çãåðòå îòûðûï, òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi» áàñºà ì¸íäåðií æàçû»ûçäàð.

2.5. Ðåîñòàò òåòiãiíi» 6 ò¾ðëi æà¹äàéûíäà¹û òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi» ì¸íäåðií ¼ëøå»içäåð æ¸íå îëàðäû êåñòåãå æàçû»ûçäàð.

2.6. (6)-øû ôîðìóëà áîéûíøà iøêi êåäåðãiíi åñåïåòå»içäåð.

2.7. Ý²Ê ìåí áàòàðåéêàíû» iøêi êåäåðãiñií åñåïòåó êåçiíäåãi àáñîëþòòi æ¸íå ñàëûñòûðìàëû ºàòåëiêòåðäi òàáû»ûçäàð.

3.  Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû. 

3.1. Òîëûº òiçáåêêå àðíàë¹àí Îì çà»ûí ºîðûòû»ûç.

3.2.Òiçáåê ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéäà òîê ê¼çiíi» Ý²Ê íåãå òå» áîëàäû?

3.3. Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi íåäåí ïàéäà áîëàäû?

3.4. Áàòàðåéêà ºûñºàøà ò½éûºòàë¹àí êåçäå ïàéäà áîëàòûí òîê ê¾øi íåìåí àíûºòàëàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N4

Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ê¾ðäåëi æåëiñií çåðòòåó

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ê¾ðäåëi æåëiñií åñåïòåó ¸äiñòåðií ¾éðåíó.

1. ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

ʾðäåëi æåëiíi ¸ðºàøàíäà òiçáåêòåé  æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäi» á¼ëiêòåði ðåòiíäå ºàðàñòûðó¹à ì¾ìêiíäiê áîëìàéäû. Á½íäàé æåëiäåãi êåäåðãiíi» øàìàñûí ºàëàé àíûºòàó¹à áîëàäû? Åãåð ñõåìàìûç ñèììåòðèÿëû áîëñà, îíäà á½ë åñåïòi ûºøàìäàó¹à áîëàäû.

Ìûñàë ðåòiíäå,  áiðäåé êåäåðãiëåðäåí ò½ðàòûí ìåòàë òîðäû» á¼ëiãií ºàðàñòûðàìûç.

1-ñóðåò

Áiçãå À æ¸íå  í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiíi» øàìàñûí àíûºòàó êåðåê.

Á½ë æåëiíi òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäi»   á¼ëiêòåði ðåòiíäå ºàðàñòûðó¹à êåëìåéäi. Ñîíäûºòàí ò¼ìåíäåãi æà¹äàéëàðäû ºàðàñòûðàìûç.

À æ¸íå  í¾êòåëåði òîê ê¼çiíå æàë¹àí¹àí äåéìiç.

2-ñóðåò

Åíäi ìåòàë òîðäû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîêòàðäû ºàðàñòûðàìûç.

Ñèììåòðèÿ áîéûíøà, ÑÎ æ¸íå DO ýëåìåíòòåði àðºûëû ¼òåòií òîêòàðäû» øàìàñû, ÎF æ¸íå ÎÅ ýëåìåíòòåði àðºûëû ¼òåòií òîêòàðäû» øàìàñûíà òå» áîëàäû. Ñîíäûºòàí Î í¾êòåñiíäå òiçáåêòi àéûðñàº, òîðäû» ýëåìåíòòåði àðºûëû ¼òåòií òîêòàðäû» øàìàñû ¼çãåðìåéäi.

3-ñóðåò

Ñû ñõåìàíû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëåëü æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäi» á¼ëiêòåði ðåòiíäå ºàðàñòûðó¹à áîëàäû.

4-ñóðåò

Òiçáåêòi» òîëûº êåäåðãiñi ò¼ìåíäåãi ôîðìóëàìåí àíûºòàëàäû.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái:

2.1. Ìîíòàæäû ¾ñòåëäå 3-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû æèíà»íûçäàð. Î æ¸íå Î^/ í¾êòåëåðií ºîñàòûí àéûð¹ûøòû åñêåði»içäåð. Êåäåðãiëåðäi» øàìàñûí áiðäåé, 1 êÎì äåï àëû»ûç.

2.2. Îììåòðäi» ê¼ìåãiìåí À æ¸íå  í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiíi àéûð¹ûøòû»   ò½éûºòàë¹àí æ¸íå ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéëàðûíäà ¼ëøå»içäåð. ´ëøåó í¸òèæåñií ò¾ñiíäiði»içäåð.

2.3. ´çäåði»iç æèíà¹àí ñõåìà¹à Ý²Ê 1.5  áîëàòûí áàòàðåéêàíû æ¸íå î¹àí òiçáåêòåé  À æ¸íå  í¾êòåëåðiíi» àðàñûíà àìïåðìåòðäi æàë¹à»ûçäàð. Êiëòòi» ò½éûºòàë¹àí æ¸íå ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéëàðûíäà¹û òîê ê¾øií ¼ëøå»içäåð. 2.4. Êiëòòi» ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéûíäà¹û Î æ¸íå Î^/ í¾êòåëåði àðàñûíäà¹û æ¸íå À æ¸íå  í¾êòåëåðiíå æàë¹àí¹àí áàòàðåéêàíû» (òîê ê¼çiíi») êåðíåóií ¼ëøå»içäåð.

Êåðíåóäi» øàìàñû í¼ëãå òå» áîëàòûí í¾êòåëåðäi» àðàñûí áið-áiðiìåí ºîñó¹à áîëàäû, ñåáåái, ì½íäàé ºîñó ñõåìàíû» áîéûìåí ¼òåòií òîêòû» øàìàñûí ¼çãåðòïåéäi. Êåéáið æà¹äàéëàðäà îñûëàé ºîñó ñõåìàíû áiðøàìà ûºøàìäàéäû.

3.Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. ʾðäåëi ñõåìàëàðäû åñåïòåó êåçiíäå ñõåìàíû» ºàíäàé ºàñèåòòåði ïàéäàëû áîëûï òàáûëàäû?

3.2. 3-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåí ñõåìàíû» ºàíäàé í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà êåðíåó í¼ëãå òå»?

3.3. Îñû ¸äiñïåí ñûì êóáòû» ºàðàìà-ºàðñû ò¼áåëåðiíi» àðàñûíäà¹û  êåäåðãiíi òàáû»ûçäàð.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N5

Ò½ðàºòû òîê æåëiñiíi» ºóàòû

ƽìûñòû» ìàºñàòû:Ò½ðàºòû òîê æåëiñiíåí ºóàòòû» á¼ëiíó   æ¸íå òîê ê¼çiíi» æ¾êòåìåìåí ñ¸éêåñòåíó çà»äûëûºòàðûí îºûï ¾éðåíó.

1. ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

Êåç-êåëãåí íàºòû òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi áîëàäû. Ñîíäûºòàí, òîê ê¼çií æ¾êòåìåãå ºîñºàí êåçäå æûëó æ¾êòåìåäåí äå, òîê ê¼çiíi» iøiíåí (îíû» iøêi êåäåðãiñiíåí) äå á¼ëiíåäi. ²óàòòû» å» ¾ëêåí ì¸íi (ìàêñèìàë) òîê ê¼çiíå æàë¹àí¹àí ºàíäàé æ¾êòåìåäåí á¼ëiíåäi?

1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëåí ñõåìàíû ºàðàñòûðàìûç.

1-ñóðåò

Êîíòóðäû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîê ê¾øi, òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà àíûºòàëàäû:

,                        (1)

ì½íäà¹û - òîê ê¼çiíi» ݲÊ,

             - òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi,

             - æ¾êòåìåíi» êåäåðãiñi.

 æ¾êòåìåäåãi êåðíåó   êåëåñi øàìà¹à òå»:

,                  (2)

àë   êåäåðãiäåí á¼ëiíåòií  ºóàòòû» øàìàñû êåëåñi ò¾ðäå àíûºòàëàäû:

.           (3)

3-øi ôîðìóëàäàí, åãåð  êåäåðãi àç áîëñà (),  îíäà  æ¾êòåìåäåí á¼ëiíåòi» ºóàòòû» øàìàñû àç áîëàòûíûí ê¼ðóãå áîëàäû. Ñîíûìåí ºàòàð, êåäåðãiíi» å» ¾ëåí ì¸íiíäå äå () ºóàò àç áîëàäû. Åñåïòåóëåðäi» ê¼ðñåòói áîéûíøà, iøêi êåäåðãi ìåí æ¾êòåìå êåäåðãiñiíi» ì¸íäåði áið-áiðiíå òå» áîë¹àí æà¹äàéäà æ¾êòåìåäåí ºóàòòû» å» ¾ëêåí øàìàñû á¼ëiíåäi. Á½ë æà¹äàéäà:

                    (4)

1.  ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. 2-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû æèíà»ûç.

2-ñóðåò

Ýëåìåíòòåðäi» øàìàëàðû ò¼ìåíäåãiäåé áîëñûí:

Áàòàðåéêà :  ; ;

Ðåîñòàò: ;

1.2.    Ðåîñòàòòû» òåãií ¼çãåðòå îòûðûï, òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ìåí ðåîñòàòòà¹û (æ¾êòåìåäåãi) êåðíåóäi ¼ëøå»içäåð.

1.3.    Àëûí¹àí øàìàëàðäû (ðåîñòàò êåäåðãiñi, òîê ê¾øi  æ¸íå êåðíåóäi )  êåñòå ò¾ðiíäå æàçû»ûçäàð.

1.4.    Ðåîñòàò êåäåðãiñiíi» ¸ð ò¾ðëi ì¸íiíäå æ¾êòåìåäåí á¼ëiíãåí ºóàòòû ìûíà ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòå»içäåð .

1.5.    ²óàòòû» æ¾êòåìåíi»  êåäåðãiñiíå áàéëàíûñòû ãðàôèãií ò½ð¹ûçû»ûç.

1.6.    Ãðàôèêòåí å» ¾ëêåí ºóàò á¼ëiíåòií æ¾êòåìåíi» êåäåðãiñií àíûºòà»ûç.

1.7.    Òàáûë¹àí ì¸íäåðäi òåîðèÿëûº øàìàëàðìåí (4) ñàëûñòûðû»ûçäàð. ²îðûòûíäû æàñà»ûçäàð.

2.  Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Íå ñåáåïòi æ¾êòåìåíi» êåäåðãiñi ¼ñêåí ñàéûí êåðíåó àðòàäû?

3.2. ƾêòåìåíi» êåäåðãiñiíi» òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñiíåí  àéûðìàøûëû¹û ê¼ï áîë¹àí êåçäå æ¾êòåìåäåí á¼ëiíåòií ºóàòòû» øàìàñû íå ñåáåïòi å» ¾ëêåí áîëàòûíûí ò¾ñiíäiði»içäåð. Òîê ê¾øi (1) ìåí êåðíåóäi» (2) ôîðìóëàëàðûíà íàçàð àóäàðûíûçäàð.   

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N6

Ýëåêòð æåëiñiíäåãi áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» æ½ìûñ iñòåó ïðèíöèïi.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Ýëåêòð ºûçäûð¹ûø æ¸íå æàðûºòàíäûð¹ûø º½ðàëäàðäû ºîðåêòåíäiðåòií 220  êåðíåóãå àðíàë¹àí æåëiíi ñàºòàéòûí ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû åñåïòåó.

1.  ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

Ýëåêòð æåëiñi ¸ðºàøàíäàáåëãiëi áið òîê ê¾øiíå åñåïòåëåäi. Åãåð òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòñå, îíäà ñûìäàð ºûçàäû, àë îëàðäû æàïºàí èçîëÿöèÿ æàíàäû.

Æåëiãå áiðäåé óàºûòòà ê¾øòi òîê ïàéäàëàíàòûí º½ðàëäàðäû ºîñºàíäà (ìûñàëû,  ýëåêòð ïëèòêàñûí) íåìåñå ºûñºàøà ò½éûºòàëó  æåëiäåãi òîê ê¾øiíi» åä¸óið ¼ñóiíå ¸ñåð åòåäi. ²ûñºàøà ò½éûºòàëó äåï- êåäåðãiñi òiçáåê á¼ëiãiíi» êåäåðãiñiíå ºàðà¹àíäà  àç òiçáåêòåãi  ¼òêiçãiø á¼ëiãiíi» åêi ½øûíû» áið-áiðiìåí ºîñûëóûí àéòàäû.

    ²ûñºàøà ò½éûºòàëó êåçiíäå òiçáåêòi» êåäåðãiñiíi»  àç áîëóûíà áàéëàíûñòû òîê ê¾øi ê¼áåéåäi. Îë ¼òêiçãiøòi» ºûçóûíà æ¸íå ¼ðòòi» øû¹óûíà ñåáåïêåð áîëàäû. Á½äàí º½òûëó ¾øií òiçáåêêå ñàºòàí-äûð¹ûøòû æàë¹àéäû.

    Ñàºòàíäûð¹ûø òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí æà¹äàéäà òiçáåêòi àæûðàòûï òàñòàéäû.

²ûñºàøà ò½éûºòàëó êåçiíäå òiçáåêòi» êåäåðãiñiíi»  àç áîëóûíà áàéëàíûñòû òîê ê¾øi ê¼áåéåäi. Îë ¼òêiçãiøòi» ºûçóûíà æ¸íå ¼ðòòi» øû¹óûíà ñåáåïêåð áîëàäû. Á½äàí º½òûëó ¾øií òiçáåêêå ñàºòàíäûð¹ûøòû æàë¹àéäû.

    Ñàºòàíäûð¹ûø òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí æà¹äàéäà òiçáåêòi àæûðàòûï òàñòàéäû. Á¼ëìåäåãi ñûìäàðäà ºîëäàíûëàòûí ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» º½ðûëûñûìåí òàíûñàéûº. Ñàºòàíäûð¹ûøòû» íåãiçãi äåíåñi- ôàðôîð òû¹ûííû» îðòàñû àðºûëû ¼òåòií òåç áàëºèòûí ìåòàëëäàí iñòåëiíãåí ñûìíàí (ìûñàëû, ºîð¹àñûí) ò½ðàäû. Òû¹ûííû» á½ðàíäàëû á½ðàìàñû æ¸íå îðòàëûº áàéëàíûñû áàð. Á½ðàìà îðòàëûº áàéëàíûñïåí ºîð¹àñûí ñûì àðºûëû æàë¹àí¹àí. Òû¹ûíäû  ôàðôîð ºîðàïøàíû» iøiíäå îðíàëàñºàí ïàòðîí¹à á½ðàï ñàëàäû.

    Ѽéòiï, ºîð¹àñûí ñûìû æàëïû òiçáåêòi» á¼ëiãi áîëûï òàáûëàäû. ²îð¹àñûí ñûìäàðûíû» ºàëû»äû¹û  áåëãiëi øàìàäà¹û òîê ê¾øiíå øûäàéòûíäàé òà»äàëûíûï  àëûíàäû. Åãåð òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòñå, îíäà ºîð¹àñûí ñûì áàëºèäû äà òiçáåê ò½éûºòàëìàéäû.

    Áàëºèòûí ñûìäàðäàí ò½ðàòûí ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòàð äåï àòàéäû.

Áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòàð ýëåêòð ºàáûëäà¹ûøòàðäû»    ºàëûïòû æ½ìûñûí îíû» áîéûìåí ºàëûïòû òîê æ¾ðãåí êåçäå ºàìòàìàñûç åòó êåðåê æ¸íå îëàð¹à àðòûº æ¾ê áîë¹àí êåçäå íåìåñå ºûñºàøà ò½éûºòàë¹àíäà òiçáåêòåí àæûðàòóû êåðåê. Ñîíäûºòàí ñàºòàíäûð¹ûøòû ò¼ìåíäåãi æà¹äàéëàð¹à áàéëàíûñòû òà»äàéäû:

·         áàëºûìàëû ºîíäûð¹ûäà¹û ºàëûïòû òîê êåëåñi øàðòòû ºàíà¹àòòàäûðóû ºàæåò   , ì½íäà¹û -ºîð¹àë¹àí òiçáåê á¼ëiãiíäåãi åñåïòåëiíåòií òîê;

·         ¸ðáið ñàºòàíäûð¹ûø òåê ¼çi ñàºòàéòûí   òiçáåê á¼ëiãi ºûñºàøà ò½éûºòàë¹àíäà ¹àíà iñêå ºîñûëóû ºàæåò.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. Ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ýëåêòð òiçáåãií æèíà»ûçäàð:

1-øi ñóðåò

2.2. Æåëiäåãi ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií 220 Â, ýëåêòð øàìûíû» ºóàòûí –60 æ¸íå 150 Âò, àë æ½ìûñ êåðíåóií 240  äåï àëû»ûçäàð. Ýëåêòð ºûçäûð¹ûø º½ðàëäàðäû» ºóàòûí 600 æ¸íå 1000 Âò, àë æ½ìûñ êåðíåóií –240 äåï àëû»ûçäàð.

2.3. °ðáið ýëåêòð ºàáûëäà¹ûøòû»  òî¹ûí ò¼ìåíäåãi ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòå»içäåð . ͸òèæåíi êåñòåãå æàçû»ûçäàð.

2.4. Ýëåêòð æàðûºòàíäûð¹ûøòû (Ñàº.3(Ïð3)), æåëiíi ºîðåêòåíäiðåòií ýëåêòð ºûçäûð¹ûøòû (Ñàº.2(Ïð2)), ñîíûìåí ºàòàð, áàðëûº ýëåêò𠺽ðàëäàðûí (Ñàº.1(Ïð1)) ñàºòàéòûí áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûø-òàðäà¹û òîêòû» ºàëûïòû øàìàëàðûí åñåïòå»içäåð.

2.5.  Ê1, Ê4, Ê5 êiëòòåðií ò½éûºòà»ûçäàð. Øàìíû» æàíóûí, àë  Ñàº.1 æ¸íå Ñàº. 2 ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» iñòåí øûºïàéòûíûíà ê¼ç æåòêiçi»içäåð.   

2.6. Ê1, Ê2, Ê3 êiëòòåðií ò½éûºòà»ûçäàð. ²ûçäûðó º½ðàëäàðûíû» ºîñûë¹àíûíà, àë  Ñàº.1 æ¸íå Ñàº. 3 ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» iñòåí øûºïà¹àíûíà ê¼ç æåòêiçi»içäåð.   

2.7. Áàðëûº êiëòòåðäi ò½éûºòà»ûçäàð. Áàðëûº ýëåêò𠺽ðàëäàðûíû» ºîñûë¹àíûíà, àë ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» æàíûï êåòïåãåíiíå ê¼ç æåòêiçi»içäåð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Æåëiãå ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû  ºàíäàé ìàºñàòïåí îðíàòàäû?

3.2. ²îíäûð¹û áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòà¹û ºàëûïòû òîêòû ºàëàé åñåïòåéäi?

3.3. Íåãå ºàóiïñiçäiê òåõíèêàñû áîéûíøà «ºî»ûçäû»»-  ò½òàñ ñàºòàíäûð¹ûøòû» îðíûíà êåçäåéñîº òà»äàëûíûï àëûí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi ºîþ¹à òèiì ñàëûíàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N7

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíi» ýëåìåíòòåði. Ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãi. Îëàðäû» àéíûìàëû òîê æèiëiãiíå æ¸íå ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðiíå ò¸óåëäiëiãi.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Êåäåðãiëåðäi» àéíûìàëû òîê æèiëiãiíå æ¸íå ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðiíå ò¸óåëäiëiãií çåðòòåó.

1. ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäå ðåçèñòîðäàí áàñºà èíäóêòèâòi øàð¹û æ¸íå êîíäåíñàòîðëàð äà áîëóû ì¾ìêií. Ò½ðàºòû òîêòà èíäóêòèâòi øàð¹ûíû» ¼òå ¾ëêåí åìåñ àêòèâ êåäåðãiñi áîëàäû. Êîíäåíñàòîð ò½ðàºòû òîê æåëiñií àæûðàòàäû (ñåáåái àêòèâ êåäåðãiñi ¼òå ¾ëêåí).

Àéíûìàëû òîêòà á½ë ýëåìåíòòåðäi» á¼ëøåêòi» æàëïû ò¾ðiíå, ñîíûìåí ºàòàð, øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîð àðºûëû æ¾ðåòií àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû áîëàòûí ðåàêòèâ êåäåðãiëåði áîëàäû.

1.1.    Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi øàð¹û.

Ðåçèñòîð æ¸íå èíäóêòèâòi øàð¹ûñû áàð æåëiíi» æ½ìûñûí ºàðàñòûðàéûº. Øàð¹û àðºûëû æ¾ðåòií òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñi

¼çäiê èíäóêöèÿ çà»ûíà æ¸íå Ëåíö åðåæåñiíå ñ¸éêåñ øàð¹ûíû» åêi øåòiíäå êåðíåóäi» ò¾ñóií òóäûðàäû

,

ÿ¹íè êåðíåóäi» òåðáåëiñi ôàçà áîéûíøà òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñiíåí  -ãå îçàäû.

 ê¼áåéòiíäiñi êåðíåóäi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû áîëûï  òàáûëàäû:

.

Öèêëäiê æèiëiê ïåí èíäóêòèâòiëiêòi» ê¼áåéòiíäiñi øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiëiê êåäåðãiñi äåï àòàëàäû:

                                ,                           (1)

ñîíäûºòàí, øàð¹ûäà¹û êåðíåó  ìåí òîê àìïëèòóäàëàðûíû» àðàñûíäà¹û áàéëàíûñ ôîðìàñû áîéûíøà ò½ðàºòû òîê òiçáåãi ¾øií Îì çà»ûíà ½ºñàéäû:

                                  .                       (2)

(1)-øi ôîðìóëàäà ê¼ðñåòiëãåíäåé èíäóêòèâòi êåäåðãi øàð¹û ¾øií ò½ðàºòû øàìà áîëûï ºàëìàéäû. Îë øàð¹û àðºûëû ¼òåòií àéíûìàëû òîê æèiëiãiíå ïðîïîðöèîíàë. Ñîíäûºòàí, êåðíåóäi» ò½ðàºòû àìïëèòóäûñûíäà  èíäóêòèâòiê  ¼òêiçãiøòi» òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû   àéíûìàëû òîê æèëiãiíå êåði ïðîïîöèîíàëäû êåìèäi:

.

1.2.    Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi êîíäåíñàòîð.

Êîíäåíñàòîðäû» àñòàðëàðûíäà¹û êåðíåó ãàðìîíèêàëûº çà» áîéûíøà ¼çãåðãåí êåçäå

,

îíû» àñòàðëàðûíäà¹û çàðÿä òà ãàðìîíèêàëûº çà» áîéûíøà ¼çãåðåäi:

.

Ýëåêòð òî¹û êîíäåíñàòîð çàðÿäòàðûíû» ¼çãåðiñi ¸ñåðiíåí ïàéäà áîëàäû, ñîíäûºòàí, æåëiäåãi òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñi êåëåñi çà» áîéûíøà áîëàäû:

.

Á½ë æåðäåí êîíäåíñàòîðäà¹û êåðíåóäi» òåðáåëiñi ôàçà áîéûíøà òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñiíåí -ãå ºàëàäû.

-ê¼áåéòiíäiñi òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû äåï àòàëàäû :

.

Èíäóêòèâòi êåäåðãiãå ½ºñàñ ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi äåãåí ½¹ûìäû åíãiçåìiç:

                       .                     (3)

Êîíäåíñàòîð ¾øií Îì çà»ûíà ½ºñàñ êåëåñi çà»äûëûºòû àëàìûç:

                        .                     (4)

(2)-øi æ¸íå (4)-øi ôîðìóëàëàð òîê ïåí êåðíåóäi» ýôôåêòèâòi ì¸íäåði ¾øií äå ä½ðûñ áîëûï òàáûëàäû.

2.    ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1.    1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé òiçáåêòi æèíà»ûçäàð.

2.2.    Êåëåñi ïàðàìåòðëåðäi ºîéû»ûçäàð:

Ãåíåðàòîð – êåðíåói (ýôôåêòèâòi) –100 Â, æèiëiãi 100 Ãö;

Êîíäåíñàòîð- æ½ìûñ êåðíåói 400 Â, ñûéûìäûëû¹û 10 ìêÔ;

Ðåçèñòîð- æ½ìûñ ºóàòû 500 Âò, êåäåðãiñi 100 Îì.

2.3.    Êîíäåíñàòîðäû» ñûéìäûëû¹ûí 5 –òåí 50 ìêÔ-¹à äåéií ¼çãåðòå îòûðûï âîëüòìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð (êîíäåíñàòîð ìåí ðåçèñòîðäà¹û êåðíåóäi).

2.4.    Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹ûíà áàéëàíûñòû òiçáåê àðºûëû ¼òåòií òîêòû» ýôôåêòèâòi ì¸íäåðií åñåïòå»içäåð (îë ¾øií ðåçèñòîðäà¹û  êåðíåóäi îíû» êåäåðãiñiíå á¼ëó êåðåê).

2.5.    Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëûº êåäåðãiñií ¸ðáið ñûéûìäûëûº ¾øií àíûºòà»ûçäàð æ¸íå (3)-øi ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòåëãåí ì¸íiìåí ñàëûñòûðû»ûçäàð.

2.6.    Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹ûí 10 ìêÔ äåï àëûï, ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií 20-äàí 100 Ãö-êå ¸ðáið 10 Ãö ñàéûí ¼çãåðòå îòûðûï, ¼ëøåóäi  æ¸íå  ñûéûìäûëûº êåäåðãiíi»  àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû  åñåïòåóëåðäi  ºàéòàëà»ûçäàð.

2.7.   

2-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé òiçáåêòi æèíà»ûçäàð.

        1-øi ñóðåò                                        2-øi ñóðåò

2.8.    Êåëåñi ïàðàìåòðëåðäi ºîéû»ûçäàð:

Ãåíåðàòîð – êåðíåói (ýôôåêòèâòi) –100 Â, æèiëiãi 100 Ãö;

Øàð¹û – èíäóêòèâòiëiãi 50 ìÃí;

Ðåçèñòîð- æ½ìûñ ºóàòû 500 Âò, êåäåðãiñi 100 Îì

2.9. Øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiëiãií  50-äåí 500 ìÃí-ãå äåéií (50 ìÃí ñàéûí) ¼çãåðòå îòûðûï âîëüòìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð (øàð¹û ìåí ðåçèñòîðäà¹û êåðíåó).

2.10.   Øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiëiãiíå áàéëàíûñòû òiçáåê àðºûëû æ¾ðåòií òîêòû» ýôôåêòèâòi ì¸íií åñåïòå»içäåð (îë ¾øií ðåçèñòîðäà¹û êåðíåóäi îíû» êåäåðãiñiíå á¼ëó êåðåê).

2.11.   °ðáið èíäóêòèâòiê ¾øií øàð¹ûíû» èíäóêòèâòi êåäåðãiñií åñåïòå»içäåð æ¸íå îíû (1)-øi ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòåëãåí ì¸íiìåí ñàëûñòûðû»ûçäàð.

2.12.   Øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiãií 100 ìÃí äåï àëûï, ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií ¸ðáið 10 Ãö ñàéûí 20-äàí 100 Ãö-ºà äåéií ¼çãåðòå îòûðûï ¼ëøåóäi æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãiíi àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû åñåïòåóäi ºàéòàëà»ûçäàð.

2.13.   Èíäóêòèâòi êåäåðãiíi» æ¸íå ñûéûìäûëûº êåäåðãiñiíi» àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû ãðàôèãií ò½ð¹ûçû»ûçäàð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Íåãå ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi æèiëiê ¼ñêåí êåçäå êåìèäi, àë èíäóêòèâòi êåäåðãi àðòàäû?

3.2. Øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîð ¾øií òîê ïåí êåðíåó àðàñûíäà¹û ôàçàëàðäû» àéûðìàøûëû¹û íåäå?

3.3. Ñûéûìäûëûº æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãiëåðäi» ¼ëøåì áiðëiêòåði áîëûï ºàíäàé  øàìà àëûíàäû?

3.4. Ðåàêòèâòi ýëåìåíòòåð: êîíäåíñàòîð æ¸íå èíäóêòèâòi øàð¹û ¾øií  òîê ïåí êåðíóäi» å» ¾ëêåí ì¸íäåðiíå (ýôôåêòèâòi) àðíàë¹àí Îì çà»ûíà ½ºñàñ çà» ºàëàé æàçûëàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N8

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi ðåçîíàíñ º½áûëûñû.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi ºàëûïòàñºàí åðiêñiç òåðáåëiñòåðäi îºûï ¾éðåíó. Ðåçîíàíñ º½áûëûñûí çåðòòåó.

1. ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé àéíûìàëû êåðíåó ãåíåðàòîðûíà òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí êîíäåíñàòîðû, ðåçèñòîðû æ¸íå èíäóêòèâòi øàð¹ûñû áàð ñõåìàíû ºàðàñòûðàìûç.

1-øi ñóðåò

Æåëiíi» êåéáið ýëåìåíòòåðiíäå òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi» åðiêñiç òåðáåëiñòåði ïàéäà áîëàäû. Êîíäåíñàòîð ìåí èíäóêòèâòi øàð¹ûíû»  ðåàêòèâ êåäåðãiëåði æèiëiêêå áàéëàíûñòû áîë¹àíäûºòàí, òiçáåêòåãi òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû ãåíåðàòîðäà¹û ò½ðàºòû êåðíåóäi» æèiëiãiíå   áàéëàíûñòû áîëàäû.

    Àéíûìàëû òîêòû» ò¼ìåíãi æèiëiãiíäå  êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi  ¼òå ¾ëêåí áîë¹àíäûºòàí, òiçáåêòåãi òîê ê¾øi àç áîëàäû.  Êåði øåêòi æà¹äàéäà, àéíûìàëû òîêòû» ¾ëêåí æèiëiãiíäå èíäóêòèâòi êåäåðãi   äå  ¾ëêåí áîëàäû, àë òîê ê¾øi òà¹û äà àç áîëàäû.

1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåí òiçáåêòi» òîëûº êåäåðãiñi  êåëåñi ôîðìóëàìåí ñèïàòòàëàäû:

.

 Èíäóêòèâòi æ¸íå ñûéûìäûëûº êåäåðãiëåði áiðäåé áîëòûíäàé àéíûìàëû êåðíåóäi»  æèiëiãiíäå ¹àíà æåëiäåãi òîê ê¾øi å» ¾ëêåí áîëàäû

.                       (1)

Øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîðäû» ðåàêòèâ êåäåðãiëåði áið-áiðiíå òå» áîë¹àíäà, á½ë ýëåìåíòòåðäåãi êåðíåóäi» àìïëèòóäàëàðû äà áiðäåé áîëàäû . Øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîðäà¹û êåðíåóäi» òåðáåëiñi ôàçà áîéûíøà ºàðàìà-ºàðñû áîë¹àíäûºòàí, (1)-øi øàðò  îðûíäàë¹àí æà¹äàéäà îëàðäû» ºîñûíäûñû í¼ëãå òå». ͸òèæåäå àêòèâ êåäåðãiäåãi  êåðíåó  ãåíåðàòîðäû» òîëûº êåðíåóiíå  òå» áîëàäû, àë òiçáåêòåãi òîê ê¾øi å» ¾ëêåí ì¸íiíå æåòåäi .   Òîê ê¾øi ìåí ýºê-òi» öèêëäiê æèiëiãi êåëåñi øàìà¹à òå»

                     (2)

æ¸íå  îë ýëåêòð êîíòóðäà¹û ýëåêòðìàãíèòòiê ¼øïåéòií åðêií òåðáåëiñòåðäi» öèêëäiê æèiëiãiìåí ñ¸éêåñ êåëåäi.

    Àéíûìàëû òîêòû» ýëåêòð æåëiñiíäåãi ðåçîíàíñ º½áûëûñû äåï - ñûðòºû àéíûìàëû ýºê-íi» öèêëäiê æèiëiãiíi»  êîíòóðäà¹û ¼øïåéòií åðêií òåðáåëiñòåðäi» æèiëiãiíå  ñ¸éêåñ êåëãåí êåçäåãi òåðáåëìåëi êîíòóðäà¹û òîê ê¾øiíi» åðiêñiç òåðáåëiñ àìïëèòóäàñûíû» òåç ¼ñóií àéòàäû.  æèiëiãi ðåçîíàñòû öèêëäiê æèiëiê äåï àòàëàäû. Ðåçîíàíñòû öèêëäiê æèiëiê àêòèâ êåäåðãiãå  áàéëàíûñòû åìåñ. Òîê ê¾øiíi»  ðåçîíàíñòû öèêëäiê æèiëiêêå  áàéëàíûñòû ãðàôèãi ðåçîíàíñ ºèñû¹û äåï àòàëàäû. Àêòèâ êåäåðãi  íå¹½ðëûì àç áîëñà, ðåçîíàíñ ºèñû¹û ñî¹½ðëûì ¾øêið áîëàäû.

2-øi ñóðåò

2. ƾìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå æèíà»ûçäàð. Ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðií êåëåñi ò¾ðäå  òà»äàï àëû»ûçäàð:

Ãåíåðàòîð: 10 Ãö;

Ðåçèñòîð : R=200 Îì; Ð=500 Âò;

Êîíäåíñàòîð: 10 ìêÔ; 400 Â;

Øàð¹û: 1 Ãí.

2.2. Ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií ¸ðáið 10 Ãö ñàéûí 10 Ãö-òåí 100 Ãö-êå äåéií ¼çãåðòå îòûðûï, âîëüòìåòðäi» ê¼ìåãiìåí øàð¹ûäà¹û, ðåçèñòîðäà¹û, êîíäåíñàòîðäà¹û êåðíåóëåðäi ¼ëøå»içäåð æ¸íå ¼ëøåíãåí øàìàëàðäû êåñòåãå æàçû»ûçäàð. Êîíñòðóêòîðäû» æèûíòû¹ûíäà åêi ¹àíà ìóëüòèìåòð áîë¹àíäûºòàí,  ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií ¼çãåðòå îòûðûï ¼ëøåóäi åêi ðåò ºàéòàëàó¹à òóðà êåëåäi.  Áiðiíøi ðåò âîëüòìåòðäi øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîð¹à, àë åêiíøi ðåò ¼ëøåóäå âîëüìåòðäi ðåçèñòîð¹à ºîñàìûç.

2.3. Ðåçèñòîðäà¹û, êîíäåíñàòîðäà¹û æ¸íå øàð¹ûäà¹û êåðíåóäi» ãåíåðàòîðäû» æèiëiãiíå ò¸óåëäiëiãií ê¼ðñåòåòií ãðàôèêòåðäi ò½ð¹ûçû»ûçäàð.

2.4. (2)-øi ôîðìóëà áîéûíøà ðåçîíàíñ æèiëiãií åñåïòå»içäåð æ¸íå àëûí¹àí øàìàëàðäû ýêñïåðèìåíòïåí ñàëûñòûðû»ûçäàð.

2.5. Ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðií ¼çãåðòå îòûðûï, ¼ëøåóëåð ìåí åñåïòåóëåðäi ºàéòàëà»ûçäàð.

2.6. Ýêñïåðèìåíòïåí àëûí¹àí ýëåìåíòòåðäåãi êåðíåóäi» æåëiäåãi àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå ò¸óåëäiëiãií ê¼ðñåòåòií  ãðàôèêòåðäi ò¾ñiíäiði»içäåð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Êîíäåíñàòîð ìåí èíäóêòèâòi øàð¹ûíû» ðåàêòèâòi êåäåðãiëåði àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå ºàëàé áàéëàíûñòû?

3.2. Íåãå  íàºòû áið æèiëiêòå êîíäåíñàòîðû, øàð¹ûñû æ¸íå ðåçèñòîðû áàð æåëiäåãi òîê ê¾øiíi» øàìàñû å» ¾ëêåí áîëàäû æ¸íå å» ¾ëêåí , å» êiøi æèiëiêòå í¼ëãå ½ìòûëàäû?

3.3. Íåãå ðåçîíàíñ êåçiíäå ðåçèñòîðäà¹û êåðíåó àéíûìàëû òîê ê¼çiíi» êåðíåóiíå òå» áîëàäû?

3.4. Ò½ðìûñòà, òåõíèêàäà, ¹ûëûìäà ðåçîíàíñ º½áûëûñû ºàëàé ºîëäàíûëàäû?

3. Ê´ÌÅÊØI ²µÐÀËÄÀÐ

Ýëåêòð òî¹û æ¸íå ýëåêòð òiçáåãiíi» ýëåìåíòòåði.

Ýëåêòð òî¹û æ¸íå ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø.

Ýëåêòð òî¹û äåï- ýëåêòð çàðÿäòàðûíû» ðåòòåëãåí ºîç¹àëûñûí àéòàäû. Ýëåêòð òî¹ûíû» áà¹ûòû ðåòiíäå î» çàðÿäòàðäû» ºîç¹àëûñ áà¹ûòûí àëó ½é¹àðûë¹àí. ´òêiçãiøòåðäå ýëåêòð òî¹û ýëåêòð ¼ðñiíi» ¸ñåðiíåí ïàéäà áîëàäû.

´òêiçãiøòi» ê¼ëäåíå» ºèìàñû àðºûëû  óàºûòòà ¼òåòií   çàðÿäòû» îñû óàºûò àðàëû¹ûíà ºàòûíàñû òîê ê¾øi  äåï àòàëàäû:

Òîê ê¾øi Àìïåðìåí ¼ëøåíåäi. Åãåðäå óàºûò ¼òóiíå áàéëàíûñòû òîê ê¾øi ¼çãåðìåñå, îíäà ýëåêòð òî¹û ò½ðàºòû òîê äåï àòàëàäû.

´òêiçãiøòåðäåãi ýëåêòð òî¹û ò½ðàºòû òîê ê¼çäåðií òó¹ûçàäû.

Ò½ðàºòû òîê ê¼çiíi» iøiíäå ýëåêòðñòàòèêàëûº ¼ðiñ ê¾øiíi» áà¹ûòûíà ºàðñû ýëåêòð çàðÿäòàðûíû» îðûí àóûñóûí òó¹ûçàòûí ê¾øòåðäi á¼ãäå ê¾øòåð äåï àòàéäû.

Ãàëüâàíè ýëåìåíòòåðiíäå íåìåñå àêêóìóëÿòîðäà á¼ãäå ê¾øòåð  ýëåêòðîä-ýëåêòðîëèò øåêàðàëàðûíäà áîëàòûí ýëåêòðõèìèàëûº ïðîöåñòåðäi» í¸òèæåñiíäå ïàéäà áîëàäû. Ò½ðàºòû òîê äèíàìî-ìàøèíàñûíäà¹û á¼ãäå ê¾ø-  Ëîðåíö ê¾øi áîëûï òàáûëàäû. Á¼ãäå ê¾øòåðäi»  çàðÿäûí òiçáåêòi» áîéûìåí îðûíûí àóûñòûðó ¾øií iñòåëãåí æ½ìûñûíû»  îñû çàðÿäºà ºàòûíàñû ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø   (ݲÊ) äåï àòàëàäû:

 Ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾øi êåðíåó ìåí ïîòåíöèàëäàð àéûðûìû Âîëüòïåí ¼ëøåíåäi.

    °ðò¾ðëi ò½ðìûñòûº º½ðàëäàðäà (ýëåêòðîíäûº ñà¹àòòàðäà, ºàáûëäà¹ûøòàðäà, ìàãíèòîôîíäàðäà, ºîë øàìäàðäà  æ¸íå ò.á.) ºîëäàíûëàòûí å» ê¼ï òàðàë¹àí ò½ðàºòû òîê ê¼çäåði ìåí áàòàðåÿëàðäà¹û Ý²Ê  1.5Â, 4.5Â, 9 áîëûï êåëåäi. Àâòîìîáèëüäåðäå   ݲÊ-øi 12Â-òûº (æå»ië ìàøèíà ¾øií) æ¸íå 24 ( æ¾ê ìàøèíàëàðûíäà) àêêóìóëÿòîðëàð ïàéäàëàíûëàäû.

Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û.

    1826 æûëû íåìiñ ôèçèãi Ãåîðã Îì (1787-1854) ýëåêòð òiçáåãiíi» á¼ëiãi áîëûï òàáûëàòûí ìåòàëë ¼òêiçãiøòi» åêi øåòiíäåãi êåðíåóäi»   òiçáåêòåãi òîê ê¾øiíå ºàòûíàñû ò½ðàºòû øàìà áîëàòûíûí áàéºà¹àí:

.

Á½ë øàìàíû  ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi  äåï àòàéäû. Ýëåêòð êåäåðãiñi Îììåí ¼ëøåíåäi.

Òîê ê¾øi 1À áîë¹àíäà êåðíåói 1 áîëàòûí òiçáåê á¼ëiãi 1Îì ýëåêòð êåäåðãiñiíå èå áîëàäû:

                                     1Îì=1 Â/1À.

Ò¸æiðèáåëåðäi» ê¼ðñåòóiíå ºàðà¹àíäà, ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi îíû»  ½çûíäû¹ûíà òóðà ïðîïîðöèîíàë, àë  ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûíà êåði ïðîïîðöèîíàë áîëàäû:

R = r×L / S.

Á½ë æåðäåãi r -çàòòû» ìåíøiêòi ýëåêòð êåäåðãiñi. Ìåíøiêòi ýëåêòð êåäåðãiñi Îì×ì-ìåí ¼ëøåíåäi. Ò¼ìåíäåãi êåñòåäå êåéáið ìàòåðèàëäàð ìåí ºîñïàëàðäû» ìåíøiêòi ýëåêòð êåäåðãiëåði êåëòiðiëãåí.

1-øi êåñòå. ´òêiçãiøòåðäi» ìåíøiêòi êåäåðãiëåði.

Ìàòåðèàëäàð	Ìåíøiêòi êåäåðãiëåð	Ìåíøiêòi êåäåðãiëåð
Àëþìèíèé	2,82×10-8	0,0282
Âèñìóò	1,2×10-6	1,2
Âîëüôðàì	5,5×10-8	0,055
Òåìið	9,8×10-8	0,098
Àëòûí	2,42×10-8	0,0242
Êîíñòàíòàí	4,9×10-7	0,49
Ëàòóí	8×10-8	0,08
Ìàíãàíèí	4,4×10-7	0,44
Ìûñ	1,72×10-8	0,0172
Ìîëèáäåí	5,6×10-8	0,056
Íèêåëü	7,24×10-8	0,0724
Íèõðîì	1×10-6	1
²àëàéû	1,14×10-7	0,114
Ïëàòèíà	1,05×10-7	0,105
²îð¹àñûí	2,06×10-7	0,206
ʾìiñ	1,62×10-8	0,0162
Öèíê	5,92×10-8	0,0592

Ýëåêòð êåäåðãiñi  ìåí êåðíåóäi» òîê ê¾øiíå  ò¸óåëäiëiãi òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û ä.à:

.

´òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó.

K ¼òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé ºîñºàíäà, òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñi ¸ðáið ¼òêiçãiøòi» êåäåðãiëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû:

 .

K ¼òêiçãiøòåðäi ïàðàëëåëü ºîñºàíäà, òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñiíi» êåði øàìàñû, ¸ðáið ¼òêiçãiø êåäåðãiëåðiíi» êåði øàìàëàðûíû» ºîñûíäûñûíà òå»:

.

3.4. Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ºóàòû ìåí æ½ìûñû.

Ýëåêòð òî¹ûíû»  êåäåðãiñi  áîëàòûí òiçáåê á¼ëiãiíäåãi  óàºûò iøiíäåãi àòºàðàòûí æ½ìûñû:

.

 æ½ìûñûíû» îñû æ½ìûñ æàñàó¹à êåòêåí Dt óàºûòºà ºàòûíàñûí ýëåêòð òî¹ûíû» ºóàòû äåï àéòàäû:

.

Ýëåêòð òî¹ûíû» æ½ìûñû (åãåð ìåõàíèêàëûº æ½ìûñ iñòåëìåñå æ¸íå õèìèÿëûº ðåàêöèÿëàð æ¾ðìåñå) ¼òêiçãiøòi» øû¹àðàòûí æûëó ì¼ëøåðiíå  òå»:

Á½ë çà»äûëûºòû à¹ûëøûí ¹àëûìû Äæåéìñ Äæîóëü (1818-1889) æ¸íå îðûñ ¹àëûìû Ýìèëü Ëåíö (1804-1865) ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå àíûºòàäû. Ñîíäûºòàí, á½ë çà»äû Äæîóëü-Ëåíö çà»û äåï àòàéäû.

3.5. Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi

Ýëåêòð êåäåðãiñi  ¼òêiçãiøòåí æ¸íå òîê ê¼çiíåí ò½ðàòûí ýëåêòð òiçáåãiíäåãi òîê òåê ñûðòºû òiçáåê á¼ëiãiíäå ¹àíà åìåñ, iøêi òiçáåê á¼ëiãiíäå äå æ½ìûñ iñòåéäi. Òîê ê¼çiíi» ýëåêòð êåäåðãiñi iøêi êåäåðãi äåï àòàëàäû. Iøêi òiçáåê á¼ëiãiíåí  Q_iøêi,  æûëó ì¼ëøåði á¼ëiíåäi:

ì½íäà¹û -òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi.

Iøêi æ¸íå ñûðòºû òiçáåê á¼ëiêòåðiíi» êåäåðãiëåði  æ¸íå  áîëàòûí, ò½ðàºòû òîêòû» ò½éûº òiçáåê àðºûëû ¼òêåí êåçiíäå á¼ëiíåòií òîëûº æûëó ì¼ëøåði êåëåñi ò¾ðäå æàçûëàäû

.

3.6. Òîëûº òiçáåê ¾øií Îì çà»û

Ò½éûº òiçáåê ¾øií òîê ê¼çiíi» á¼ãäå ê¾øiíi» æ½ìûñû òiçáåêòi» ñûðòºû æ¸íå iøêi á¼ëiêòåðiíåí á¼ëiíåòií æûëóäû» ì¼ëøåðiíå òå». Ñîíäûºòàí:

.

Á½ë æåðäåí  íåìåñå

.

Ñû ¼ðíåê òîëûº òiçáåê ¾øií Îì çà»û äåï àòàëàäû.

3.7. Êîíäåíñàòîð. Ýëåêòð ñûéûìäûëûº.

´òêiçãiøòi» çàðÿäû îíû» ïîòåíöèàëûíà òóðà ïðîïîðöèîíàë áîëàäû:

q = C×j

ïðîïîðöèîíàëäûº êîýôôèöèåíòi Ñ ýëåêòð ñûéûìäûëûº íåìåñå æ¸é ¼òêiçãiøòi» ñûéûìäûëû¹û äåï àòàëàäû:

C = q / j.

Áið-áiðiíåí àç àðàºàøûºòûºòà ò½ðàòûí, ¸ðò¾ðëi çàðÿäòàë¹àí 2 ¼òêiçãiø äåíåíi (àñòàðëàðäû) êîíäåíñàòîð äåï àòàéäû.

Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹û - êîíäåíñàòîð çàðÿäûíû» îíû» àñòàðëàðûíû» àðàñûíäà¹û ïîòåíöèàëäàð àéûðûìûíû» ºàòûíàñûíà òå»:

C = q / U

Ñûéûìäûëûº êîíäåíñàòîðäû» çàðÿäûíà áàéëàíûñòû åìåñ, îë îíû» ôîðìàñûìåí, ¼ëøåìiìåí àíûºòàëàäû. ´òêiçãiø áåòòi» ôîðìàñûíà áàéëàíûñòû êîíäåíñàòîðëàð æàçûº, öèëèíäðëiê æ¸íå ñôåðàëûº áîëûï á¼ëiíåäi. Æàçûº êîíäåíñàòîðëàðäû» ñûéûìäûëû¹û:

C = e₀×e×S / d,

ì½íäà¹û    S –áið ïëàñòèíàíû» áåòiíi» àóäàíû;

        d – ïëàñòèíàëàðäû» àðàºàøûºòû¹û;

        e –àñòàðëàðäû» àðàñûíäà¹û ìàòåðèàëäû» äèýëåêòðëiê ¼òiìäiëiãi

        e₀ = 8.854×10 ^-12 Ô/ì –ýëåêòð ò½ðàºòûñû.

Öèëèíäðëiê êîíäåíñàòîð ìåí êîàêñèàëäi êàáåëäi» ñûéûìäûëû¹û

                C = 2p×e×e₀×l / ln(b/a),

    ì½íäà¹û   

         b æ¸íå a –öèëèíäðëåðäi» iøêi æ¸íå ñûðòºû  

         ðàäèóñòàðû;

     –êîíäåíñàòîðäû» ½çûíäû¹û;

    Ñôåðàëûº êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹û:

                C = 4p×e×e₀ / (1/a – 1/b),

    ì½íäà¹û    b æ¸íå a –ñôåðàíû» iøêi æ¸íå ñûðòºû ðàäèóñòàðû.

3.8. Êîíäåíñàòîðëàðäû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó.

 êîíäåíñàòîðëàðäû ïàðàëëåëü ºîñºàíäà æàëïû ñûéûìäûëûº ¸ðáið êîíäåíñàòîðëàðäû» ñûéûìäûëûºòàðûíû» ºîñûíäûñûíà òå»:

.

   êîíäåíñàòîðëàðäû òåçáåêòåé ºîñºàíäà ñûéûìäûºòû» êåði øàìàëàðû ºîñûëàäû:

.

Çàðÿòàë¹àí êîíäåíñàòîðäû» ýëåêòð ¼ðiñíi» ýíåðãèÿñû êåëåñi øàìà¹à òå»:

3.9. ´çäiê èíäóêöèÿ. ´òêiçãiøòi» èíäóêòèâòiëiãi.

´òêiçãiøòåãi òîêòû» êåç-êåëãåí ¼çãåðiñiíäå, îñû òîêòû» ¸ñåðiíåí ïàéäà áîëàòûí ìàãíèò à¹ûíûíû» ¼çãåðiñi Ý²Ê òóäûðàäû. ̽íäàé º½áûëûñ ¼çäiê èíäóêöèÿ äåï àòàëàäû.

´çäiê èíäóêöèÿ êåëåñi ¼ðíåêïåí àíûºòàëàäû:

e = - L×DI /Dt,

    ì½íäà¹û L - ¼òêiçãiøòi» èíäóêòèâòiëiãi.

Îë îíû» ¼ëøåìiíå, ôîðìàñûíà æ¸íå ¼òêiçãiø ò½ð¹àí îðòàíû» ºàñèåòiíå áàéëàíûñòû.    Èíäóêòèâòiëiê L êîíòóðäû òåñiï ¼òåòií ìàãíèò à¹ûíûíû», îñû à¹ûíäû òóäûðàòûí êîíòóðäà¹û òîê ê¾øiìåí áàéëàíûñòûðàäû:

´çåêøåñi áàð, ½çûí ñîëåíîèäòû» èíäóêòèâòiëiãi êåëåñi ò¾ðäå áåðiëåäi:

                L = m₀×m×N²S / l = m₀×m×n²V,

    ì½íäà¹û    N –îðàìäàð ñàíû,

                  S –ñîëåíîèäòû» ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíû,

                       –îðàìíû» ½çûíäû¹û,

                       n = N/l –áiðëiê ½çûíäûººà êåëåòií îðàì ñàíû,

                      V = Sl – ñîëåíîèäòû» ê¼ëåìi,

         m –¼çåêøåíi» ìàãíèò ¼òiìäiëiãi,

         m₀ = 12.57×10^–7Í/À²– ìàãíèòòiê ò½ðàºòû.

Èíäóêòèâòiëiãi  æ¸íå òî¹ûíû» øàìàñû  áîëàòûí ¼òêiçãiø òóäûðàòûí ìàãèò ¼ðiñiíi»  ýíåðãèÿñû êåëåñi øàìàìåí àíûºòàëàäû:

.

3.10. Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹û.

Ñèíóñîèäàëûº àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäå áîëàòûí ôèçèêàëûº º½áûëûñòàð ºàëûïòàñºàí åðiêñiç ýëåêòðìàãíèòòiê òåðáåëiñòåðäi ñèïàòòàéäû. Àéíûìàëû òîê ãåíåðàòîðûíäà ïàéäà áîëàòûí êåðíåó  óàºûò áîéûíøà êåëåñi çà» áîéûøà ¼çãåðåäi:

U(t) = U₀×cos(w t),

    ì½íäà¹û    U₀ –àìïëèòóäà;

                 w = 2pn  –àéíàëûìäûº íåìåñå öèêëäiê òåðáåëiñ æèiëiãi;                n  –ãåðö áîéûíøà áåðiëåòií æèiëiê.

Òiçáåêêå ê¸äiìãi Îìäûº (àêòèâ) êåäåðãiíi æàë¹à¹àíäà, îíû» áîéûìåí òîê æ¾ðåäi 

I(t) = I₀×cos(w t),           I₀ = U₀ / R.

Òîê ò¾ñiðiëãåí êåðíåóìåí ôàçàëû ¼çãåðåäi.

Ñûéûìäûëû¹û Ñ êîíäåíñàòîðäû æàë¹à¹àíäà, îíû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîêòû» øàìàñû êåëåñi ¼ðíåêïåí àíûºòàëàäû:

I(t) = I₀×cos(w t + p /2),       I₀ = U₀Cw.

Òîê êåðíåóäi ôàçà áîéûíøà p/2-ãå îçàäû.

Ñûéûìäûëû¹û Ñ êîíäåíñàòîð¹à ñûéûìäûëûº êåäåðãi (ðåàêòèâòi) ñ¸éêåñòåíäiðiëåäi R_C = 1 / (wC).

Èíäóêòèâòiëiãi L áîëàòûí êàòóøêàíû ºîñºàíäà, îíû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîêòû» øàìàñû êåëåñi ò¾ðäå æàçûëàäû:

                I(t) = I₀×cos(w t - p /2),       I₀ = U₀ /(wL).

Òîê êåðíåóäåí ôàçà áîéûíøà p/2-ãå ºàëàäû.

Èíäóêòèâòiëiãi  êàòóøêà¹à èíäóêòèâòi (ðåàêòèâ) êåäåðãi ñ¸éêåñòåíäiðiëåäi R_L = w L.

3.11. Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû»  òiçáåêòi æåëiñi.

R àêòèâ êåäåðãiñi, C ñûéûìäûëû¹û æ¸íå L èíäóêòèâòiëiãi áàð àéíûìàëû òîêòû» òiçáåêòi æåëiñiíäåãi òîê ê¾øi ¸ðáið óàºûò àðàëû¹ûíäà áiðäåé áîëàäû, àë U_R , U_C , U_L êåðíåóëåðiíi» ëåçäiê ì¸íäåðiíi» ºîñûíäûñû ñîë óàºûò àðàëû¹ûíäà¹û áåðiëãåí êåðíóãå òå» áîëàäû:

U = U_R + U_C + U_L.

Òiçáåêòåãi êåðíåó ìåí òîê óàºûòºà áàéëàíûñòû êåëåñi ò¾ðäåãi çà»äûëûºòàðìåí ñèïàòòàëàäû:

U(t) = U₀ cos(w t),   I(t) = I₀ cos(w t+j).

 I₀ ìåí j –äû» øàìàëàðû ò¼ìåíäåãi ôîðìóëàëàðìåí ¼ðíåêòåëåäi.

    I₀ = U₀ / {R² + [wL – 1/(wC)]²}^1/2;  tgj = [wL – 1/(wC)] / R.

Òîê ê¾øiíi» àìïëèòóäàëûº ì¸íi I₀ ìåí _L êåðíåóëåðäi» àìïëèòóäàëûº ì¸íäåðiíi» U_0R , U_0C , U₀  òiçáåêòi» áàñºà ýëåìåíòòåðiìåí àðàñûíäà¹û áàéëàíûñ êåëåñi ò¾ðäå áåðiëåäi:

    U_0R = I₀×R ,      U_0C = I₀ / (wC) ,        U_0L = I₀×wL.

Òiçáåêòi» êåéáið ýëåìåíòòåðiíäåãi êåðíåóëåðäi» ëåçäiê ì¸íäåði:

                      U_R = I₀R×cos(w t - j) ,

                U_L = I₀wL×cos(w t - j + p/2) ,

                U_C = (I₀ /wC)×cos(w t - j  - p/2).

3.12. Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû» ïàðàëëåëü æåëiñi.

R  àêòèâ êåäåðãiíi æ¸íå R_C  æ¸íå R_L  ðåàêòèâ êåäåðãiëåðäi ïàðàëëåëü ºîñºàí êåçäå òiçáåêòi» òàðìàºòàëìà¹àí á¼ëiãiíäåãi òîêòû» ëåçäiê ì¸íi ïàðàëëåëü á¼ëiêòåðäåãi òîêòàðäû» àëãåáðàëûº ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

I = I_R + I_C + I_L

àë êåðíåóäi» ëåçäiê ì¸íi òiçáåêòi» áàðëûº á¼ëiãiíäå áiðäåé áîëàäû.

Êåðíåó ìåí òiçáåêòi» òàðìàºòàëìà¹àí á¼ëiãiíäåãi òîê øàìàñû êåëåñi ¼ðíåêòåðìåí àíûºòàëàäû:

U(t) = U₀×cos(w t) ,   I(t) = I₀×cos(w t - j) ,

I₀ = U₀ {1/R² + [1/(wL) - wC]²}^1/2 ,

tgj = R[1/(wL) - wC].

Òîê ïåí êåðíåóäi» àìïëèòóäàëàðû êåëåñi ò¾ðäåãi ºàòûíàñòàðìåí áåðiëåäi:

                U₀ = I_0R×R = I_0C /(wC) = I_0LwL.

Òiçáåêòi» áàñºà òàðìàºòàðûíäà¹û òîºòû» ëåçäiê ì¸íäåði :

I_R = (U₀/R)×cos(w t) ,

I_L = [U₀/(wL)]×cos(w t - p/2) ,

I_C = U₀wC×cos(w t + p/2).

3.13. Àéíûìàëû òîê æåëiñiíi» ºóàòû.

Àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäåãi êóàòòû» ëåçäiê ì¸íi:

P(t) = U×I = U₀×I₀×cos(w t)×cos(w t - j) ,

àë àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäåãi ºóàòòû» îðòàøà ì¸íi êåëåñi ò¾ðäå áåðiëåäi:

        P = (1/2)U₀×I₀×cosj .

Åãåð êåðíåó ìåí òîêòû» ýôôåêòèâòi ì¸íäåðií åíãiçñåê,

    U_ýô = U₀ /(2)^1/2  æ¸íå      I_ýô = I₀ /(2)^1/2,

îíäà ºóàò êåëåñi ò¾ðäåãi ¼ðíåêïåí áåðiëåäi

                P = U_ýô×I_ýô×cosj.

3.14. Ýëåêòð ¼ëøåóiø º½ðàëäàð.

Àìïåðìåòð.

Àìïåðìåòð- ýëåêòð òiçáåãiíäåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó ¾øií ºîëäàíûëàäû. Îë òiëäiê º½ðàë¹à æàòàäû æ¸íå  iøêi êåäåðãiñi R_а       áîëàòûí ãàëüâàíîìåòð ìåí î¹àí ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí øóíòòû R_ø êåäåðãiäåí ò½ðàäû.

 

Òiçáåêòåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó êåçiíäå º½ðàëäà¹û êåðíåóäi» ò¾ñói àç áîëó ¾øií, ãàëüâîíîìåòðäi» iøêi êåäåðãiñi àí๽ðëûì àç áîëóû ºàæåò. Øóíò àìïåðìåòðìåí òîê ê¾øií ¼ëøåó àðàëû¹ûí êå»åéòó ¾øií êåðåê.

´ëøåó àðàëû¹ûí êå»åéòó ¾øií, áiçãå n ðåò øóíòòûº êåäåðãi êåðåê:

R_ø = R_a /(n-1).

Àìïåðìåòð ¸ðºàøàíäà òiçáåêòi» òîê ê¾øi ¼ëøåíåòií á¼ëiãiíå òiçáåêòåé æàë¹àíàäû.

Âîëüòìåòð.

Êåðíåóäi ¼ëøåó ¾øií ºîëäàíûëàòûí º½ðàë âîëüòìåòð äåï àòàëàäû.

 Îë òiëäiê º½ðàë¹à æàòàäû æ¸íå  iøêi êåäåðãiñi  áîëàòûí ãàëüâàíîìåòð ìåí î¹àí òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí ºîñûìøà  R_º êåäåðãiäåí ò½ðàäû.

Òiçáåê á¼ëiãiíäåãi êåðíåóäi ¼ëøåó êåçiíäå º½ðàëäàí ¼òåòií òîê ê¾øi àç

áîëó ¾øií âîëüòìåòðäi» ¼çäiê(iøêi) êåäåðãiñi ê¼ï áîëóû ºàæåò.

²îñûìøà êåäåðãi âîëüòìåòðìåí ¼ëøåó àðàëû¹ûí êå»åéòó ¾øií êåðåê. Îë ¾øií áiçãå n  ðåò ºîñûìøà êåäåðãi  ºàæåò áîëàäû.

R_º = R_i(n-1).

Âîëüòìåòð ¸ðºàøàí êåðíåó ¼ëøåíåòií òiçáåê á¼ëiãiíå  ïàðàëëåëü æàë¹àíàäû.

3.15.Ýëåêòð ñõåìà á¼ëiêòåðiíi» ñèïàòòàìàñû æ¸íå îëàðäû ìàðêiëåó.

Ðåçèñòîðëàð .

Ðåçèñòîðëàðäû» êîíñòðóêöèÿñû ìåí º½ðàñòûðó òåõíîëîãèÿñû ¸ðò¾ðëi áîëûï êåëåäi. Ðåçèñòîðëàð ò½ðàºòû  æ¸íå àéíûìàëû êåäåðãiëåð ðåãèñòîðëàðû,  ñûì, ñûì åìåñ, ê¼ìiðòåêòi, ìåòàë ºàáûºòû, êîìïîçèöèÿëûº, æàðòûëàé ¼òêiçãiøòiê æ¸íå ò.á. áîëûï á¼ëiíåäi.

Ðåçèñòîðëàð êåëåñi ïàðàìåòðëåðìåí ñèïàòòàëàäû:

·         Îììåí (êèëîÎì, ìåãàÎì) áåðiëãåí íîìèíàëäû êåäåðãiìåí;

·         Âàòïåí áåðiëãåí ìàêñèìàëäû (æ½ìûñøû) ºóàòïåí;

·         Òåìïåðàòóðàëûº êåäåðãi êîýôôèöèåíòiìåí;

·         Ìàêñèìàëäû êåðíåóìåí;

·         Ïàéûçáåí áåðiëãåí  ºàòåëiêïåí íåìåñå ä¸ëäiê êëàñûìåí;

Íîìèíàëäû êåäåðãiíi» øàìàñû á¼ëøåêòåðäå ñàíäàðìåí íåìåñå ò¾ðëi-ò¾ñòi êîäïåí ê¼ðñåòiëåäi.

Ðåçèñòîðäû» íàºòû êåäåðãiñi îíû» íîìèíàëäû êåäåðãiñiíåí ä¸ëäiê êëàñû áîéûíøà àíûºòàë¹àí ì¾ìêií áîëàòûí ì¸íiíåí àðòûº áîëìàéòûíäàé åðåêøåëiíåäi.

Êåäåðãiëåðäi» ñòàíäàðòòû ì¸íäåð ºàòàðû ðåçèñòîðëàðäû» ä¸ëäiê êëàñûíà áàéëàíûñòû áîëûï êåëåäi.

Å» ê¼ï òàðà¹àí á¼ëøåêòåð 20%, 10%  æ¸íå 5 %- ä¸ëäiê êëàñûíà æàòàäû.

Ìûñàëû 10%-òiê àóûòºó¹à ñ¸éêåñ êåëåòií ä¸ëäiê êëàñû, êåëåñi ñòàíäàðòòû êåäåðãiëåðäi» òîáûíàí ò½ðàäû (Îì, êÎì, ÌÎì).

1.0, 1.2, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680, 820.

Ðåçèñòîðëàðäà¹û æ¸íå íàºòû ýëåêòð ñõåìàëàðûíäà¹û êåäåðãiëåðäi» íîìèíàëäàðûí êåëåñi ò¾ðäå áåëãiëåéäi, ÿ¹íè îíäûº í¾êòåíi» îðíûíà Å (íåìåñå R Îì ¾øií), Ê (êèëîÎì ¾øií), Ì (ìåãàÎì ¾øií) ¸ðiïòåði àëûíàäû.

Ìûñàëû,  5,6 Îì, 68 êÎì, 820 êÎì êåäåðãiëåðäi 5Å6, 68Ê, Ì82 äåï áåëãiëåéäi.

ʼï òàðà¹àí ðåçèñòîðëàðäû» íîìèíàëäû ºóàòòàðû

0.125, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 æ¸íå ò.ñ.ñ. áîëûï êåëåäi.

ÊÒÊ òåìïåðàòóðà 1^îÑ-¹à ¼çãåðãåí êåçäåãi ðåçèñòîðëàð êåäåðãiëåðiíi»  ñàëûñòûðìàëû ¼çãåðiñií ñèïàòòàéäû. ÊÒÊ ê¼ïòåãåí ðåçèñòîðëàð ¾øií ïàéûçäû» îíäûº íåìåñå æ¾çäiê á¼ëiãií º½ðàéäû.

Ìàêñèìàë êåðíåó ðåçèñòîðäû» êîíñòðóêöèÿñûíà áàéëàíûñòû æ¸íå ýëåêòðëiê òåñiï ¼òóäi» ïàéäà áîëó øàðòòàðûìåí àíûºòàëàäû.

Êîíäåíñàòîðëàð

Êîíäåíñàòîðëàð, ðåçèñòîðëàð ñèÿºòû êîíñòðóêöèÿñûìåí  æ¸íå äàéûíäàó òåõíîëîãèÿñûíû» ¸ðò¾ðëiãiìåí åðåêøåëiíåäi. Îëàð àéíûìàëû, ò½ðàºòû áîëûï êåëåäi. Êîíäåíñàòîðëàðäû» ïîëÿðëû, ïîëÿðëû åìåñ, ìåòàëë ºà¹àçäû, ýëåêòðîëèòòi, øûíû, êåðàìèêàëûº, òàíòàëäû, ôòîðïëàñòàëû æ¸íå ò.á. ò¾ðëåði áàð.

Êîíäåíñàòîðëàð êåëåñi ïàðàìåòðëåðìåí ñèïàòòàëàäû:

·         Ôàðàäàìåí áåðiëãåí íîìèíàëäû ñûéûìäûëûºïåí;

·         Âîëüòïåí áåðiëãåí  å» ¾ëêåí (æ½ìûñøû) êåðíåóiìåí;

·         Ñûéûìäûëûºòû» òåìïåðàòóðàëûº êîýôôèöèåíòiìåí (ÑÒÊ);

·         Ýíåðãèÿíû» æî¹àëóûìåí (çàðÿäòû» êåìói);

·         ´çäiê èíäóêòèâòiëiêïåí.

ĸëäiê êëàñûíà áàéëàíûñòû êîíäåíñàòîðëàð êåëåñi ò¾ðëåðãå á¼ëiíåäi:

Êëàñ	001	002	005	00	0	I	II	III	IV	V	VI
àóûòºó %	±0.01	±0.2	±0.5	±1	±2	±5	±10	±20	-10 +20	-20 +30	-20 +50

ʼï æà¹äàéäà  I, II, III-øi ä¸ëäiê êëàñûìåí áåðiëãåí êîíäåíñàòîðëàð ºîëäàíûëàäû.

Êîíäåíñòîðäà¹û ýíåðãèÿíû» êåìóií åñêåðó æî¹àð¹û ä¸ëäiêòi  æ¸íå óàºûòòû áåðóøi òiçáåêòåðäå ìà»ûçäû áîëûï òàáûëàäû.

´çäiê èíäóêòèâòiëiêòi æî¹àð¹û æèiëiêòåãi ðåæèìäå æ½ìûñ iñòåó êåçiíäå åñêåðó ºàæåò.

Ñûéûìäûëûºòû» ñòàíäàðòòû ºàòàðû, ñîë ä¸ëäiê êëàñûíà ñ¸éêåñ êåëåòií êåäåðãiëåðäi» ºàòàðûíäàé áîëàäû.

Àéíûìàëû ñèíóñîèäàëû òîê òiçáåãiíäåãi êîíäåíñàòîð àéíûìàëû òîê òiçáåãiíi» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû áîëàòûí ðåàêòèâòi(ñûéûìäûëûº) êåäåðãiãå R_C = 1/wC  èå áîëàäû.

Èíäóêòèâòiëiê øàð¹ûëàðû (êàòóøêàëàðû).

Èíäóêòèâòiëiê øàð¹ûëàðû (êàòóøêàëàðû) òåðáåëìåëi êîíòóðäû», ôèòðëåðäi», äðîñåëäåðäi» ýëåìåíòòåði ðåòiíäå ºîëäàíàäû. Äðîñåëäåð àéíûìàëû æ¸íå ò½ðàºòû òîêòû º½ðàóøûëàðäû àéûðó ¾øií ºîëäàíàäû.

Øàð¹ûëàð ãåîìåòðèÿñû æ¸íå îðàó ¸äiñiíå, ¼çåêøåíi» æ¸íå ìåòàëë ýêðàííû» áîëóûìåí æ¸íå ò.á. áàéëàíûñòû åðåêøåëiíåäi.

 Èíäóêòèâòiëiê øàð¹ûëàðû (êàòóøêàëàðû) êåëåñi ïàðàìåòðëåðìåí ñèïàòòàëàäû:

·         Ãåðíèìåí áåðiëãåí èíäóêòèâòiëiêïåí;

·         ²àéûðûìäûëûºïåí;

·         Ò½ðàºòûëûºïåí;

·         ´çäiê ñûéûìäûëºïåí;

²àéûðûìäûëûº- áåðiëãåí æèiëiêòåãi øàð¹ûíû» èíäóêòèâòi êåäåðãiñiíi» îíû» àêòèâ êåäåðãiñiíå ºàòûíàñûìåí à»ûºòàëàäû æ¸íå îë øàð¹ûäà¹û ýíåðãèÿíû» êåìóií ñèïàòòàéäû:

Q_L = R_L / R = wL / R            

Øàð¹ûíû» ¼çäiê ñûéûìäûëû¹ûí æî¹àð¹û æèiëiêïåí æ½ìûñ iñòåó êåçiíäå åñêåðó ºàæåò.

Ò½ðàºòûëûº ñûðòºû ¸ñåðëåðäi» øàð¹û ïàðàìåòðëåðiíi» ¼çãåðóiíå ºàíäàé ä¸ðåæåäå ¸ñåð åòåòiíií ñèïàòòàéäû.

ʼìåêøi º½ðàëäû äàéûíäàó ¾øií êåëåñi ¸äåáèåòòåð ºîëäàíûëäû:

1.  Àëåíèöûí À.Ã., Áóòèêîâ Å.È., Êîíäðàòåâ À.Ñ. Êðàòêèé ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé ñïðàâî÷íèê.-Ì.,Íàóêà, 1990.-386 ñ.

2.  Êàáàðäèí Î.Ô.Ôèçèêà: Ñïðàâî÷íûå ìàòåðèàëû.- Ïðîñâåùåíèå, 1991.-367.

3.  Áîäèëîâñêèé Â.Ã. Ñïðàâî÷íèê ìîëîäîãî ðàäèñòà. –Ì. Âûñøàÿ øêîëà, 1983.-320 ñ.

4.   Young H.D., Freedman R.A. University Physics. – Addison-Wesley Publishing Company, 1996. – 1259 p.

Методическое пособие по работе с обучающей

компьютерной программой

НАЧАЛА ЭЛЕКТРОНИКИ

Алматы 2000

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ г. АЛМАТЫ

ГОРОДСКОЙ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ

НИИ МЕХАНИКИ И МАТЕМАТИКИ ПРИ КазГУ им. АЛЬ-ФАРАБИ

Методическое пособие по работе с обучающей компьютерной программой

НАЧАЛА ЭЛЕКТРОНИКИ

В.В. Кашкаров                       - руководитель проекта

А.Р. Гаврилов                        - программист-проектировщик

К.М. Малишич                      - программист

К.А. Малахов                         - программист-дизайнер

Г.Л. Габдуллина                    - методист-переводчик

К.В. Нурмагамбетова           - лаборант

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение  ……………………………………………………………………….           4

1. КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ С ПРОГРАММОЙ………………..           5

1.1. Назначение и общие особенности программы…………………………..           5

1.2. Технические требования к оборудованию………………………………            6

1.3. Содержание рабочего окна и основные принципы работы с комплексом        7

1.4. Цифровой мультиметр……………………………………………………            14

1.5. Двухканальный осциллограф…………………………………………….            18

2. ОПИСАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ……………………………………..            22

2.1. Лабораторная работа № 1…………………………………………………           22

2.2. Лабораторная работа № 2…………………………………………………           25

2.3. Лабораторная работа № 3…………………………………………………           28

2.4. Лабораторная работа № 4…………………………………………………           31

2.5. Лабораторная работа № 5…………………………………………………           34

2.6. Лабораторная работа № 6…………………………………………………           36

2.7. Лабораторная работа № 7…………………………………………………           39

2.8. Лабораторная работа № 8…………………………………………………           43

3. СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ………………………………………………..           46

3.1. Электрический ток и электродвижущая сила……………………………           46

3.2. Закон Ома для участка цепи………………………………………………           46

3.3. Последовательное и параллельное соединение проводников………….           48

3.4. Работа и мощность постоянного электрического тока…………………            48

3.5. Внутреннее сопротивление источника тока……………………………..           49

3.6. Закон Ома для полной цепи………………………………………………           49

3.7. Конденсатор. Электрическая емкость……………………………………           49

3.8. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов………..           50

3.9. Самоиндукция. Индуктивность проводника…………………………….           51

3.10. Переменный электрический ток…………………………………………          51

3.11. Последовательная цепь переменного тока.…………………………….            52

3.12. Параллельная цепь переменного тока…………………………………..           53

3.13. Мощность в цепи переменного тока……………………………………           54

3.14. Электроизмерительные приборы……………………………………….            54

3.15. Характеристика деталей электрических схем и их маркировка………           55

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебное пособие является дополнением к первой обучающей программе "Начала электроники" из серии "Виртуальная физическая лаборатория", предназначенной для расширения возможностей обучения курсу физики в школе и других учебных заведениях. Пособие предназначено учителям и учащимся для более эффективного использования обучающей программы "Начала электроники" в школьном курсе физики. Оно состоит из трех частей.

            В первой части приводится инструкция работы с программой, ее возможности, ограничения и требования к оборудованию. В этой части описан интерфейс программы, сформулированы основные принципы работы с измерительными приборами: мультиметром и двухканальным осциллографом.

            Во второй части пособия приводятся описания некоторых лабораторных работ, которые можно выполнять с помощью программы. В качестве примеров выбраны как стандартные лабораторные работы, входящие в учебные планы школьных курсов, так и работы выходящие за рамки стандартного учебного плана. Эти лабораторные работы не претендуют на полноту охвата всего материала, который можно изучать с помощью программы, а приводятся скорее в качестве возможных методических примеров. Учителя и учащиеся могут использовать программу в рамках ее возможностей, ставя свои творческие и исследовательские задачи.

            Наконец, в третьей части пособия приводятся справочные материалы из раздела "Электричество". Это сделано для того, чтобы самое необходимое было под рукой. Справочник дает возможность ознакомиться с материалом из этой области без обращения к специальным книгам, учебникам и другим пособиям, если в этом нет специальной необходимости.

            Авторы надеются, что обучающая программа "Начала электроники" будет способствовать развитию интереса, творческих способностей и знаний учащихся в области физики.

            Желаем всем пользователям больших творческих успехов!

1. КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ С ПРОГРАММОЙ.

1.1. Назначение и общие особенности программы.

Продукт предназначен в помощь учащимся (и преподавателям) средних, а также средних специальных учебных заведений для изучения разделов курса физики "Электричество". Он естественным образом дополняет классическую схему обучения, состоящую из усвоения теоретического материала и выработки практических навыков экспериментирования в физической лаборатории.

Программа представляет собой электронный конструктор, позволяющий имитировать на экране монитора процессы сборки электрических схем, исследовать особенности их работы, проводить измерения электрических величин так, как это делается в реальном физическом эксперименте.

С помощью конструктора можно:

·         изучать зависимость сопротивления проводников от удельного сопротивления его материала, длины и поперечного сечения;

·         изучать законы постоянного тока - закон Ома для участка цепи и закон Ома для полной цепи;

·         изучать законы последовательного и параллельного соединения проводников, конденсаторов и катушек;

·         изучать принципы использования предохранителей в электронных схемах;

·         изучать законы выделения тепловой энергии в электронагревательных и осветительных приборах, принципы согласования источников тока с нагрузкой;

·         ознакомиться с принципами проведения измерений тока и напряжения в электронных схемах с помощью современных измерительных приборов (мультиметр, двухканальный осциллограф), наблюдать вид переменного тока на отдельных деталях, сдвиг фаз между током и напряжением в цепях переменного тока;

·         изучать проявление емкостного и индуктивного сопротивлений в цепях переменного тока, их зависимость от частоты генератора переменного тока и номиналов деталей;

·         изучать выделение мощности в цепях переменного тока;

·         исследовать явление резонанса в цепях с последовательным и параллельным колебательным контуром;

·         определять параметры неизвестной детали;

·         исследовать принципы построения электрических фильтров для цепей переменного тока.

Конструктор можно также использовать в рамках его возможностей и для других задач в самостоятельной творческой работе учащихся.

Одной из главных особенностей комплекса является максимально возможная имитация реального физического процесса. Для этой цели предусмотрено, например, следующее:

·         изображения деталей конструктора и измерительных приборов приводятся не схематически, а в таком виде, как "на самом деле";

·         при превышении номинальной мощности электрического тока, протекающего через сопротивление, последнее "сгорает" и приобретает вид почерневшей детали;

·         лампочка и электронагревательный прибор при номинальной мощности начинают светиться и "перегорают", если мощность, рассеиваемая на  них, превышает  рабочее значение;

·         при превышении рабочего напряжения на конденсаторе, последний также "выходит из строя";

·         при превышении номинального рабочего тока через предохранитель, он "перегорает";

·         большинство операций и их результаты сопровождаются звуковыми эффектами.

Это делается для того, чтобы учащийся наглядно видел последствия своих ошибок, учился разбираться в причинах того или иного неудачного эксперимента и вырабатывал необходимые навыки предварительного анализа схемы.

Для пользования программой достаточно начальных навыков работы в системе Windows.

1.2. Технические требования к оборудованию.

            Для нормальной работы программы необходимы:

·         Процессор Pentium (либо его аналог);

·         ОЗУ 8 Mb или более;

·         Монитор с разрешающей способностью не менее 800х600 и видеокарта, работающая в этом режиме с цветностью не менее 65 тыс. цветов;

·         Операционная система: Windows 95, Windows 98 или Windows NT;

·         Для поддержки звуковых эффектов необходима звуковая плата;

·         Манипулятор "мышь".

1.3. Содержание рабочего окна и основные принципы работы с комплексом.

При запуске программы, на экран монитора компьютера выводятся:

·          монтажный стол с контактными площадками, на котором можно собирать и анализировать работу электрических схем (в центре экрана);

·          панель деталей, содержащая набор электрических элементов (в правой части экрана);

·          "мусорная корзина", куда выбрасываются перегоревшие и ненужные детали (она расположена в левом нижнем углу экрана);

·          панель управления программой с кнопками для вызова вспомогательных инструментов (расположена в верхней части экрана);

·          панель комментариев (в нижней части экрана).

1.3.1. Монтажный стол.

Монтажный стол представляет собой набор из 7 х 7 = 49 контактных площадок, к которым "припаиваются" электрические детали, для сборки различных электрических схем. Каждая деталь может располагаться лишь между двумя ближайшими контактными площадками или вертикально или горизонтально. К деталям, в точки их соединения с контактными площадками, можно подключать щупы измерительных приборов. Выбор деталей из набора конструктора и "пайка" их на рабочем столе производится с помощью манипулятора "мышь". Это делается стандартным для Windows – приложений способом – необходимо поместить указатель "мыши" на нужную деталь (указатель принимает вид пинцета), затем нажать левую кнопку "мыши" и, удерживая ее в нажатом состоянии, переместить деталь в нужное место монтажного стола. После освобождения левой кнопки "мыши", деталь будет установлена в указанном месте. Ненужные и "испорченные" детали можно удалить со стола в "мусорную корзину" таким же способом.

Можно удалять детали со стола и другим методом. Необходимо "щелкнуть" на детали правой кнопкой "мыши" – появится окно с надписью "Выбросить деталь". После подтверждения (щелчка на кнопке), деталь будет удалена в корзину.

Детали, "выброшенные" за пределы монтажного стола, но не в корзину, накапливаются в нижней части монтажного стола.

На столе одновременно не могут быть расположены источники переменного и постоянного тока.

1.3.2. Панель деталей конструктора.

В конструкторе можно использовать следующие детали:

·      резистор (характеризуется сопротивлением в Омах и мощностью в Ваттах, "сгорает" при ее превышении);

·      предохранитель (характеризуется максимальным рабочим током, "сгорает" при его превышении);

·      конденсатор (характеризуется ёмкостью в Фарадах и рабочим напряжением, выходит из строя при его превышении);

·      катушка индуктивности (характеризуется индуктивностью в Генри, имеет очень малое активное сопротивление);

·      монтажный провод (имеет очень малое сопротивление);

·      выключатель (характеризуется двумя состояниями - "разомкнуто" и "замкнуто");

·      элемент питания (характеризуется полярностью, ЭДС в Вольтах и внутренним сопротивлением в Омах);

·      генератор синусоидального напряжения (характеризуется амплитудой и частотой переменного напряжения);

·      лампочка (характеризуется рабочим напряжением в Вольтах, рабочим током в миллиамперах или мощностью в Ваттах, "перегорает" при их превышении);

·      электронагреватель (характеризуется рабочим напряжением и рабочей мощностью, "перегорает" при их превышении);

·      реальный проводник (характеризуется материалом, длиной и площадью сечения);

·      неизвестная деталь (может быть резистором, конденсатором, катушкой, батарейкой или генератором);

·      реостат (характеризуется максимальным сопротивлением в Омах);

·      конденсатор переменной ёмкости (характеризуется максимальной ёмкостью в Фарадах).

1.3.3. Описание функций кнопок панели управления.

Загрузить схему из файла.

Кнопка открывает окно с папкой, в которой хранятся файлы со схемами, сохраненными ранее командой "Сохранить схему как…". Можно выбрать файл с необходимой схемой и открыть его стандартным способом, что приведет к появлению схемы в готовом виде на монтажном столе.

Сохранить схему как…

Кнопка открывает окно, в котором необходимо указать имя файла для сохраняемой схемы, и при необходимости указать папку, в которой следует поместить файл. Схема, расположенная на монтажном столе, будет сохранена в указанном файле и папке. На монтажном столе схема остается. В дальнейшем, сохраненная схема может быть вызвана на монтажный стол командой "Загрузить схему из файла".

                       

Очистить монтажный стол.

Кнопка удаляет собранную на монтажном столе схему. После подтверждения операции схема удаляется безвозвратно!

Получить мультиметр.

Нажатие кнопки приводит к появлению на рабочем столе измерительного прибора "Мультиметр". Можно одновременно иметь не более двух мультиметров. Убрать  мультиметр можно стандартным способом – "щелкнув" на кнопке x в его правом верхнем углу.

Получить осциллограф.

Нажатие кнопки приводит к появлению двухканального осциллографа. Убрать осциллограф можно так же как мультиметр.

Показать/Спрятать окно "Параметры детали".

Кнопка показывает или прячет окно "Параметры детали", в котором можно просматривать и изменять параметры выбранной на монтажном столе детали. Выбор детали осуществляется установкой на нее указателя "мыши" (он принимает вид пинцета) и щелчком левой кнопки мыши. Выбранная деталь отмечается желтыми метками. Изменять значения параметров можно двумя способами: или выбирать их из выпадающего списка, после нажатия кнопки t справа от окна значения параметра, или заданием значения с клавиатуры (для этого необходимо сначала открыть выпадающий список).

            Окно "Параметры детали" автоматически появляется на экране после двойного "щелчка" левой кнопкой на детали.

Показать/Спрятать окно "Состояние детали".

Кнопка показывает или прячет окно "Состояние детали", в котором можно видеть действительную и мнимую части сопротивления, тока, напряжения и мощности, рассеиваемой на детали в данный момент времени. Это окно предназначено для отладки и контроля работы схемы, выполняемой учителем. Поэтому данная кнопка появляется на панели управления лишь при запуске программы в режиме "учителя" (с E.EXE /teacher). Это сделано для того, чтобы ученик не мог воспользоваться столь простым способом решать задачи, а делал бы это с помощью проведения реальных измерений предоставленными ему приборами!

Язык.

Данная кнопка открывает окно, в котором можно выбрать язык (русский или казахский) для текстов справочной системы, описаний лабораторных работ и справочника по электричеству.

Справочник по электричеству.

Кнопка открывает окно, со справочными материалами, составленными из кратких описаний данного раздела курса, содержащих формулы, иллюстрации и примеры.

Лабораторные работы.

Кнопка открывает окно с описаниями набора лабораторных работ, предлагаемых учащимся для выполнения. В работах приводится краткая теория, методика выполнения, указания по измерениям и расчетам, которые необходимо провести, а также контрольные вопросы для оценки усвоения материала.

Как работать с программой?

Эта кнопка открывает окно со справочной информацией, содержащей  описание правил работы с программой.

Калькулятор Windows.

Кнопка вызывает стандартный калькулятор Windows.

О программе.

Кнопка отображает сведения об авторах данного программного продукта.

Выход из программы.

Кнопка приводит к завершению работы с программой. Программа запрашивает о сохранении электрической схемы, находящейся на монтажном столе. Не сохраненная на рабочем столе схема теряется!

1.3.4. Панель комментариев.

На панели комментариев выводятся сведения о деталях и подсказки о назначении кнопок панели управления. Эта информация появляется после установки указателя "мыши" на соответствующие элементы.

1.4. Цифровой мультиметр.

1.4.1.Общий вид и назначение деталей мультиметра.

Общий вид мультиметра показан на рисунке:

 

 

            На рисунке показаны расположение элементов управления и гнезд для подключения мультиметра к электронной схеме. Переключение режимов работы и пределов измерения производится "щелчком" манипулятора "мышь" на метках соответствующих пределов (при установке указателя на пределы он принимает вид руки).

1.4.2. Правила работы с мультиметром.

1. Мультиметр вызывается на экран (рабочий стол) нажатием кнопки "Получить мультиметр" на верхней панели окна программы. Следующее нажатие на эту кнопку вызывает второй прибор (при этом кнопка блокируется). Для удаления прибора нужно щелкнуть на кнопке x в правом верхнем углу окна мультиметра. Прибор вместе со своими зажимами исчезает с экрана.

2. Подключение мультиметра к точкам исследуемой схемы производится установкой в нужные места общего (темно-синего) и измерительного (красного) зажимов, соединенных с соответствующими гнездами прибора. Соединительные провода прибора на экране не показываются, чтобы не загромождать монтажный стол.

Для подключения прибора к исследуемой схеме необходимо:

*                     установить указатель "мышки" на нужный зажим прибора (указатель примет вид руки);

*                     нажать и удерживать левую кнопку "мышки":

*                     перетащить зажим (удерживая кнопку) в нужную точку схемы и отпустить кнопку "мышки".

Если в процессе работы требуется переключить зажимы в другие места схемы, то используется эта же процедура. Перенос зажима на область прибора приводит к его автоматической "парковке" на соответствующее входное гнездо мультиметра.

            3. Переключение режимов работы прибора осуществляется установкой указателя "мышки" на соответствующую точку панели прибора (при этом указатель изменяет свой вид) и щелчком левой кнопки "мышки". Переключатель режимов работы мультиметра поворачивается в отмеченную позицию.

4. На цифровом табло прибора отображается числовое значение измеряемой величины (тока, напряжения, сопротивления) в единицах, указанных на выбранном пределе измерения. Если в левой части табло высвечивается -1 (переполнение), это говорит о том, что значение измеряемой величины превышает максимальное значение выбранного предела измерения. Необходимо переключить прибор на другой предел.

            5. Вы можете использовать для работы один или два мультиметра, которые имеют номера 1 и 2. Зажимы приборов также имеют соответствующие номера. Приборы могут использоваться одновременно и независимо. Например, первым прибором можно измерять напряжение, а вторым - ток, в разных частях исследуемой схемы.

1.4.3. Измерения с помощью мультиметра.

            Мультиметр позволяет проводить измерения:

·      напряжений постоянного и переменного тока;

·      силы постоянного тока;

·      сопротивлений участков цепи постоянного тока.

·      проверять наличие контактов с использованием звуковой сигнализации.

1.4.4. Измерение напряжений.

Для измерения напряжения на участке исследуемой цепи необходимо учитывать следующее:

*                     Вольтметр всегда включается параллельно участку цепи, на котором измеряют напряжение (реальный вольтметр может выйти из строя при неправильном включении!);

*                     Какой вид тока - постоянный или переменный, протекает в цепи? Переключатель режимов работы необходимо установить в соответствующую позицию;

*                     Вольтметр показывает эффективное значение переменного напряжения;

*                     При измерении постоянных напряжений вольтметр показывает значение с учетом полярности - если потенциал на измерительном зажиме меньше, чем на общем, на табло высвечивается знак "минус";

*                     Пределы измерения постоянного напряжения: 1000 В, 200 В, 20 В, 2000 мВ, 200 мВ.

*                     Пределы измерения переменного напряжения: 750 В, 200 В.

*                     Входное сопротивление прибора в режиме вольтметра равно 1 МОм.

1.4.5. Измерение силы постоянного тока.

Для измерения силы тока на участке исследуемой цепи необходимо учитывать следующее:

*                     Амперметр всегда включается последовательно в участке цепи, где измеряется сила тока (реальный амперметр может выйти из строя при неправильном включении!);

*                     Наш амперметр может измерять только силу постоянного тока;

*                     При измерении силы тока в цепи, амперметр показывает его значение с учетом полярности: если ток через прибор течет от общей клеммы к измерительной,  на табло высвечивается знак "минус";

*                     Пределы измерения силы постоянного тока: 10 А, 200 мА, 20 мА, 2000 мкА;

*                     Входное сопротивление амперметра очень мало (около 10 ^-6 Ом)

1.4.6. Измерение сопротивлений.

            Для измерения сопротивлений необходимо учитывать следующее:

·       Омметр может измерять только активное сопротивление элементов схемы;

·      Пределы измерения сопротивлений: 2000 кОм, 200 кОм, 20 кОм, 2000 Ом, 200 Ом и специальный предел для определения контактов со звуковой сигнализацией;

·      На измеряемый участок схемы прибор подает напряжение 2 В;

·      Прибором можно определять наличие контакта в схеме, при этом, если сопротивление измеряемого участка меньше 75 Ом, подается звуковой сигнал.

1.5. Двухканальный осциллограф.

Осциллограф предназначен для визуального наблюдения формы переменного напряжения. Он позволяет также определять количественные характеристики сигнала: частоту и амплитуду переменного напряжения, длительность импульса, сдвиг фаз между двумя периодическими сигналами (для этого осциллограф должен быть двухканальным).

Входное сопротивление осциллографа достаточно велико (около
10 МОм).

1.5.1. Общий вид и назначение деталей осциллографа

 
   

            Лицевая панель осциллографа содержит следующие части:

·         Экран с масштабной сеткой для наблюдения формы сигнала и количественных измерений;

·         Панель управления усилением каналов и сдвига лучей по вертикали;

·         Панель управления разверткой, сдвига лучей по горизонтали, выбора режимов синхронизации и некоторых вспомогательных функций.

1.5.2. Правила работы с осциллографом.

1. Осциллограф вызывается на экран (рабочий стол) нажатием кнопки "Получить осциллограф" на верхней панели окна программы. Для удаления осциллографа нужно щелкнуть на кнопке x в правом верхнем углу его окна. Осциллограф вместе со своими зажимами исчезает с экрана.

2. Подключение осциллографа к точкам исследуемой схемы производится установкой в нужные места общего (темно-синего) и измерительного (красного) зажимов, соединенных с соответствующими гнездами осциллографа. Соединительные провода на экране не показываются, чтобы не загромождать монтажный стол. Зажимы имеют обозначения (буквы А и В), соответствующие каналам осциллографа.

Для подключения осциллографа к исследуемой схеме необходимо:

*                     установить указатель "мышки" на нужный зажим прибора (указатель примет вид руки);

*                     нажать и удерживать левую кнопку "мышки":

*                     перетащить зажим (удерживая кнопку) в нужную точку схемы и отпустить кнопку "мышки".

Если в процессе работы требуется переключить зажимы в другие места схемы, то используется эта же процедура. Перенос зажима на область прибора приводит к его автоматической "парковке" на соответствующее входное гнездо осциллографа.

            3. Установка режимов работы осциллографа осуществляется с помощью регулировки коэффициентов усиления каналов, выбора длительности развертки, режима синхронизации и регулировкой вспомогательных функций.

4. На экране осциллографа нанесена измерительная сетка, с помощью которой можно проводить количественные измерения параметров сигнала.

            5. Вы можете использовать для работы один или два канала одновременно. Зажимы осциллографа имеют обозначения "А" и "В", соответственно каналам "А" и "В".

1.5.3. Описание органов управления осциллографом.

Установка коэффициента усиления.

            Для того чтобы изображение сигнала на экране осциллографа не выходило за пределы экрана или не имело слишком малой амплитуды, необходимо правильно выбрать коэффициент усиления канала.

 Коэффициент усиления осциллографа задается в Вольтах/деление. Это означает, например, что цена деления шкалы экрана осциллографа по вертикали будет равна 500 мВ, если значение коэффициента усиления выбрать равным 500 мВ/дел.

Коэффициент усиления осциллографа можно изменять в окне "Усиление" путем выбора нужного значения из предложенного списка. Этот список открывается при нажатии на кнопку t, расположенную справа от окна. Кроме того, можно плавно изменять коэффициент усиления в некоторых пределах с помощью движка s, расположенного правее окна с кнопкой. Для этого необходимо установить указатель "мыши" на этот значок, нажать левую кнопку "мыши" и, удерживая ее в нажатом состоянии переместить движок в нужную позицию.

Движок "Сдвиг по вертикали" позволяет смещать луч осциллографа вверх или вниз.

Выбор режима развертки.

Для правильного отображения периодического сигнала необходимо также выбрать соответствующую длительность развертки осциллографа.

Длительность развертки задается в единицах время/деление. Это означает, например, что цена деления шкалы экрана осциллографа по горизонтали будет равна 20 мс, если значение длительности развертки выбрать равным 20 мс/дел. Численное значение длительности развертки задается способами, аналогичными для установки коэффициента усиления.

Движок "Уровень синхронизации" устанавливает момент времени начала развертки сигнала, соответствующий заданному значению его амплитуды. Эта регулировка может оказаться полезной для численного определения фазового сдвига между двумя сигналами. Кнопки "А" и "В" выбирают канал, по которому осуществляется синхронизация развертки. Кнопка "Сеть" переключает развертку обоих каналов осциллографа от внутреннего генератора синусоидального напряжения. Этот режим используется для наблюдения сложения перпендикулярных колебаний – фигур Лиссажу.

Движком "Яркость" можно изменять интенсивность свечения лучей осциллографа (при этом яркость масштабной сетки не изменяется).

1.5.4. Измерения с помощью осциллографа.

            Осциллограф позволяет проводить измерения:

·      амплитуды напряжения переменного тока;

·      частоты переменного напряжения;

·      сдвиг фазы между двумя сигналами.

2. ОПИСАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

2.1. Лабораторная работа № 1

Изучение зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов.

Цель: определить удельное сопротивление проводника и сравнить его с табличным значением.

1. Краткое теоретическое описание

Немецкий физик Георг Ом (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

                                                (1)

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника. Электрическое сопротивление измеряется в Омах. Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади S поперечного сечения проводника:

                                                         (2)

Постоянный для данного вещества параметр r называется удельным электрическим сопротивлением вещества. Удельное сопротивление измеряется в Ом×м.

2. Порядок выполнения работы

2.1. Соберите на монтажном столе электрическую схему, показанную на рисунке:

Рис.1.

2.2. Выберите материал проводника – никель, установите значения длины и площади поперечного сечения:

L = 100 м;                   S = 0.1 мм²;               

2.3. Определите экспериментально с помощью мультиметра напряжение на проводнике.

Для этого необходимо подключить параллельно проводнику мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, соблюдая полярность.

Запишите показания мультиметра.

2.4. Определите экспериментально с помощью мультиметра силу тока в цепи.

Включите мультиметр в режиме измерения постоянного тока последовательно в цепь, соблюдая полярность.

Запишите показания  мультиметра.

2.5. Рассчитайте сопротивление проводника по формуле (1).

2.6. Определите удельное сопротивление никеля по формуле (2).

2.7. Проделайте пункты 2.3 – 2.6. изменяя  длину, но, не меняя площадь поперечного сечения  и материал проводника.

2.8. Результаты измерений занесите в таблицу:

№ опыта	Длина, м	Напряжение, В	Сила тока, А	Сопротивление, Ом	Удельное сопротивление, Ом×м
1
2
3
4
5

2.9. Найдите среднее значение удельного сопротивления и сравните его с табличным значением.

2.10. Измерьте сопротивление проводника непосредственно с помощью омметра. Сравните полученные результаты.

Сформулируйте выводы по проделанной работе.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Что называют удельным сопротивление проводника?

3.2. Как зависит сопротивление проводника от его длины?

3.3. По какой формуле можно рассчитать удельное сопротивление проводника?

3.4. В каких единицах измеряется удельное сопротивление проводника?

2.2. Лабораторная работа № 2

Исследование сопротивлений проводников при параллельном и последовательном соединении.

Цель:  изучить законы протекания тока через последовательно и параллельно соединенные проводники и определить формулы расчета сопротивлений таких участков.

1. Краткое теоретическое описание.

            Проводники в схемах могут соединяться последовательно (Рис 1.) и параллельно (Рис.2.).

 

            Рассмотрим схему последовательного соединения проводников, изображенную на Рис. 1.

            Напряжение на концах всей цепи складывается из напряжений на каждом проводнике:

                                                            U = U₁ + U₂ + U₃,                                         (1)

По закону Ома для участка цепи:

                                    U₁ = R₁I;         U₂ = R₂I;         U₃ = R₃I;         U = RI,            (2)

где       R - полное сопротивление цепи,

                        I  - общий ток, текущий в цепи.

Из выражений (1) и (2), получаем:

            RI = R₁I + R₂I + R₃I,

откуда полное сопротивление цепи последовательно соединенных проводников:

R = R1 + R2 + R3

                                                                                    (3)

            При последовательном соединении проводников их общее сопротивление равно сумме электрических сопротивлений каждого проводника.

            Рассмотрим теперь схему параллельного соединения проводников, изображенную на Рис. 2.

            Через цепь течет полный ток I :

                                                I = I₁ + I₂ + I₃.                                                             (4)

По закону Ома для участков цепи:

                                    U = R₁I₁;         U = R₂I₂;         U = R₃I₃;         U = RI,            (5)

Из выражений (4) и (5), получаем:

I = U/R = U/R₁ + U/R₂ + U/R₃           

откуда:

                                                (6)

            При параллельном соединении проводников величина, обратная сопротивлению цепи, равна сумме обратных величин сопротивлений всех параллельно соединенных проводников.

2. Порядок выполнения работы.

            2.1. Соберите на монтажном столе электрическую схему, показанную на рисунке:

Выберите номиналы сопротивлений следующими:

            R₁ = 1 кОм;          R₂ = 2 кОм;            R₃ = 3 кОм;       R₄ = 4 кОм;            

2.2. Определите экспериментально с помощью мультиметра (в режиме измерения сопротивлений) сопротивление между точками:

            А и С;  С и D;            B и D; A и D.

            Запишите эти показания.

            2.3. Рассчитайте теоретические значения сопротивлений между указанными точками схемы и сравните их с измеренными.

            Какие выводы можно сделать из этого опыта?

            2.4. Измерьте с помощью мультиметра (в режиме измерения тока) токи, текущие через каждое сопротивление. Запишите показания прибора.

            2.4. Проверьте экспериментально, что в последовательной цепи ток одинаков через все сопротивления, а в параллельной цепи разделяется так, что сумма всех токов через параллельно соединенные элементы, равна полному току через весь участок.

            2.5. Измерьте с помощью мультиметра (в режиме измерения постоянного напряжения) напряжения на каждом сопротивлении. Запишите показания прибора.

            2.6. Проверьте экспериментально, что в последовательной цепи напряжение на всем участке равно сумме напряжений на каждом элементе, а в параллельной цепи, напряжение одно и то же на каждом элементе.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Может ли сопротивление участка двух параллельно соединенных проводников быть больше (меньше) любого из них? Объясните ответ.

3.2. Какие законы сохранения используются для вывода формул сопротивления параллельного и последовательного соединения проводников?

3.3. Проанализируйте аналогию между приводимыми здесь формулами и формулой для расчета сопротивления одного проводника через его геометрические параметры:        . В чем заключается эта аналогия?

2.3. Лабораторная работа № 3

ЭДС и внутреннее сопротивление источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.

Цель: определить внутреннее сопротивление источника тока и его ЭДС.

            1. Краткое теоретическое описание

Электрический ток в проводниках вызывают так называемые источники постоянного тока. Силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля, называются сторонними силами.  Отношение работы А_стор., совершаемой сторонними силами по перемещению заряда DQ вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей силой e источника (ЭДС):

                                                       (1)

Электродвижущая сила выражается в тех же единицах, что и напряжение или разность потенциалов, т.е. в Вольтах.

Работа – эта мера превращения энергии из одного вида в другой. Следовательно, в источнике сторонняя энергия преобразуется в энергию электрического поля

W = e×Q                                                          (2)

При движении заряда Q на внешнем участке цепи преобразуется энергия стационарного поля, созданного и поддерживаемого источником:

W₁ = U×Q ,                                                      (3)

а на внутреннем участке:

W₂ = U_вн.×Q                                                    (4)

По закону сохранения энергии

W = W₁ + W₂    или    e×Q = U×Q + U_вн.×Q                             (5)

Сократив на Q, получим:

e = U_вн. + U                                                                 (6)

т.е. электродвижущая сила источника равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участке цепи.

При разомкнутой цепи U_вн.= 0, то

e = U                                                               (7)

Подставив в равенство (6) выражения для U и U_вн. по закону Ома для участка цепи

U = I×R; U_вн. = I×r,

получим:

e = I×R + I×r = I×(R + r)                                    (8)

Отсюда

                                           (9)

Таким образом, сила тока  в цепи равна отношению электродвижущей силы источника  к сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи. Это закон Ома для полной цепи. В формулу (9) входит внутреннее сопротивление r.

Рис.1

Пусть известны значения сил токов I₁ и  I₂  и падения напряжений на реостате U₁ и U₂ (см. рис.1.). Для ЭДС можно записать:

e = I₁×(R₁ + r) и e = I₂×(R₂ + r)                         (10)

Приравнивая правые части этих двух равенств, получим

I₁×(R₁ + r) = I₂×(R₂ + r)

или

I₁×R₁ + I₁×r = I₂ ×R₂ + I₂×r

I₁× r – I₂×r = I₂ ×R₂ - I₁×R₁

Т.к. I₁ R₁ = U₁  и I₂ R₂ = U₂, то можно последнее равенство записать так

r×(I₁  – I₂) = U₂ – U₁ ,

откуда 

                                                   (11)

2. Порядок выполнения работы

2.1. Соберите цепь по схеме, изображенной на рисунке 1. Установите сопротивление реостата 7 Ом, ЭДС батарейки 1,5 В, внутреннее сопротивление батарейки 3 Ом.

2.2. При помощи мультиметра определите напряжение на батарейке при  разомкнутом ключе. Это и будет ЭДС батарейки в соответствии с формулой (7).

2.3. Замкните ключ и измерьте силу тока и напряжение на реостате. Запишите показания приборов.

2.4. Измените сопротивление реостата  и запишите другие значения силы тока и напряжения.

2.5. Повторите измерения силы тока и напряжения  для 6 различных положений ползунка реостата и запишите полученные значения  в таблицу.

2.6. Рассчитайте внутреннее сопротивление по формуле (11).

2.7. Определите абсолютную и относительную погрешность измерения ЭДС и внутреннего сопротивления батарейки.

3. Контрольные вопросы

3.1. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

3.2. Чему равно ЭДС источника при разомкнутой цепи?

3.3. Чем обусловлено внутреннее сопротивление источника тока?

3.4. Чем определяется сила тока короткого замыкания батарейки?

2.4. Лабораторная работа № 4

Исследование сложных цепей постоянного электрического тока

Цель:  изучить приемы расчета сложных электрических цепей постоянного тока.

1. Краткое теоретическое описание.

Сложные цепи не всегда удается представить в виде блоков последовательно и параллельно соединенных сопротивлений. Как же находить сопротивление таких цепей? Иногда эту задачу можно существенно упростить, если схема обладает симметрией.

Рассмотрим в качестве примера такой цепи участок металлической сетки с одинаковыми сопротивлениями r:

Рис.1.

Каково сопротивление между точками А и В?

Представить эту цепь в виде блоков последовательно и параллельно соединенных сопротивлений не удается. Как же быть?

Пусть к точкам А и В подключен источник тока.

Рис.2.

Посмотрим на токи, которые будут течь через элементы металлической сетки.

Из симметрии ясно, что токи через элементы CO и DO должны быть одинаковы и равны токам, текущим через элементы OF и OE. А раз так, то в точке О цепь можно разорвать, при этом токи через элементы сетки не изменятся:

Рис.3.

Последнюю схему уже можно представить в виде блоков последовательно и параллельно соединенных сопротивлений:

Рис.4.

и определить полное сопротивление R_AB цепи:

 2. Порядок выполнения работы.

            2.1. Соберите на монтажном столе схему, показанную на рис. 3. Предусмотрите выключатель, соединяющий точки О и О^'. Выберите значения сопротивлений одинаковыми и равными 1 кОм.

            2.2. Измерьте с помощью омметра сопротивление между точками А и В при замкнутом и разомкнутом положении выключателя. Объясните результаты измерений.

            2.3. Подключите батарейку с ЭДС 1.5 вольта и последовательно с ней амперметр между точками А и В собранной Вами схемы. Измерьте силу тока при разомкнутом и замкнутом ключе. Измерьте напряжение между точками О и О^' при разомкнутом ключе и подключенной батарейке к точкам А и В.

            Точки схемы, напряжение между которыми равно нулю, можно соединять и такое соединение не изменит токов, текущих по элементам схемы. Иногда такое соединение может существенно упростить схему.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Какие свойства схемы могут оказаться полезными при расчете сложных схем?

3.2. Между какими точками схемы, изображенной на рис.3, напряжение равно нулю?

3.3. Исследуйте аналогичным способом сопротивление между противоположными вершинами проволочного куба? Чему равно сопротивление между этими точками?

2.5. Лабораторная работа № 5

Мощность в цепи постоянного тока

Цель:  изучить законы выделения мощности в цепях постоянного тока и согласования источников тока с нагрузкой.

1. Краткое теоретическое описание.

Любой реальный источник тока имеет внутреннее сопротивление. Поэтому при подключении источника тока к нагрузке, тепло будет выделяться как в нагрузке, так и внутри источника тока (на его внутреннем сопротивлении). На какой нагрузке, подключенной к данному источнику тока, будет выделяться максимальная мощность?

            Рассмотрим схему, изображенную на рисунке 1.

Рис.1.

Сила тока, текущего в контуре, определяется из закона Ома для полной цепи:

,                                                    (1)

            где       e - ЭДС источника тока,

                        r – внутреннее сопротивление источника,

                        R – сопротивление нагрузки.

Напряжение U на нагрузке R будет равно:

,                                                  (2)

а мощность P, выделяемая на сопротивлении R, будет равна:

                                              (3)

Как видно из формулы (3), выделяемая на нагрузке R мощность будет мала, если сопротивление R нагрузки будет мало (R << r). Мощность также будет мала при очень большом сопротивлении нагрузки (R >> r). Расчет показывает, что максимальная мощность будет выделяться на нагрузке при равенстве внутреннего сопротивления r и сопротивления нагрузки R = r. В этом случае:

                                                            .                                                  (4)

2. Порядок выполнения работы.

            2.1. Соберите на монтажном столе схему, показанную на рис.2.

Рис.2.

Выберите значения параметров элементов следующими:

            Батарейка:      e = 1.5 В; r = 10 Ом;

            Реостат:          R = 20 Ом

2.2. Изменяя положение движка реостата, измеряйте силу тока в цепи и напряжение на реостате (нагрузке).

2.3. Занесите полученные данные (сопротивление реостата R, силу тока I и напряжение U) в таблицу.

2.4. Рассчитайте мощность Р , выделяемую на нагрузке для различных значений сопротивления реостата, по формуле P = U×I.

            2.5. Постройте график зависимости мощности от сопротивления нагрузки.

            2.6. Определите из графика значение сопротивления нагрузки, на которой выделяется максимальная мощность.

            2.7. Сравните полученное Вами значение с теоретическим (4). Сделайте выводы.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Почему при увеличении сопротивления нагрузки напряжение на ней растет?

3.2.Объясните, почему выделяемая на нагрузке мощность мала, если сопротивление нагрузки сильно отличается от внутреннего сопротивления источника? Обратите внимание на формулы для силы тока (1) и напряжения (2) на нагрузке.

2.6. Лабораторная работа № 6

Принципы работы плавких предохранителей в электрических цепях

Цель: рассчитать предохранители для защиты электрической сети с напряжением 220 В, питающей осветительные и электронагревательные приборы.

1.      Краткое теоретическое описание.

Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока. Если по той или иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут значительно нагреться, а покрывающая их изоляция – воспламениться.

Причиной значительного увеличения силы тока  в сети может быть или одновременное включение мощных потребителей тока, например электрических плиток, или короткое замыкание.  Коротким замыкание называют соединение концов участка цепи проводником,  сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать причиной пожара. Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранители.

Назначение предохранителей – сразу отключить линию, если сила тока вдруг окажется больше допустимой нормы. Рассмотрим устройство предохранителей, применяемых в квартирной проводке. Главная часть  предохранителя - проволока из легкоплавкого металла (например, из свинца), проходящая внутри фарфоровой пробки. Пробка имеет винтовую нарезку и центральный контакт. Нарезка соединена с центральным контактом свинцовой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки.

Свинцовая проволока представляет, таким образом, часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определенную силу тока. Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой.

Предохранители с плавящимся проводником называют плавким предохранителем.

Плавкие предохранители должны обеспечивать нормальную работу электроприемников при длительном прохождении по ним номинального тока и немедленно отключать их при перегрузках и коротких замыканиях. Поэтому предохранители выбирают с учетом следующих обстоятельств:

1)      номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять требованию I_вст. ³ I_р,

где I_р – расчетный ток на защищенном участке цепи;

2) каждый предохранитель должен срабатывать лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание на участке цепи, который он защищает, т.е. предохранители должны работать избирательно (селективно).

2.      Порядок выполнения работы.

2.1. 

Соберите электрическую цепь, изображенную на рисунке:

                                                            Рис.1.

2.2.  Выберите напряжение генератора сети равным 220 В, мощности электрических лампочек – 60 и 150 Вт, а рабочее напряжение – 240 В. Выберите мощности электронагревательных приборов – 600 и 1000 Вт, а рабочее напряжение – 240 В.

2.3.  Определите расчетный ток для каждого электроприемника по формуле  . Результаты занесите в таблицу.

2.4.  Рассчитайте номинальные значения токов плавких предохранителей, защищающих отдельно электроосветительную сеть (Пр.3) и сеть, питающую электронагревательные приборы (Пр.2), а также ток для общего предохранителя (Пр.1), защищающего все электрические приборы.

2.5.  Замкните ключи К1 и К4, К5. Убедитесь, что лампы загорелись, а предохранители Пр.1 и Пр.3 не перегорают.

2.6.  Замкните ключи К1 и К2, К3. Убедитесь, что нагреватели включились, а предохранители Пр.1 и Пр.2 не перегорают.

2.7.  Замкните все ключи. Убедитесь, что все электроприборы включились, а все предохранители не перегорают.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Какова цель установки предохранителей в электрических цепях?

3.2. Как рассчитывается номинальный ток плавкой вставки предохранителя?

3.3. Почему правилами техники безопасности запрещается установка так называемых "жучков" -  случайно выбранных проводников вместо целых предохранителей?

 2.7. Лабораторная работа № 7

Элементы цепей переменного тока. Емкостное и индуктивное сопротивления, их зависимость от частоты переменного тока и параметров элементов

Цель:  изучить зависимость емкостного и индуктивного сопротивлений от частоты переменного тока и параметров элементов.

1.      Краткое теоретическое описание

В цепи переменного тока кроме резисторов могут использоваться катушки индуктивности и конденсаторы. Для постоянного тока катушка индуктивности имеет только активное сопротивление, которое обычно невелико (если катушка не содержит большое количество витков). Конденсатор же в цепи постоянного тока представляет "разрыв" (очень большое активное сопротивление). Для переменного тока эти элементы обладают специфическим реактивным сопротивлением, которое зависит как от номиналов деталей, так и от частоты переменного тока, протекающего через катушку и конденсатор.

            1.1. Катушка в цепи переменного тока.

Рассмотрим, что происходит в цепи, содержащей резистор и катушку индуктивности. Колебания силы тока, протекающего через катушку:

вызывают падение напряжения на концах катушки в соответствии с законом самоиндукции и правилом Ленца:

т.е. колебания напряжения опережают по фазе колебания силы тока на p/2. Произведение wLI_m является амплитудой колебания напряжения:

            Произведение циклической частоты на индуктивность называют индуктивным сопротивлением катушки:

                                                      (1)

поэтому связь между амплитудами напряжения и тока на катушке совпадает по форме с законом Ома для участка цепи постоянного тока:

                                                                                                              (2)

Как видно из выражения (1), индуктивное сопротивление не является постоянной величиной для данной катушки, а пропорционально частоте переменного тока через катушку. Поэтому амплитуда колебаний силы тока I_m в проводнике с индуктивностью L при постоянной амплитуде U_L напряжения убывает обратно пропорционально частоте переменного тока:

.

            1.2. Конденсатор в цепи переменного тока.

            При изменении напряжения на обкладках конденсатора по гармоническому закону:                        

заряд q на его обкладках изменяется также по гармоническому закону:

                                                .

Электрический ток в цепи возникает в результате изменения заряда конденсатора, поэтому колебания силы тока в цепи будут происходить по закону:

Видно, что колебания напряжения на конденсаторе отстают по фазе от колебаний силы тока на p/2. Произведение wCU_m является амплитудой колебаний силы тока:

Аналогично тому, как было сделано с индуктивностью, введем понятие емкостного сопротивления конденсатора:

                                                                                                                (3)

Для конденсатора получаем соотношение, аналогичное закону Ома:

                                                 (4)

Формулы (2) и (4) справедливы и для эффективных значений тока и напряжения.

2.      Порядок выполнения работы

2.1.  Соберите цепь показанную на рисунке 1.

2.2.  Установите следующие значения параметров:

Генератор – напряжение (эффективное) 100 В, частота 100 Гц;

Конденсатор – рабочее напряжение 400 В, емкость 10 мкФ;

Резистор – рабочая мощность 500 Вт, сопротивление 100 Ом.

2.3.  Изменяя емкость конденсатора от 5 до 50 мкФ (через 5 мкФ), запишите показания вольтметров (напряжение на конденсаторе и на резисторе).

2.4.  Рассчитайте эффективное значение токов, текущих в цепи, в зависимости от значения емкости конденсатора (для этого надо напряжение на резисторе разделить на его сопротивление).

2.5.  Определите значения емкостных сопротивлений конденсатора для соответствующих значений его емкости и сравните их с рассчитанными по формуле (3).

2.6.  Установите емкость конденсатора 10 мкФ. Изменяя частоту генератора от 20 до 100 Гц через 10 Гц, повторите измерения и расчеты емкостного сопротивления в зависимости от частоты переменного тока.

2.7. 

Соберите цепь показанную на рисунке 2.

Рис.1.                                                              Рис.2.

2.8.  Установите следующие значения параметров:

Генератор – напряжение (эффективное) 100 В, частота 100 Гц;

Катушка - индуктивность 50 мГн;

Резистор – рабочая мощность 500 Вт, сопротивление 100 Ом.

2.9.  Изменяя индуктивность катушки от 50 до 500 мГн (через 50 мГн), запишите показания вольтметров (напряжение на катушке и на резисторе).

2.10.        Рассчитайте эффективное значение токов, текущих в цепи, в зависимости от значения индуктивности катушки (для этого надо напряжение на резисторе разделить на его сопротивление).

2.11.        Определите индуктивные сопротивления катушки для соответствующих значений ее индуктивности и сравните их с рассчитанными по формуле (1).

2.12.        Установите индуктивность катушки 100 мГн. Изменяя частоту генератора от 20 до 100 Гц через 10 Гц, повторите измерения и расчеты индуктивного сопротивления в зависимости от частоты переменного тока..

2.13.        Постройте графики зависимостей индуктивного и емкостного сопротивлений от частоты переменного тока.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Почему емкостное сопротивление уменьшается с увеличением частоты переменного ток а, индуктивное сопротивление – увеличивается?

3.2. Каковы разницы фаз между током и напряжением для катушки и конденсатора?

3.3. В каких  единицах измеряются емкостное и индуктивное сопротивления?

3.4. Как записывается аналог закона Ома для максимальных (эффективных) значений тока и напряжения для реактивных элементов – конденсатора и катушки индуктивности?

2.8. Лабораторная работа № 8

Явление резонанса в цепи переменного тока

Цель:  изучение установившихся вынужденных колебаний в цепях переменного тока. Исследование явления резонанса.

1. Краткое теоретическое описание.

Рассмотрим электрическую схему на рис.1., в которой последовательно соединенные конденсатор, резистор и катушка индуктивности подключены к генератору переменного напряжения:

Рис.1.

В этой цепи возникают вынужденные колебания силы тока и напряжения на отдельных её элементах. Амплитуда колебаний силы тока в цепи будет зависеть от частоты w приложенного постоянного напряжения генератора, так как сопротивления реактивных элементов – конденсатора и катушки индуктивности зависят от частоты.

            При низкой частоте w переменного тока емкостное сопротивление конденсатора будет очень большим, поэтому сила тока в цепи будет мала. В обратном предельном случае большой частоты w переменного тока большим будет индуктивное сопротивление катушки , и сила тока в цепи опять будет мала.

            Полное сопротивление Z цепи, изображенной на рис.1., определяется формулой:

.

Ясно, что максимальная сила тока в цепи будет соответствовать такой частоте w₀ приложенного переменного напряжения, при которой индуктивное и ёмкостное сопротивления будут одинаковы:

                                           (1)

При равенстве реактивных сопротивлений катушки и конденсатора, амплитуды напряжений на этих элементах также будут одинаковыми U_C = U_L. Колебания напряжения на катушке и конденсаторе противоположны по фазе, поэтому их сумма при выполнении условия (1) будет равна нулю. В результате напряжение U_R на активном сопротивлении R будет равно полному напряжению генератора U, а сила тока в цепи достигает максимального значения . Циклическая частота w колебаний силы тока и Э.Д.С. при этом равна

                                           (2)

и совпадает с циклической частотой свободных незатухающих электромагнитных колебаний в электрическом контуре.

            Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока в колебательном контуре при приближении циклической частоты w внешней переменной Э.Д.С. к частоте w₀ свободных незатухающих колебаний в контуре называется резонансом в электрической цепи переменного тока. Частота w = w₀ называется резонансной циклической частотой.  Резонансная циклическая частота не зависит от активного сопротивления R.  График зависимости I_m от w называется резонансной кривой. Резонансные кривые имеют тем более острый максимум, чем меньше активное сопротивление R:

                                                            Рис.2.

2. Порядок выполнения работы.

2.1. Соберите на монтажном столе схему, показанную на рис. 1., предварительно выбрав значения параметров элементов следующими:

            Генератор:     U_эф = 100 В; n = 10 Гц;

            Резистор:        R = 200 Ом; Р = 500 Вт;

            Конденсатор: С = 10 мкФ; U_раб = 400 В;

            Катушка:        L = 1 Гн.

2.2. Изменяя частоту генератора от 10 Гц до 100 Гц через 10 Гц, с помощью вольтметров измерьте напряжения на катушке, конденсаторе, резисторе и занесите измеренные значения в таблицу. В наборе конструктора имеется лишь два мультиметра, поэтому придется , изменяя частоту генератора, провести измерения дважды – сначала подключив вольтметры к катушке и конденсатору, а второй раз – подключив вольтметр к резистору.

2.3. Постройте графики зависимости напряжений на резисторе, конденсаторе и катушке в зависимости от частоты генератора.

2.4. Рассчитайте по формуле (2) частоту резонанса и сравните полученное значение с экспериментальным.

2.5. Измените параметры элементов и повторите измерения и расчеты.

2.6. Попытайтесь объяснить экспериментальные графики зависимости напряжений на элементах от частоты переменного тока в цепи.

3.      Контрольные вопросы.

3.1. Как зависят реактивные сопротивления конденсатора и катушки индуктивности от частоты переменного тока?

            3.2. Почему сила тока в последовательной цепи с конденсатором, катушкой и резистором имеет максимум при определенной частоте и стремится к нулю при очень малой и очень большой частоте.

            3.3. Почему при резонансе напряжение на резисторе равно напряжению источника переменного тока?

            3.4. При каком условии наступает резонанс в последовательной цепи переменного тока?

            3.5. Как используется явление резонанса в быту, технике, науке?

3. СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

3.1. Электрический ток и электродвижущая сила.

Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. За направление электрического тока принято направление движения положительных зарядов. Электрический ток возникает в проводниках под действием электрического поля.

            Отношение заряда Dq, проходящего через поперечное сечение проводника за время Dt, к этому интервалу времени называется силой тока I:

                                                            I = Dq / Dt.

Сила тока измеряется в Амперах. Если сила тока не изменяется со временем, электрический ток называют постоянным током.

            Электрический ток в проводниках вызывают так называемые источники постоянного тока. Силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля, называются сторонними силами. Сторонние силы в гальваническом элементе или аккумуляторе возникают в результате электрохимических процессов, происходящих на границе электрод - электролит. В динамо-машине постоянного тока сторонней силой является сила Лоренца. Отношение работы А_ст , совершаемой сторонними силами по перемещению заряда Dq вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей силой  e источника (ЭДС):

                                                            e = А_ст / Dq.

            Электродвижущая сила выражается в тех же единицах, что и напряжение или разность потенциалов, т.е. в Вольтах.

            Наиболее распространенные источники постоянного тока и батареи, применяемые в различных бытовых приборах (электронных часах, портативных приемниках и магнитофонах, фонариках и т.д.) имеют ЭДС 1.5В, 4.5В, 9В. В автомобилях применяются аккумуляторы с ЭДС 12В (для легковых) и 24В (у некоторых грузовиков).

3.2. Закон Ома для участка цепи.

            Немецкий физик Георг Ом (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

                                                            U / I = R = const.

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника. Электрическое сопротивление измеряется в Омах. Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

                                                            1 Ом = 1 В / 1 А.

            Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади S поперечного сечения проводника:

                                                            R = r×L / S.

Постоянный для данного вещества параметр r называется удельным электрическим сопротивлением вещества. Удельное сопротивление измеряется в Ом×м.

В таблице приводятся значения удельного электрического сопротивления для некоторых материалов и сплавов:

Таблица 3.1. Удельное сопротивление проводников.

Материал	Удельное сопротивление (Ом×м)	Удельное сопротивление (Ом×мм2/м)
Алюминий	2,82×10-8	0,0282
Висмут	1,2×10-6	1,2
Вольфрам	5,5×10-8	0,055
Железо	9,8×10-8	0,098
Золото	2,42×10-8	0,0242
Константан	4,9×10-7	0,49
Латунь	8×10-8	0,08
Манганин	4,4×10-7	0,44
Медь	1,72×10-8	0,0172
Молибден	5,6×10-8	0,056
Никель	7,24×10-8	0,0724
Нихром	1×10-6	1
Олово	1,14×10-7	0,114
Платина	1,05×10-7	0,105
Свинец	2,06×10-7	0,206
Серебро	1,62×10-8	0,0162
Цинк	5,92×10-8	0,0592

            Экспериментально установленную зависимость силы тока I от напряжения U и электрического сопротивления R участка цепи называют законом Ома для участка цепи:

                                                            I = U / R

.

3.3. Последовательное и параллельное соединение проводников.

При последовательном соединении k проводников их общее электрическое сопротивление равно сумме электрических сопротивлений всех проводников:

                                                            R = R₁ + R₂ + ... + R_k .

При параллельном соединении k проводников величина, обратная общему электрическому сопротивлению цепи, равна сумме обратных величин электрических сопротивлений всех параллельно включенных проводников:

                                    1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + ... + 1 / R_k .

3.4. Работа и мощность постоянного электрического тока.

            Работа А электрического тока на участке цепи с электрическим сопротивлением R за время Dt равна:

                                                            A = I×U×Dt = I²×R×Dt

            Мощность P электрического тока равна отношению работы А тока ко времени Dt, за которое эта работа совершена:

                                                P = A / Dt = I×U = I²×R = U² / R.

            Работа А электрического тока равна количеству теплоты Q, выделяемому проводником (если не совершается механическая работа и не происходят химические реакции):

                                                            Q = I²×R×Dt

Этот закон был экспериментально установлен английским ученым Джеймсом Джоулем (1818-1889) и русским ученым Эмилием Ленцем (1804-1865) и поэтому носит название закона Джоуля - Ленца.

3.5. Внутреннее сопротивление источника тока.

            В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. На внутреннем участке цепи выделяется количество теплоты Q_вн, равное:

Q_вн = I²×r×Dt,

            где r - внутреннее сопротивление источника тока.

            Полное количество теплоты Q_полн , выделяющееся при протекании постоянного тока в замкнутой цепи, внешний и внутренний участки которой имеют сопротивления, соответственно равные R и r, равно:

                                                Q_полн = I²×R×Dt + I²×r×Dt = I²×(R + r)×Dt

3.6. Закон Ома для полной цепи.

            Для замкнутой цепи работа сторонних сил источника тока равна количеству теплоты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи, поэтому:

                        Dq×e = I²×(R + r)×Dt,

откуда

                        e = I×(R + r),

 или

                        I = e /(R + r)

            Последнее выражение называется законом Ома для полной цепи.

3.7. Конденсатор. Электрическая емкость.

            Заряд проводника пропорционален его потенциалу:

                                                            q = C×j

Коэффициент пропорциональности С называется электрической емкостью или просто емкостью проводника:

                                                            C = q / j.

            Конденсатор представляет собой два разноименно заряженных проводящих тела (обкладки), находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Под зарядом конденсатора понимается заряд, расположенный  на одной из внутренних, обращенных друг к другу, поверхностей этих обкладок. Заряды обкладок равны по модулю и противоположны по знаку.

            Емкость конденсатора равна отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками:

                                                            C = q / U.

Емкость не зависит от заряда конденсатора и определяется его формой и размерами. По форме проводящих поверхностей различают плоские, цилиндрические и сферические конденсаторы.

            Емкость плоского конденсатора:

                                                            C = e₀×e×S / d,

            где       S – площадь поверхности одной пластины;

                        d – расстояние между пластинами;

                        e – диэлектрическая проницаемость материала, находящегося между обкладками;

                        e₀ = 8.854×10 ^-12 Ф/м – электрическая постоянная.

            Емкость цилиндрического конденсатора и коаксиального кабеля:

                                                C = 2p×e×e₀×l / ln(b/a),

            где       b и a – радиусы внешнего и внутреннего цилиндров;

                        l – длина конденсатора.

            Емкость сферического конденсатора:

                                                C = 4p×e×e₀ / (1/a – 1/b),

            где       b и a – радиусы внешней и внутренней сфер.

3.8. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

            При параллельном соединении k конденсаторов полная емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:

                                                C = C₁ + C₂ + … + C_k.

            При последовательном соединении k конденсаторов складываются обратные емкостям величины:

                                    1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + … + 1/C_k.

            Энергия электрического поля заряженного конденсатора равна:

            W = qU / 2 = CU² / 2 = q² / (2C).

3.9. Самоиндукция. Индуктивность проводника.

            При любом изменении тока в проводнике возникает ЭДС индукции, которая возбуждается изменением магнитного потока, создаваемого этим же током. Такое явление называется самоиндукцией. ЭДС самоиндукции определяется выражением:

                                                            e = - L×DI /Dt,

            где L – индуктивность проводника, зависящая от его размеров, формы и от свойств среды, в которой находится проводник.

            Индуктивность L связывает магнитный поток Ф, пронизывающий контур, с силой тока I в контуре, создающий этот поток:

                                                            Ф = L×I.

            Индуктивность длинного соленоида с сердечником равна:

                                                L = m₀×m×N²S / l = m₀×m×n²V,

            где       N – число витков;

                        S – площадь поперечного сечения соленоида;

                        l – длина намотки;

                        n = N/l – число витков на единицу длины;

                        V = Sl – объем соленоида;

m – магнитная проницаемость сердечника;

m₀ = 12.57×10^–7 Н/А² – магнитная постоянная.

            Энергия W магнитного поля, создаваемого проводником с индуктивностью L, по которому течет ток I, равна:

                                                            W = LI² / 2.

3.10. Переменный электрический ток.

Физические процессы, происходящие в цепях синусоидального переменного тока, представляют собой установившиеся вынужденные электромагнитные колебания.

            Напряжение U, создаваемое генератором переменного тока, изменяется со временем t по закону:

                                                U(t) = U₀×cos(w t),

            где       U₀ – амплитуда;

                        w = 2pn  – круговая или циклическая частота колебаний;

                        n  – обычная частота колебаний в герцах.

            При включении в цепь обычного омического (активного) сопротивления R через него пойдет ток:

                                                I(t) = I₀×cos(w t),                                 I₀ = U₀ / R.

Ток изменяется в фазе с приложенным напряжением.

            При включении конденсатора с емкостью С через него пойдет ток:

                                                I(t) = I₀×cos(w t + p /2),                      I₀ = U₀Cw.

Ток опережает по фазе напряжение на p/2.

            Конденсатору с емкостью С сопоставляется емкостное (реактивное) сопротивление R_C = 1 / (wC).

            При включении катушки с индуктивностью L через нее пойдет ток:

                                                I(t) = I₀×cos(w t - p /2),                       I₀ = U₀ /(wL).

Ток отстает по фазе от напряжения на p/2.

            Катушке с индуктивностью L сопоставляется индуктивное (реактивное) сопротивление R_L = w L.

3.11. Последовательная цепь переменного  тока.

            В последовательной цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление R, емкость C и индуктивность L, сила тока I в каждый момент времени во всех участках цепи одинакова, а сумма мгновенных значений напряжений U_R, U_C и U_L равна значению приложенного напряжения U в тот же момент времени:

                                                U = U_R + U_C + U_L.

            Приложенное напряжение и ток в цепи для этого случая имеют следующие зависимости от времени:

                        U(t) = U₀ cos(w t),      I(t) = I₀ cos(w t+j).

Величины I₀ и j определяются по формулам:

            I₀ = U₀ / {R² + [wL – 1/(wC)]²}^1/2;    tgj = [wL – 1/(wC)] / R.

Связь между амплитудным значением тока I₀ и амплитудными значениями напряжений U_0R , U_0C , U_0L на отдельных элементах цепи такова:

            U_0R = I₀×R ,                 U_0C = I₀ / (wC) ,                      U_0L = I₀×wL.

Мгновенные значения напряжений на отдельных элементах цепи:

                        U_R = I₀R×cos(w t - j) ,

                                                U_L = I₀wL×cos(w t - j + p/2) ,

                                                U_C = (I₀ /wC)×cos(w t - j  - p/2).

3.12. Параллельная цепь переменного тока.

            При параллельном соединении активного сопротивления R и реактивных сопротивлений R_C и R_L мгновенное значение тока в неразветвленной части цепи равно алгебраической сумме токов в параллельных участках:

                                                I = I_R + I_C + I_L ,

а мгновенное значение напряжения одно и то же на всех участках.

            Приложенное напряжение и ток в неразветвленной части цепи определяются выражениями:

                        U(t) = U₀×cos(w t) ,     I(t) = I₀×cos(w t - j) ,

                                    I₀ = U₀ {1/R² + [1/(wL) - wC]²}^1/2 ,

                        tgj = R[1/(wL) - wC].

Амплитудные значения токов и напряжения связаны соотношениями:

                                                U₀ = I_0R×R = I_0C /(wC) = I_0LwL.

Мгновенные значения токов в отдельных ветвях цепи:

                                                I_R = (U₀/R)×cos(w t) ,

                                                I_L = [U₀/(wL)]×cos(w t - p/2) ,

                                                I_C = U₀wC×cos(w t + p/2).

3.13. Мощность в цепи переменного тока.

            Мгновенная мощность в цепи переменного тока равна:

                        P(t) = U×I = U₀×I₀×cos(w t)×cos(w t - j) .

Средняя мощность в цепи переменного тока равна:

                        P = (1/2)U₀×I₀×cosj .

Если ввести действующие (эффективные) значения напряжения и тока:

            U_эф = U₀ /(2)^1/2  и                   I_эф = I₀ /(2)^1/2,

То выражение для мощности примет вид:

                                                P = U_эф×I_эф×cosj

3.14. Электроизмерительные приборы.

3.14.1. Амперметр.

Амперметр служит для измерения силы тока в электрической цепи. Он состоит из стрелочного прибора - гальванометра с внутренним сопротивлением R_а и параллельно подключенного к нему шунтирующего сопротивления R_ш. Собственное (внутреннее) сопротивление R_а гальванометра должно быть как можно меньше, чтобы при измерении силы тока в данном участке цепи падение напряжения на приборе было минимальным. Шунт в амперметре нужен для расширения диапазона измерений силы тока.

Для увеличения диапазона измерений в n раз требуется сопротивление шунта:

                                                R_ш = R_a /(n-1).

Амперметр всегда включается последовательно с тем участком цепи, в котором измеряется сила тока.

3.14.2. Вольтметр.

            Прибор для измерения напряжения называют вольтметром.

Он состоит из стрелочного прибора - гальванометра с внутренним сопротивлением R_в и последовательно подключенного к нему добавочного сопротивления R_д. Собственное (внутреннее) сопротивление R_в вольтметра должно быть как можно больше, чтобы при измерении напряжения на данном участке цепи ток

через прибор был минимальным. Добавочное сопротивление в вольтметре нужно для расширения диапазона измерений.

            Для увеличения диапазона измерений в n раз требуется добавочное сопротивление:

 R_д = R_в(n-1).

            Вольтметр всегда подключается параллельно тому участку цепи, на котором измеряют падение напряжения.

            Современные цифровые электроизмерительные приборы не содержат механических стрелочных систем, однако, принципы работы с ними остаются такими же.

3.15. Характеристика деталей электрических схем и их маркировка.

3.15.1. Резисторы.

                Конструкция и технология изготовления резисторов имеют большое разнообразие. Различают резисторы постоянного и переменного сопротивления, проволочные, непроволочные, углеродистые, металлопленочные, композиционные, полупроводниковые и т.д.

Резисторы характеризуются следующими параметрами:

Номинальное сопротивление в Омах (кило омах, мегомах);

Максимальная (рабочая) мощность в Ваттах (милливаттах);

Температурный коэффициент сопротивления ТКС;

Максимальное напряжение;

Погрешность или класс точности в процентах.

Значение номинального сопротивления указывается на детали цифрами или с помощью цветового кода. Действительное сопротивление резистора может отличаться от номинального, но не более допустимого значения, определяемого классом точности.

            Стандартный ряд значений сопротивления зависит от класса точности резистора. Наиболее распространенные детали относятся к классам точности, соответствующим 20%, 10% и 5%. Например, класс точности, соответствующий отклонению в 10% (ряд Е12 по ГОСТу) содержит следующий стандартный набор значений сопротивления (Ом, кОм, МОм):

1.0, 1.2, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680, 820.

При обозначении номиналов сопротивлений на резисторах и принципиальных электрических схемах вместо десятичной точки используются соответствующие буквы: Е (или R)– для омов, К – для килоомов, М – для мегомов. Например, сопротивления в 5.6 Ом, 68 кОм, 820 кОм следует обозначать как 5Е6, 68К, М82 соответственно.

Наиболее распространенные резисторы имеют следующие значения номинальной мощности (в Ваттах):

0.125, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 и более.

ТКС характеризует относительное (в процентах) изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°С. Обычно, ТКС составляет десятые или сотые доли процентов для большинства резисторов.

Максимальное напряжение резистора зависит от его конструкции и определяется условиями возникновения электрического пробоя.

3.15.2. Конденсаторы.

            Конденсаторы, как и резисторы, отличаются большим разнообразием по конструкции и технологии изготовления. Существуют переменные, подстроечные, постоянные  конденсаторы. Они бывают полярные и неполярные, металлобумажные, электролитические, стеклянные, керамические, танталовые, фторопластовые и т.д.

Конденсаторы характеризуются следующими параметрами.

·         Номинальная емкость в Фарадах (пФ, нФ, мкФ);

·         Максимальное (рабочее) напряжение в Вольтах;

·         Температурный коэффициент емкости ТКЕ;

·         Потери энергии (утечка заряда);

·         Собственная индуктивность.

По классам точности конденсаторы делятся следующим образом:

Класс	001	002	005	00	0	I	II	III	IV	V	VI
Отклонение %	±0.01	±0.2	±0.5	±1	±2	±5	±10	±20	-10 +20	-20 +30	-20 +50

Чаще всего применяются конденсаторы I, II, III классов точности.

Учет потерь энергии в конденсаторе важен в высокоточных и времязадающих цепях.

Собственную индуктивность необходимо учитывать при работе на высокочастотных режимах.

Стандартные ряды значений емкости такие же, как для сопротивлений соответствующего класса точности.

В цепях переменного синусоидального тока конденсатор имеет реактивное (емкостное) сопротивление R_C = 1/wC, которое зависит от частоты w  переменного тока.

3.15.3. Катушки индуктивности.

            Катушки индуктивности применяют в качестве элементов колебательных контуров, фильтров и дросселей. Дроссели обычно служат для разделения переменной и постоянной составляющих тока.

            Конструктивно катушки отличаются геометрией и способом намотки, наличием сердечника и металлического экрана и т.д.

            Катушки индуктивности характеризуются следующими параметрами:

·         Индуктивность в Генри;

·         Добротность;

·         Стабильность;

·         Собственная емкость.

Добротность определяется отношением индуктивного сопротивления к активному сопротивлению катушки на данной частоте:

                        Q_L = R_L / R = wL / R 

и характеризует потери энергии в катушке.

            Собственную емкость катушки необходимо учитывать при работе на высоких частотах.

            Стабильность характеризует степень влияния внешних причин на изменение параметров катушки (ее индуктивности и добротности).

Литература.

            При составлении справочных материалов использовались следующие источники:

1.      Аленицын А.Г., Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Краткий физико-математический справочник. - М., Наука, 1990. – 386 с.

2.      Кабардин О.Ф. Физика: Справочные материалы. – М., Просвещение, 1991. – 367 с.

3.      Бодиловский В.Г. Справочник молодого радиста. – М., Высшая школа, 1983.

– 320 с.

4.      Young H.D., Freedman R.A. University Physics. – Addison-Wesley Publishing Company, 1996. – 1259 p.

ÏÐÎÃÐÀÌÌÀÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ²ÛѲÀØÀ ͵ѲÀÑÛ.

´íiìíi» ºîëäàíûëóû æ¸íå æàëïû åðåêøåëiêòåði.

 ÆÀÁÄÛ²ÒÛ ²ÎËÄÀÍÓÄÛ³ ÒÅÕÍÈÊÀËÛ² Ò°ÐÒIÁI

ƵÌÛÑ ÒÅÐÅÇÅÑIÍI³ ÌÀÇ̵ÍÛ Æ°ÍŠƶÉÅÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ÍÅÃIÇÃI ²À±ÈÄÀËÀÐÛ.

²µÐÀÑÒÛÐÓ ¶ÑÒÅËI.

 ÊÎÍÑÒÐÓÊÒÎÐ Á´ËØÅÊÒÅÐIÍI³ ÒÀ²ÒÀÑÛ.

 Áàñºàðó òàºòàñûíäà¹û  áàòûðìàëàðäû» àòºàðàòûí

 ôóíêöèÿëàðûíû» ñèïàòòàìàëàðû.

 Ò¶ÑIÍÄIÐÌÅ ÒÀ²ÒÀÑÛ (ÏÀÍÅËI).

ÑÀÍÄÛ²  ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐ.

ÅÊI ÊÀÍÀËÄÛ ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔ.

´íiìíi» ºîëäàíûëóû æ¸íå æàëïû åðåêøåëiêòåði.

Á½ë ïðîãðàììà îðòà, ñîíûìåí ºàòàð  àðíàóëû îðòà îºó îðûíäàðûíû» îºóøûëàðûíà (æ¸íå ì½¹àëiìäåðiíå) ôèçèêàíû» “ýëåêòð” êóðñûí îºûï ¾éðåíóãå ê¼ìåê ðåòiíäå æàñàë¹àí. Á½ë áà¹äàðëàìà òåîðèÿëûº ìàòåðèàëäû ½¹ûíó æ¸íå ôèçèêàëûº ëàáîðàòîðèÿëàðäà ýêñïåðèìåíò æ¾ðãiçó àðºûëû   ïðàêòèêàìûçäû òîëûºòûðó¹à íåãiçäåëãåí îºûï ¾éðåíóäi» êëàññèêàëûº ñõåìàñûí òîëûºòûðàäû.

      Ïðîãðàììà ýêðàí ìîíèòîðûíäà ýëåêòð ñõåìàëàðûí æèíàºòàóäû ê¼ðñåòåòií, îëàðäû» æ½ìûñ iñòåó åðåêøåëiêòåðií çåðòòåéòií, ê¸äiìãi ôèçèêàëûº ýêñïåðèìåíòòå ¼ëøåíåòiíäåé ýëåêòð øàìàëàðûí ¼ëøåóãå áîëàòûí ýëåêòðîíäû êîíñòðóêòîðäàí ò½ðàäû.

      Êîíñòðóêòîðäû» ê¼ìåãiìåí ò¼ìåíäåãi ì¸ñåëåëåðäi

§  ¼òêiçãiø êåäåðãiñiíi» îíû» ìàòåðèàëûíû» ìåíøiêòi êåäåðãiñiíå, ½çûíäû¹ûíà æ¸íå ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûíà ò¸óåëäiëiãií;

§  ò½ðàºòû òîê çà»äàðûí- òiçáåê á¼ëãiíå àðíàë¹àí Îì çà»ûí æ¸íå òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»ûí;

§  ¼òêiçãiøòåðäi, øàð¹ûíû (êàòóøêàíû) æ¸íå êîíäåíñàòîðäû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó çà»äàðûí;

§  ýëåêòðîíäû ñõåìàëàðäà ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû ºîëäàíóäû»  ïðèíöèïòåðií;

§  ýëåêòðæûëòºûø æ¸íå æàðûºòàíäûð¹ûø º½ðàëäàðäàí  ýíåðãèÿíû» á¼ëiíó çà»äàðûí, òîê ê¼çiíi» æ¾êòåìåìåí ñ¸éêåñòåíó ïðèíöèïòåðií;

§  ýëåêòðîíäûº ñõåìàëàðäà òîê ïåí êåðíåóäi ºàçiðãi êåçäåãi ¼ëøåóiø àñïàïòàðäû» (ìóëüòèìåòð, åêi êàíàëäû îñöèëëîãðàô) ê¼ìåãiìåí ¼ëøåóäi,  ¸ð ò¾ðëi á¼ëøåêòåðäåãi àéíûìàëû òîêòû»  ò¾ðií, àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi òîê ïåí êåðíåó àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí áàºûëàóäû;

§  àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäåãi ñûéûìäûëûº æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãiëåðäi» ïàéäà áîëóûí æ¸íå îëàðäû» àéíûìàëû òîê ãåíåðàòîðûíû» æèiëiãiíå æ¸íå á¼ëøåêòåðäi» íîìèíàëûíà áàéëàíûñòûëû¹ûí;

§  àéíûìàëû òîê òiçáåãiíåí ºóàòòû» á¼ëiíóií;

§  òiçáåêòi æ¸íå ïàðàëëåëäi òåðáåëìåëi êîíòóðû áàð æåëiäåãi ðåçîíàíñ º½áûëûñûí çåðòòåóäi;

§  á¼ëøåêòi» áåëãiñiç ïàðàìåòðëåðií òàáóäû;

§  àéíûìàëû òîê òiçáåãiíå àðíàë¹àí ýëåêòð ñ¾çãiøòåðií ñàëó ïðèíöèïòåðií çåðòòåóäi îºûï ¾éðåíóãå áîëàäû.

Ñîíûìåí áiðãå, êîíñòðóêòîðäû îíû» ì¾ìêiíäiãiíå ºàðàé æ¸íå îºóøûëàðäû» òâîð÷åñòâîëûº æ½ìûñû áàðûñûíäà ïàéäàëàíó¹à áîëàäû. Á½ë æ¾éåíi» åðåêøåëiãi íàºòû ôèçèêàëûº ïðîöåññòåðäi ê¼çiìiçáåí ê¼ðóãå áîëàäû. Á½ë ¾øií ò¼ìåíäåãi æà¹äàéëàð ºàðàñòûðûë¹àí:

·         êîíñòðóêòîðäû» á¼ëiêòåði ìåí ¼ëøåóiø àñïàïòàðû ñõåìà ò¾ðiíäå åìåñ, “íàºòû” ò¾ðäå áåðiëãåí;

·         êåäåðãi àðºûëû ¼òåòií ýëåêòð òî¹ûíû» ºàëûïòû  ºóàòû ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà æàë¹àí êåäåðãi ºàðàÿäû;

·         øàì ìåí ýëåêòðæûëòºûø àñïàïòàð ºàëûïòû ºóàòòà æàðºûðàéäû, àñûï êåòêåí êåçäå æàíûï êåòåäi;

·         æ½ìûñ êåðíåói ê¼ï áîë¹àí êåçäå  êîíäåíñàòîð äà iñòåí øû¹àäû;

·         ñàºòàíäûð¹ûø àðºûëû ¼òåòií ºàëûïòû æ½ìûñ òî¹û ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà, îë iñòåí øû¹àäû;

·         ê¼ïòåãåí îïåðàöèÿëàð æ¸íå îëàðäû» í¸òèæåëåði äûáûñ ýôôåêòiëåðiìåí ºîñàºòàë¹àí.

               Á½ë îºóøûëàðäû» ¼ç ºàòåëiêòåðiíi» íåãå ¸êåëiï ñîºòûðàòûíûí ê¼çäåðiìåí ê¼ðó, ä½ðûñ øûºïà¹àí ýêñïåðèìåíòòiê æ½ìûñòàðäû» íåäåí áîë¹àíûí àíûºòàó æ¸íå ñõåìàëàð¹à àëäûí-àëà òàëäàó æàñàó ¾øií iñòåëãåí.

               Ïðîãðàììàíû ºîëäàíó ¾øií Windows æ¾éåñiìåí æ½ìûñ iñòåóäi áiëó æåòêiëiêòi.

ÆÀÁÄÛ²ÒÛ ²ÎËÄÀÍÓÄÛ³ ÒÅÕÍÈÊÀËÛ² Ò°ÐÒIÁI:

Ïðîãðàììàíû» æ½ìûñ iñòåói ¾øií êåëåñi í¸ðñåëåð êåðåê:

·         Pentium ïðîöåññîðû (íåìåñå îíû» àíàëîãòàðû);

·         ÎѲ 8 ì æ¸íå îäàí ê¼áiðåê áîëóû ºàæåò;

·         800õ600 áîëàòûí ìîíèòîð æ¸íå êåì äåãåíäå 65 ìû» ò¾ñ æà¹äàéûíäà æ½ìûñ iñòåéòií áåéíå êàðòà;

·         Windows 93, 98 íåìåñå WT îïåðàöèÿëûº æ¾éåëåði;

·         äûáûñ ýôôåêòiëåðiìåí æ½ìûñ iñòåó ¾øií ºàæåòòi äûáûñ ïëàòàñû;

·         “òûøºàí” ìàíèïóëÿòîðû.

ƵÌÛÑ ÒÅÐÅÇÅÑIÍI³ ÌÀÇ̵ÍÛ Æ°ÍŠƶÉÅÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ÍÅÃIÇÃI ²À±ÈÄÀËÀÐÛ.

Ïðîãðàììàíû ºîñºàí êåçäå êîìïüþòåð ýêðàíûíäà ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåð ê¼ðñåòiëåäi:

·         ýëåêòð ñõåìàëàðûí æèíàó¹à æ¸íå îëàðäû» æ½ìûñûí áà¹àëàó¹à áîëàòûí áàéëàíûñ àëà»äàðû áà𠺽ðàñòûðó ¾ñòåëi (ýêðàííû» îðòàñûíäà);

·         ýëåêòð ýëåìåíòòåðiíi» æèûíòû¹ûíàí ò½ðàòûí (ýêðàííû» î» æà¹ûíäà) á¼ëøåêòåð òàºòàñû.

·         êåðåê åìåñ æ¸íå æàíûï êåòêåí á¼ëiêòåðäi ñàëàòûí “º½ë-ºîºûñ ñåáåòi” (îë ýêðàííû» ò¼ìåíãi ñîë æຠá½ðûøûíäà îðíàëàñºàí)

·         ºîñûìøà º½ðàëäàðäû øàºûðàòûí áàòûðìàëàðäàí ò½ðàòûí ïðîãðàììàíû áàñºàðó òàºòàñû (ýêðàííû» æî¹àð¹û á¼ëiãiíäå îðíàëàñºàí)

·         ò¾ñiíäiðìå òàºòàñû (ýêðàííû» ò¼ìåíãi á¼ëiãiíäå).

²µÐÀÑÒÛÐÓ ¶ÑÒÅËI.

²½ðàñòûðó ¾ñòåëi -¸ðò¾ðëi ýëåêòð ñõåìàëàðûí æèíàó¹à àðíàë¹àí 7õ7=49 áàéëàíûñ àëà»øàëàðûíàí ò½ðàòûí ºîíäûð¹û.

°ðáið á¼ëøåê òåê áið-áiðiíå æàºûí åêi áàéëàíûñ àëà»øàíû» îðòàñûíäà òiãiíåí íåìåñå ê¼ëäåíå»iíåí îðíàëàñà àëàäû. Áàéëàíûñ àëà»øàëàðûìåí ºîñûëûñºàí æåðiíäå á¼ëøåêòåðãå ¼ëøåóiø àñïàïòàðäû æàë¹àó¹à áîëàäû.

ƽìûñ ¾ñòåëiíäå êîíñòðóêòîðäû» æèíà¹ûíàí á¼ëøåêòåðäi òà»äàó æ¸íå îëàðäû áàëºûòûï æàë¹àó  “òûøºàííû»” ê¼ìåãiìåí æ¾çåãå àñàäû. Îë ¾øií “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií êåðåêòi á¼ëøåêêå ¸êåëåìiç äå “òûøºàííû»” ñîë æຠáàòûðìàñûí áàñà îòûðûï, îíû º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíi» êåðåêòi æåðiíå ºîÿìûç. Ñîë æàºòà¹û áàòûðìàíû áîñàòºàííàí êåéií, á¼ëøåê êåðåêòi æåðiíäå ò½ðàäû. ²àæåò åìåñ æ¸íå á¾ëiíãåí á¼ëøåêòåðäi ¾ñòåëäåí “ê¾ë-ºîºûñ ñåáåòiíå” îñû ¸äiñïåí ñàëó¹à áîëàäû.

Ñîíûìåí ºàòàð, á¼ëøåêòåðäi ¾ñòåëäåí òà¹û äà áàñºà ¸äiñïåí àëûï òàñòàó¹à áîëàäû. Îë ¾øií á¼ëøåêòi» ¾ñòiíå “òûøºàíäû” ¸êåëiï, îíû» î» æàºòà¹û áàòûðìàñûí åêi ðåò áàññàº, “Á¼ëøåêòi àëûï òàñòàó” äåãåí òåðåçå øû¹àäû. Á½ë ½ñûíûñ ºàáûëäàí¹àííàí êåéií (áàòûðìàíû» áàñûëóû) á¼ëøåê ñåáåòêå ñàëûíàäû. Ñåáåòêå åìåñ, º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíåí òûñ àëûï òàñòàë¹àí á¼ëøåêòåð ¾ñòåëäi» ò¼ìåíãi á¼ëiãiíå æèíàºòàëàäû. ¶ñòåëäå áið ìåçãiëäå àéíûìàëû æ¸íå ò½ðàºòû òîê ê¼çäåði ºàòàð îðíàëàñà àëìàéäû.

ÊÎÍÑÒÐÓÊÒÎÐ Á´ËØÅÊÒÅÐIÍI³ ÒÀ²ÒÀÑÛ.

Êîíñòðóêòîðäà êåëåñi á¼ëøåêòåð ºîëäàíûëàäû:

·         ðåçèñòîð (îë Îììåí ¼ëøåíåòií êåäåðãiìåí æ¸íå Âàòòïåí ¼ëøåíåòií ºóàòïåí ñèïàòòàëàäû, ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí êåçäå îë iñòåí øû¹àäû);

·         ñàºòàíäûð¹ûø (å» ¾ëêåí æ½ìûñ òî¹ûìåí ñèïàòòàëàäû, îë ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà iñòåí øû¹àäû);

·         êîíäåíñàòîð (Ôàðàäàìåí áåðiëãåí ñûéûìäûëûºïåí æ¸íå æ½ìûñ êåðíåóiìåí ñèïàòòàëàäû, îë ê¼ï áîë¹àí æà¹äàéäà iñòåí øû¹àäû);

·         èíäóêòèâòiê øàð¹ûñû (êàòóøêàñû) (Ãåíðìåí áåðiëãåí èíäóêòèâòiêïåí ñèïàòòàëàäû, îíû» àêòèâ êåäåðãiñi ¼òå àç áîëàäû);

·         º½ðàñòûðó ñûìû (îíû» êåäåðãiñi ¼òå àç áîëûï êåëåäi);

·         àéûð¹ûø (ò½éûºòàë¹àí æ¸íå ò½éûºòàëìà¹àí åêi æà¹äàéäà ñèïàòòàëàäû);

·         ºîðåêòåíäiðó ýëåìåíòi (Âîëüòïåí áåðiëãåí ݲÊ-ìåí, ïîëþñïåí æ¸íå Îììåí áåðiëãåí iøêi êåäåðãiìåí ñèïàòòàëàäû);

·         ñèíóñîèäàëûº êåðíåóäi» ãåíåðàòîðû (àìïëèòóäà æ¸íå àéíûìàëû êåðíåó æèiëiãiìåí ñèïàòòàëàäû);

·         øàì (Âîëüòïåí áåðiëãåí æ½ìûñøû êåðíåóiìåí, ìèëèàìïåðìåí áåðiëãåí òîêïåí íåìåñå Âàòòïåí áåðiëãåí ºóàòïåí ñèïàòòàëàäû, îñûëàðäû» øàìàñû ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí êåçäå iñòåí øû¹àäû);

·         ýëåêòð ºûçäûð¹ûø (æ½ìûñ êåðíåóiìåí æ¸íå ºóàòïåí ñèïàòòàëàäû, îëàð ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí æà¹äàéäà æàíûï êåòåäi);

·         íàºòû ¼òêiçãiø (¼òêiçãiøòi» ìàòåðèàëûìåí, ½çûíäû¹û æ¸íå ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûìåí ñèïàòòàëàäû);

·         áåëãiñiç á¼ëøåê (îë ðåçèñòîð, êîíäåíñàòîð, øàð¹û (êàòóøêà), áàòàðåéêà íåìåñå ãåíåðàòîð áîëóû ì¾ìêií);

·         ðåîñòàò (Îììåí áåðiëãåí å» ¾ëêåí êåäåðãiìåí ñèïàòòòàëàäû);

·         àéíûìàëû ñûéûìäûëûº êîíäåíñàòîðû (Ôàðàäàìåí áåðiëãåí å» ¾ëêåí ñûéûìäûëûºïåí ñèïàòòàëàäû).

Áàñºàðó òàºòàñûíäà¹û  áàòûðìàëàðäû» àòºàðàòûí

 ôóíêöèÿëàðûíû» ñèïàòòàìàëàðû.

Ñõåìàíû ôàéëäàí æ¾êòåó.

Áàòûðìà “ºàëàé ñàºòàó êåðåê” äåãåí á½éðûº áîéûíøà ñàºòàë¹àí ôàéëäàðäàí ò½ðàòûí áóìàëàðäû» (ïàïêàíû») òåðåçåñií àøàäû. Êåðåêòi ñõåìàíû» ôàéëûí òàóûï àëûï, îíû ñòàíäàðòòû ¸äiñïåí àøñàº, îíäà º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå ñõåìà äàéûí ê¾éäå ïàéäà áîëàäû.

          

    ²àëàé ñàºòàó êåðåê…

Áàòûðìà, ñàºòàó êåðåê ñõåìàíû ºàíäàé ôàéëìåí, ºàíäàé æåðãå ñàºòàó êåðåêòiãií ê¼ðñåòåòií òåðåçåíi àøàäû. ²½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäåãi ñõåìà ê¼ðñåòiëãåí ôàéë àòûìåí áóìàäà ñàºòàëàäû. ²½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå ñõåìà ºàëàäû. Êåéiíiðåê, ñàºòàë¹àí ñõåìàíû º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíå “ñõåìàíû ôàéûëäàí æ¾êòåó” äåãåí á½éðûº áîéûíøà øàºûðó¹à áîëàäû.

  ²½ðàñòûðó ¾ñòåëií òàçàëàó

Áàòûðìà º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå æèíàë¹àí ñõåìàíû òàçàëàéäû. Îïåðàöèÿ ºàáûëäàí¹àííàí êåéií ñõåìà ºàéòàðóñûç àëûíûï òàñòàëûíàäû.

  Ìóëüòèìåòðäi ïàéäàëàíó

Îñû áàòûðìàíû áàññàº, æ½ìûñ ¾ñòåëiíäå ¼ëøåóiø àñïàï “Ìóëüòèìåòð” ïàéäà áîëàäû. Áið óàºûòòà òåê åêi ìóëüòèìåòðäi ºàòàð ïàéäàëàíó¹à áîëàäû. Ìóëüòèìåòðäi àëûï òàñòàó ¾øií îíû»  æî¹àðû î» æàºòà¹û á½ðûøòà ò½ð¹àí x áàòûðìàñûí áàñàìûç (á½ë ñòàíäàðòòû ¸äiñ).

  Îñöèëëîãðàôòû øàºûðó

Åêi êàíàëäû îñöèëëîãðàôòû øàºûðó ¾øií îñû áàòûðìàíû áàñó êåðåê. Îñöèëëîãðàôòû äà ìóëüòèìåòð ñèÿºòû àëûï òàñòàéìûç.

“Á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòði” òåðåçåñií ê¼ðñåòó/ æàñûðó

Á½ë áàòûðìà º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå òà»äàëûíûï àëûí¹àí á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòðií ê¼ðó æ¸íå àóûñòûðó ¾øií ºàæåòòi “á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòði” òåðåçåñií ê¼ðñåòåäi íåìåñå æàñûðàäû. Á¼ëøåêòi òà»äàó ¾øií “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií (îë ºûñºûø ò¾ðiíäå áîëàäû) êåðåêòi á¼ëøåêêå ¸êåëåìiç äå, “òûøºàííû»” ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñàìûç. Òà»äàëûíûï àëûí¹àí á¼ëøåê ñàðû ò¾ñïåí åðåêøåëåíåäi. Á¼ëøåêòi» ïàðàìåòðëåðií ¼çãåðòó ¾øií åêi ¸äiñòi ºîëäàíó¹à áîëàäû:

·         òåðåçåíi» î» æà¹ûíäà¹û áàòûðìàíû t áàñºàííàí êåéiíãi øû¹àòûí òiçiìíåí ïàðàìåòðëåðäi òà»äàó;

·         ïåðíåëåð  àðºûëû ì¸íäåðäi áåðó (îë ¾øií àëäûìåí òiçiìäi àëó ºàæåò);

“Á¼ëøåêòåðäi» ïàðàìåòði” òåðåçåñi á¼ëøåêòi» ¾ñòiíå òûøºàíäû àëûï êåëiï, ñîë æàºòà¹û áàòûðìàìåí åêi ðåò áàñºàíäà ýêðàíäà àâòîìàòòû ò¾ðäå ê¼ðiíåäi.

    “Á¼ëøåêòi» ê¾éi” òåðåçåñií ê¼ðñåòó/æàñûðó

Á½ë áàòûðìàíû áàñó àðºûëû íàºòû óàºûò ìåçãiëiíäåãi á¼ëøåêòåðäi» êåäåðãiëåðiíi», òî¹ûíû», êåðíåóiíi» æ¸íå ºóàòûíû» íàºòû æ¸íå æàë¹àí á¼ëiêòåðií ê¼ðóãå íåìåñå æàñûðó¹à áîëàäû. Á½ë ñõåìàíû» æ½ìûñûí áàºûëàó¹à æ¸íå æ¼íäåóãå àðíàë¹àí. Ñîíäûºòàí á½ë áàòûðìà áàñºàðó òàºòàñûíäà ïðîãðàììàíû “ì½¹àëiì” æà¹äàéûíäà (ðåæèìiíäå) iñêå ºîñºàí êåçäå ¹àíà ê¼ðiíåäi (E.EXE/teacher.-äåí). Á½ë

åñåïòi îºóøûíû» ¼ç áåòiìåí øû¹àðóû ¾øií iñòåëãåí. 

    Òië

Á½ë áàòûðìà ê¼ìåêøi æ¾éåíi», ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòû» ì¸òiíiíi» òiëií (îðûñ íåìåñå ºàçàº) òà»äàó ¾øií êåðåê.

     Ýëåêòð òàðàóû áîéûíøà àíûºòàìà

Á½ë áàòûðìà îñû òàðàó áîéûíøà ôîðìóëàëàðû, ñóðåòòåði æ¸íå ìûñàëäàðû áàð ºûñºàøà ñèïàòòàìàëàðäàí ò½ðàòûí òåðåçåíi àøàäû.

     Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòàð

Á½ë áàòûðìà îºóøûëàð¹à îðûíäàëàòûí ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñòàðäû» ñèïàòòàìàñû áàð òåðåçåíi àøàäû. Á½ë æ½ìûñòàðäà æ½ìûñòû» ºûñºàøà ìàçì½íû, îðûíäàëó ¸äiñòåìåñi, ¼ëøåóäi æ¸íå åñåïòåóäi æ¾ðãiçóãå ºàæåòòi í½ñºàóëàð æ¸íå áàºûëàó ñ½ðàºòàðû áàð.

  Ïðîãðàììàìåí ºàëàé æ½ìûñ iñòåó ºàæåò?

Á½ë áàòûðìà ïðîãðàììàìåí æ½ìûñ iñòåóäi» åðåæåëåði æàçûë¹àí àíûºòàìà àºïàðàòû áàð òåðåçåíi àøàäû.

    Windows-òû» êàëüêóëÿòîðû.

Windows-òû» ñòàíäàðòòû êàëüêóëÿòîðûí øàºûðàäû.

     Ïðîãðàììà òóðàëû

Á½ë áàcòûðìà îñû ïðîãðàììàíû»  àâòîðëàðû òóðàëû ìà¹ë½ìàò áåðåäi.

   Ïðîãðàììàäàí øû¹ó.

Á½ë áàòûðìà ïðîãðàììàìåí æ½ìûñ iñòåóäi òîºòàòàäû. Ïðîãðàììàäàí øû¹àð àëäûíäà ”º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäåãi ñõåìàíû ñàºòàéñûç áà?”- äåï  ñ½ðàéäû. Ñàºòàëìà¹àí ñõåìà æî¹àëûï êåòåäi.

Ò¶ÑIÍÄIÐÌÅ ÒÀ²ÒÀÑÛ (ÏÀÍÅËI).

Ò¾ñiíäiðìåëåð òàºòàñûíà á¼ëøåêòåð òóðàëû æ¸íå áàñºàðó òàºòàñûíû» áàòûðìàëàðû æ¼íiíäå ìà¹ë½ìàòòàð åíãiçiëåäi. Á½ë àºïàðàò “òûøºàííû»” ñiëòåìåñi êåðåêòi ýëåìåíòêå òîºòà¹àíäà ê¼ðiíåäi.

ÑÀÍÄÛ²  ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐ.

ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ÅÐÅÆÅËÅÐI.

ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐÄI³ Ê´ÌÅÃIÌÅÍ  ´ËØÅÓ.

ÊÅÐÍÅÓÄI ´ËØÅÓ.

ÒµÐÀ²ÒÛ ÒÎÊ Ê¶ØIÍ ´ËØÅÓ.

ÊÅÄÅÐÃIÍI ´ËØÅÓ.

Ìóëüòèìåòð á¼ëøåêòåðiíi» àòºàðàòû» ºûçìåòòåði æ¸íå æàëïû ò¾ði.

Ìóëüòèìåòðäi» æàëïû ò¾ði:

 

            Ñóðåòòå ìóëüòèìåòðäi ýëåêòðîíäûº ñõåìà¹à ºîñó ¾øií ºàæåòòi ½ÿëàð ìåí áàñºàðó ýëåìåíòòåðiíi» ºàëàé îðíàëàñºàíû ê¼ðñåòiëãåí. ƽìûñ æà¹äàéûí (ðåæèìií) æ¸íå ¼ëøåó øåãií àóûñòûðó “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií êåðåêòi øåêòi» áåëãiñiíå ¸êåëiï áàñó àðºûëû æ¾çåãå àñàäû (ñiëòåìåíi» ñèïàòû ºîë ò¾ðiíäå áîëàäû).

ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐÌÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓÄI³ ÅÐÅÆÅËÅÐI.

1. Ìóëüòèìåòðäi ýêðàí¹à øû¹àðó ¾øií (æ½ìûñ ¾ñòåëiíå), ïðîãðàììà òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û òàºòàñûíäà¹û “Ìóëüòèìåòðäi ïàéäàëàíó” áàòûðìàñûí áàñó ºàæåò. Á½ë áàòûðìàíû òà¹û äà áàñó åêiíøi àñïàïòû øàºûðàäû (á½ë æà¹äàéäà áàòûðìà æàáûëàäû).

Àñïàïòû àëûï òàñòàó ¾øií ìóëüòèìåòð òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û î» æຠá½ðûøûíäà¹û   x   áàòûðìàñûí áàñó ºàæåò. Á½ë æà¹äàéäà àñïàï ºûñºûøòàðûìåí ýêðàííàí æîéûëàäû.

2. Ìóëüòèìåòðäi ñõåìàíû» çåðòòåëåòií í¾êòåñiíå ºîñó, îíû» æàëïû (ºàðà-ê¼ê) æ¸íå ¼ëøåóiø (ºûçûë) ºûñºûøòàðûí êåðåêòi ½ÿ¹à ºîñó àðºûëû æ¾çåãå àñàäû. Ýêðàíäû ê¼ëå»êåëåìåó ¾øií áàéëàíûñ ñûìäàðû ýêðàíäà ê¼ðñåòiëìåéäi.

²½ðàëäû çåðòòåëåòií ñõåìà¹à ºîñó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi áiëóiìiç ºàæåò:

·         “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií º½ðàëäû» òèñåëi ºûñºûøûíà ¸êåëóäi (ñiëòåìåíi» ñèïàòû ºîë ò¾ðiíäå áîëàäû);

·         “òûøºàííû»” áàòûðìàñûí áàñóäû æ¸íå ½ñòàóäû; 

·         “òûøºàííû»” ê¼ìåãiìåí ºûñºûøòû òèñåëi îðûí¹à ¸êåëóäi.

Åãåð áiçãå æ½ìûñ áàðûñûíäà ºûñºûøòû ñõåìàíû» áàñºà æåðiíå ºîþ ºàæåò áîëñà, îíäà æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí ïðîöåäóðàíû ºàéòàëàéìûç. 

²ûñºûøòû ìóëüòèìåòðäi» ê¼ëåìiíäå æûëæûòó, îíû» àñïàïòû» òèiñòi êiðó ½ÿñûíà àâòîìàòòû ò¾ðäå æàë¹àíóûíà ¸êåëåäi.

3. Àñïàïòû» æ½ìûñ iñòåó æà¹äàéûí (ðåæèìií) ¼çãåðòó ¾øií “òûøºàííû»” ñiëòåìåñií àñïàï òàºòàñûíû» êåðåêòi í¾êòåñiíå ¸êåëåìiç äå îíû» ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñàìûç.

4. Ñàíäûº êåñòåäå (òàáëîäà) ¼ëøåíåòií øàìàíû» (òîêòû», êåðíåóäi», êåäåðãiíi») ê¼ðñåòiëãåí ¼ëøåó øåãiíi» ¼ëøåì áiðëiãiìåí áåðiëãåí ñàíäûº ì¸íi ê¼ðiíåäi. Åãåð êåñòåíi» (òàáëîíû») ñîë æຠá½ðûøûíäà –1 øûºñà, îíäà îë ¼ëøåíãåí øàìà ì¸íiíi» îíû» ¼ëøåó øåãiíåí àñûï êåòêåíií ê¼ðñåòåäi. Îíäàé êåçäå àñïàïòû» øåãií àóûñòûðó ºàæåò.

5. ƽìûñ êåçiíäå 1 æ¸íå 2 ñàíäàðûìåí í¼ìiðëåíãåí áið íåìåñå åêi ìóëüòèìåòðäi ºîëäàíó¹à áîëàäû. Àñïàïòû»  ºûñºûøòàðûíû» í¼ìåðëåði äå ñî¹àí ñ¸éêåñ áîëóû òèiñ. Àñïàïòàðäû áiðäåé óàºûòòà æ¸íå áið-áiðiíå ò¸óåëñiç ºîëäàíó¹à áîëàäû, ÿ¹íè ñõåìàíû» ¸ð-ò¾ðëi á¼ëiãiíäå áið àñïàïïåí êåðíåóäi, àë åêiíøi àñïàïïåí òîêòû ¼ëøåóãå áîëàäû.

ÌÓËÜÒÈÌÅÒÐÄI³ Ê´ÌÅÃIÌÅÍ  ´ËØÅÓ.

Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí êåëåñi øàìàëàðäû ¼ëøåóãå áîëàäû:

 

·         ò½ðàºòû æ¸íå àéíûìàëû òîê êåðíåóií;

·         ò½ðàºòû òîê ê¾øií;

·         ò½ðàºòû òîê æåëiñi á¼ëiêòåðiíäåãi êåäåðãiíi;

·         äûáûñòû ¸ñåðäi» ê¼ìåãiìåí áàéëàíûñòû òåêñåðó.

ÊÅÐÍÅÓÄI ´ËØÅÓ.

Æåëiäåãi êåðíåóäi ¼ëøåó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi åñêåðóiìiç ºàæåò:

·         âîëüòìåòð æåëiíi»  êåðíåó ¼ëøåíåòií á¼ëiãiíå ¸ðºàøàíäà ïàðàëëåëü æàë¹àíàäû (íàºòû ýêñïåðèìåíòòå ä½ðûñ æàë¹àíáà¹àí æà¹äàéäà âîëüòìåòð iñòåí øû¹óû ì¾ìêií).

·         æåëiäå  àéíûìàëû íåìåñå ò½ðàºòû òîêòû» æ¾ðóiíå áàéëàíûñòû àóûñòûðûï ºîñºûøòû êåðåêòi æà¹äàé¹à ºîþ êåðåê;

·         âîëüìåòð àéíûìàëû êåðíåóäi» ýôôåêòèâòi ì¸íií ê¼ðñåòåäi;

·         ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåó êåçiíäå âîëüòìåòð ïîëþñêå ºàòûñòû ì¸íäi ê¼ðñåòåäi, åãåð ¼ëøåóiø ºûñºûøòà¹û ïîòåíöèàë æàëïû ºûñºûøòà¹û ïîòåíöèàëäàí àç áîëñà, îíäà êåñòåäåí (òàáëîäàí) “ìèíóñ” òà»áàñû øû¹àäû;

·         ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåóäi» øåêòåði: 1000 Â, 200 Â, 20 Â, 2000 ìÂ, 200 ìÂ;

·         àéíûìàëû êåðíåóäi ¼ëøåóäi» øåêòåði: 750Â, 200 Â;

·         âîëüòìåòð æà¹äàéûíäà àñïàïòû» êiðiñiíäåãi êåäåðãi 1 ÌÎì áîëàäû.

ÒµÐÀ²ÒÛ ÒÎÊ Ê¶ØIÍ ´ËØÅÓ.

Çåðòòåëåòií æåëi á¼ëiãiíäåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi åñêåðóiìiç ºàæåò:

·         àìïåðìåòð ¸ðºàøàíäà òîê ê¾øi ¼ëøåíåòií æåëiíi» á¼ëiãiíå òiçáåêòåé ºîñûëàäû;

·         àìïåðìåòð òåê ò½ðàºòû òîê ê¾øií ¼ëøåó ¾øií ºîëäàíûëàäû;

·         æåëiäåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó êåçiíäå àìïåðìåòðäi» ïîëþñi åñêåðiëåäi, ÿ¹íè  åãåð àñïàï àðºûëû òîê æàëïû ºûñºûøòàí ¼ëøåóiø ºûñºûøºà ºàðàé æ¾ðñå, êåñòåäåí “ìèíóñ” òà»áàñû ê¼ðiíåäi;

·         ò½ðàºòû òîê ê¾øií ¼ëøåóäi» øåêòåði: 10 À, 200 ìÀ,

20 ìÀ, 2000 ìêÀ;

·         àìïåðìåòðäi» êiðiñiíäåãi êåäåðãiíi» øàìàñû ¼òå àç áîëàäû (10^-6 Îì-¹à æóûº).

ÊÅÄÅÐÃIÍI ´ËØÅÓ.

Êåäåðãiíi ¼ëøåó ¾øií ò¼ìåíäåãi í¸ðñåëåðäi åñêåðóiìiç ºàæåò:

·         Îììåòðìåí ñõåìà ýëåìåíòòåðiíi» òåê àêòèâ êåäåðãiñií ¼ëøåóãå áîëàäû;

·         êåäåðãiëåðäi ¼ëøåóäi» øåêòåðií: 2000 êÎì, 200 êÎì, 20 êÎì æ¸íå äûáûñòûº áåëãi àðºûëû áàéëàíûñòû àíûºòàéòûí àðíàóëû øåêòi;

·         ñõåìàíû» ¼ëøåíåòií á¼ëiãiíå àñïàï 2  êåðíåóäi áåðåäi;

·         àñïàïòû» ê¼ìåãiìåí ñõåìàäà¹û áàéëàíûñòû» áàðëû¹ûí íåìåñå æîºòû¹ûí àíûºòàó¹à áîëàäû, åãåðäå ¼ëøåíåòií á¼ëiêòi» êåäåðãiñi 75 Îìíàí êiøi áîëñà, îíäà àñïàáûìûç äûáûñ áåðåäi.

ÅÊI ÊÀÍÀËÄÛ ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔ.

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÏÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓ ÅÐÅÆÅËÅÐI.

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÒÛ³ ÁÀѲÀÐÓ Á´ËIÊÒÅÐIÍI³ ÑÈÏÀÒÒÀÌÀÑÛ.

 Ê¶ØÅÉÒÓ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒÒÅÐIÍ ÊÅËÒIÐÓ.

ÆÀÇÁÀ ÊÅÑÒÅÑIÍ ÒÀ³ÄÀÓ.

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÒÛ³ Ê´ÌÅÃIÌÅÍ ´ËØÅÓ.

Îñöèëëîãðàô àéíûìàëû êåðíåóäi» ôîðìàñûí ê¼çiìiçáåí ê¼ðóãå àðíàë¹àí àñïàï. Ñîíûìåí ºàòàð, îíû» ê¼ìåãiìåí ñèãíàëäû»  ñàíäûº ñèïàòòàìàñûí: æèiëiãií, àéíûìàëû êåðíåóäi» àìïëèòóäàñûí, èìïóëüñòi» ½çàºòû¹ûí, ïåðèîäòû åêi ñèãíàëäàð àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí àíûºòàó¹à áîëàäû

            Îñöèëëîãðàôòû» êiðiñiíäåãi êåäåðãi ¼òå ¾ëêåí áîëàäû (10 ÌÎì-¹à æóûº).

 
   

·         Îñöèëëîãðàôòû» áåòêi òàºòàñûíäà êåëåñi á¼ëiêòåð áàð:

·         ñèãíàëäû» ôîðìàñûí æ¸íå ñàíäûº ¼çãåðiñií áàºûëàéòûí ìàñøòàáòû òîðäàí ò½ðàòûí ýêðàí;

·         êàíàëäû» ê¾øåéóií æ¸íå ñ¸óëåíi» ê¼ëäåíå» ºîç¹àëûñûí áàñºàðàòûí áàñºàðó òàºòàñû;

·         æàçáàíû, ñ¸óëåíi» ê¼ëäåíå» ºîç¹àëûñûí, ñèíõðîíèçàöèÿ æà¹äàéûí òà»äàéòûí æ¸íå êåéáið ºîñûìøà ôóíêöèÿëàðäû áàñºàðàòûí òàºòà.

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÏÅÍ ÆµÌÛÑ IÑÒÅÓ ÅÐÅÆÅËÅÐI.

1.      Îñöèëëîãðàôòû ýêðàí¹à ïðîãðàììà òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û òàºòàñûíäà îðíàëàñºàí “Îñöèëëîãðàôòû øàºûðó” áàòûðìàñûí áàñó àðºûëû øàºûðàäû. Îñöèëëîãðàôòû àëûï òàñòàó ¾øií îíû» òåðåçåñiíi» æî¹àð¹û î» æຠá½ðûøûíäà îðíàëàñºàí x áàòûðìàñûí áàñó ºàæåò.

2.      Çåðòòåëåòií ñõåìàíû» í¾êòåëåðiíå îñöèëëîãðàôòû ºîñó ¾øií, îíû» ñ¸éêåñ ½ÿëàðûìåí æàë¹àí¹àí æàëïû (ºàðà-ê¼ê) æ¸íå ¼ëøåó (ºûçûë) ºûñºûøòàðûí êåðåêòi æåðãå ºîñó êåðåê.  ²½ðàñòûðó ¾ñòåëií ê¼ëå»êåëåìåó ¾øií æàë¹à¹ûø ñûìäàð ýêðàíäà ê¼ðñåòiëìåéäi. Îñöèëëîãðàôòû» êàíàëûíà ñ¸éêåñ ºûñºûøòàð "À" æ¸íå "Â" ¸ðiïòåðiìåí áåëãiëåíåäi.

Çåðòòåëåòií ñõåìà¹à îñöèëëîãðàôòû æàë¹àó¹à  ºàæåòòi í¸ðñåëåð:

·         ”òûøºàííû»” ñiëòåìåñií àñïàïòû» êåðåêòi ºûñºûøûíà ¸êåëó (ñiëòåìåíi» ñèïàòû ºîë ò¾ðiíäå áîëàäû);

·         ”òûøºàííû»” ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñó æ¸íå ½ñòàó;

·         ºûñºûøòû ñõåìàíû» ºàæåòòi í¾êòåñiíå æûëæûòó (áàòûðìàíû ½ñòàé îòûðûï) æ¸íå ”òûøºàíäû” æiáåðó;

Åãåð æ½ìûñ áàðûñûíäà ºûñºûøòû ñõåìàíû» áàñºà æåðiíå îðíàëàñòûðó ºàæåò áîëñà, æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí ïðîöåäóðà ºàéòàëàíàäû.

3.      Êàíàëäû ê¾øåéòó, æàçáàíû» ½çàºòû¹ûí òà»äàó, ñèíõðîíèçàöèÿ æà¹äàéûí æ¸íå ºîñûìøà ôóíêöèÿëàðäû áàñºàðóäû ðåòòåó àðºûëû îñöèëëîãðàôòû» æ½ìûñ æà¹äàéû òà»äàëûíûï àëûíàäû.

4.      Ñèãíàë ïàðàìåòðëåðiíi» ñàíäûº ¼çãåðiñií àíûºòàó ¾øií îñöèëëîãðàôòû» ýêðàíûíà ¼ëøåóiø òîð åíãiçiëãåí.

5.      ƽìûñ áàðûñûíäà áið íåìåñå åêi êàíàëäû ºàòàð ïàéäàëàíó¹à áîëàäû. Îñöèëëîãðàôòû» ºûñºûøòàðû  “À” æ¸íå “Â” êàíàëäàðûíà ñ¸éêåñ “À” æ¸íå “Â” ¸ðiïòåðiìåí áåëãiëåíãåí.

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÒÛ³ ÁÀѲÀÐÓ Á´ËIÊÒÅÐIÍI³ ÑÈÏÀÒÒÀÌÀÑÛ.

ʶØÅÉÒÓ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒÒÅÐIÍ ÊÅËÒIÐÓ.

Ñèãíàëäû» áåéíåñi ýêðàííàí øû¹ûï êåòïåó ¾øií íåìåñå îíû» àìïëèòóäàñû ¼òå àç áîëìàó ¾øií, êàíàëäû» ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií ä½ðûñ òà»äàó ºàæåò. Îñöèëëîãðàôòû» ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòi Âîëüò/á¼ëiê – ïåí áåðiëåäi. Á½ë äåãåíiìiç, åãåð ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòi 500 ìÂ/á¼ëiê-êå òå» áîëàòûíäàé åòiï òà»äàëûíûï àëûíñà, îíäà îñöèëëîãðàô ýêðàíûíû» òiê øêàëàñûíû» º½íû 500 ì åêåíií ê¼ðñåòåäi.

Îñöèëëîãðàôòû» ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií ¼çãåðòóäi “ê¾øåéòó” òåðåçåñiíäå áåðiëãåí òiçiìäi òà»äàó àðºûëû æ¾çåãå àñûðó¹à áîëàäû. Á½ë òiçiì òåðåçåíi» î» æà¹ûíäà îðíàëàñºàí t áàòûðìàñûí áàñó àðºûëû àøûëàäû. Ñîíûìåí ºàòàð, ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií  ¼çãåðòó ¾øií, òåðåçåíi» î» æà¹ûíäà îðíàëàñºàí s áàòûðìàñû ºîëäàíûëàäû. Îë ¾øií ”òûøºàííû»”ñiëòåìåñií îñû áåëãiãå àëûï êåëiï, ”òûøºàííû»” ñîë æàºòà¹û áàòûðìàñûí áàñºàí ê¾éiíäå æûëøûòºûøòû êåðåêòi æåðãå ºîþ ºàæåò.

            “Òiãiíåí æûëæûòó” æûëæûòºûøû îñöèëëîãðàôòû» ñ¸óëåñií æî¹àðû æ¸íå ò¼ìåí ºîç¹àéäû.

ÆÀÇÁÀ ÊÅÑÒÅÑIÍ ÒÀ³ÄÀÓ.

            Ïåðèîäòû ñèãíàëäû ä½ðûñ êåñêiíäåó ¾øií, îñöèëëîãðàô æàçáàñûíû» ½çàºòû¹ûí ä½ðûñ òà»äàó ºàæåò.

            Æàçáàíû» ½çàºòû¹ûíû» ¼ëøåì áiðëiãi ðåòiíäå óàºûò/á¼ëiê àëûíàäû. Á½ë äåãåíiìiç æàçáà ½çàºòû¹ûíû» ì¸íií 20 ìñ/á¼ëiê -äåï  àëñàº, îíäà îñöèëëîãðôòû» ê¼ëäåíå» øêàëàñûíû» áið á¼ëiãiíi» ê½íû 20 ìñ áîëàòûíûí ê¼ðñåòåäi.  Æàçáà ½çàºòû¹ûíû» ñàíäûº ì¸íäåðií æî¹àðûäà àéòûëûï êåòêåí ê¾øåéòó êîýôôèöèåíòií îðíàòºàíäàé òà»äàó¹à áîëàäû.

            “Ñèíõðîíèçàöèÿ äå»ãåéi” æûëæûòºûøû ñèãíàë àìïëèòóäàñûíû» áåðiëãåí ì¸íiíå ñ¸éêåñ    ñèãàëäû» àë¹àøºû æàçûëó óàºûòûí îðíûºòûðàäû. Á½ë åêi ñèãíàë àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí ñàíäûº çåðòòåó ¾øií ºàæåò. “À” æ¸íå “Â” áàòûðìàëàðû  æàçáàíû ñèíõðîíèçàöèÿëàó  êàíàëûí òà»äàéäû.

“Æåëi” áàòûðìàñû  îñöèëëîãðàôòû» åêi êàíàëûíäà¹û æàçáàíû ñèíóñîèäàëûº êåðíåóäi» iøêi ãåíåðàòîðûíàí àéûðàäû. Á½ë æà¹äàé ê¾ðäåëi ïåðïåíäèêóëÿð òåðáåëiñòåð - Ëèññàæó ôèãóðàñûí áàºûëàó ¾øií ºîëäàíûëàäû.

“Æàðûºòûëûº” æûëæûòºûøû àðºûëû îñöèëëîãðàô ñ¸óëåñiíi» æàðûº øû¹àðó èíòåíñèâòiãií ¼çãåðòóãå áîëàäû (á½ë æà¹äàéäà ìàñøòàáòû òîðäà æàðûºòûëûº ¼çãåðìåéäi).

ÎÑÖÈËËÎÃÐÀÔÒÛ³ Ê´ÌÅÃIÌÅÍ ´ËØÅÓ.

Îñöèëëîãðàôòû» ê¼ìåãiìåí ò¼ìåíäåãi øàìàëàðäû

·         àéíûìàëû òîê êåðíåóiíi» àìïëèòóäàñûí;

·         àéíûìàëû êåðíåóäi» æèiëiãií;

·         åêi ñèãíàë àðàñûíäà¹û ôàçàëàð û¹ûñóûí ¼ëøåóãå áîëàäû.

ËÀÁÎÐÀÒÎÐÈßËÛ² ƵÌÛÑÒÀÐÄÛ³ ÑÈÏÀÒÒÀÌÀËÀÐÛ.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N1

´òêiçãiøòi» êåäåðãiëåðiíi» îíû» ãåîìåòðèÿëûº ïàðàìåòðëåðiíå æ¸íå ìàòåðèàëäû» ìåíøiêòi êåäåðãiñiíå áàéëàíûñòûëû¹ûí çåðòòåó

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N2

Òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðií çåðòòåó.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N3

Ò½ðàºòû òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi æ¸íå ݲÊ. Òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N4

Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ê¾ðäåëi æåëiñií çåðòòåó

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N5

Ò½ðàºòû òîê æåëiñiíi» ºóàòû

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N6

Ýëåêòð æåëiñiíäåãi áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» æ½ìûñ iñòåó ïðèíöèïi.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N7

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíi» ýëåìåíòòåði. Ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãi. Îëàðäû» àéíûìàëû òîê æèiëiãiíå æ¸íå ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðiíå ò¸óåëäiëiãi.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N8

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi ðåçîíàíñ º½áûëûñû.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N1

´òêiçãiøòi» êåäåðãiëåðiíi» îíû» ãåîìåòðèÿëûº ïàðàìåòðëåðiíå æ¸íå ìàòåðèàëäû» ìåíøiêòi êåäåðãiñiíå áàéëàíûñòûëû¹ûí çåðòòåó

ƽìûñòû» ìàºñàòû: ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñií àíûºòàó æ¸íå îíû êåñòåëiê ì¸íiìåí ñàëûñòûðó.

1.      ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

1826 æûëû íåìiñ ôèçèãi Ãåîðã Îì (1787-1854) ýëåêòð æåëiñiíi» á¼ëiãi áîëûï òàáûëàòûí ìåòàë ¼òêiçãiøòi» åêi øåòiíäåãi êåðíåóäi»  æåëiäåãi òîê ê¾øiíå ºàòûíàñû ò½ðàºòû øàìà áîëàòûíûí áàéºà¹àí:

                                   (1)

Á½ë øàìàíû ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi äåï àòàéäû. Ýëåêòð êåäåðãiñi Îììåí ¼ëøåíåäi. Òîê ê¾øi 1À, êåðíåói 1   áîëàòûí òiçáåê á¼ëiãi 1Îì êåäåðãiñiíå èå áîëàäû:

                                                         (2)

Ò¸æiðèáåëåðäi» ê¼ðñåòói áîéûíøà, ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi îíû» ½çûíäû¹ûíà L òóðà ïðîïîðöèîíàë, àë îíû» ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûíà  S êåði ïðîïîðöèîíàë áîëàäû.

 .                                                       (3)

̽íäà¹û  ¼òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñi äåï àòàëàäû. Ìåíøiêòi êåäåðãi  ¼ëøåíåäi.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. Ìîíòàæäû ¾ñòåëäå 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû æèíàñòûðû»ûç.

1-ñóðåò

2.2. ´òêiçãiøòi» ìàòåðèàëû ðåòiíäå ½çûíäû¹û L=100 ì, ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíû S=0.1ìì² áîëàòûí íèêåëäi àëû»ûç.

2.3. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí ýêñïåðèìåíòàëäû ò¾ðäå ¼òêiçãiøòåãi êåðíåóäi àíûºòà»ûçäàð.

Îë ¾øií, ïîëþñòåðäi åñêåðå îòûðûï, ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåó ðåæèìiíäå ìóëüòèìåòðäi ¼òêiçãiøêå òiçáåêòåé ºîñó ºàæåò. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûç.

2.4. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí ýêñïåðèìåíòàëäû ò¾ðäå òiçáåêòåãi òîê ê¾øií àíûºòà»ûçäàð.

Îë ¾øií, ïîëþñòåðäi åñêåðå îòûðûï, ò½ðàºòû òîºòû ¼ëøåó ðåæèìiíäå ìóëüòèìåòðäi ¼òêiçãiøêå òiçáåêòåé ºîñó ºàæåò. Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûç.

2.5. (1) –øi ôîðìóëà áîéûíøà ¼òêiçãiøòi» êåäåðãiñií åñåïòå»içäåð.

2.6. (2)-øi ôîðìóëà áîéûíøà íèêåëäi» ìåíøiêòi êåäåðãiñií åñåïòå»içäåð.

2.7.´òêiçãiøòi» ½çûíäû¹ûí ¼çãåðòå îòûðûï, áiðຠîíû» ìàòåðèàëû ìåí ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûí ¼çãåðòïåé 2.3-2.6. ïóíêòòåðäi ºàéòàëà»ûç.

2.8. ͸òèæåëåðäi êåñòåãå æàçû»ûçäàð.

N	µçûíäûº,   ì	Êåðíåó, Â	Òîê ê¾øi, À	Êåäåðãi, Îì	Ìåíøiêòi êåäåðãi,
1.
2.
3.
4.
5.

2.9. Ìåíøiêòi êåäåðãiíi» îðòàøà ì¸íií òàóûï, îíû êåñòåëiê ì¸íiìåí ñàëûñòûðû»ûç.

2.10. ´òêiçãiøòi» êåäåðãiñií îììåòðìåí ¼ëøå»içäåð. ͸òèæåíi ñàëûñòûðû»ûçäàð.

Iñòåãåí æ½ìûñòàðûíûç¹à ºîðûòûíäû æàñà»ûçäàð.

3.Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1.            ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñi äåãåíiìiç íå?

3.2.            ´òêiçãiøòi» êåäåðãiñi îíû» ½çûíäû¹ûíà ºàëàé áàéëàíûñòà áîëàäû?

3.3.            ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñií ºàíäàé ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòåóãå áîëàäû?

3.4.            ´òêiçãiøòi» ìåíøiêòi êåäåðãiñiíi» ¼ëøåì áiðëiãi ðåòiíäå ºàíäàé øàìà àëûíàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N2

Òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðií çåðòòåó.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiø êåäåðãiëåðiíäåãi òîêòû» æ¾ðó çà»äàðûí îºûï ¾éðåíó æ¸íå êåäåðãiëåðäi åñåïòåó ôîðìóëàñûí àíûºòàó.

1.      ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

´òêiçãiøòåð áið-áiðiìåí òiçáåêòåé (1-øi ñóðåò) æ¸íå ïàðàëëåëü (2-øi ñóðåò) æàë¹àíóû ì¾ìêií.

 

1-øi ñóðåòòå  ê¼ðñåòiëãåíäåé áið-áiðiìåí òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi ºàðàñòûðàìûç.

Òiçáåêòi» æàëïû êåðíåói ¸ðáið ¼òêiçãiøòåðäåãi êåðíåóëåðäi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû:

                                                          .                      (1)

Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà:

               (2)

ì½íäà¹û òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñi,

             òiçáåêòåãi  æàëïû òîê.

(1)-øi æ¸íå (2)-øi ¼ðíåêòåí êåëåñi ¼ðíåêòi àëàìûç:

.

Ñîíûìåí, òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» æàëïû êåäåðãiñi êåëåñi ôîðìóëàìåí ñèïàòòàëàäû:

                                                      .                         (3)

      ´òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé æàë¹à¹àíäà, æàëïû êåäåðãi òiçáåêòåãi ¸ðáið ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

Åíäi 2-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé áið-áiðiìåí ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí  ¼òêiçãiøòåði áàð ñõåìàíû ºàðàñòûðàìûç.

Òiçáåê àðºûëû æ¾ðåòií òîêòû» òîëûº  øàìàñû :

                                                       .                           (4)

Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà:

                                             (5)

(4)-øi æ¸íå (5)-øi ¼ðíåêòåðäåí êåëåñi ôîðìóëàíû àëàìûç :

.

Á½ë ôîðìóëàäàí:

                                                  .                                      (6)

´òêiçãiøòåðäi ïàðàëëåëü æàë¹à¹àíäà òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñiíi» êåði øàìàñû áàðëûº  ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðiíi» êåði øàìàëàðûíû» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

1.1.            ²½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå 3-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû º½ðàñòûðû»ûçäàð:

 

Êåäåðãiëåðäi 1 êÎì; 2 êÎì; 3 êÎì; 4 êÎì äåï àëû»ûçäàð.

1.2.            Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí (êåäåðãiëåðäi ¼ëøåó æà¹äàéûíäà) À æ¸íå Ñ; Ñ æ¸íå D; À æ¸íå D í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiëåðäi ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå ¼ëøå»içäåð. ʼðñåòóëåðäi æàçûï àëû»ûçäàð.

1.3.            Æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí í¾êòåëåðäi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiëåðäi» òåîðèÿëûº ì¸íäåðií åñåïòå»içäåð æ¸íå îëàðäû ýêñïåðèìåíòòiê ì¸íäåðìåí ñàëûñòûðû»ûçäàð. Ò¸æiðèáåäåí ºàíäàé ò½æûðûì æàñàó¹à áîëàäû?

1.4.            Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí (òîêòû ¼ëøåó æà¹äàéûíäà) ¸ðáið êåäåðãi àðºûëû æ¾ðåòií òîê ê¾øií åñåïòå»içäåð. ´ëøåóëåðäi æàçûï àëû»ûçäàð.

1.5.            Ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäåãi òîêòû» øàìàñûíû» ¸ðáið êåäåðãiëåðäå áiðäåé áîëàòûíûí, àë ïàðàëëåëü æàë¹àí êåäåðãiëåðäåãi òîêòàðäû» ºîñûíäûñû æàëïû òîêºà òå» áîëàòûíûí òåêñåði»içäåð.

1.6.            Ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí (ò½ðàºòû êåðíåóäi ¼ëøåó æà¹äàéûíäà) ¸ðáið êåäåðãiëåðäåãi êåðíåóäi åñåïòå»içäåð. ²½ðàëäû» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð.

1.7.            Ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå òiçáåêòi æåëiäåãi æàëïû êåðíåóäi» æåëiäåãi ¸ðáið ýëåìåíòòi» êåðíåóëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàòûíûí, àë ïàðàëëëåëü æåëiäå êåðíåóäi» ¸ðáið ýëåìåíòòå áiðäåé áîëàòûíûí òåêñåði»içäåð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Åêi ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí ¼òiçãiøòåðäi» á¼ëiãiíäåãi êåäåðãiëåðäi» øàìàñû áið-áiðiíåí ê¼ï (àç) áîëóû ì¾ìêií áå? Æàóàïòàðû»ûçäû ò¾ñiíäiði»içäåð.

3.2. Òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àíà¹àí ¼òêiçãiøòåðäi» êåäåðãiëåðií åñåïòåó ôîðìóëàëàðûí ºîðûòó ¾øií ºàíäàé çà»äûëûºòàð ºîëäàíûëàäû?

3.3. Æî¹àðûäà êåëòiðiëãåí ôîðìóëàëàð ìåí ¼òêiçãiøòi» êåäåðãiñií îíû» ãåîìåòðèÿëûº ïàðàìåòðëåði àðºûëû åñåïòåó ôîðìóëàñû  àðàñûíäà¹û ½ºñàñòûºòû òàëäà»ûçäàð. µºñàñòûºòû» ì¸íiñi íåäå?       

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N3

Ò½ðàºòû òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi æ¸íå ݲÊ. Òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñií æ¸íå ýºê-ií àíûºòàó.

1. ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

´òêiçãiøòåðäåãi ýëåêòð òî¹û ò½ðàºòû òîê ê¼çäåðií òóäûðàäû.

Ò½ðàºòû òîê ê¼çiíi» iøiíäå ýëåêòðñòàòèêàëûº ¼ðiñ ê¾øiíi» áà¹ûòûíà ºàðñû ýëåêòð çàðÿäòàðûíû» îðûí àóûñóûí òó¹ûçàòûí ê¾øòåðäi á¼ãäå ê¾øòåð äåï àòàéäû.

Á¼ãäå ê¾øòåðäi»  çàðÿäûí òiçáåêòi» áîéûìåí îðûíûí àóûñòûðó ¾øií iñòåëãåí æ½ìûñûíû»  îñû çàðÿäºà ºàòûíàñû ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø   (ݲÊ) äåï àòàëàäû:

                                                             .                                      (1)

Ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾øi êåðíåó ìåí ïîòåíöèàëäàð àéûðûìû cияºòû Âîëüòïåí ¼ëøåíåäi.

Ýíåðãèÿíû» áið ê¾éäåí åêiíøi ê¾éãå àóûñó ¼ëøåìi áîëûï æ½ìûñ àëûíàäû. Ñîíäûºòàí, òîê ê¼çiíi» á¼ãäå ýíåðãèÿñû ýëåêòð ¼ðiñiíi» ýíåðãèÿñûíà àóûñàäû

                                                                                               (2)

Òiçáåêòi» ñûðòºû á¼ëiãiìåí Q çàðÿä æ¾ðãåí êåçäå, òîê ê¼çi  òóäûð¹àí æ¸íå ºîëäà¹àí ñòàöèîíàð ¼ðiñòi» ýíåðãèÿñû ò¾ðëåíåäi:

                                                    ,                                        (3)

àë iøêi á¼ëiãiíäå:

                                                    .                                     (4)

Ýíåðãèÿíû» ñàºòàëó çà»û áîéûíøà

   íåìåñå        (5)

(5)-øi ôîðìóëàíû Q –¹à ºûñºàðòàìûç,

                                                                                            (6)

ÿ¹íè  òîê ê¼çiíi» Ý²Ê òiçáåê á¼ëiãiíi» iøêi æ¸íå ñûðòºû êåðíåóëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

Åãåð òiçáåê ò½éûºòàëìà¹àí áîëñà, îíäà , ÿ¹íè

                                                                                                            (7).

(6)-øû ôîðìóëà¹à òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà U ж¸íå U_iш-íi» ì¸íäåðií ºîÿìûç

,

                                                 ,                        (8)

á½ë æåðäåí

                                                                   .                                (9)

Ñîíûìåí, òiçáåêòåãi òîê ê¾øi òîê ê¼çiíi» ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾øiíi» òiçáåêòi» iøêi æ¸íå ñûðòºû êåäåðãiëåð ºîñûíäûëàðûíû» ºàòûíàñûíà òå». Á½ë òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û äåï àòàëàäû. (9)-øû ôîðìóëà¹à iøêi êåäåðãi r êiðåäi.

1-ñóðåò

Åãåð  æ¸íå òîê ê¾øòåði æ¸íå ðåîñòàòòà¹û êåðíåóäi» ò¾ñói   áåëãiëi áîëñà, îíäà ýºê ò¼ìåíäåãi ôîðìóëàìåí àíûºòàëàäû:

æ¸íå        (10)

Åêi ¼ðíåêòi» î» æàºòàðûí òå»åñòiðå îòûðûï, êåëåñi ¼ðíåêòi àëàìûç:

íåìåñå

.

̽íäà¹û  æ¸íå , îíäà ñû òå»äiêòi êåëåñi ò¾ðäå æàçó¹à áîëàäû:

                                                               .                                 (11)

2.      ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû º½ðàñòûðû»ûçäàð. Ðåîñòàòòû» êåäåðãiñií 7 Îì, áàòàðåéêàíû» ýºê 1.5 Â, àë iøêi êåäåðãiñií 3 Îì äåï àëû»ûç.

2.2.Êiëòòi» ºîñûëìà¹àí æà¹äàéûíäà ìóëüòèìåòðäi» ê¼ìåãiìåí  áàòàðåéêàíû» êåðíåóií ¼ëøå»iç. Á½ë (7)-øi ôîðìóëà¹à ñ¸éêåñ áàòàðåéêàíû» ýºê áîëûï òàáûëàäû.

2.3. Êiëòòi ºîñûï ðåîñòàòòà¹û òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi ¼ëøå»içäåð. ²½ðàëäû» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð.

2.4. Ðåîñòàòòû» êåäåðãiñií ¼çãåðòå îòûðûï, òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi» áàñºà ì¸íäåðií æàçû»ûçäàð.

2.5. Ðåîñòàò òåòiãiíi» 6 ò¾ðëi æà¹äàéûíäà¹û òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi» ì¸íäåðií ¼ëøå»içäåð æ¸íå îëàðäû êåñòåãå æàçû»ûçäàð.

2.6. (6)-øû ôîðìóëà áîéûíøà iøêi êåäåðãiíi åñåïåòå»içäåð.

2.7. Ý²Ê ìåí áàòàðåéêàíû» iøêi êåäåðãiñií åñåïòåó êåçiíäåãi àáñîëþòòi æ¸íå ñàëûñòûðìàëû ºàòåëiêòåðäi òàáû»ûçäàð.

3.      Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû. 

3.1. Òîëûº òiçáåêêå àðíàë¹àí Îì çà»ûí ºîðûòû»ûç.

3.2.Òiçáåê ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéäà òîê ê¼çiíi» Ý²Ê íåãå òå» áîëàäû?

3.3. Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi íåäåí ïàéäà áîëàäû?

3.4. Áàòàðåéêà ºûñºàøà ò½éûºòàë¹àí êåçäå ïàéäà áîëàòûí òîê ê¾øi íåìåí àíûºòàëàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N4

Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ê¾ðäåëi æåëiñií çåðòòåó

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ê¾ðäåëi æåëiñií åñåïòåó ¸äiñòåðií ¾éðåíó.

1. ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

ʾðäåëi æåëiíi ¸ðºàøàíäà òiçáåêòåé  æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäi» á¼ëiêòåði ðåòiíäå ºàðàñòûðó¹à ì¾ìêiíäiê áîëìàéäû. Á½íäàé æåëiäåãi êåäåðãiíi» øàìàñûí ºàëàé àíûºòàó¹à áîëàäû? Åãåð ñõåìàìûç ñèììåòðèÿëû áîëñà, îíäà á½ë åñåïòi ûºøàìäàó¹à áîëàäû.

Ìûñàë ðåòiíäå,  áiðäåé êåäåðãiëåðäåí ò½ðàòûí ìåòàë òîðäû» á¼ëiãií ºàðàñòûðàìûç.

1-ñóðåò

Áiçãå À æ¸íå  í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiíi» øàìàñûí àíûºòàó êåðåê.

Á½ë æåëiíi òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäi»   á¼ëiêòåði ðåòiíäå ºàðàñòûðó¹à êåëìåéäi. Ñîíäûºòàí ò¼ìåíäåãi æà¹äàéëàðäû ºàðàñòûðàìûç.

À æ¸íå  í¾êòåëåði òîê ê¼çiíå æàë¹àí¹àí äåéìiç.

2-ñóðåò

Åíäi ìåòàë òîðäû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîêòàðäû ºàðàñòûðàìûç.

Ñèììåòðèÿ áîéûíøà, ÑÎ æ¸íå DO ýëåìåíòòåði àðºûëû ¼òåòií òîêòàðäû» øàìàñû, ÎF æ¸íå ÎÅ ýëåìåíòòåði àðºûëû ¼òåòií òîêòàðäû» øàìàñûíà òå» áîëàäû. Ñîíäûºòàí Î í¾êòåñiíäå òiçáåêòi àéûðñàº, òîðäû» ýëåìåíòòåði àðºûëû ¼òåòií òîêòàðäû» øàìàñû ¼çãåðìåéäi.

3-ñóðåò

Ñû ñõåìàíû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëåëü æàë¹àí¹àí êåäåðãiëåðäi» á¼ëiêòåði ðåòiíäå ºàðàñòûðó¹à áîëàäû.

4-ñóðåò

Òiçáåêòi» òîëûº êåäåðãiñi ò¼ìåíäåãi ôîðìóëàìåí àíûºòàëàäû.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái:

2.1. Ìîíòàæäû ¾ñòåëäå 3-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû æèíà»íûçäàð. Î æ¸íå Î^/ í¾êòåëåðií ºîñàòûí àéûð¹ûøòû åñêåði»içäåð. Êåäåðãiëåðäi» øàìàñûí áiðäåé, 1 êÎì äåï àëû»ûç.

2.2. Îììåòðäi» ê¼ìåãiìåí À æ¸íå  í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà¹û êåäåðãiíi àéûð¹ûøòû»   ò½éûºòàë¹àí æ¸íå ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéëàðûíäà ¼ëøå»içäåð. ´ëøåó í¸òèæåñií ò¾ñiíäiði»içäåð.

2.3. ´çäåði»iç æèíà¹àí ñõåìà¹à Ý²Ê 1.5  áîëàòûí áàòàðåéêàíû æ¸íå î¹àí òiçáåêòåé  À æ¸íå  í¾êòåëåðiíi» àðàñûíà àìïåðìåòðäi æàë¹à»ûçäàð. Êiëòòi» ò½éûºòàë¹àí æ¸íå ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéëàðûíäà¹û òîê ê¾øií ¼ëøå»içäåð. 2.4. Êiëòòi» ò½éûºòàëìà¹àí æà¹äàéûíäà¹û Î æ¸íå Î^/ í¾êòåëåði àðàñûíäà¹û æ¸íå À æ¸íå  í¾êòåëåðiíå æàë¹àí¹àí áàòàðåéêàíû» (òîê ê¼çiíi») êåðíåóií ¼ëøå»içäåð.

Êåðíåóäi» øàìàñû í¼ëãå òå» áîëàòûí í¾êòåëåðäi» àðàñûí áið-áiðiìåí ºîñó¹à áîëàäû, ñåáåái, ì½íäàé ºîñó ñõåìàíû» áîéûìåí ¼òåòií òîêòû» øàìàñûí ¼çãåðòïåéäi. Êåéáið æà¹äàéëàðäà îñûëàé ºîñó ñõåìàíû áiðøàìà ûºøàìäàéäû.

3.Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. ʾðäåëi ñõåìàëàðäû åñåïòåó êåçiíäå ñõåìàíû» ºàíäàé ºàñèåòòåði ïàéäàëû áîëûï òàáûëàäû?

3.2. 3-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåí ñõåìàíû» ºàíäàé í¾êòåëåðiíi» àðàñûíäà êåðíåó í¼ëãå òå»?

3.3. Îñû ¸äiñïåí ñûì êóáòû» ºàðàìà-ºàðñû ò¼áåëåðiíi» àðàñûíäà¹û  êåäåðãiíi òàáû»ûçäàð.

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N5

Ò½ðàºòû òîê æåëiñiíi» ºóàòû

ƽìûñòû» ìàºñàòû:Ò½ðàºòû òîê æåëiñiíåí ºóàòòû» á¼ëiíó   æ¸íå òîê ê¼çiíi» æ¾êòåìåìåí ñ¸éêåñòåíó çà»äûëûºòàðûí îºûï ¾éðåíó.

1. ²ûñºàøà ò¾ñiíiê.

Êåç-êåëãåí íàºòû òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi áîëàäû. Ñîíäûºòàí, òîê ê¼çií æ¾êòåìåãå ºîñºàí êåçäå æûëó æ¾êòåìåäåí äå, òîê ê¼çiíi» iøiíåí (îíû» iøêi êåäåðãiñiíåí) äå á¼ëiíåäi. ²óàòòû» å» ¾ëêåí ì¸íi (ìàêñèìàë) òîê ê¼çiíå æàë¹àí¹àí ºàíäàé æ¾êòåìåäåí á¼ëiíåäi?

1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëåí ñõåìàíû ºàðàñòûðàìûç.

1-ñóðåò

Êîíòóðäû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîê ê¾øi, òîëûº òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û áîéûíøà àíûºòàëàäû:

,                         (1)

ì½íäà¹û - òîê ê¼çiíi» ݲÊ,

             - òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi,

             - æ¾êòåìåíi» êåäåðãiñi.

 æ¾êòåìåäåãi êåðíåó   êåëåñi øàìà¹à òå»:

,                                      (2)

àë   êåäåðãiäåí á¼ëiíåòií  ºóàòòû» øàìàñû êåëåñi ò¾ðäå àíûºòàëàäû:

.             (3)

3-øi ôîðìóëàäàí, åãåð  êåäåðãi àç áîëñà (),  îíäà  æ¾êòåìåäåí á¼ëiíåòi» ºóàòòû» øàìàñû àç áîëàòûíûí ê¼ðóãå áîëàäû. Ñîíûìåí ºàòàð, êåäåðãiíi» å» ¾ëåí ì¸íiíäå äå () ºóàò àç áîëàäû. Åñåïòåóëåðäi» ê¼ðñåòói áîéûíøà, iøêi êåäåðãi ìåí æ¾êòåìå êåäåðãiñiíi» ì¸íäåði áið-áiðiíå òå» áîë¹àí æà¹äàéäà æ¾êòåìåäåí ºóàòòû» å» ¾ëêåí øàìàñû á¼ëiíåäi. Á½ë æà¹äàéäà:

                                        (4)

1.      ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. 2-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû æèíà»ûç.

2-ñóðåò

Ýëåìåíòòåðäi» øàìàëàðû ò¼ìåíäåãiäåé áîëñûí:

Áàòàðåéêà :  ; ;

Ðåîñòàò: ;

1.2.            Ðåîñòàòòû» òåãií ¼çãåðòå îòûðûï, òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ìåí ðåîñòàòòà¹û (æ¾êòåìåäåãi) êåðíåóäi ¼ëøå»içäåð.

1.3.            Àëûí¹àí øàìàëàðäû (ðåîñòàò êåäåðãiñi, òîê ê¾øi  æ¸íå êåðíåóäi )  êåñòå ò¾ðiíäå æàçû»ûçäàð.

1.4.            Ðåîñòàò êåäåðãiñiíi» ¸ð ò¾ðëi ì¸íiíäå æ¾êòåìåäåí á¼ëiíãåí ºóàòòû ìûíà ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòå»içäåð .

1.5.            ²óàòòû» æ¾êòåìåíi»  êåäåðãiñiíå áàéëàíûñòû ãðàôèãií ò½ð¹ûçû»ûç.

1.6.            Ãðàôèêòåí å» ¾ëêåí ºóàò á¼ëiíåòií æ¾êòåìåíi» êåäåðãiñií àíûºòà»ûç.

1.7.            Òàáûë¹àí ì¸íäåðäi òåîðèÿëûº øàìàëàðìåí (4) ñàëûñòûðû»ûçäàð. ²îðûòûíäû æàñà»ûçäàð.

2.      Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Íå ñåáåïòi æ¾êòåìåíi» êåäåðãiñi ¼ñêåí ñàéûí êåðíåó àðòàäû?

3.2. ƾêòåìåíi» êåäåðãiñiíi» òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñiíåí  àéûðìàøûëû¹û ê¼ï áîë¹àí êåçäå æ¾êòåìåäåí á¼ëiíåòií ºóàòòû» øàìàñû íå ñåáåïòi å» ¾ëêåí áîëàòûíûí ò¾ñiíäiði»içäåð. Òîê ê¾øi (1) ìåí êåðíåóäi» (2) ôîðìóëàëàðûíà íàçàð àóäàðûíûçäàð.   

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N6

Ýëåêòð æåëiñiíäåãi áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» æ½ìûñ iñòåó ïðèíöèïi.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Ýëåêòð ºûçäûð¹ûø æ¸íå æàðûºòàíäûð¹ûø º½ðàëäàðäû ºîðåêòåíäiðåòií 220  êåðíåóãå àðíàë¹àí æåëiíi ñàºòàéòûí ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû åñåïòåó.

1.      ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

Ýëåêòð æåëiñi ¸ðºàøàíäàáåëãiëi áið òîê ê¾øiíå åñåïòåëåäi. Åãåð òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòñå, îíäà ñûìäàð ºûçàäû, àë îëàðäû æàïºàí èçîëÿöèÿ æàíàäû.

Æåëiãå áiðäåé óàºûòòà ê¾øòi òîê ïàéäàëàíàòûí º½ðàëäàðäû ºîñºàíäà (ìûñàëû,  ýëåêòð ïëèòêàñûí) íåìåñå ºûñºàøà ò½éûºòàëó  æåëiäåãi òîê ê¾øiíi» åä¸óið ¼ñóiíå ¸ñåð åòåäi. ²ûñºàøà ò½éûºòàëó äåï- êåäåðãiñi òiçáåê á¼ëiãiíi» êåäåðãiñiíå ºàðà¹àíäà  àç òiçáåêòåãi  ¼òêiçãiø á¼ëiãiíi» åêi ½øûíû» áið-áiðiìåí ºîñûëóûí àéòàäû.

            ²ûñºàøà ò½éûºòàëó êåçiíäå òiçáåêòi» êåäåðãiñiíi»  àç áîëóûíà áàéëàíûñòû òîê ê¾øi ê¼áåéåäi. Îë ¼òêiçãiøòi» ºûçóûíà æ¸íå ¼ðòòi» øû¹óûíà ñåáåïêåð áîëàäû. Á½äàí º½òûëó ¾øií òiçáåêêå ñàºòàí-äûð¹ûøòû æàë¹àéäû.

            Ñàºòàíäûð¹ûø òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí æà¹äàéäà òiçáåêòi àæûðàòûï òàñòàéäû.

²ûñºàøà ò½éûºòàëó êåçiíäå òiçáåêòi» êåäåðãiñiíi»  àç áîëóûíà áàéëàíûñòû òîê ê¾øi ê¼áåéåäi. Îë ¼òêiçãiøòi» ºûçóûíà æ¸íå ¼ðòòi» øû¹óûíà ñåáåïêåð áîëàäû. Á½äàí º½òûëó ¾øií òiçáåêêå ñàºòàíäûð¹ûøòû æàë¹àéäû.

            Ñàºòàíäûð¹ûø òiçáåêòåãi òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòêåí æà¹äàéäà òiçáåêòi àæûðàòûï òàñòàéäû. Á¼ëìåäåãi ñûìäàðäà ºîëäàíûëàòûí ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» º½ðûëûñûìåí òàíûñàéûº. Ñàºòàíäûð¹ûøòû» íåãiçãi äåíåñi- ôàðôîð òû¹ûííû» îðòàñû àðºûëû ¼òåòií òåç áàëºèòûí ìåòàëëäàí iñòåëiíãåí ñûìíàí (ìûñàëû, ºîð¹àñûí) ò½ðàäû. Òû¹ûííû» á½ðàíäàëû á½ðàìàñû æ¸íå îðòàëûº áàéëàíûñû áàð. Á½ðàìà îðòàëûº áàéëàíûñïåí ºîð¹àñûí ñûì àðºûëû æàë¹àí¹àí. Òû¹ûíäû  ôàðôîð ºîðàïøàíû» iøiíäå îðíàëàñºàí ïàòðîí¹à á½ðàï ñàëàäû.

            Ѽéòiï, ºîð¹àñûí ñûìû æàëïû òiçáåêòi» á¼ëiãi áîëûï òàáûëàäû. ²îð¹àñûí ñûìäàðûíû» ºàëû»äû¹û  áåëãiëi øàìàäà¹û òîê ê¾øiíå øûäàéòûíäàé òà»äàëûíûï  àëûíàäû. Åãåð òîê ê¾øi ì¼ëøåðäåí àñûï êåòñå, îíäà ºîð¹àñûí ñûì áàëºèäû äà òiçáåê ò½éûºòàëìàéäû.

            Áàëºèòûí ñûìäàðäàí ò½ðàòûí ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòàð äåï àòàéäû.

Áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòàð ýëåêòð ºàáûëäà¹ûøòàðäû»    ºàëûïòû æ½ìûñûí îíû» áîéûìåí ºàëûïòû òîê æ¾ðãåí êåçäå ºàìòàìàñûç åòó êåðåê æ¸íå îëàð¹à àðòûº æ¾ê áîë¹àí êåçäå íåìåñå ºûñºàøà ò½éûºòàë¹àíäà òiçáåêòåí àæûðàòóû êåðåê. Ñîíäûºòàí ñàºòàíäûð¹ûøòû ò¼ìåíäåãi æà¹äàéëàð¹à áàéëàíûñòû òà»äàéäû:

·         áàëºûìàëû ºîíäûð¹ûäà¹û ºàëûïòû òîê êåëåñi øàðòòû ºàíà¹àòòàäûðóû ºàæåò   , ì½íäà¹û -ºîð¹àë¹àí òiçáåê á¼ëiãiíäåãi åñåïòåëiíåòií òîê;

·         ¸ðáið ñàºòàíäûð¹ûø òåê ¼çi ñàºòàéòûí   òiçáåê á¼ëiãi ºûñºàøà ò½éûºòàë¹àíäà ¹àíà iñêå ºîñûëóû ºàæåò.

2. ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. Ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ýëåêòð òiçáåãií æèíà»ûçäàð:

1-øi ñóðåò

2.2. Æåëiäåãi ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií 220 Â, ýëåêòð øàìûíû» ºóàòûí –60 æ¸íå 150 Âò, àë æ½ìûñ êåðíåóií 240  äåï àëû»ûçäàð. Ýëåêòð ºûçäûð¹ûø º½ðàëäàðäû» ºóàòûí 600 æ¸íå 1000 Âò, àë æ½ìûñ êåðíåóií –240 äåï àëû»ûçäàð.

2.3. °ðáið ýëåêòð ºàáûëäà¹ûøòû»  òî¹ûí ò¼ìåíäåãi ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòå»içäåð . ͸òèæåíi êåñòåãå æàçû»ûçäàð.

2.4. Ýëåêòð æàðûºòàíäûð¹ûøòû (Ñàº.3(Ïð3)), æåëiíi ºîðåêòåíäiðåòií ýëåêòð ºûçäûð¹ûøòû (Ñàº.2(Ïð2)), ñîíûìåí ºàòàð, áàðëûº ýëåêò𠺽ðàëäàðûí (Ñàº.1(Ïð1)) ñàºòàéòûí áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûø-òàðäà¹û òîêòû» ºàëûïòû øàìàëàðûí åñåïòå»içäåð.

2.5.  Ê1, Ê4, Ê5 êiëòòåðií ò½éûºòà»ûçäàð. Øàìíû» æàíóûí, àë  Ñàº.1 æ¸íå Ñàº. 2 ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» iñòåí øûºïàéòûíûíà ê¼ç æåòêiçi»içäåð.   

2.6. Ê1, Ê2, Ê3 êiëòòåðií ò½éûºòà»ûçäàð. ²ûçäûðó º½ðàëäàðûíû» ºîñûë¹àíûíà, àë  Ñàº.1 æ¸íå Ñàº. 3 ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» iñòåí øûºïà¹àíûíà ê¼ç æåòêiçi»içäåð.   

2.7. Áàðëûº êiëòòåðäi ò½éûºòà»ûçäàð. Áàðëûº ýëåêò𠺽ðàëäàðûíû» ºîñûë¹àíûíà, àë ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû» æàíûï êåòïåãåíiíå ê¼ç æåòêiçi»içäåð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Æåëiãå ñàºòàíäûð¹ûøòàðäû  ºàíäàé ìàºñàòïåí îðíàòàäû?

3.2. ²îíäûð¹û áàëºûìàëû ñàºòàíäûð¹ûøòà¹û ºàëûïòû òîêòû ºàëàé åñåïòåéäi?

3.3. Íåãå ºàóiïñiçäiê òåõíèêàñû áîéûíøà «ºî»ûçäû»»-  ò½òàñ ñàºòàíäûð¹ûøòû» îðíûíà êåçäåéñîº òà»äàëûíûï àëûí¹àí ¼òêiçãiøòåðäi ºîþ¹à òèiì ñàëûíàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N7

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíi» ýëåìåíòòåði. Ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãi. Îëàðäû» àéíûìàëû òîê æèiëiãiíå æ¸íå ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðiíå ò¸óåëäiëiãi.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Êåäåðãiëåðäi» àéíûìàëû òîê æèiëiãiíå æ¸íå ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðiíå ò¸óåëäiëiãií çåðòòåó.

1. ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäå ðåçèñòîðäàí áàñºà èíäóêòèâòi øàð¹û æ¸íå êîíäåíñàòîðëàð äà áîëóû ì¾ìêií. Ò½ðàºòû òîêòà èíäóêòèâòi øàð¹ûíû» ¼òå ¾ëêåí åìåñ àêòèâ êåäåðãiñi áîëàäû. Êîíäåíñàòîð ò½ðàºòû òîê æåëiñií àæûðàòàäû (ñåáåái àêòèâ êåäåðãiñi ¼òå ¾ëêåí).

Àéíûìàëû òîêòà á½ë ýëåìåíòòåðäi» á¼ëøåêòi» æàëïû ò¾ðiíå, ñîíûìåí ºàòàð, øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîð àðºûëû æ¾ðåòií àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû áîëàòûí ðåàêòèâ êåäåðãiëåði áîëàäû.

1.1.            Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi øàð¹û.

Ðåçèñòîð æ¸íå èíäóêòèâòi øàð¹ûñû áàð æåëiíi» æ½ìûñûí ºàðàñòûðàéûº. Øàð¹û àðºûëû æ¾ðåòií òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñi

¼çäiê èíäóêöèÿ çà»ûíà æ¸íå Ëåíö åðåæåñiíå ñ¸éêåñ øàð¹ûíû» åêi øåòiíäå êåðíåóäi» ò¾ñóií òóäûðàäû

,

ÿ¹íè êåðíåóäi» òåðáåëiñi ôàçà áîéûíøà òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñiíåí  -ãå îçàäû.

 ê¼áåéòiíäiñi êåðíåóäi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû áîëûï  òàáûëàäû:

.

Öèêëäiê æèiëiê ïåí èíäóêòèâòiëiêòi» ê¼áåéòiíäiñi øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiëiê êåäåðãiñi äåï àòàëàäû:

                                                    ,                                       (1)

ñîíäûºòàí, øàð¹ûäà¹û êåðíåó  ìåí òîê àìïëèòóäàëàðûíû» àðàñûíäà¹û áàéëàíûñ ôîðìàñû áîéûíøà ò½ðàºòû òîê òiçáåãi ¾øií Îì çà»ûíà ½ºñàéäû:

                                                  .                               (2)

(1)-øi ôîðìóëàäà ê¼ðñåòiëãåíäåé èíäóêòèâòi êåäåðãi øàð¹û ¾øií ò½ðàºòû øàìà áîëûï ºàëìàéäû. Îë øàð¹û àðºûëû ¼òåòií àéíûìàëû òîê æèiëiãiíå ïðîïîðöèîíàë. Ñîíäûºòàí, êåðíåóäi» ò½ðàºòû àìïëèòóäûñûíäà  èíäóêòèâòiê  ¼òêiçãiøòi» òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû   àéíûìàëû òîê æèëiãiíå êåði ïðîïîöèîíàëäû êåìèäi:

.

1.2.            Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi êîíäåíñàòîð.

Êîíäåíñàòîðäû» àñòàðëàðûíäà¹û êåðíåó ãàðìîíèêàëûº çà» áîéûíøà ¼çãåðãåí êåçäå

,

îíû» àñòàðëàðûíäà¹û çàðÿä òà ãàðìîíèêàëûº çà» áîéûíøà ¼çãåðåäi:

.

Ýëåêòð òî¹û êîíäåíñàòîð çàðÿäòàðûíû» ¼çãåðiñi ¸ñåðiíåí ïàéäà áîëàäû, ñîíäûºòàí, æåëiäåãi òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñi êåëåñi çà» áîéûíøà áîëàäû:

.

Á½ë æåðäåí êîíäåíñàòîðäà¹û êåðíåóäi» òåðáåëiñi ôàçà áîéûíøà òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñiíåí -ãå ºàëàäû.

-ê¼áåéòiíäiñi òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû äåï àòàëàäû :

.

Èíäóêòèâòi êåäåðãiãå ½ºñàñ ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi äåãåí ½¹ûìäû åíãiçåìiç:

                                                .                                                    (3)

Êîíäåíñàòîð ¾øií Îì çà»ûíà ½ºñàñ êåëåñi çà»äûëûºòû àëàìûç:

                                                             .                                                  (4)

(2)-øi æ¸íå (4)-øi ôîðìóëàëàð òîê ïåí êåðíåóäi» ýôôåêòèâòi ì¸íäåði ¾øií äå ä½ðûñ áîëûï òàáûëàäû.

2.             ƽìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1.            1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé òiçáåêòi æèíà»ûçäàð.

2.2.            Êåëåñi ïàðàìåòðëåðäi ºîéû»ûçäàð:

Ãåíåðàòîð – êåðíåói (ýôôåêòèâòi) –100 Â, æèiëiãi 100 Ãö;

Êîíäåíñàòîð- æ½ìûñ êåðíåói 400 Â, ñûéûìäûëû¹û 10 ìêÔ;

Ðåçèñòîð- æ½ìûñ ºóàòû 500 Âò, êåäåðãiñi 100 Îì.

2.3.            Êîíäåíñàòîðäû» ñûéìäûëû¹ûí 5 –òåí 50 ìêÔ-¹à äåéií ¼çãåðòå îòûðûï âîëüòìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð (êîíäåíñàòîð ìåí ðåçèñòîðäà¹û êåðíåóäi).

2.4.            Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹ûíà áàéëàíûñòû òiçáåê àðºûëû ¼òåòií òîêòû» ýôôåêòèâòi ì¸íäåðií åñåïòå»içäåð (îë ¾øií ðåçèñòîðäà¹û  êåðíåóäi îíû» êåäåðãiñiíå á¼ëó êåðåê).

2.5.            Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëûº êåäåðãiñií ¸ðáið ñûéûìäûëûº ¾øií àíûºòà»ûçäàð æ¸íå (3)-øi ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòåëãåí ì¸íiìåí ñàëûñòûðû»ûçäàð.

2.6.            Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹ûí 10 ìêÔ äåï àëûï, ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií 20-äàí 100 Ãö-êå ¸ðáið 10 Ãö ñàéûí ¼çãåðòå îòûðûï, ¼ëøåóäi  æ¸íå  ñûéûìäûëûº êåäåðãiíi»  àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû  åñåïòåóëåðäi  ºàéòàëà»ûçäàð.

2.7.           

2-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé òiçáåêòi æèíà»ûçäàð.

                        1-øi ñóðåò                                        2-øi ñóðåò

2.8.            Êåëåñi ïàðàìåòðëåðäi ºîéû»ûçäàð:

Ãåíåðàòîð – êåðíåói (ýôôåêòèâòi) –100 Â, æèiëiãi 100 Ãö;

Øàð¹û – èíäóêòèâòiëiãi 50 ìÃí;

Ðåçèñòîð- æ½ìûñ ºóàòû 500 Âò, êåäåðãiñi 100 Îì

2.9. Øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiëiãií  50-äåí 500 ìÃí-ãå äåéií (50 ìÃí ñàéûí) ¼çãåðòå îòûðûï âîëüòìåòðäi» ê¼ðñåòóií æàçûï àëû»ûçäàð (øàð¹û ìåí ðåçèñòîðäà¹û êåðíåó).

2.10.        Øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiëiãiíå áàéëàíûñòû òiçáåê àðºûëû æ¾ðåòií òîêòû» ýôôåêòèâòi ì¸íií åñåïòå»içäåð (îë ¾øií ðåçèñòîðäà¹û êåðíåóäi îíû» êåäåðãiñiíå á¼ëó êåðåê).

2.11.        °ðáið èíäóêòèâòiê ¾øií øàð¹ûíû» èíäóêòèâòi êåäåðãiñií åñåïòå»içäåð æ¸íå îíû (1)-øi ôîðìóëà áîéûíøà åñåïòåëãåí ì¸íiìåí ñàëûñòûðû»ûçäàð.

2.12.        Øàð¹ûíû» èíäóêòèâòiãií 100 ìÃí äåï àëûï, ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií ¸ðáið 10 Ãö ñàéûí 20-äàí 100 Ãö-ºà äåéií ¼çãåðòå îòûðûï ¼ëøåóäi æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãiíi àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû åñåïòåóäi ºàéòàëà»ûçäàð.

2.13.        Èíäóêòèâòi êåäåðãiíi» æ¸íå ñûéûìäûëûº êåäåðãiñiíi» àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû ãðàôèãií ò½ð¹ûçû»ûçäàð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Íåãå ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi æèiëiê ¼ñêåí êåçäå êåìèäi, àë èíäóêòèâòi êåäåðãi àðòàäû?

3.2. Øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîð ¾øií òîê ïåí êåðíåó àðàñûíäà¹û ôàçàëàðäû» àéûðìàøûëû¹û íåäå?

3.3. Ñûéûìäûëûº æ¸íå èíäóêòèâòi êåäåðãiëåðäi» ¼ëøåì áiðëiêòåði áîëûï ºàíäàé  øàìà àëûíàäû?

3.4. Ðåàêòèâòi ýëåìåíòòåð: êîíäåíñàòîð æ¸íå èíäóêòèâòi øàð¹û ¾øií  òîê ïåí êåðíóäi» å» ¾ëêåí ì¸íäåðiíå (ýôôåêòèâòi) àðíàë¹àí Îì çà»ûíà ½ºñàñ çà» ºàëàé æàçûëàäû?

Ëàáîðàòîðèÿëûº æ½ìûñ N8

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi ðåçîíàíñ º½áûëûñû.

ƽìûñòû» ìàºñàòû: Àéíûìàëû òîê æåëiñiíäåãi ºàëûïòàñºàí åðiêñiç òåðáåëiñòåðäi îºûï ¾éðåíó. Ðåçîíàíñ º½áûëûñûí çåðòòåó.

1. ²ûñºàøà òåîðèÿëûº ò¾ñiíiê.

 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé àéíûìàëû êåðíåó ãåíåðàòîðûíà òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí êîíäåíñàòîðû, ðåçèñòîðû æ¸íå èíäóêòèâòi øàð¹ûñû áàð ñõåìàíû ºàðàñòûðàìûç.

1-øi ñóðåò

Æåëiíi» êåéáið ýëåìåíòòåðiíäå òîê ê¾øi ìåí êåðíåóäi» åðiêñiç òåðáåëiñòåði ïàéäà áîëàäû. Êîíäåíñàòîð ìåí èíäóêòèâòi øàð¹ûíû»  ðåàêòèâ êåäåðãiëåði æèiëiêêå áàéëàíûñòû áîë¹àíäûºòàí, òiçáåêòåãi òîê ê¾øiíi» òåðáåëiñ àìïëèòóäàñû ãåíåðàòîðäà¹û ò½ðàºòû êåðíåóäi» æèiëiãiíå   áàéëàíûñòû áîëàäû.

            Àéíûìàëû òîêòû» ò¼ìåíãi æèiëiãiíäå  êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëûº êåäåðãiñi  ¼òå ¾ëêåí áîë¹àíäûºòàí, òiçáåêòåãi òîê ê¾øi àç áîëàäû.  Êåði øåêòi æà¹äàéäà, àéíûìàëû òîêòû» ¾ëêåí æèiëiãiíäå èíäóêòèâòi êåäåðãi   äå  ¾ëêåí áîëàäû, àë òîê ê¾øi òà¹û äà àç áîëàäû.

1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåí òiçáåêòi» òîëûº êåäåðãiñi  êåëåñi ôîðìóëàìåí ñèïàòòàëàäû:

.

 Èíäóêòèâòi æ¸íå ñûéûìäûëûº êåäåðãiëåði áiðäåé áîëòûíäàé àéíûìàëû êåðíåóäi»  æèiëiãiíäå ¹àíà æåëiäåãi òîê ê¾øi å» ¾ëêåí áîëàäû

.                                            (1)

Øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîðäû» ðåàêòèâ êåäåðãiëåði áið-áiðiíå òå» áîë¹àíäà, á½ë ýëåìåíòòåðäåãi êåðíåóäi» àìïëèòóäàëàðû äà áiðäåé áîëàäû . Øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîðäà¹û êåðíåóäi» òåðáåëiñi ôàçà áîéûíøà ºàðàìà-ºàðñû áîë¹àíäûºòàí, (1)-øi øàðò  îðûíäàë¹àí æà¹äàéäà îëàðäû» ºîñûíäûñû í¼ëãå òå». ͸òèæåäå àêòèâ êåäåðãiäåãi  êåðíåó  ãåíåðàòîðäû» òîëûº êåðíåóiíå  òå» áîëàäû, àë òiçáåêòåãi òîê ê¾øi å» ¾ëêåí ì¸íiíå æåòåäi .   Òîê ê¾øi ìåí ýºê-òi» öèêëäiê æèiëiãi êåëåñi øàìà¹à òå»

                              (2)

æ¸íå  îë ýëåêòð êîíòóðäà¹û ýëåêòðìàãíèòòiê ¼øïåéòií åðêií òåðáåëiñòåðäi» öèêëäiê æèiëiãiìåí ñ¸éêåñ êåëåäi.

            Àéíûìàëû òîêòû» ýëåêòð æåëiñiíäåãi ðåçîíàíñ º½áûëûñû äåï - ñûðòºû àéíûìàëû ýºê-íi» öèêëäiê æèiëiãiíi»  êîíòóðäà¹û ¼øïåéòií åðêií òåðáåëiñòåðäi» æèiëiãiíå  ñ¸éêåñ êåëãåí êåçäåãi òåðáåëìåëi êîíòóðäà¹û òîê ê¾øiíi» åðiêñiç òåðáåëiñ àìïëèòóäàñûíû» òåç ¼ñóií àéòàäû.  æèiëiãi ðåçîíàñòû öèêëäiê æèiëiê äåï àòàëàäû. Ðåçîíàíñòû öèêëäiê æèiëiê àêòèâ êåäåðãiãå  áàéëàíûñòû åìåñ. Òîê ê¾øiíi»  ðåçîíàíñòû öèêëäiê æèiëiêêå  áàéëàíûñòû ãðàôèãi ðåçîíàíñ ºèñû¹û äåï àòàëàäû. Àêòèâ êåäåðãi  íå¹½ðëûì àç áîëñà, ðåçîíàíñ ºèñû¹û ñî¹½ðëûì ¾øêið áîëàäû.

2-øi ñóðåò

2. ƾìûñòû» îðûíäàëó ò¸ðòiái.

2.1. 1-øi ñóðåòòå ê¼ðñåòiëãåíäåé ñõåìàíû º½ðàñòûðó ¾ñòåëiíäå æèíà»ûçäàð. Ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðií êåëåñi ò¾ðäå  òà»äàï àëû»ûçäàð:

Ãåíåðàòîð: 10 Ãö;

Ðåçèñòîð : R=200 Îì; Ð=500 Âò;

Êîíäåíñàòîð: 10 ìêÔ; 400 Â;

Øàð¹û: 1 Ãí.

2.2. Ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií ¸ðáið 10 Ãö ñàéûí 10 Ãö-òåí 100 Ãö-êå äåéií ¼çãåðòå îòûðûï, âîëüòìåòðäi» ê¼ìåãiìåí øàð¹ûäà¹û, ðåçèñòîðäà¹û, êîíäåíñàòîðäà¹û êåðíåóëåðäi ¼ëøå»içäåð æ¸íå ¼ëøåíãåí øàìàëàðäû êåñòåãå æàçû»ûçäàð. Êîíñòðóêòîðäû» æèûíòû¹ûíäà åêi ¹àíà ìóëüòèìåòð áîë¹àíäûºòàí,  ãåíåðàòîðäû» æèiëiãií ¼çãåðòå îòûðûï ¼ëøåóäi åêi ðåò ºàéòàëàó¹à òóðà êåëåäi.  Áiðiíøi ðåò âîëüòìåòðäi øàð¹û ìåí êîíäåíñàòîð¹à, àë åêiíøi ðåò ¼ëøåóäå âîëüìåòðäi ðåçèñòîð¹à ºîñàìûç.

2.3. Ðåçèñòîðäà¹û, êîíäåíñàòîðäà¹û æ¸íå øàð¹ûäà¹û êåðíåóäi» ãåíåðàòîðäû» æèiëiãiíå ò¸óåëäiëiãií ê¼ðñåòåòií ãðàôèêòåðäi ò½ð¹ûçû»ûçäàð.

2.4. (2)-øi ôîðìóëà áîéûíøà ðåçîíàíñ æèiëiãií åñåïòå»içäåð æ¸íå àëûí¹àí øàìàëàðäû ýêñïåðèìåíòïåí ñàëûñòûðû»ûçäàð.

2.5. Ýëåìåíòòåðäi» ïàðàìåòðëåðií ¼çãåðòå îòûðûï, ¼ëøåóëåð ìåí åñåïòåóëåðäi ºàéòàëà»ûçäàð.

2.6. Ýêñïåðèìåíòïåí àëûí¹àí ýëåìåíòòåðäåãi êåðíåóäi» æåëiäåãi àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå ò¸óåëäiëiãií ê¼ðñåòåòií  ãðàôèêòåðäi ò¾ñiíäiði»içäåð.

3. Áàºûëàó ñ½ðàºòàðû.

3.1. Êîíäåíñàòîð ìåí èíäóêòèâòi øàð¹ûíû» ðåàêòèâòi êåäåðãiëåði àéíûìàëû òîêòû» æèiëiãiíå ºàëàé áàéëàíûñòû?

3.2. Íåãå  íàºòû áið æèiëiêòå êîíäåíñàòîðû, øàð¹ûñû æ¸íå ðåçèñòîðû áàð æåëiäåãi òîê ê¾øiíi» øàìàñû å» ¾ëêåí áîëàäû æ¸íå å» ¾ëêåí , å» êiøi æèiëiêòå í¼ëãå ½ìòûëàäû?

3.3. Íåãå ðåçîíàíñ êåçiíäå ðåçèñòîðäà¹û êåðíåó àéíûìàëû òîê ê¼çiíi» êåðíåóiíå òå» áîëàäû?

3.4. Ò½ðìûñòà, òåõíèêàäà, ¹ûëûìäà ðåçîíàíñ º½áûëûñû ºàëàé ºîëäàíûëàäû?

Ê´ÌÅÊØI ²µÐÀËÄÀÐ

Ýëåêòð òî¹û æ¸íå ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø.

Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û.

´òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó.

Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ºóàòû ìåí æ½ìûñû.

Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi.

Òîëûº òiçáåê ¾øií Îì çà»û.

Êîíäåíñàòîð. Ýëåêòð ñûéûìäûëûº.

Êîíäåíñàòîðëàðäû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó.

´çäiê èíäóêöèÿ. ´òêiçãiøòi» èíäóêòèâòiëiãi.

Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹û.

Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû»  òiçáåêòi æåëiñi.

Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû» ïàðàëëåëü æåëiñi.

 Àéíûìàëû òîê æåëiñiíi» ºóàòû.

Ýëåêòð ¼ëøåóiø º½ðàëäàð.

Ýëåêòð ñõåìà á¼ëiêòåðiíi» ñèïàòòàìàñû æ¸íå îëàðäû ìàðêiëåó.

 Ê¼ìåêøi º½ðàëäû äàéûíäàó ¾øií êåëåñi ¸äåáèåòòåð ºîëäàíûëäû:

Ýëåêòð òî¹û æ¸íå ýëåêòð òiçáåãiíi» ýëåìåíòòåði.

Ýëåêòð òî¹û æ¸íå ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø.

Ýëåêòð òî¹û äåï- ýëåêòð çàðÿäòàðûíû» ðåòòåëãåí ºîç¹àëûñûí àéòàäû. Ýëåêòð òî¹ûíû» áà¹ûòû ðåòiíäå î» çàðÿäòàðäû» ºîç¹àëûñ áà¹ûòûí àëó ½é¹àðûë¹àí. ´òêiçãiøòåðäå ýëåêòð òî¹û ýëåêòð ¼ðñiíi» ¸ñåðiíåí ïàéäà áîëàäû.

´òêiçãiøòi» ê¼ëäåíå» ºèìàñû àðºûëû  óàºûòòà ¼òåòií   çàðÿäòû» îñû óàºûò àðàëû¹ûíà ºàòûíàñû òîê ê¾øi  äåï àòàëàäû:

Òîê ê¾øi Àìïåðìåí ¼ëøåíåäi. Åãåðäå óàºûò ¼òóiíå áàéëàíûñòû òîê ê¾øi ¼çãåðìåñå, îíäà ýëåêòð òî¹û ò½ðàºòû òîê äåï àòàëàäû.

´òêiçãiøòåðäåãi ýëåêòð òî¹û ò½ðàºòû òîê ê¼çäåðií òó¹ûçàäû.

Ò½ðàºòû òîê ê¼çiíi» iøiíäå ýëåêòðñòàòèêàëûº ¼ðiñ ê¾øiíi» áà¹ûòûíà ºàðñû ýëåêòð çàðÿäòàðûíû» îðûí àóûñóûí òó¹ûçàòûí ê¾øòåðäi á¼ãäå ê¾øòåð äåï àòàéäû.

Ãàëüâàíè ýëåìåíòòåðiíäå íåìåñå àêêóìóëÿòîðäà á¼ãäå ê¾øòåð  ýëåêòðîä-ýëåêòðîëèò øåêàðàëàðûíäà áîëàòûí ýëåêòðõèìèàëûº ïðîöåñòåðäi» í¸òèæåñiíäå ïàéäà áîëàäû. Ò½ðàºòû òîê äèíàìî-ìàøèíàñûíäà¹û á¼ãäå ê¾ø-  Ëîðåíö ê¾øi áîëûï òàáûëàäû. Á¼ãäå ê¾øòåðäi»  çàðÿäûí òiçáåêòi» áîéûìåí îðûíûí àóûñòûðó ¾øií iñòåëãåí æ½ìûñûíû»  îñû çàðÿäºà ºàòûíàñû ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾ø   (ݲÊ) äåï àòàëàäû:

 Ýëåêòð ºîç¹àóøû ê¾øi êåðíåó ìåí ïîòåíöèàëäàð àéûðûìû Âîëüòïåí ¼ëøåíåäi.

            °ðò¾ðëi ò½ðìûñòûº º½ðàëäàðäà (ýëåêòðîíäûº ñà¹àòòàðäà, ºàáûëäà¹ûøòàðäà, ìàãíèòîôîíäàðäà, ºîë øàìäàðäà  æ¸íå ò.á.) ºîëäàíûëàòûí å» ê¼ï òàðàë¹àí ò½ðàºòû òîê ê¼çäåði ìåí áàòàðåÿëàðäà¹û Ý²Ê  1.5Â, 4.5Â, 9 áîëûï êåëåäi. Àâòîìîáèëüäåðäå             ݲÊ-øi 12Â-òûº (æå»ië ìàøèíà ¾øií) æ¸íå 24 ( æ¾ê ìàøèíàëàðûíäà) àêêóìóëÿòîðëàð ïàéäàëàíûëàäû.

Òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û.

            1826 æûëû íåìiñ ôèçèãi Ãåîðã Îì (1787-1854) ýëåêòð òiçáåãiíi» á¼ëiãi áîëûï òàáûëàòûí ìåòàëë ¼òêiçãiøòi» åêi øåòiíäåãi êåðíåóäi»   òiçáåêòåãi òîê ê¾øiíå ºàòûíàñû ò½ðàºòû øàìà áîëàòûíûí áàéºà¹àí:

.

Á½ë øàìàíû  ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi  äåï àòàéäû. Ýëåêòð êåäåðãiñi Îììåí ¼ëøåíåäi.

Òîê ê¾øi 1À áîë¹àíäà êåðíåói 1 áîëàòûí òiçáåê á¼ëiãi 1Îì ýëåêòð êåäåðãiñiíå èå áîëàäû:

                                     1Îì=1 Â/1À.

Ò¸æiðèáåëåðäi» ê¼ðñåòóiíå ºàðà¹àíäà, ¼òêiçãiøòi» ýëåêòð êåäåðãiñi îíû»  ½çûíäû¹ûíà òóðà ïðîïîðöèîíàë, àë  ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíûíà êåði ïðîïîðöèîíàë áîëàäû:

R = r×L / S.

Á½ë æåðäåãi r -çàòòû» ìåíøiêòi ýëåêòð êåäåðãiñi. Ìåíøiêòi ýëåêòð êåäåðãiñi Îì×ì-ìåí ¼ëøåíåäi. Ò¼ìåíäåãi êåñòåäå êåéáið ìàòåðèàëäàð ìåí ºîñïàëàðäû» ìåíøiêòi ýëåêòð êåäåðãiëåði êåëòiðiëãåí.

1-øi êåñòå. ´òêiçãiøòåðäi» ìåíøiêòi êåäåðãiëåði.

Ìàòåðèàëäàð	Ìåíøiêòi êåäåðãiëåð	Ìåíøiêòi êåäåðãiëåð
Àëþìèíèé	2,82×10-8	0,0282
Âèñìóò	1,2×10-6	1,2
Âîëüôðàì	5,5×10-8	0,055
Òåìið	9,8×10-8	0,098
Àëòûí	2,42×10-8	0,0242
Êîíñòàíòàí	4,9×10-7	0,49
Ëàòóí	8×10-8	0,08
Ìàíãàíèí	4,4×10-7	0,44
Ìûñ	1,72×10-8	0,0172
Ìîëèáäåí	5,6×10-8	0,056
Íèêåëü	7,24×10-8	0,0724
Íèõðîì	1×10-6	1
²àëàéû	1,14×10-7	0,114
Ïëàòèíà	1,05×10-7	0,105
²îð¹àñûí	2,06×10-7	0,206
ʾìiñ	1,62×10-8	0,0162
Öèíê	5,92×10-8	0,0592

Ýëåêòð êåäåðãiñi  ìåí êåðíåóäi» òîê ê¾øiíå  ò¸óåëäiëiãi òiçáåê á¼ëiãiíå àðíàë¹àí Îì çà»û ä.à:

.

´òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó.

K ¼òêiçãiøòåðäi òiçáåêòåé ºîñºàíäà, òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñi ¸ðáið ¼òêiçãiøòi» êåäåðãiëåðiíi» ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû:

 .

K ¼òêiçãiøòåðäi ïàðàëëåëü ºîñºàíäà, òiçáåêòi» æàëïû êåäåðãiñiíi» êåði øàìàñû, ¸ðáið ¼òêiçãiø êåäåðãiëåðiíi» êåði øàìàëàðûíû» ºîñûíäûñûíà òå»:

.

Ò½ðàºòû ýëåêòð òî¹ûíû» ºóàòû ìåí æ½ìûñû.

Ýëåêòð òî¹ûíû»  êåäåðãiñi  áîëàòûí òiçáåê á¼ëiãiíäåãi  óàºûò iøiíäåãi àòºàðàòûí æ½ìûñû:

.

 æ½ìûñûíû» îñû æ½ìûñ æàñàó¹à êåòêåí Dt óàºûòºà ºàòûíàñûí ýëåêòð òî¹ûíû» ºóàòû äåï àéòàäû:

.

Ýëåêòð òî¹ûíû» æ½ìûñû (åãåð ìåõàíèêàëûº æ½ìûñ iñòåëìåñå æ¸íå õèìèÿëûº ðåàêöèÿëàð æ¾ðìåñå) ¼òêiçãiøòi» øû¹àðàòûí æûëó ì¼ëøåðiíå  òå»:

Á½ë çà»äûëûºòû à¹ûëøûí ¹àëûìû Äæåéìñ Äæîóëü (1818-1889) æ¸íå îðûñ ¹àëûìû Ýìèëü Ëåíö (1804-1865) ýêñïåðèìåíò ò¾ðiíäå àíûºòàäû. Ñîíäûºòàí, á½ë çà»äû Äæîóëü-Ëåíö çà»û äåï àòàéäû.

Òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi

Ýëåêòð êåäåðãiñi  ¼òêiçãiøòåí æ¸íå òîê ê¼çiíåí ò½ðàòûí ýëåêòð òiçáåãiíäåãi òîê òåê ñûðòºû òiçáåê á¼ëiãiíäå ¹àíà åìåñ, iøêi òiçáåê á¼ëiãiíäå äå æ½ìûñ iñòåéäi. Òîê ê¼çiíi» ýëåêòð êåäåðãiñi iøêi êåäåðãi äåï àòàëàäû. Iøêi òiçáåê á¼ëiãiíåí  Q_iøêi,  æûëó ì¼ëøåði á¼ëiíåäi:

ì½íäà¹û -òîê ê¼çiíi» iøêi êåäåðãiñi.

Iøêi æ¸íå ñûðòºû òiçáåê á¼ëiêòåðiíi» êåäåðãiëåði  æ¸íå  áîëàòûí, ò½ðàºòû òîêòû» ò½éûº òiçáåê àðºûëû ¼òêåí êåçiíäå á¼ëiíåòií òîëûº æûëó ì¼ëøåði êåëåñi ò¾ðäå æàçûëàäû

.

Òîëûº òiçáåê ¾øií Îì çà»û

Ò½éûº òiçáåê ¾øií òîê ê¼çiíi» á¼ãäå ê¾øiíi» æ½ìûñû òiçáåêòi» ñûðòºû æ¸íå iøêi á¼ëiêòåðiíåí á¼ëiíåòií æûëóäû» ì¼ëøåðiíå òå». Ñîíäûºòàí:

.

Á½ë æåðäåí  íåìåñå

.

Ñû ¼ðíåê òîëûº òiçáåê ¾øií Îì çà»û äåï àòàëàäû.

Êîíäåíñàòîð. Ýëåêòð ñûéûìäûëûº.

´òêiçãiøòi» çàðÿäû îíû» ïîòåíöèàëûíà òóðà ïðîïîðöèîíàë áîëàäû:

q = C×j

ïðîïîðöèîíàëäûº êîýôôèöèåíòi Ñ ýëåêòð ñûéûìäûëûº íåìåñå æ¸é ¼òêiçãiøòi» ñûéûìäûëû¹û äåï àòàëàäû:

C = q / j.

Áið-áiðiíåí àç àðàºàøûºòûºòà ò½ðàòûí, ¸ðò¾ðëi çàðÿäòàë¹àí 2 ¼òêiçãiø äåíåíi (àñòàðëàðäû) êîíäåíñàòîð äåï àòàéäû.

Êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹û - êîíäåíñàòîð çàðÿäûíû» îíû» àñòàðëàðûíû» àðàñûíäà¹û ïîòåíöèàëäàð àéûðûìûíû» ºàòûíàñûíà òå»:

C = q / U

Ñûéûìäûëûº êîíäåíñàòîðäû» çàðÿäûíà áàéëàíûñòû åìåñ, îë îíû» ôîðìàñûìåí, ¼ëøåìiìåí àíûºòàëàäû. ´òêiçãiø áåòòi» ôîðìàñûíà áàéëàíûñòû êîíäåíñàòîðëàð æàçûº, öèëèíäðëiê æ¸íå ñôåðàëûº áîëûï á¼ëiíåäi. Æàçûº êîíäåíñàòîðëàðäû» ñûéûìäûëû¹û:

C = e₀×e×S / d,

ì½íäà¹û            S –áið ïëàñòèíàíû» áåòiíi» àóäàíû;

                        d – ïëàñòèíàëàðäû» àðàºàøûºòû¹û;

                        e –àñòàðëàðäû» àðàñûíäà¹û ìàòåðèàëäû» äèýëåêòðëiê ¼òiìäiëiãi

                        e₀ = 8.854×10 ^-12 Ô/ì –ýëåêòð ò½ðàºòûñû.

Öèëèíäðëiê êîíäåíñàòîð ìåí êîàêñèàëäi êàáåëäi» ñûéûìäûëû¹û

                                                C = 2p×e×e₀×l / ln(b/a),

            ì½íäà¹û           

         b æ¸íå a –öèëèíäðëåðäi» iøêi æ¸íå ñûðòºû  

         ðàäèóñòàðû;

             –êîíäåíñàòîðäû» ½çûíäû¹û;

            Ñôåðàëûº êîíäåíñàòîðäû» ñûéûìäûëû¹û:

                                                C = 4p×e×e₀ / (1/a – 1/b),

            ì½íäà¹û            b æ¸íå a –ñôåðàíû» iøêi æ¸íå ñûðòºû ðàäèóñòàðû.

Êîíäåíñàòîðëàðäû òiçáåêòåé æ¸íå ïàðàëëåëü ºîñó.

 êîíäåíñàòîðëàðäû ïàðàëëåëü ºîñºàíäà æàëïû ñûéûìäûëûº ¸ðáið êîíäåíñàòîðëàðäû» ñûéûìäûëûºòàðûíû» ºîñûíäûñûíà òå»:

.

   êîíäåíñàòîðëàðäû òåçáåêòåé ºîñºàíäà ñûéûìäûºòû» êåði øàìàëàðû ºîñûëàäû:

.

Çàðÿòàë¹àí êîíäåíñàòîðäû» ýëåêòð ¼ðiñíi» ýíåðãèÿñû êåëåñi øàìà¹à òå»:

´çäiê èíäóêöèÿ. ´òêiçãiøòi» èíäóêòèâòiëiãi.

´òêiçãiøòåãi òîêòû» êåç-êåëãåí ¼çãåðiñiíäå, îñû òîêòû» ¸ñåðiíåí ïàéäà áîëàòûí ìàãíèò à¹ûíûíû» ¼çãåðiñi Ý²Ê òóäûðàäû. ̽íäàé º½áûëûñ ¼çäiê èíäóêöèÿ äåï àòàëàäû.

´çäiê èíäóêöèÿ êåëåñi ¼ðíåêïåí àíûºòàëàäû:

e = - L×DI /Dt,

            ì½íäà¹û L - ¼òêiçãiøòi» èíäóêòèâòiëiãi.

Îë îíû» ¼ëøåìiíå, ôîðìàñûíà æ¸íå ¼òêiçãiø ò½ð¹àí îðòàíû» ºàñèåòiíå áàéëàíûñòû.      Èíäóêòèâòiëiê L êîíòóðäû òåñiï ¼òåòií ìàãíèò à¹ûíûíû», îñû à¹ûíäû òóäûðàòûí êîíòóðäà¹û òîê ê¾øiìåí áàéëàíûñòûðàäû:

´çåêøåñi áàð, ½çûí ñîëåíîèäòû» èíäóêòèâòiëiãi êåëåñi ò¾ðäå áåðiëåäi:

                                                L = m₀×m×N²S / l = m₀×m×n²V,

            ì½íäà¹û            N –îðàìäàð ñàíû,

                                  S –ñîëåíîèäòû» ê¼ëäåíå» ºèìàñûíû» àóäàíû,

                        –îðàìíû» ½çûíäû¹û,

                        n = N/l –áiðëiê ½çûíäûººà êåëåòií îðàì ñàíû,

                                      V = Sl – ñîëåíîèäòû» ê¼ëåìi,

         m –¼çåêøåíi» ìàãíèò ¼òiìäiëiãi,

         m₀ = 12.57×10^–7Í/À²– ìàãíèòòiê ò½ðàºòû.

Èíäóêòèâòiëiãi  æ¸íå òî¹ûíû» øàìàñû  áîëàòûí ¼òêiçãiø òóäûðàòûí ìàãèò ¼ðiñiíi»  ýíåðãèÿñû êåëåñi øàìàìåí àíûºòàëàäû:

.

Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹û.

Ñèíóñîèäàëûº àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäå áîëàòûí ôèçèêàëûº º½áûëûñòàð ºàëûïòàñºàí åðiêñiç ýëåêòðìàãíèòòiê òåðáåëiñòåðäi ñèïàòòàéäû. Àéíûìàëû òîê ãåíåðàòîðûíäà ïàéäà áîëàòûí êåðíåó  óàºûò áîéûíøà êåëåñi çà» áîéûøà ¼çãåðåäi:

U(t) = U₀×cos(w t),

            ì½íäà¹û            U₀ –àìïëèòóäà;

                                 w = 2pn  –àéíàëûìäûº íåìåñå öèêëäiê òåðáåëiñ æèiëiãi;                       n  –ãåðö áîéûíøà áåðiëåòií æèiëiê.

Òiçáåêêå ê¸äiìãi Îìäûº (àêòèâ) êåäåðãiíi æàë¹à¹àíäà, îíû» áîéûìåí òîê æ¾ðåäi

I(t) = I₀×cos(w t),                                 I₀ = U₀ / R.

Òîê ò¾ñiðiëãåí êåðíåóìåí ôàçàëû ¼çãåðåäi.

Ñûéûìäûëû¹û Ñ êîíäåíñàòîðäû æàë¹à¹àíäà, îíû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîêòû» øàìàñû êåëåñi ¼ðíåêïåí àíûºòàëàäû:           

I(t) = I₀×cos(w t + p /2),                       I₀ = U₀Cw.

Òîê êåðíåóäi ôàçà áîéûíøà p/2-ãå îçàäû.

Ñûéûìäûëû¹û Ñ êîíäåíñàòîð¹à ñûéûìäûëûº êåäåðãi (ðåàêòèâòi) ñ¸éêåñòåíäiðiëåäi R_C = 1 / (wC).

Èíäóêòèâòiëiãi L áîëàòûí êàòóøêàíû ºîñºàíäà, îíû» áîéûìåí æ¾ðåòií òîêòû» øàìàñû êåëåñi ò¾ðäå æàçûëàäû:

                                                I(t) = I₀×cos(w t - p /2),                        I₀ = U₀ /(wL).

Òîê êåðíåóäåí ôàçà áîéûíøà p/2-ãå ºàëàäû.

Èíäóêòèâòiëiãi  êàòóøêà¹à èíäóêòèâòi (ðåàêòèâ) êåäåðãi ñ¸éêåñòåíäiðiëåäi R_L = w L.

Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû»  òiçáåêòi æåëiñi.

R àêòèâ êåäåðãiñi, C ñûéûìäûëû¹û æ¸íå L èíäóêòèâòiëiãi áàð àéíûìàëû òîêòû» òiçáåêòi æåëiñiíäåãi òîê ê¾øi ¸ðáið óàºûò àðàëû¹ûíäà áiðäåé áîëàäû, àë U_R , U_C , U_L êåðíåóëåðiíi» ëåçäiê ì¸íäåðiíi» ºîñûíäûñû ñîë óàºûò àðàëû¹ûíäà¹û áåðiëãåí êåðíóãå òå» áîëàäû:

U = U_R + U_C + U_L.

Òiçáåêòåãi êåðíåó ìåí òîê óàºûòºà áàéëàíûñòû êåëåñi ò¾ðäåãi çà»äûëûºòàðìåí ñèïàòòàëàäû:

U(t) = U₀ cos(w t),      I(t) = I₀ cos(w t+j).

 I₀ ìåí j –äû» øàìàëàðû ò¼ìåíäåãi ôîðìóëàëàðìåí ¼ðíåêòåëåäi.

            I₀ = U₀ / {R² + [wL – 1/(wC)]²}^1/2;    tgj = [wL – 1/(wC)] / R.

Òîê ê¾øiíi» àìïëèòóäàëûº ì¸íi I₀ ìåí _L êåðíåóëåðäi» àìïëèòóäàëûº ì¸íäåðiíi» U_0R , U_0C , U₀  òiçáåêòi» áàñºà ýëåìåíòòåðiìåí àðàñûíäà¹û áàéëàíûñ êåëåñi ò¾ðäå áåðiëåäi:

            U_0R = I₀×R ,                 U_0C = I₀ / (wC) ,                      U_0L = I₀×wL.

Òiçáåêòi» êåéáið ýëåìåíòòåðiíäåãi êåðíåóëåðäi» ëåçäiê ì¸íäåði:

                      U_R = I₀R×cos(w t - j) ,

                                                U_L = I₀wL×cos(w t - j + p/2) ,

                                                U_C = (I₀ /wC)×cos(w t - j  - p/2).

Àéíûìàëû ýëåêòð òî¹ûíû» ïàðàëëåëü æåëiñi.

R  àêòèâ êåäåðãiíi æ¸íå R_C  æ¸íå R_L  ðåàêòèâ êåäåðãiëåðäi ïàðàëëåëü ºîñºàí êåçäå òiçáåêòi» òàðìàºòàëìà¹àí á¼ëiãiíäåãi òîêòû» ëåçäiê ì¸íi ïàðàëëåëü á¼ëiêòåðäåãi òîêòàðäû» àëãåáðàëûº ºîñûíäûñûíà òå» áîëàäû.

I = I_R + I_C + I_L

àë êåðíåóäi» ëåçäiê ì¸íi òiçáåêòi» áàðëûº á¼ëiãiíäå áiðäåé áîëàäû.

Êåðíåó ìåí òiçáåêòi» òàðìàºòàëìà¹àí á¼ëiãiíäåãi òîê øàìàñû êåëåñi ¼ðíåêòåðìåí àíûºòàëàäû:

U(t) = U₀×cos(w t) ,     I(t) = I₀×cos(w t - j) ,

I₀ = U₀ {1/R² + [1/(wL) - wC]²}^1/2 ,

tgj = R[1/(wL) - wC].

Òîê ïåí êåðíåóäi» àìïëèòóäàëàðû êåëåñi ò¾ðäåãi ºàòûíàñòàðìåí áåðiëåäi:

                                                U₀ = I_0R×R = I_0C /(wC) = I_0LwL.

Òiçáåêòi» áàñºà òàðìàºòàðûíäà¹û òîºòû» ëåçäiê ì¸íäåði :

I_R = (U₀/R)×cos(w t) ,

I_L = [U₀/(wL)]×cos(w t - p/2) ,

I_C = U₀wC×cos(w t + p/2).

Àéíûìàëû òîê æåëiñiíi» ºóàòû.

Àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäåãi êóàòòû» ëåçäiê ì¸íi:

P(t) = U×I = U₀×I₀×cos(w t)×cos(w t - j) ,

àë àéíûìàëû òîê òiçáåãiíäåãi ºóàòòû» îðòàøà ì¸íi êåëåñi ò¾ðäå áåðiëåäi:

                        P = (1/2)U₀×I₀×cosj .

Åãåð êåðíåó ìåí òîêòû» ýôôåêòèâòi ì¸íäåðií åíãiçñåê,

            U_ýô = U₀ /(2)^1/2  æ¸íå               I_ýô = I₀ /(2)^1/2,

îíäà ºóàò êåëåñi ò¾ðäåãi ¼ðíåêïåí áåðiëåäi

                                                P = U_ýô×I_ýô×cosj.

Ýëåêòð ¼ëøåóiø º½ðàëäàð.

Àìïåðìåòð.

Àìïåðìåòð- ýëåêòð òiçáåãiíäåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó ¾øií ºîëäàíûëàäû. Îë òiëäiê º½ðàë¹à æàòàäû æ¸íå  iøêi êåäåðãiñi R_а       áîëàòûí ãàëüâàíîìåòð ìåí î¹àí ïàðàëëåëü æàë¹àí¹àí øóíòòû R_ø êåäåðãiäåí ò½ðàäû.

 

Òiçáåêòåãi òîê ê¾øií ¼ëøåó êåçiíäå º½ðàëäà¹û êåðíåóäi» ò¾ñói àç áîëó ¾øií, ãàëüâîíîìåòðäi» iøêi êåäåðãiñi àí๽ðëûì àç áîëóû ºàæåò. Øóíò àìïåðìåòðìåí òîê ê¾øií ¼ëøåó àðàëû¹ûí êå»åéòó ¾øií êåðåê.

´ëøåó àðàëû¹ûí êå»åéòó ¾øií, áiçãå n ðåò øóíòòûº êåäåðãi êåðåê:

R_ø = R_a /(n-1).

Àìïåðìåòð ¸ðºàøàíäà òiçáåêòi» òîê ê¾øi ¼ëøåíåòií á¼ëiãiíå òiçáåêòåé æàë¹àíàäû.

Âîëüòìåòð.

Êåðíåóäi ¼ëøåó ¾øií ºîëäàíûëàòûí º½ðàë âîëüòìåòð äåï àòàëàäû.

 Îë òiëäiê º½ðàë¹à æàòàäû æ¸íå  iøêi êåäåðãiñi  áîëàòûí ãàëüâàíîìåòð ìåí î¹àí òiçáåêòåé æàë¹àí¹àí ºîñûìøà  R_º êåäåðãiäåí ò½ðàäû.

Òiçáåê á¼ëiãiíäåãi êåðíåóäi ¼ëøåó êåçiíäå º½ðàëäàí ¼òåòií òîê ê¾øi àç

áîëó ¾øií âîëüòìåòðäi» ¼çäiê(iøêi) êåäåðãiñi ê¼ï áîëóû ºàæåò.

²îñûìøà êåäåðãi âîëüòìåòðìåí ¼ëøåó àðàëû¹ûí êå»åéòó ¾øií êåðåê. Îë ¾øií áiçãå n  ðåò ºîñûìøà êåäåðãi  ºàæåò áîëàäû.

R_º = R_i(n-1).

Âîëüòìåòð ¸ðºàøàí êåðíåó ¼ëøåíåòií òiçáåê á¼ëiãiíå  ïàðàëëåëü æàë¹àíàäû.

Ýëåêòð ñõåìà á¼ëiêòåðiíi» ñèïàòòàìàñû æ¸íå îëàðäû ìàðêiëåó.

Ðåçèñòîðëàð .

Ðåçèñòîðëàðäû» êîíñòðóêöèÿñû ìåí º½ðàñòûðó òåõíîëîãèÿñû ¸ðò¾ðëi áîëûï êåëåäi. Ðåçèñòîðëàð ò½ðàºòû  æ¸íå àéíûìàëû êåäåðãiëåð ðåãèñòîðëàðû,  ñûì, ñûì åìåñ, ê¼ìiðòåêòi, ìåòàë ºàáûºòû, êîìïîçèöèÿëûº, æàðòûëàé ¼òêiçãiøòiê æ¸íå ò.á. áîëûï á¼ëiíåäi.

Ðåçèñòîðëàð êåëåñi ïàðàìåòðëåðìåí ñèïàòòàëàäû:

·         Îììåí (êèëîÎì, ìåãàÎì) áåðiëãåí íîìèíàëäû êåäåðãiìåí;

·         Âàòïåí áåðiëãåí ìàêñèìàëäû (æ½ìûñøû) ºóàòïåí;

·         Òåìïåðàòóðàëûº êåäåðãi êîýôôèöèåíòiìåí;

·         Ìàêñèìàëäû êåðíåóìåí;

·         Ïàéûçáåí áåðiëãåí  ºàòåëiêïåí íåìåñå ä¸ëäiê êëàñûìåí;

Íîìèíàëäû êåäåðãiíi» øàìàñû á¼ëøåêòåðäå ñàíäàðìåí íåìåñå ò¾ðëi-ò¾ñòi êîäïåí ê¼ðñåòiëåäi.

Ðåçèñòîðäû» íàºòû êåäåðãiñi îíû» íîìèíàëäû êåäåðãiñiíåí ä¸ëäiê êëàñû áîéûíøà àíûºòàë¹àí ì¾ìêií áîëàòûí ì¸íiíåí àðòûº áîëìàéòûíäàé åðåêøåëiíåäi.

Êåäåðãiëåðäi» ñòàíäàðòòû ì¸íäåð ºàòàðû ðåçèñòîðëàðäû» ä¸ëäiê êëàñûíà áàéëàíûñòû áîëûï êåëåäi.

Å» ê¼ï òàðà¹àí á¼ëøåêòåð 20%, 10%  æ¸íå 5 %- ä¸ëäiê êëàñûíà æàòàäû.

Ìûñàëû 10%-òiê àóûòºó¹à ñ¸éêåñ êåëåòií ä¸ëäiê êëàñû, êåëåñi ñòàíäàðòòû êåäåðãiëåðäi» òîáûíàí ò½ðàäû (Îì, êÎì, ÌÎì).

1.0, 1.2, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680, 820.

Ðåçèñòîðëàðäà¹û æ¸íå íàºòû ýëåêòð ñõåìàëàðûíäà¹û êåäåðãiëåðäi» íîìèíàëäàðûí êåëåñi ò¾ðäå áåëãiëåéäi, ÿ¹íè îíäûº í¾êòåíi» îðíûíà Å (íåìåñå R Îì ¾øií), Ê (êèëîÎì ¾øií), Ì (ìåãàÎì ¾øií) ¸ðiïòåði àëûíàäû.

Ìûñàëû,  5,6 Îì, 68 êÎì, 820 êÎì êåäåðãiëåðäi 5Å6, 68Ê, Ì82 äåï áåëãiëåéäi.

ʼï òàðà¹àí ðåçèñòîðëàðäû» íîìèíàëäû ºóàòòàðû

0.125, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 æ¸íå ò.ñ.ñ. áîëûï êåëåäi.

ÊÒÊ òåìïåðàòóðà 1^îÑ-¹à ¼çãåðãåí êåçäåãi ðåçèñòîðëàð êåäåðãiëåðiíi»  ñàëûñòûðìàëû ¼çãåðiñií ñèïàòòàéäû. ÊÒÊ ê¼ïòåãåí ðåçèñòîðëàð ¾øií ïàéûçäû» îíäûº íåìåñå æ¾çäiê á¼ëiãií º½ðàéäû.

Ìàêñèìàë êåðíåó ðåçèñòîðäû» êîíñòðóêöèÿñûíà áàéëàíûñòû æ¸íå ýëåêòðëiê òåñiï ¼òóäi» ïàéäà áîëó øàðòòàðûìåí àíûºòàëàäû.

Êîíäåíñàòîðëàð

Êîíäåíñàòîðëàð, ðåçèñòîðëàð ñèÿºòû êîíñòðóêöèÿñûìåí  æ¸íå äàéûíäàó òåõíîëîãèÿñûíû» ¸ðò¾ðëiãiìåí åðåêøåëiíåäi. Îëàð àéíûìàëû, ò½ðàºòû áîëûï êåëåäi. Êîíäåíñàòîðëàðäû» ïîëÿðëû, ïîëÿðëû åìåñ, ìåòàëë ºà¹àçäû, ýëåêòðîëèòòi, øûíû, êåðàìèêàëûº, òàíòàëäû, ôòîðïëàñòàëû æ¸íå ò.á. ò¾ðëåði áàð.

Êîíäåíñàòîðëàð êåëåñi ïàðàìåòðëåðìåí ñèïàòòàëàäû:

·         Ôàðàäàìåí áåðiëãåí íîìèíàëäû ñûéûìäûëûºïåí;

·         Âîëüòïåí áåðiëãåí  å» ¾ëêåí (æ½ìûñøû) êåðíåóiìåí;

·         Ñûéûìäûëûºòû» òåìïåðàòóðàëûº êîýôôèöèåíòiìåí (ÑÒÊ);

·         Ýíåðãèÿíû» æî¹àëóûìåí (çàðÿäòû» êåìói);

·         ´çäiê èíäóêòèâòiëiêïåí.

ĸëäiê êëàñûíà áàéëàíûñòû êîíäåíñàòîðëàð êåëåñi ò¾ðëåðãå á¼ëiíåäi:

Êëàñ	001	002	005	00	0	I	II	III	IV	V	VI
àóûòºó %	±0.01	±0.2	±0.5	±1	±2	±5	±10	±20	-10 +20	-20 +30	-20 +50

ʼï æà¹äàéäà  I, II, III-øi ä¸ëäiê êëàñûìåí áåðiëãåí êîíäåíñàòîðëàð ºîëäàíûëàäû.

Êîíäåíñòîðäà¹û ýíåðãèÿíû» êåìóií åñêåðó æî¹àð¹û ä¸ëäiêòi  æ¸íå óàºûòòû áåðóøi òiçáåêòåðäå ìà»ûçäû áîëûï òàáûëàäû.

´çäiê èíäóêòèâòiëiêòi æî¹àð¹û æèiëiêòåãi ðåæèìäå æ½ìûñ iñòåó êåçiíäå åñêåðó ºàæåò.

Ñûéûìäûëûºòû» ñòàíäàðòòû ºàòàðû, ñîë ä¸ëäiê êëàñûíà ñ¸éêåñ êåëåòií êåäåðãiëåðäi» ºàòàðûíäàé áîëàäû.

Àéíûìàëû ñèíóñîèäàëû òîê òiçáåãiíäåãi êîíäåíñàòîð àéíûìàëû òîê òiçáåãiíi» æèiëiãiíå áàéëàíûñòû áîëàòûí ðåàêòèâòi(ñûéûìäûëûº) êåäåðãiãå R_C = 1/wC  èå áîëàäû.

Èíäóêòèâòiëiê øàð¹ûëàðû (êàòóøêàëàðû).

Èíäóêòèâòiëiê øàð¹ûëàðû (êàòóøêàëàðû) òåðáåëìåëi êîíòóðäû», ôèòðëåðäi», äðîñåëäåðäi» ýëåìåíòòåði ðåòiíäå ºîëäàíàäû. Äðîñåëäåð àéíûìàëû æ¸íå ò½ðàºòû òîêòû º½ðàóøûëàðäû àéûðó ¾øií ºîëäàíàäû.

Øàð¹ûëàð ãåîìåòðèÿñû æ¸íå îðàó ¸äiñiíå, ¼çåêøåíi» æ¸íå ìåòàëë ýêðàííû» áîëóûìåí æ¸íå ò.á. áàéëàíûñòû åðåêøåëiíåäi.

 Èíäóêòèâòiëiê øàð¹ûëàðû (êàòóøêàëàðû) êåëåñi ïàðàìåòðëåðìåí ñèïàòòàëàäû:

·         Ãåðíèìåí áåðiëãåí èíäóêòèâòiëiêïåí;

·         ²àéûðûìäûëûºïåí;

·         Ò½ðàºòûëûºïåí;

·         ´çäiê ñûéûìäûëºïåí;

²àéûðûìäûëûº- áåðiëãåí æèiëiêòåãi øàð¹ûíû» èíäóêòèâòi êåäåðãiñiíi» îíû» àêòèâ êåäåðãiñiíå ºàòûíàñûìåí à»ûºòàëàäû æ¸íå îë øàð¹ûäà¹û ýíåðãèÿíû» êåìóií ñèïàòòàéäû:

Q_L = R_L / R = wL / R            

Øàð¹ûíû» ¼çäiê ñûéûìäûëû¹ûí æî¹àð¹û æèiëiêïåí æ½ìûñ iñòåó êåçiíäå åñêåðó ºàæåò.

Ò½ðàºòûëûº ñûðòºû ¸ñåðëåðäi» øàð¹û ïàðàìåòðëåðiíi» ¼çãåðóiíå ºàíäàé ä¸ðåæåäå ¸ñåð åòåòiíií ñèïàòòàéäû.

ʼìåêøi º½ðàëäû äàéûíäàó ¾øií êåëåñi ¸äåáèåòòåð ºîëäàíûëäû:

1.      Àëåíèöûí À.Ã., Áóòèêîâ Å.È., Êîíäðàòåâ À.Ñ. Êðàòêèé ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé ñïðàâî÷íèê.-Ì.,Íàóêà, 1990.-386 ñ.

2.      Êàáàðäèí Î.Ô.Ôèçèêà: Ñïðàâî÷íûå ìàòåðèàëû.- Ïðîñâåùåíèå, 1991.-367.

3.      Áîäèëîâñêèé Â.Ã. Ñïðàâî÷íèê ìîëîäîãî ðàäèñòà. –Ì. Âûñøàÿ øêîëà, 1983.-320 ñ.

4.       Young H.D., Freedman R.A. University Physics. – Addison-Wesley Publishing Company, 1996. – 1259 p.

КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ С ПРОГРАММОЙ.

Назначение и общие особенности программы.

Технические требования к оборудованию.

Содержание рабочего окна и основные принципы работы с комплексом.

 Монтажный стол.

Панель деталей конструктора.

 Описание функций кнопок панели управления.

Панель комментариев.

 Цифровой мультиметр.

 Двухканальный осциллограф.

Назначение и общие особенности программы.

Продукт предназначен в помощь учащимся (и преподавателям) средних, а также средних специальных учебных заведений для изучения разделов курса физики "Электричество". Он естественным образом дополняет классическую схему обучения, состоящую из усвоения теоретического материала и выработки практических навыков экспериментирования в физической лаборатории.

Программа представляет собой электронный конструктор, позволяющий имитировать на экране монитора процессы сборки электрических схем, исследовать особенности их работы, проводить измерения электрических величин так, как это делается в реальном физическом эксперименте.

С помощью конструктора можно:

·        изучать зависимость сопротивления проводников от удельного сопротивления его материала, длины и поперечного сечения;

·        изучать законы постоянного тока - закон Ома для участка цепи и закон Ома для полной цепи;

·        изучать законы последовательного и параллельного соединения проводников, конденсаторов и катушек;

·        изучать принципы использования предохранителей в электронных схемах;

·        изучать законы выделения тепловой энергии в электронагревательных и осветительных приборах, принципы согласования источников тока с нагрузкой;

·        ознакомиться с принципами проведения измерений тока и напряжения в электронных схемах с помощью современных измерительных приборов (мультиметр, двухканальный осциллограф), наблюдать вид переменного тока на отдельных деталях, сдвиг фаз между током и напряжением в цепях переменного тока;

·        изучать проявление емкостного и индуктивного сопротивлений в цепях переменного тока, их зависимость от частоты генератора переменного тока и номиналов деталей;

·        изучать выделение мощности в цепях переменного тока;

·        исследовать явление резонанса в цепях с последовательным и параллельным колебательным контуром;

·        определять параметры неизвестной детали;

·        исследовать принципы построения электрических фильтров для цепей переменного тока.

Конструктор можно также использовать в рамках его возможностей и для других задач в самостоятельной творческой работе учащихся.

Одной из главных особенностей комплекса является максимально возможная имитация реального физического процесса. Для этой цели предусмотрено, например, следующее:

·        изображения деталей конструктора и измерительных приборов приводятся не схематически, а в таком виде, как "на самом деле";

·        при превышении номинальной мощности электрического тока, протекающего через сопротивление, последнее "сгорает" и приобретает вид почерневшей детали;

·        лампочка и электронагревательный прибор при номинальной мощности начинают светиться и "перегорают", если мощность, рассеиваемая на  них, превышает  рабочее значение;

·        при превышении рабочего напряжения на конденсаторе, последний также "выходит из строя";

·        при превышении номинального рабочего тока через предохранитель, он "перегорает";

·        большинство операций и их результаты сопровождаются звуковыми эффектами.

Это делается для того, чтобы учащийся наглядно видел последствия своих ошибок, учился разбираться в причинах того или иного неудачного эксперимента и вырабатывал необходимые навыки предварительного анализа схемы.

Для пользования программой достаточно начальных навыков работы в системе Windows.

Технические требования к оборудованию.

          Для нормальной работы программы необходимы:

·        Процессор Pentium (либо его аналог);

·        ОЗУ 8 Mb или более;

·        Монитор с разрешающей способностью не менее 800х600 и видеокарта, работающая в этом режиме с цветностью не менее 65 тыс. цветов;

·        Операционная система: Windows 95, Windows 98 или Windows NT;

·        Для поддержки звуковых эффектов необходима звуковая плата;

·        Манипулятор "мышь".

Содержание рабочего окна и основные принципы работы с комплексом.

При запуске программы, на экран монитора компьютера выводятся:

·        монтажный стол с контактными площадками, на котором можно собирать и анализировать работу электрических схем (в центре экрана);

·        панель деталей, содержащая набор электрических элементов (в правой части экрана);

·        "мусорная корзина", куда выбрасываются перегоревшие и ненужные детали (она расположена в левом нижнем углу экрана);

·        панель управления программой с кнопками для вызова вспомогательных инструментов (расположена в верхней части экрана);

·        панель комментариев (в нижней части экрана).

Монтажный стол.

Монтажный стол представляет собой набор из 7 х 7 = 49 контактных площадок, к которым "припаиваются" электрические детали, для сборки различных электрических схем. Каждая деталь может располагаться лишь между двумя ближайшими контактными площадками или вертикально или горизонтально. К деталям, в точки их соединения с контактными площадками, можно подключать щупы измерительных приборов. Выбор деталей из набора конструктора и "пайка" их на рабочем столе производится с помощью манипулятора "мышь". Это делается стандартным для Windows – приложений способом – необходимо поместить указатель "мыши" на нужную деталь (указатель принимает вид пинцета), затем нажать левую кнопку "мыши" и, удерживая ее в нажатом состоянии, переместить деталь в нужное место монтажного стола. После освобождения левой кнопки "мыши", деталь будет установлена в указанном месте. Ненужные и "испорченные" детали можно удалить со стола в "мусорную корзину" таким же способом.

Можно удалять детали со стола и другим методом. Необходимо "щелкнуть" на детали правой кнопкой "мыши" – появится окно с надписью "Выбросить деталь". После подтверждения (щелчка на кнопке), деталь будет удалена в корзину.

Детали, "выброшенные" за пределы монтажного стола, но не в корзину, накапливаются в нижней части монтажного стола.

На столе одновременно не могут быть расположены источники переменного и постоянного тока.

Панель деталей конструктора.

В конструкторе можно использовать следующие детали:

·     резистор (характеризуется сопротивлением в Омах и мощностью в Ваттах, "сгорает" при ее превышении);

·     предохранитель (характеризуется максимальным рабочим током, "сгорает" при его превышении);

·     конденсатор (характеризуется ёмкостью в Фарадах и рабочим напряжением, выходит из строя при его превышении);

·     катушка индуктивности (характеризуется индуктивностью в Генри, имеет очень малое активное сопротивление);

·     монтажный провод (имеет очень малое сопротивление);

·     выключатель (характеризуется двумя состояниями - "разомкнуто" и "замкнуто");

·     элемент питания (характеризуется полярностью, ЭДС в Вольтах и внутренним сопротивлением в Омах);

·     генератор синусоидального напряжения (характеризуется амплитудой и частотой переменного напряжения);

·     лампочка (характеризуется рабочим напряжением в Вольтах, рабочим током в миллиамперах или мощностью в Ваттах, "перегорает" при их превышении);

·     электронагреватель (характеризуется рабочим напряжением и рабочей мощностью, "перегорает" при их превышении);

·     реальный проводник (характеризуется материалом, длиной и площадью сечения);

·     неизвестная деталь (может быть резистором, конденсатором, катушкой, батарейкой или генератором);

·     реостат (характеризуется максимальным сопротивлением в Омах);

·     конденсатор переменной ёмкости (характеризуется максимальной ёмкостью в Фарадах).

Описание функций кнопок панели управления.

Загрузить схему из файла.

Кнопка открывает окно с папкой, в которой хранятся файлы со схемами, сохраненными ранее командой "Сохранить схему как…". Можно выбрать файл с необходимой схемой и открыть его стандартным способом, что приведет к появлению схемы в готовом виде на монтажном столе.

Сохранить схему как…

Кнопка открывает окно, в котором необходимо указать имя файла для сохраняемой схемы, и при необходимости указать папку, в которой следует поместить файл. Схема, расположенная на монтажном столе, будет сохранена в указанном файле и папке. На монтажном столе схема остается. В дальнейшем, сохраненная схема может быть вызвана на монтажный стол командой "Загрузить схему из файла".

                  

Очистить монтажный стол.

Кнопка удаляет собранную на монтажном столе схему. После подтверждения операции схема удаляется безвозвратно!

Получить мультиметр.

Нажатие кнопки приводит к появлению на рабочем столе измерительного прибора "Мультиметр". Можно одновременно иметь не более двух мультиметров. Убрать  мультиметр можно стандартным способом – "щелкнув" на кнопке x в его правом верхнем углу.

Получить осциллограф.

Нажатие кнопки приводит к появлению двухканального осциллографа. Убрать осциллограф можно так же как мультиметр.

Показать/Спрятать окно "Параметры детали".

Кнопка показывает или прячет окно "Параметры детали", в котором можно просматривать и изменять параметры выбранной на монтажном столе детали. Выбор детали осуществляется установкой на нее указателя "мыши" (он принимает вид пинцета) и щелчком левой кнопки мыши. Выбранная деталь отмечается желтыми метками. Изменять значения параметров можно двумя способами: или выбирать их из выпадающего списка, после нажатия кнопки t справа от окна значения параметра, или заданием значения с клавиатуры (для этого необходимо сначала открыть выпадающий список).

          Окно "Параметры детали" автоматически появляется на экране после двойного "щелчка" левой кнопкой на детали.

Показать/Спрятать окно "Состояние детали".

Кнопка показывает или прячет окно "Состояние детали", в котором можно видеть действительную и мнимую части сопротивления, тока, напряжения и мощности, рассеиваемой на детали в данный момент времени. Это окно предназначено для отладки и контроля работы схемы, выполняемой учителем. Поэтому данная кнопка появляется на панели управления лишь при запуске программы в режиме "учителя" (с E.EXE /teacher). Это сделано для того, чтобы ученик не мог воспользоваться столь простым способом решать задачи, а делал бы это с помощью проведения реальных измерений предоставленными ему приборами!

Язык.

Данная кнопка открывает окно, в котором можно выбрать язык (русский или казахский) для текстов справочной системы, описаний лабораторных работ и справочника по электричеству.

Справочник по электричеству.

Кнопка открывает окно, со справочными материалами, составленными из кратких описаний данного раздела курса, содержащих формулы, иллюстрации и примеры.

Лабораторные работы.

Кнопка открывает окно с описаниями набора лабораторных работ, предлагаемых учащимся для выполнения. В работах приводится краткая теория, методика выполнения, указания по измерениям и расчетам, которые необходимо провести, а также контрольные вопросы для оценки усвоения материала.

Как работать с программой?

Эта кнопка открывает окно со справочной информацией, содержащей  описание правил работы с программой.

Калькулятор Windows.

Кнопка вызывает стандартный калькулятор Windows.

О программе.

Кнопка отображает сведения об авторах данного программного продукта.

Выход из программы.

Кнопка приводит к завершению работы с программой. Программа запрашивает о сохранении электрической схемы, находящейся на монтажном столе. Не сохраненная на рабочем столе схема теряется!

Панель комментариев.

На панели комментариев выводятся сведения о деталях и подсказки о назначении кнопок панели управления. Эта информация появляется после установки указателя "мыши" на соответствующие элементы.

Цифровой мультиметр.

Общий вид и назначение деталей мультиметра.

 Правила работы с мультиметром.

 Измерения с помощью мультиметра:

 Измерение напряжений.

Измерение силы постоянного тока.

 Измерение сопротивлений.

В оглавление.

Общий вид и назначение деталей мультиметра.

Общий вид мультиметра показан на рисунке:

 

 

          На рисунке показаны расположение элементов управления и гнезд для подключения мультиметра к электронной схеме. Переключение режимов работы и пределов измерения производится "щелчком" манипулятора "мышь" на метках соответствующих пределов (при установке указателя на пределы он принимает вид руки).

Правила работы с мультиметром.

1. Мультиметр вызывается на экран (рабочий стол) нажатием кнопки "Получить мультиметр" на верхней панели окна программы. Следующее нажатие на эту кнопку вызывает второй прибор (при этом кнопка блокируется). Для удаления прибора нужно щелкнуть на кнопке x в правом верхнем углу окна мультиметра. Прибор вместе со своими зажимами исчезает с экрана.

2. Подключение мультиметра к точкам исследуемой схемы производится установкой в нужные места общего (темно-синего) и измерительного (красного) зажимов, соединенных с соответствующими гнездами прибора. Соединительные провода прибора на экране не показываются, чтобы не загромождать монтажный стол.

Для подключения прибора к исследуемой схеме необходимо:

*                     установить указатель "мышки" на нужный зажим прибора (указатель примет вид руки);

*                     нажать и удерживать левую кнопку "мышки":

*                     перетащить зажим (удерживая кнопку) в нужную точку схемы и отпустить кнопку "мышки".

Если в процессе работы требуется переключить зажимы в другие места схемы, то используется эта же процедура. Перенос зажима на область прибора приводит к его автоматической "парковке" на соответствующее входное гнездо мультиметра.

          3. Переключение режимов работы прибора осуществляется установкой указателя "мышки" на соответствующую точку панели прибора (при этом указатель изменяет свой вид) и щелчком левой кнопки "мышки". Переключатель режимов работы мультиметра поворачивается в отмеченную позицию.

4. На цифровом табло прибора отображается числовое значение измеряемой величины (тока, напряжения, сопротивления) в единицах, указанных на выбранном пределе измерения. Если в левой части табло высвечивается -1 (переполнение), это говорит о том, что значение измеряемой величины превышает максимальное значение выбранного предела измерения. Необходимо переключить прибор на другой предел.

5. Вы можете использовать для работы один или два мультиметра, которые имеют номера 1 и 2. Зажимы приборов также имеют соответствующие номера. Приборы могут использоваться одновременно и независимо. Например, первым прибором можно измерять напряжение, а вторым - ток, в разных частях исследуемой схемы.

Измерения с помощью мультиметра.

          Мультиметр позволяет проводить измерения:

·     напряжений постоянного и переменного тока;

·     силы постоянного тока;

·     сопротивлений участков цепи постоянного тока.

·     проверять наличие контактов с использованием звуковой сигнализации.

Измерение напряжений.

Для измерения напряжения на участке исследуемой цепи необходимо учитывать следующее:

*                     Вольтметр всегда включается параллельно участку цепи, на котором измеряют напряжение (реальный вольтметр может выйти из строя при неправильном включении!);

*                     Какой вид тока - постоянный или переменный, протекает в цепи? Переключатель режимов работы необходимо установить в соответствующую позицию;

*                     Вольтметр показывает эффективное значение переменного напряжения;

*                     При измерении постоянных напряжений вольтметр показывает значение с учетом полярности - если потенциал на измерительном зажиме меньше, чем на общем, на табло высвечивается знак "минус";

*                     Пределы измерения постоянного напряжения: 1000 В, 200 В, 20 В, 2000 мВ, 200 мВ.

*                     Пределы измерения переменного напряжения: 750 В, 200 В.

*                     Входное сопротивление прибора в режиме вольтметра равно 1 МОм.

Измерение силы постоянного тока.

Для измерения силы тока на участке исследуемой цепи необходимо учитывать следующее:

*                     Амперметр всегда включается последовательно в участке цепи, где измеряется сила тока (реальный амперметр может выйти из строя при неправильном включении!);

*                     Наш амперметр может измерять только силу постоянного тока;

*                     При измерении силы тока в цепи, амперметр показывает его значение с учетом полярности: если ток через прибор течет от общей клеммы к измерительной,  на табло высвечивается знак "минус";

*                     Пределы измерения силы постоянного тока: 10 А, 200 мА, 20 мА, 2000 мкА;

*                     Входное сопротивление амперметра очень мало (около 10 ^-6 Ом)

Измерение сопротивлений.

          Для измерения сопротивлений необходимо учитывать следующее:

·      Омметр может измерять только активное сопротивление элементов схемы;

·     Пределы измерения сопротивлений: 2000 кОм, 200 кОм, 20 кОм, 2000 Ом, 200 Ом и специальный предел для определения контактов со звуковой сигнализацией;

·     На измеряемый участок схемы прибор подает напряжение 2 В;

·     Прибором можно определять наличие контакта в схеме, при этом, если сопротивление измеряемого участка меньше 75 Ом, подается звуковой сигнал.

Двухканальный осциллограф.

Общий вид и назначение деталей осциллографа

 Правила работы с осциллографом:

Описание органов управления осциллографом.

 Измерения с помощью осциллографа.

В оглавление.

Осциллограф предназначен для визуального наблюдения формы переменного напряжения. Он позволяет также определять количественные характеристики сигнала: частоту и амплитуду переменного напряжения, длительность импульса, сдвиг фаз между двумя периодическими сигналами (для этого осциллограф должен быть двухканальным).

Входное сопротивление осциллографа достаточно велико (около
10 МОм).

Общий вид и назначение деталей осциллографа

 
   

          Лицевая панель осциллографа содержит следующие части:

·        Экран с масштабной сеткой для наблюдения формы сигнала и количественных измерений;

·        Панель управления усилением каналов и сдвига лучей по вертикали;

·        Панель управления разверткой, сдвига лучей по горизонтали, выбора режимов синхронизации и некоторых вспомогательных функций.

Правила работы с осциллографом.

1. Осциллограф вызывается на экран (рабочий стол) нажатием кнопки "Получить осциллограф" на верхней панели окна программы. Для удаления осциллографа нужно щелкнуть на кнопке x в правом верхнем углу его окна. Осциллограф вместе со своими зажимами исчезает с экрана.

2. Подключение осциллографа к точкам исследуемой схемы производится установкой в нужные места общего (темно-синего) и измерительного (красного) зажимов, соединенных с соответствующими гнездами осциллографа. Соединительные провода на экране не показываются, чтобы не загромождать монтажный стол. Зажимы имеют обозначения (буквы А и В), соответствующие каналам осциллографа.

Для подключения осциллографа к исследуемой схеме необходимо:

*                     установить указатель "мышки" на нужный зажим прибора (указатель примет вид руки);

*                     нажать и удерживать левую кнопку "мышки":

*                     перетащить зажим (удерживая кнопку) в нужную точку схемы и отпустить кнопку "мышки".

Если в процессе работы требуется переключить зажимы в другие места схемы, то используется эта же процедура. Перенос зажима на область прибора приводит к его автоматической "парковке" на соответствующее входное гнездо осциллографа.

          3. Установка режимов работы осциллографа осуществляется с помощью регулировки коэффициентов усиления каналов, выбора длительности развертки, режима синхронизации и регулировкой вспомогательных функций.

4. На экране осциллографа нанесена измерительная сетка, с помощью которой можно проводить количественные измерения параметров сигнала.

          5. Вы можете использовать для работы один или два канала одновременно. Зажимы осциллографа имеют обозначения "А" и "В", соответственно каналам "А" и "В".

Описание органов управления осциллографом.

Установка коэффициента усиления.

          Для того чтобы изображение сигнала на экране осциллографа не выходило за пределы экрана или не имело слишком малой амплитуды, необходимо правильно выбрать коэффициент усиления канала.

 Коэффициент усиления осциллографа задается в Вольтах/деление. Это означает, например, что цена деления шкалы экрана осциллографа по вертикали будет равна 500 мВ, если значение коэффициента усиления выбрать равным 500 мВ/дел.

Коэффициент усиления осциллографа можно изменять в окне "Усиление" путем выбора нужного значения из предложенного списка. Этот список открывается при нажатии на кнопку t, расположенную справа от окна. Кроме того, можно плавно изменять коэффициент усиления в некоторых пределах с помощью движка s, расположенного правее окна с кнопкой. Для этого необходимо установить указатель "мыши" на этот значок, нажать левую кнопку "мыши" и, удерживая ее в нажатом состоянии переместить движок в нужную позицию.

Движок "Сдвиг по вертикали" позволяет смещать луч осциллографа вверх или вниз.

Выбор режима развертки.

Для правильного отображения периодического сигнала необходимо также выбрать соответствующую длительность развертки осциллографа.

Длительность развертки задается в единицах время/деление. Это означает, например, что цена деления шкалы экрана осциллографа по горизонтали будет равна 20 мс, если значение длительности развертки выбрать равным 20 мс/дел. Численное значение длительности развертки задается способами, аналогичными для установки коэффициента усиления.

Движок "Уровень синхронизации" устанавливает момент времени начала развертки сигнала, соответствующий заданному значению его амплитуды. Эта регулировка может оказаться полезной для численного определения фазового сдвига между двумя сигналами. Кнопки "А" и "В" выбирают канал, по которому осуществляется синхронизация развертки. Кнопка "Сеть" переключает развертку обоих каналов осциллографа от внутреннего генератора синусоидального напряжения. Этот режим используется для наблюдения сложения перпендикулярных колебаний – фигур Лиссажу.

Движком "Яркость" можно изменять интенсивность свечения лучей осциллографа (при этом яркость масштабной сетки не изменяется).

Измерения с помощью осциллографа.

          Осциллограф позволяет проводить измерения:

·     амплитуды напряжения переменного тока;

·     частоты переменного напряжения;

·     сдвиг фазы между двумя сигналами.

ОПИСАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторная работа № 1

Изучение зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов.

Лабораторная работа № 2

Исследование сопротивлений проводников при параллельном и последовательном соединении.

Лабораторная работа № 3

ЭДС и внутреннее сопротивление источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.

Лабораторная работа № 4

Исследование сложных цепей постоянного электрического тока.

Лабораторная работа № 5

Мощность в цепи постоянного тока.

Лабораторная работа № 6

Принципы работы плавких предохранителей в электрических цепях.

Лабораторная работа № 7

Элементы цепей переменного тока. Емкостное и индуктивное сопротивления, их зависимость от частоты переменного тока и параметров элементов.

Лабораторная работа № 8

Явление резонанса в цепи переменного тока.

Лабораторная работа № 1

Изучение зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов.

Цель: определить удельное сопротивление проводника и сравнить его с табличным значением.

1. Краткое теоретическое описание

Немецкий физик Георг Ом (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

                                       (1)

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника. Электрическое сопротивление измеряется в Омах. Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади S поперечного сечения проводника:

                                              (2)

Постоянный для данного вещества параметр r называется удельным электрическим сопротивлением вещества. Удельное сопротивление измеряется в Ом×м.

2. Порядок выполнения работы

2.1. Соберите на монтажном столе электрическую схему, показанную на рисунке:

Рис.1.

2.2. Выберите материал проводника – никель, установите значения длины и площади поперечного сечения:

L = 100 м;             S = 0.1 мм²;         

2.3. Определите экспериментально с помощью мультиметра напряжение на проводнике.

Для этого необходимо подключить параллельно проводнику мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, соблюдая полярность.

Запишите показания мультиметра.

2.4. Определите экспериментально с помощью мультиметра силу тока в цепи.

Включите мультиметр в режиме измерения постоянного тока последовательно в цепь, соблюдая полярность.

Запишите показания  мультиметра.

2.5. Рассчитайте сопротивление проводника по формуле (1).

2.6. Определите удельное сопротивление никеля по формуле (2).

2.7. Проделайте пункты 2.3 – 2.6. изменяя  длину, но, не меняя площадь поперечного сечения  и материал проводника.

2.8. Результаты измерений занесите в таблицу:

№ опыта	Длина, м	Напряжение, В	Сила тока, А	Сопротивление, Ом	Удельное сопротивление, Ом×м
1
2
3
4
5

2.9. Найдите среднее значение удельного сопротивления и сравните его с табличным значением.

2.10. Измерьте сопротивление проводника непосредственно с помощью омметра. Сравните полученные результаты.

Сформулируйте выводы по проделанной работе.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Что называют удельным сопротивление проводника?

3.2. Как зависит сопротивление проводника от его длины?

3.3. По какой формуле можно рассчитать удельное сопротивление проводника?

3.4. В каких единицах измеряется удельное сопротивление проводника?

Лабораторная работа № 2

Исследование сопротивлений проводников при параллельном и последовательном соединении.

Цель:  изучить законы протекания тока через последовательно и параллельно соединенные проводники и определить формулы расчета сопротивлений таких участков.

1. Краткое теоретическое описание.

          Проводники в схемах могут соединяться последовательно (Рис 1.) и параллельно (Рис.2.).

 

          Рассмотрим схему последовательного соединения проводников, изображенную на Рис. 1.

          Напряжение на концах всей цепи складывается из напряжений на каждом проводнике:

                                                U = U₁ + U₂ + U₃,                             (1)

По закону Ома для участка цепи:

                             U₁ = R₁I;     U₂ = R₂I;     U₃ = R₃I;     U = RI,        (2)

где    R - полное сопротивление цепи,

                   I  - общий ток, текущий в цепи.

Из выражений (1) и (2), получаем:

          RI = R₁I + R₂I + R₃I,

откуда полное сопротивление цепи последовательно соединенных проводников:

R = R1 + R2 + R3

                                                                   (3)

          При последовательном соединении проводников их общее сопротивление равно сумме электрических сопротивлений каждого проводника.

          Рассмотрим теперь схему параллельного соединения проводников, изображенную на Рис. 2.

          Через цепь течет полный ток I :

                                      I = I₁ + I₂ + I₃.                                                       (4)

По закону Ома для участков цепи:

                             U = R₁I₁;     U = R₂I₂;     U = R₃I₃;     U = RI,        (5)

Из выражений (4) и (5), получаем:

I = U/R = U/R₁ + U/R₂ + U/R₃  

откуда:

                                      (6)

          При параллельном соединении проводников величина, обратная сопротивлению цепи, равна сумме обратных величин сопротивлений всех параллельно соединенных проводников.

2. Порядок выполнения работы.

          2.1. Соберите на монтажном столе электрическую схему, показанную на рисунке:

Выберите номиналы сопротивлений следующими:

          R₁ = 1 кОм;      R₂ = 2 кОм;      R₃ = 3 кОм;       R₄ = 4 кОм;             

2.2. Определите экспериментально с помощью мультиметра (в режиме измерения сопротивлений) сопротивление между точками:

          А и С;          С и D;        B и D;         A и D.

          Запишите эти показания.

          2.3. Рассчитайте теоретические значения сопротивлений между указанными точками схемы и сравните их с измеренными.

          Какие выводы можно сделать из этого опыта?

          2.4. Измерьте с помощью мультиметра (в режиме измерения тока) токи, текущие через каждое сопротивление. Запишите показания прибора.

          2.4. Проверьте экспериментально, что в последовательной цепи ток одинаков через все сопротивления, а в параллельной цепи разделяется так, что сумма всех токов через параллельно соединенные элементы, равна полному току через весь участок.

          2.5. Измерьте с помощью мультиметра (в режиме измерения постоянного напряжения) напряжения на каждом сопротивлении. Запишите показания прибора.

          2.6. Проверьте экспериментально, что в последовательной цепи напряжение на всем участке равно сумме напряжений на каждом элементе, а в параллельной цепи, напряжение одно и то же на каждом элементе.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Может ли сопротивление участка двух параллельно соединенных проводников быть больше (меньше) любого из них? Объясните ответ.

3.2. Какие законы сохранения используются для вывода формул сопротивления параллельного и последовательного соединения проводников?

3.3. Проанализируйте аналогию между приводимыми здесь формулами и формулой для расчета сопротивления одного проводника через его геометрические параметры:. В чем заключается эта аналогия?

Лабораторная работа № 3

ЭДС и внутреннее сопротивление источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.

Цель: определить внутреннее сопротивление источника тока и его ЭДС.

1. Краткое теоретическое описание

Электрический ток в проводниках вызывают так называемые источники постоянного тока. Силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля, называются сторонними силами.  Отношение работы А_стор., совершаемой сторонними силами по перемещению заряда DQ вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей силой e источника (ЭДС):

                                            (1)

Электродвижущая сила выражается в тех же единицах, что и напряжение или разность потенциалов, т.е. в Вольтах.

Работа – эта мера превращения энергии из одного вида в другой. Следовательно, в источнике сторонняя энергия преобразуется в энергию электрического поля

W = e×Q                                             (2)

При движении заряда Q на внешнем участке цепи преобразуется энергия стационарного поля, созданного и поддерживаемого источником:

W1 = U×Q ,                                        (3)

а на внутреннем участке:

W₂ = U_вн.×Q                                       (4)

По закону сохранения энергии W = W₁ + W₂    или

e×Q = U×Q + U_вн.×Q                                                 (5)

Сократив на Q, получим:

e = Uвн. + U                                                         (6)

т.е. электродвижущая сила источника равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участке цепи.

При разомкнутой цепи U_вн.= 0, то

e = U                                                 (7)

Подставив в равенство (6) выражения для U и U_вн. по закону Ома для участка цепи

U = I×R; U_вн. = I×r,

получим:

e = I×R + I×r = I×(R + r)                       (8)

Отсюда

                                   (9)

Таким образом, сила тока  в цепи равна отношению электродвижущей силы источника  к сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи. Это закон Ома для полной цепи. В формулу (9) входит внутреннее сопротивление r.

Рис.1

Пусть известны значения сил токов I₁ и  I₂  и падения напряжений на реостате U₁ и U₂ (см. рис.1.). Для ЭДС можно записать:

e = I₁×(R₁ + r) и e = I₂×(R₂ + r)                                 (10)

Приравнивая правые части этих двух равенств, получим

I₁×(R₁ + r) = I₂×(R₂ + r)

или

I₁×R₁ + I₁×r = I₂ ×R₂ + I₂×r

I₁× r – I₂×r = I₂ ×R₂ - I₁×R₁

Т.к. I₁ R₁ = U₁  и I₂ R₂ = U₂, то можно последнее равенство записать так

r×(I₁  – I₂) = U₂ – U₁ ,

откуда 

                                        (11)

2. Порядок выполнения работы

2.1. Соберите цепь по схеме, изображенной на рисунке 1. Установите сопротивление реостата 7 Ом, ЭДС батарейки 1,5 В, внутреннее сопротивление батарейки 3 Ом.

2.2. При помощи мультиметра определите напряжение на батарейке при  разомкнутом ключе. Это и будет ЭДС батарейки в соответствии с формулой (7).

2.3. Замкните ключ и измерьте силу тока и напряжение на реостате. Запишите показания приборов.

2.4. Измените сопротивление реостата  и запишите другие значения силы тока и напряжения.

2.5. Повторите измерения силы тока и напряжения  для 6 различных положений ползунка реостата и запишите полученные значения  в таблицу.

2.6. Рассчитайте внутреннее сопротивление по формуле (11).

2.7. Определите абсолютную и относительную погрешность измерения ЭДС и внутреннего сопротивления батарейки.

3. Контрольные вопросы

3.1. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

3.2. Чему равно ЭДС источника при разомкнутой цепи?

3.3. Чем обусловлено внутреннее сопротивление источника тока?

3.4. Чем определяется сила тока короткого замыкания батарейки?

Лабораторная работа № 4

Исследование сложных цепей постоянного электрического тока.

Цель:  изучить приемы расчета сложных электрических цепей постоянного тока.

1. Краткое теоретическое описание.

Сложные цепи не всегда удается представить в виде блоков последовательно и параллельно соединенных сопротивлений. Как же находить сопротивление таких цепей? Иногда эту задачу можно существенно упростить, если схема обладает симметрией.

          Рассмотрим в качестве примера такой цепи участок металлической сетки с одинаковыми сопротивлениями r:

Рис.1.

Каково сопротивление между точками А и В?

Представить эту цепь в виде блоков последовательно и параллельно соединенных сопротивлений не удается. Как же быть?

Пусть к точкам А и В подключен источник тока.

Рис.2.

Посмотрим на токи, которые будут течь через элементы металлической сетки.

Из симметрии ясно, что токи через элементы CO и DO должны быть одинаковы и равны токам, текущим через элементы OF и OE. А раз так, то в точке О цепь можно разорвать, при этом токи через элементы сетки не изменятся:

Рис.3.

Последнюю схему уже можно представить в виде блоков последовательно и параллельно соединенных сопротивлений:

Рис.4.

и определить полное сопротивление R_AB цепи:

2. Порядок выполнения работы.

          2.1. Соберите на монтажном столе схему, показанную на рис. 3. Предусмотрите выключатель, соединяющий точки О и О^'. Выберите значения сопротивлений одинаковыми и равными 1 кОм.

          2.2. Измерьте с помощью омметра сопротивление между точками А и В при замкнутом и разомкнутом положении выключателя. Объясните результаты измерений.

          2.3. Подключите батарейку с ЭДС 1.5 вольта и последовательно с ней амперметр между точками А и В собранной Вами схемы. Измерьте силу тока при разомкнутом и замкнутом ключе. Измерьте напряжение между точками О и О^' при разомкнутом ключе и подключенной батарейке к точкам А и В.

          Точки схемы, напряжение между которыми равно нулю, можно соединять и такое соединение не изменит токов, текущих по элементам схемы. Иногда такое соединение может существенно упростить схему.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Какие свойства схемы могут оказаться полезными при расчете сложных схем?

3.2. Между какими точками схемы, изображенной на рис.3, напряжение равно нулю?

3.3. Исследуйте аналогичным способом сопротивление между противоположными вершинами проволочного куба? Чему равно сопротивление между этими точками?

Лабораторная работа № 5

Мощность в цепи постоянного тока.

Цель:  изучить законы выделения мощности в цепях постоянного тока и согласования источников тока с нагрузкой.

1. Краткое теоретическое описание.

Любой реальный источник тока имеет внутреннее сопротивление. Поэтому при подключении источника тока к нагрузке, тепло будет выделяться как в нагрузке, так и внутри источника тока (на его внутреннем сопротивлении). На какой нагрузке, подключенной к данному источнику тока, будет выделяться максимальная мощность?

          Рассмотрим схему, изображенную на рисунке 1.

Рис.1.

Сила тока, текущего в контуре, определяется из закона Ома для полной цепи:

,                                          (1)

          где     e - ЭДС источника тока,

                   r – внутреннее сопротивление источника,

                   R – сопротивление нагрузки.

Напряжение U на нагрузке R будет равно:

,                                        (2)

а мощность P, выделяемая на сопротивлении R, будет равна:

                                     (3)

Как видно из формулы (3), выделяемая на нагрузке R мощность будет мала, если сопротивление R нагрузки будет мало (R << r). Мощность также будет мала при очень большом сопротивлении нагрузки (R >> r). Расчет показывает, что максимальная мощность будет выделяться на нагрузке при равенстве внутреннего сопротивления r и сопротивления нагрузки R = r. В этом случае:

                                                .                                        (4)

2. Порядок выполнения работы.

          2.1. Соберите на монтажном столе схему, показанную на рис.2.

Рис.2.

Выберите значения параметров элементов следующими:

          Батарейка: e = 1.5 В; r = 10 Ом;

          Реостат:      R = 20 Ом

2.2. Изменяя положение движка реостата, измеряйте силу тока в цепи и напряжение на реостате (нагрузке).

2.3. Занесите полученные данные (сопротивление реостата R, силу тока I и напряжение U) в таблицу.

2.4. Рассчитайте мощность Р , выделяемую на нагрузке для различных значений сопротивления реостата, по формуле P = U×I.

2.5. Постройте график зависимости мощности от сопротивления нагрузки.

2.6. Определите из графика значение сопротивления нагрузки, на которой выделяется максимальная мощность.

2.7. Сравните полученное Вами значение с теоретическим (4). Сделайте выводы.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Почему при увеличении сопротивления нагрузки напряжение на ней растет?

3.2.Объясните, почему выделяемая на нагрузке мощность мала, если сопротивление нагрузки сильно отличается от внутреннего сопротивления источника? Обратите внимание на формулы для силы тока (1) и напряжения (2) на нагрузке.

Лабораторная работа № 6

Принципы работы плавких предохранителей в электрических цепях.

Цель: рассчитать предохранители для защиты электрической сети с напряжением 220 В, питающей осветительные и электронагревательные приборы.

1.     Краткое теоретическое описание.

Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока. Если по той или иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут значительно нагреться, а покрывающая их изоляция – воспламениться.

Причиной значительного увеличения силы тока  в сети может быть или одновременное включение мощных потребителей тока, например электрических плиток, или короткое замыкание.  Коротким замыкание называют соединение концов участка цепи проводником,  сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать причиной пожара. Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранители.

Назначение предохранителей – сразу отключить линию, если сила тока вдруг окажется больше допустимой нормы. Рассмотрим устройство предохранителей, применяемых в квартирной проводке. Главная часть  предохранителя - проволока из легкоплавкого металла (например, из свинца), проходящая внутри фарфоровой пробки. Пробка имеет винтовую нарезку и центральный контакт. Нарезка соединена с центральным контактом свинцовой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки.

Свинцовая проволока представляет, таким образом, часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определенную силу тока. Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой.

Предохранители с плавящимся проводником называют плавким предохранителем.

Плавкие предохранители должны обеспечивать нормальную работу электроприемников при длительном прохождении по ним номинального тока и немедленно отключать их при перегрузках и коротких замыканиях. Поэтому предохранители выбирают с учетом следующих обстоятельств:

1) номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять требованию Iвст. ³ Iр,

где Iр – расчетный ток на защищенном участке цепи;

2) каждый предохранитель должен срабатывать лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание на участке цепи, который он защищает, т.е. предохранители должны работать избирательно (селективно).

2.     Порядок выполнения работы.

2.1.

Соберите электрическую цепь, изображенную на рисунке:

                                                Рис.1.

2.2.Выберите напряжение генератора сети равным 220 В, мощности электрических лампочек – 60 и 150 Вт, а рабочее напряжение – 240 В. Выберите мощности электронагревательных приборов – 600 и 1000 Вт, а рабочее напряжение – 240 В.

2.3.Определите расчетный ток для каждого электроприемника по формуле  . Результаты занесите в таблицу.

2.4.Рассчитайте номинальные значения токов плавких предохранителей, защищающих отдельно электроосветительную сеть (Пр.3) и сеть, питающую электронагревательные приборы (Пр.2), а также ток для общего предохранителя (Пр.1), защищающего все электрические приборы.

2.5.Замкните ключи К1 и К4, К5. Убедитесь, что лампы загорелись, а предохранители Пр.1 и Пр.3 не перегорают.

2.6.Замкните ключи К1 и К2, К3. Убедитесь, что нагреватели включились, а предохранители Пр.1 и Пр.2 не перегорают.

2.7.Замкните все ключи. Убедитесь, что все электроприборы включились, а все предохранители не перегорают.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Какова цель установки предохранителей в электрических цепях?

3.2. Как рассчитывается номинальный ток плавкой вставки предохранителя?

3.3. Почему правилами техники безопасности запрещается установка так называемых "жучков" -  случайно выбранных проводников вместо целых предохранителей?

Лабораторная работа № 7

Элементы цепей переменного тока. Емкостное и индуктивное сопротивления, их зависимость от частоты переменного тока и параметров элементов.

Цель:  изучить зависимость емкостного и индуктивного сопротивлений от частоты переменного тока и параметров элементов.

1.     Краткое теоретическое описание

В цепи переменного тока кроме резисторов могут использоваться катушки индуктивности и конденсаторы. Для постоянного тока катушка индуктивности имеет только активное сопротивление, которое обычно невелико (если катушка не содержит большое количество витков). Конденсатор же в цепи постоянного тока представляет "разрыв" (очень большое активное сопротивление). Для переменного тока эти элементы обладают специфическим реактивным сопротивлением, которое зависит как от номиналов деталей, так и от частоты переменного тока, протекающего через катушку и конденсатор.

          1.1. Катушка в цепи переменного тока.

Рассмотрим, что происходит в цепи, содержащей резистор и катушку индуктивности. Колебания силы тока, протекающего через катушку:

вызывают падение напряжения на концах катушки в соответствии с законом самоиндукции и правилом Ленца:

т.е. колебания напряжения опережают по фазе колебания силы тока на p/2. Произведение wLIm является амплитудой колебания напряжения:

          Произведение циклической частоты на индуктивность называют индуктивным сопротивлением катушки:

                                           (1)

поэтому связь между амплитудами напряжения и тока на катушке совпадает по форме с законом Ома для участка цепи постоянного тока:

                                                                                        (2)

Как видно из выражения (1), индуктивное сопротивление не является постоянной величиной для данной катушки, а пропорционально частоте переменного тока через катушку. Поэтому амплитуда колебаний силы тока I_m в проводнике с индуктивностью L при постоянной амплитуде U_L напряжения убывает обратно пропорционально частоте переменного тока:

.

          1.2. Конденсатор в цепи переменного тока.

          При изменении напряжения на обкладках конденсатора по гармоническому закону:  заряд q на его обкладках изменяется также по гармоническому закону:

                                      .

Электрический ток в цепи возникает в результате изменения заряда конденсатора, поэтому колебания силы тока в цепи будут происходить по закону:

Видно, что колебания напряжения на конденсаторе отстают по фазе от колебаний силы тока на p/2. Произведение wCU_m является амплитудой колебаний силы тока:

Аналогично тому, как было сделано с индуктивностью, введем понятие емкостного сопротивления конденсатора:

                                                                                                                (3)

Для конденсатора получаем соотношение, аналогичное закону Ома:

                                                 (4)

Формулы (2) и (4) справедливы и для эффективных значений тока и напряжения.

2.     Порядок выполнения работы

2.1.Соберите цепь показанную на рисунке 1.

2.2.Установите следующие значения параметров:

Генератор – напряжение (эффективное) 100 В, частота 100 Гц;

Конденсатор – рабочее напряжение 400 В, емкость 10 мкФ;

Резистор – рабочая мощность 500 Вт, сопротивление 100 Ом.

2.3.Изменяя емкость конденсатора от 5 до 50 мкФ (через 5 мкФ), запишите показания вольтметров (напряжение на конденсаторе и на резисторе).

2.4.Рассчитайте эффективное значение токов, текущих в цепи, в зависимости от значения емкости конденсатора (для этого надо напряжение на резисторе разделить на его сопротивление).

2.5.Определите значения емкостных сопротивлений конденсатора для соответствующих значений его емкости и сравните их с рассчитанными по формуле (3).

2.6.Установите емкость конденсатора 10 мкФ. Изменяя частоту генератора от 20 до 100 Гц через 10 Гц, повторите измерения и расчеты емкостного сопротивления в зависимости от частоты переменного тока.

2.7.

Соберите цепь показанную на рисунке 2.

Рис.1.                                                Рис.2.

2.8.Установите следующие значения параметров:

Генератор – напряжение (эффективное) 100 В, частота 100 Гц;

Катушка - индуктивность 50 мГн;

Резистор – рабочая мощность 500 Вт, сопротивление 100 Ом.

2.9.Изменяя индуктивность катушки от 50 до 500 мГн (через 50 мГн), запишите показания вольтметров (напряжение на катушке и на резисторе).

2.10.      Рассчитайте эффективное значение токов, текущих в цепи, в зависимости от значения индуктивности катушки (для этого надо напряжение на резисторе разделить на его сопротивление).

2.11.      Определите индуктивные сопротивления катушки для соответствующих значений ее индуктивности и сравните их с рассчитанными по формуле (1).

2.12.      Установите индуктивность катушки 100 мГн. Изменяя частоту генератора от 20 до 100 Гц через 10 Гц, повторите измерения и расчеты индуктивного сопротивления в зависимости от частоты переменного тока..

2.13.      Постройте графики зависимостей индуктивного и емкостного сопротивлений от частоты переменного тока.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Почему емкостное сопротивление уменьшается с увеличением частоты переменного ток а, индуктивное сопротивление – увеличивается?

3.2. Каковы разницы фаз между током и напряжением для катушки и конденсатора?

3.3. В каких  единицах измеряются емкостное и индуктивное сопротивления?

3.4. Как записывается аналог закона Ома для максимальных (эффективных) значений тока и напряжения для реактивных элементов – конденсатора и катушки индуктивности?

Лабораторная работа № 8

Явление резонанса в цепи переменного тока.

Цель:  изучение установившихся вынужденных колебаний в цепях переменного тока. Исследование явления резонанса.

1. Краткое теоретическое описание.

Рассмотрим электрическую схему на рис.1., в которой последовательно соединенные конденсатор, резистор и катушка индуктивности подключены к генератору переменного напряжения:

Рис.1.

В этой цепи возникают вынужденные колебания силы тока и напряжения на отдельных её элементах. Амплитуда колебаний силы тока в цепи будет зависеть от частоты w приложенного постоянного напряжения генератора, так как сопротивления реактивных элементов – конденсатора и катушки индуктивности зависят от частоты.

          При низкой частоте w переменного тока емкостное сопротивление конденсатора будет очень большим, поэтому сила тока в цепи будет мала. В обратном предельном случае большой частоты w переменного тока большим будет индуктивное сопротивление катушки , и сила тока в цепи опять будет мала.

          Полное сопротивление Z цепи, изображенной на рис.1., определяется формулой:

.

Ясно, что максимальная сила тока в цепи будет соответствовать такой частоте w0 приложенного переменного напряжения, при которой индуктивное и ёмкостное сопротивления будут одинаковы:

                                   (1)

При равенстве реактивных сопротивлений катушки и конденсатора, амплитуды напряжений на этих элементах также будут одинаковыми U_C = U_L. Колебания напряжения на катушке и конденсаторе противоположны по фазе, поэтому их сумма при выполнении условия (1) будет равна нулю. В результате напряжение U_R на активном сопротивлении R будет равно полному напряжению генератора U, а сила тока в цепи достигает максимального значения . Циклическая частота w колебаний силы тока и Э.Д.С. при этом равна

                                  (2)

и совпадает с циклической частотой свободных незатухающих электромагнитных колебаний в электрическом контуре.

          Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока в колебательном контуре при приближении циклической частоты w внешней переменной Э.Д.С. к частоте w₀ свободных незатухающих колебаний в контуре называется резонансом в электрической цепи переменного тока. Частота w = w₀ называется резонансной циклической частотой.  Резонансная циклическая частота не зависит от активного сопротивления R.  График зависимости I_m от w называется резонансной кривой. Резонансные кривые имеют тем более острый максимум, чем меньше активное сопротивление R:

Рис.2.

2. Порядок выполнения работы.

2.1. Соберите на монтажном столе схему, показанную на рис. 1., предварительно выбрав значения параметров элементов следующими:

          Генератор: U_эф = 100 В; n = 10 Гц;

          Резистор:   R = 200 Ом; Р = 500 Вт;

          Конденсатор:       С = 10 мкФ; U_раб = 400 В;

          Катушка:    L = 1 Гн.

2.2. Изменяя частоту генератора от 10 Гц до 100 Гц через 10 Гц, с помощью вольтметров измерьте напряжения на катушке, конденсаторе, резисторе и занесите измеренные значения в таблицу. В наборе конструктора имеется лишь два мультиметра, поэтому придется , изменяя частоту генератора, провести измерения дважды – сначала подключив вольтметры к катушке и конденсатору, а второй раз – подключив вольтметр к резистору.

2.3. Постройте графики зависимости напряжений на резисторе, конденсаторе и катушке в зависимости от частоты генератора.

2.4. Рассчитайте по формуле (2) частоту резонанса и сравните полученное значение с экспериментальным.

2.5. Измените параметры элементов и повторите измерения и расчеты.

2.6. Попытайтесь объяснить экспериментальные графики зависимости напряжений на элементах от частоты переменного тока в цепи.

3.     Контрольные вопросы.

3.1. Как зависят реактивные сопротивления конденсатора и катушки индуктивности от частоты переменного тока?

3.2. Почему сила тока в последовательной цепи с конденсатором, катушкой и резистором имеет максимум при определенной частоте и стремится к нулю при очень малой и очень большой частоте.

3.3. Почему при резонансе напряжение на резисторе равно напряжению источника переменного тока?

3.4. При каком условии наступает резонанс в последовательной цепи переменного тока?

3.5. Как используется явление резонанса в быту, технике, науке?

СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Электрический ток и электродвижущая сила.

Закон Ома для участка цепи.

Последовательное и параллельное соединение проводников.

Работа и мощность постоянного электрического тока.

Внутреннее сопротивление источника тока.

Закон Ома для полной цепи.

Конденсатор. Электрическая емкость.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

Самоиндукция. Индуктивность проводника.

Переменный электрический ток.

 Последовательная цепь переменного  тока.

Параллельная цепь переменного тока.

Мощность в цепи переменного тока.

Электроизмерительные приборы.

 Характеристика деталей электрических схем и их маркировка.

Литература.

Электрический ток и электродвижущая сила.

Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. За направление электрического тока принято направление движения положительных зарядов. Электрический ток возникает в проводниках под действием электрического поля.

          Отношение заряда Dq, проходящего через поперечное сечение проводника за время Dt, к этому интервалу времени называется силой тока I:

                                                I = Dq / Dt.

Сила тока измеряется в Амперах. Если сила тока не изменяется со временем, электрический ток называют постоянным током.

          Электрический ток в проводниках вызывают так называемые источники постоянного тока. Силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля, называются сторонними силами. Сторонние силы в гальваническом элементе или аккумуляторе возникают в результате электрохимических процессов, происходящих на границе электрод - электролит. В динамо-машине постоянного тока сторонней силой является сила Лоренца. Отношение работы А_ст , совершаемой сторонними силами по перемещению заряда Dq вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей силой  e источника (ЭДС):

                                                e = А_ст / Dq.

          Электродвижущая сила выражается в тех же единицах, что и напряжение или разность потенциалов, т.е. в Вольтах.

          Наиболее распространенные источники постоянного тока и батареи, применяемые в различных бытовых приборах (электронных часах, портативных приемниках и магнитофонах, фонариках и т.д.) имеют ЭДС 1.5В, 4.5В, 9В. В автомобилях применяются аккумуляторы с ЭДС 12В (для легковых) и 24В (у некоторых грузовиков).

Закон Ома для участка цепи.

          Немецкий физик Георг Ом (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

                                                U / I = R = const.

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника. Электрическое сопротивление измеряется в Омах. Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

                                                1 Ом = 1 В / 1 А.

          Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади S поперечного сечения проводника:

                                                R = r×L / S.

Постоянный для данного вещества параметр r называется удельным электрическим сопротивлением вещества. Удельное сопротивление измеряется в Ом×м.

В таблице приводятся значения удельного электрического сопротивления для некоторых материалов и сплавов:

Таблица 3.1. Удельное сопротивление проводников.

Материал	Удельное сопротивление (Ом×м)	Удельное сопротивление (Ом×мм2/м)
Алюминий	2,82×10-8	0,0282
Висмут	1,2×10-6	1,2
Вольфрам	5,5×10-8	0,055
Железо	9,8×10-8	0,098
Золото	2,42×10-8	0,0242
Константан	4,9×10-7	0,49
Латунь	8×10-8	0,08
Манганин	4,4×10-7	0,44
Медь	1,72×10-8	0,0172
Молибден	5,6×10-8	0,056
Никель	7,24×10-8	0,0724
Нихром	1×10-6	1
Олово	1,14×10-7	0,114
Платина	1,05×10-7	0,105
Свинец	2,06×10-7	0,206
Серебро	1,62×10-8	0,0162
Цинк	5,92×10-8	0,0592

          Экспериментально установленную зависимость силы тока I от напряжения U и электрического сопротивления R участка цепи называют законом Ома для участка цепи:

                                                I = U / R

Последовательное и параллельное соединение проводников.

При последовательном соединении k проводников их общее электрическое сопротивление равно сумме электрических сопротивлений всех проводников:

                                                R = R₁ + R₂ + ... + R_k .

При параллельном соединении k проводников величина, обратная общему электрическому сопротивлению цепи, равна сумме обратных величин электрических сопротивлений всех параллельно включенных проводников:

                             1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + ... + 1 / R_k .

Работа и мощность постоянного электрического тока.

          Работа А электрического тока на участке цепи с электрическим сопротивлением R за время Dt равна:

                                                A = I×U×Dt = I²×R×Dt

          Мощность P электрического тока равна отношению работы А тока ко времени Dt, за которое эта работа совершена:

                                      P = A / Dt = I×U = I²×R = U² / R.

          Работа А электрического тока равна количеству теплоты Q, выделяемому проводником (если не совершается механическая работа и не происходят химические реакции):

                                                Q = I²×R×Dt

Этот закон был экспериментально установлен английским ученым Джеймсом Джоулем (1818-1889) и русским ученым Эмилием Ленцем (1804-1865) и поэтому носит название закона Джоуля - Ленца.

Внутреннее сопротивление источника тока.

          В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. На внутреннем участке цепи выделяется количество теплоты Q_вн, равное:

Q_вн = I²×r×Dt,

          где r - внутреннее сопротивление источника тока.

          Полное количество теплоты Q_полн , выделяющееся при протекании постоянного тока в замкнутой цепи, внешний и внутренний участки которой имеют сопротивления, соответственно равные R и r, равно:

                                      Q_полн = I²×R×Dt + I²×r×Dt = I²×(R + r)×Dt

Закон Ома для полной цепи.

          Для замкнутой цепи работа сторонних сил источника тока равна количеству теплоты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи, поэтому:

                   Dq×e = I²×(R + r)×Dt,

откуда

                   e = I×(R + r),

 или

                   I = e /(R + r)

          Последнее выражение называется законом Ома для полной цепи.

Конденсатор. Электрическая емкость.

          Заряд проводника пропорционален его потенциалу:

                                                q = C×j

Коэффициент пропорциональности С называется электрической емкостью или просто емкостью проводника:

                                                C = q / j.

          Конденсатор представляет собой два разноименно заряженных проводящих тела (обкладки), находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Под зарядом конденсатора понимается заряд, расположенный  на одной из внутренних, обращенных друг к другу, поверхностей этих обкладок. Заряды обкладок равны по модулю и противоположны по знаку.

          Емкость конденсатора равна отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками:

                                                C = q / U.

Емкость не зависит от заряда конденсатора и определяется его формой и размерами. По форме проводящих поверхностей различают плоские, цилиндрические и сферические конденсаторы.

          Емкость плоского конденсатора:

                                                C = e₀×e×S / d,

          где    S – площадь поверхности одной пластины;

                   d – расстояние между пластинами;

                   e – диэлектрическая проницаемость материала, находящегося между обкладками;

                   e₀ = 8.854×10 ^-12 Ф/м – электрическая постоянная.

          Емкость цилиндрического конденсатора и коаксиального кабеля:

                                      C = 2p×e×e₀×l / ln(b/a),

          где     b и a – радиусы внешнего и внутреннего цилиндров;

                   l – длина конденсатора.

          Емкость сферического конденсатора:

                                      C = 4p×e×e₀ / (1/a – 1/b),

          где     b и a – радиусы внешней и внутренней сфер.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

          При параллельном соединении k конденсаторов полная емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:

                                      C = C₁ + C₂ + … + C_k.

          При последовательном соединении k конденсаторов складываются обратные емкостям величины:

                             1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + … + 1/C_k.

          Энергия электрического поля заряженного конденсатора равна:

          W = qU / 2 = CU² / 2 = q² / (2C).

Самоиндукция. Индуктивность проводника.

          При любом изменении тока в проводнике возникает ЭДС индукции, которая возбуждается изменением магнитного потока, создаваемого этим же током. Такое явление называется самоиндукцией. ЭДС самоиндукции определяется выражением:

                                                e = - L×DI /Dt,

          где L – индуктивность проводника, зависящая от его размеров, формы и от свойств среды, в которой находится проводник.

          Индуктивность L связывает магнитный поток Ф, пронизывающий контур, с силой тока I в контуре, создающий этот поток:

                                                Ф = L×I.

          Индуктивность длинного соленоида с сердечником равна:

                                      L = m₀×m×N²S / l = m₀×m×n²V,

          где     N – число витков;

                   S – площадь поперечного сечения соленоида;

                   l – длина намотки;

                   n = N/l – число витков на единицу длины;

                   V = Sl – объем соленоида;

m – магнитная проницаемость сердечника;

m₀ = 12.57×10^–7 Н/А² – магнитная постоянная.

          Энергия W магнитного поля, создаваемого проводником с индуктивностью L, по которому течет ток I, равна:

                                                 W = LI² / 2.

Переменный электрический ток.

Физические процессы, происходящие в цепях синусоидального переменного тока, представляют собой установившиеся вынужденные электромагнитные колебания.

          Напряжение U, создаваемое генератором переменного тока, изменяется со временем t по закону:

                                       U(t) = U₀×cos(w t),

          где    U₀ – амплитуда;

                   w = 2pn  – круговая или циклическая частота колебаний;

                   n  – обычная частота колебаний в герцах.

          При включении в цепь обычного омического (активного) сопротивления R через него пойдет ток:

                                      I(t) = I₀×cos(w t),                       I₀ = U₀ / R.

Ток изменяется в фазе с приложенным напряжением.

          При включении конденсатора с емкостью С через него пойдет ток:

                                      I(t) = I₀×cos(w t + p /2),            I₀ = U₀Cw.

Ток опережает по фазе напряжение на p/2.

          Конденсатору с емкостью С сопоставляется емкостное (реактивное) сопротивление R_C = 1 / (wC).

          При включении катушки с индуктивностью L через нее пойдет ток:

                                      I(t) = I₀×cos(w t - p /2),             I₀ = U₀ /(wL).

Ток отстает по фазе от напряжения на p/2.

          Катушке с индуктивностью L сопоставляется индуктивное (реактивное) сопротивление R_L = w L.

Последовательная цепь переменного  тока.

          В последовательной цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление R, емкость C и индуктивность L, сила тока I в каждый момент времени во всех участках цепи одинакова, а сумма мгновенных значений напряжений U_R, U_C и U_L равна значению приложенного напряжения U в тот же момент времени:

                                      U = U_R + U_C + U_L.

          Приложенное напряжение и ток в цепи для этого случая имеют следующие зависимости от времени:

                    U(t) = U₀ cos(w t),          I(t) = I₀ cos(w t+j).

Величины I₀ и j определяются по формулам:

          I₀ = U₀ / {R² + [wL – 1/(wC)]²}^1/2;      tgj = [wL – 1/(wC)] / R.

Связь между амплитудным значением тока I₀ и амплитудными значениями напряжений U_0R , U_0C , U_0L на отдельных элементах цепи такова:

          U_0R = I₀×R ,           U_0C = I₀ / (wC) ,              U_0L = I₀×wL.

Мгновенные значения напряжений на отдельных элементах цепи:

                   U_R = I₀R×cos(w t - j) ,

                                      U_L = I₀wL×cos(w t - j + p/2) ,

                                      U_C = (I₀ /wC)×cos(w t - j  - p/2).

Параллельная цепь переменного тока.

          При параллельном соединении активного сопротивления R и реактивных сопротивлений R_C и R_L мгновенное значение тока в неразветвленной части цепи равно алгебраической сумме токов в параллельных участках:

                                      I = I_R + I_C + I_L ,

а мгновенное значение напряжения одно и то же на всех участках.

          Приложенное напряжение и ток в неразветвленной части цепи определяются выражениями:

                   U(t) = U₀×cos(w t) ,         I(t) = I₀×cos(w t - j) ,

                             I₀ = U₀ {1/R² + [1/(wL) - wC]²}^1/2 ,

                   tgj = R[1/(wL) - wC].

Амплитудные значения токов и напряжения связаны соотношениями:

                                      U₀ = I_0R×R = I_0C /(wC) = I_0LwL.

Мгновенные значения токов в отдельных ветвях цепи:

                                      I_R = (U₀/R)×cos(w t) ,

                                      I_L = [U₀/(wL)]×cos(w t - p/2) ,

                                      I_C = U₀wC×cos(w t + p/2).

Мощность в цепи переменного тока.

          Мгновенная мощность в цепи переменного тока равна:

                   P(t) = U×I = U₀×I₀×cos(w t)×cos(w t - j) .

Средняя мощность в цепи переменного тока равна:

                   P = (1/2)U₀×I₀×cosj .

Если ввести действующие (эффективные) значения напряжения и тока:

          U_эф = U₀ /(2)^1/2  и            I_эф = I₀ /(2)^1/2,

То выражение для мощности примет вид:

                                      P = U_эф×I_эф×cosj

Электроизмерительные приборы.

Амперметр.

Амперметр служит для измерения силы тока в электрической цепи. Он состоит из стрелочного прибора - гальванометра с внутренним сопротивлением R_а и параллельно подключенного к нему шунтирующего сопротивления R_ш. Собственное (внутреннее) сопротивление R_а гальванометра должно быть как можно меньше, чтобы при измерении силы тока в данном участке цепи падение напряжения на приборе было минимальным. Шунт в амперметре нужен для расширения диапазона измерений силы тока.

Для увеличения диапазона измерений в n раз требуется сопротивление шунта:

                                      R_ш = R_a /(n-1).

Амперметр всегда включается последовательно с тем участком цепи, в котором измеряется сила тока.

Вольтметр.

          Прибор для измерения напряжения называют вольтметром.

Он состоит из стрелочного прибора - гальванометра с внутренним сопротивлением R_в и последовательно подключенного к нему добавочного сопротивления R_д. Собственное (внутреннее) сопротивление R_в вольтметра должно быть как можно больше, чтобы при измерении напряжения на данном участке цепи ток

через прибор был минимальным. Добавочное сопротивление в вольтметре нужно для расширения диапазона измерений.

          Для увеличения диапазона измерений в n раз требуется добавочное сопротивление:

 R_д = R_в(n-1).

          Вольтметр всегда подключается параллельно тому участку цепи, на котором измеряют падение напряжения.

          Современные цифровые электроизмерительные приборы не содержат механических стрелочных систем, однако, принципы работы с ними остаются такими же.

Характеристика деталей электрических схем и их маркировка.

Резисторы.

            Конструкция и технология изготовления резисторов имеют большое разнообразие. Различают резисторы постоянного и переменного сопротивления, проволочные, непроволочные, углеродистые, металлопленочные, композиционные, полупроводниковые и т.д.

Резисторы характеризуются следующими параметрами:

·        Номинальное сопротивление в Омах (кило омах, мегомах);

·        Максимальная (рабочая) мощность в Ваттах (милливаттах);

·        Температурный коэффициент сопротивления ТКС;

·        Максимальное напряжение;

·        Погрешность или класс точности в процентах.

Значение номинального сопротивления указывается на детали цифрами или с помощью цветового кода. Действительное сопротивление резистора может отличаться от номинального, но не более допустимого значения, определяемого классом точности.

          Стандартный ряд значений сопротивления зависит от класса точности резистора. Наиболее распространенные детали относятся к классам точности, соответствующим 20%, 10% и 5%. Например, класс точности, соответствующий отклонению в 10% (ряд Е12 по ГОСТу) содержит следующий стандартный набор значений сопротивления (Ом, кОм, МОм):

1.0, 1.2, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680, 820.

При обозначении номиналов сопротивлений на резисторах и принципиальных электрических схемах вместо десятичной точки используются соответствующие буквы: Е (или R)– для омов, К – для килоомов, М – для мегомов. Например, сопротивления в 5.6 Ом, 68 кОм, 820 кОм следует обозначать как 5Е6, 68К, М82 соответственно.

Наиболее распространенные резисторы имеют следующие значения номинальной мощности (в Ваттах):

0.125, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 и более.

ТКС характеризует относительное (в процентах) изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°С. Обычно, ТКС составляет десятые или сотые доли процентов для большинства резисторов.

Максимальное напряжение резистора зависит от его конструкции и определяется условиями возникновения электрического пробоя.

Конденсаторы.

          Конденсаторы, как и резисторы, отличаются большим разнообразием по конструкции и технологии изготовления. Существуют переменные, подстроечные, постоянные  конденсаторы. Они бывают полярные и неполярные, металлобумажные, электролитические, стеклянные, керамические, танталовые, фторопластовые и т.д.

Конденсаторы характеризуются следующими параметрами.

·        Номинальная емкость в Фарадах (пФ, нФ, мкФ);

·        Максимальное (рабочее) напряжение в Вольтах;

·        Температурный коэффициент емкости ТКЕ;

·        Потери энергии (утечка заряда);

·        Собственная индуктивность.

По классам точности конденсаторы делятся следующим образом:

Класс	001	002	005	00	0	I	II	III	IV	V	VI
Отклонение %	±0.01	±0.2	±0.5	±1	±2	±5	±10	±20	-10 +20	-20 +30	-20 +50

Чаще всего применяются конденсаторы I, II, III классов точности.

Учет потерь энергии в конденсаторе важен в высокоточных и времязадающих цепях.

Собственную индуктивность необходимо учитывать при работе на высокочастотных режимах.

Стандартные ряды значений емкости такие же, как для сопротивлений соответствующего класса точности.

В цепях переменного синусоидального тока конденсатор имеет реактивное (емкостное) сопротивление R_C = 1/wC, которое зависит от частоты w  переменного тока.

Катушки индуктивности.

          Катушки индуктивности применяют в качестве элементов колебательных контуров, фильтров и дросселей. Дроссели обычно служат для разделения переменной и постоянной составляющих тока.

          Конструктивно катушки отличаются геометрией и способом намотки, наличием сердечника и металлического экрана и т.д.

          Катушки индуктивности характеризуются следующими параметрами:

·        Индуктивность в Генри;

·        Добротность;

·        Стабильность;

·        Собственная емкость.

Добротность определяется отношением индуктивного сопротивления к активному сопротивлению катушки на данной частоте:

                   Q_L = R_L / R = wL / R 

и характеризует потери энергии в катушке.

          Собственную емкость катушки необходимо учитывать при работе на высоких частотах.

          Стабильность характеризует степень влияния внешних причин на изменение параметров катушки (ее индуктивности и добротности).

Литература.

          При составлении справочных материалов использовались следующие источники:

1.     Аленицын А.Г., Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Краткий физико-математический справочник. - М., Наука, 1990. – 386 с.

2.     Кабардин О.Ф. Физика: Справочные материалы. – М., Просвещение, 1991. – 367 с.

3.     Бодиловский В.Г. Справочник молодого радиста. – М., Высшая школа, 1983.

– 320 с.

4.     Young H.D., Freedman R.A. University Physics. – Addison-Wesley Publishing Company, 1996. – 1259 p.