Прибор для демонстрации затухающих электрических колебаний
Для демонстрации затухающих электрических колебаний при помощи электронного осциллографа требуется автоматически переключать контур. В ряде статей, опубликованных в журнале «Физика в школе», рекомендовано использовать генератор релаксационных колебаний с неоновой лампой для получения кратковременных импульсов. Такие генераторы дают сравнительно стабильную картину затухающих колебаний, но эта установка сложна.
Значительно проще и доступнее демонстрировать затухающие электрические колебания с применением поляризованных реле, например РП-5, РП-4, РПБ-4, РП-7.
Собираем схему согласно рисунку 66, в которой Р — поляризованное реле, R — сопротивление порядка 15—30 ком, С1 и С2— конденсаторы по 1 мкф, L — катушка школьного трансформатора на 220 в, В1 — вилка штепсельная для изменения емкости (накоротко замкнутая), 1, 2, 3, 4 — гнезда для штепсельной вилки, а и в — зажимы для подключения переменного тока, с помощью которого якорь реле приводится в колебание, А, В, С — зажимы для подключения аккумуляторной батареи или гальванических элементов и катушки индуктивности.
В качестве емкости следует брать либо один конденсатор, либо батарею конденсаторов.
При разрядке конденсатора возникают затухающие электрические колебания. Осциллограмму этих колебаний можно наблюдать, присоединив зажимы катушки школьного трансформатора на 220 в к вертикальному входу осциллографа.
В этой схеме конденсаторы С1 и С2 и катушка L индуктивности образуют колебательный контур. Конденсаторы по 1 мкф при этом соединены последовательно.
Эквивалентная емкость системы 
составляет 0,5 мкф.
Если замыкающую вилку В перенести в другое положение и замкнуть гнезда 1 и 2, то тем самым конденсатор С2 выключается и емкость становится равной 1 мкф.
Можно вилкой В замкнуть отдельно края гнезд 1 и 2, 3 и 4. Тогда конденсаторы будут соединены параллельно, и эквивалентная емкость системы будет равна сумме емкостей обоих конденсаторов, то есть 
Таким образом, в последнем видоизмененном опыте величина емкости по сравнению с предыдущим опытом увеличивается в 4 раза, а частота в колебательном контуре уменьшается в 2 раза. Уменьшение частоты колебаний хорошо наблюдать на экране электронного осциллографа.
Зависимость частоты электрических колебаний от индуктивности демонстрируем на следующем опыте. Снова ставим замыкающую вилку так, как показано на рисунке 66, и вводим в катушку ярмо от трансформатора.
Увеличение индуктивности катушки приводит к тем же результатам, какие были получены и при увеличении емкости.
В заключение можно провести опыт с одновременным увеличением емкости и индуктивности. Эти опыты дают возможность проанализировать зависимость периода собственных колебаний Т от величины емкости С и индуктивности L колебательного контура, определяемую формулой Томсона:
и формулой для определения частоты:
Частота электрических колебаний определяется по величине емкости и индуктивности установки. Учащимся можно дать задание определить частоту и период электрических колебаний при параллельном соединении конденсаторов С1 и С2.
Установка проверялась на поляризованных реле типа РПБ-4, РПБ-5, РП-4, РГТ-7. В реле РПБ-4 переменный ток надо подключить к 1 и 4 контактам, а 2 и 3 контакты соединить между собой. Если Обмотки имеют активное сопротивление по 8,5 ком, то общее сопротивление равно 17 ком. К этому типу реле сопротивление R можно не подключать 
В реле другого типа надо к контактам, к которым подключена катушка с большим сопротивлением, последовательно включить сопротивление на 10—30 ком (в Зависимости от напряжения катушки и сопротивления обмотки реле).
Прибор для демонстрации индуктивного соединения. Толстую голую проволоку длиной =1 м изгибают в виде петли диаметром = 10 см (рис. 67). Промежуток А делается = 1 мм. Петлю укрепляют на изолирующем штативе.
Если изготовленный прибор поместить рядом с электрофорной машиной так, чтобы один конец петли был на небольшом расстоянии от кондуктора машины во время вращения дисков, то при разряде кондуктора через петлю в промежутке А будет наблюдаться искра.
Следовательно, в петле возникло большое напряжение, которое можно объяснить большим индуктивным сопротивлением петли быстро изменяющемуся току.
Объяснив явление, полезно рассказать учащимся, почему молниеотводы соединяют с землей кратчайшим путем.
Во время демонстрации прибор должен быть заземлен.
Дата добавления: 2022-01-31; просмотров: 323;