Установка для исследования электростатического поля



Установка для исследования электростатического поля
Установка для исследования электростатического поля
Установка для исследования электростатического поля
Установка для исследования электростатического поля
Установка для исследования электростатического поля
Установка для исследования электростатического поля

 


Владельцы патента RU 2504017:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Установка содержит зонд, потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока. Два электрода круглого сечения плотно прижаты винтами к планшету с листом электропроводящей бумаги. Первый электрод соединен с движком потенциометра, а второй электрод - с одним из концевых контактов потенциометра. Первый ввод вольтметра с большим входным сопротивлением соединен со вторым электродом, а второй ввод - с зондом. Криволинейные кольца выполнены из диэлектрика и имеют разметку на их наружном и внутреннем контурах. Используемое из набора кольцо уложено на планшете с листом электропроводящей бумаги и прижато фиксатором положения. Прямоугольная система координат планшета направлена вдоль сторон планшета. Документальный лист имеет прямоугольную систему координат, которая аналогична прямоугольной системе координат планшета. Прямоугольный треугольник выполнен из диэлектрика и служит для переноса координат зонда с листа электропроводящей бумаги на документальный лист. Техническим результатом является упрощение конструкции и расширение области исследований. 6 ил.

 

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме в высших и средних специальных учебных заведениях по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений.

Известно устройство для измерения потенциалов и построения изопотенциальных линий (Г.А. Рязанов Опыты и моделирование при изучении электромагнитного поля. Издательство «Наука». М. 1966 г., с.77, рис 7.2). С помощью одинарного зонда на нем можно находить точки, имеющие заданный потенциал и строить изопотенциальные линии. Для измерения потенциала используется мостовая схема, которая требует значительного времени для проведения эксперимента. Нажатием зонда через копировальную бумагу на документальном листе фиксируем ряд точек. Наблюдается быстрый износ электропроводящей и копировальной бумаги, а также низкая точность эксперимента.

Известна также установка для исследования стационарного электрического поля (RU патент №2284581. Бюл №27 от 27.09.2006 г. Авторы: Белокопытов Р.А. и Ковнацкий В.К.) Эта установка позволяет создать различные плоские электрические поля и их исследовать. На ней можно экспериментально проверить теорему Гаусса только для случая, когда замкнутая поверхность не охватывает заряда, а также теорему о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Однако на этой установке можно только продемонстрировать вид эквипотенциальных линий, но нельзя их запомнить на документальном листе. Для нахождения потенциалов отсутствует одинарный зонд.

Наиболее близкой к предлагаемой установке является установка для исследования электростатических полей методом моделирования (прототип, фиг.1. Лабораторный практикум по физике. Под ред. К.А. Барсукова и Ю.И. Уханова. М. «Высшая школа» 1988 г., с.109, рис.38). Она содержит: зонд; потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока; прямоугольный планшет с листом электропроводящей бумаги; два электрода круглого сечения, плотно прижатые винтами к листу электропроводящей бумаги, при этом, второй электрод соединен с одним из концевых контактов потенциометра. В этой установке потенциалы в различных точках листа электропроводящей бумаги измеряются с помощью зонда, включенного в мостовую схему, что также требует значительного времени для проведения эксперимента. Измерительная установка снабжена дорогостоящим пантографом, с помощью которого координаты зонда переносятся на документальный лист. На этой установке нельзя экспериментально проверить теорему Гаусса для различных замкнутых поверхностей, охватывающих и не охватывающих заряды, а также теорему о циркуляции вектора напряженности потенциального электрического поля для различных замкнутых контуров обхода.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей.

Указанный результат достигается тем, что в известной установке для исследования электростатического поля, содержащей зонд, потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока, прямоугольный планшет с листом электропроводящей бумаги, два электрода круглого сечения, плотно прижатые винтами к листу электропроводящей бумаги, при этом, второй электрод соединен с одним из концевых контактов потенциометра, согласно изобретению, первый электрод соединен с движком потенциометра и в нее введены вольтметр с большим входным сопротивлением, первый ввод которого соединен со вторым электродом, а второй ввод - с зондом, набор разнообразных криволинейных колец из диэлектрика и разметкой на их внутреннем и наружном контурах, причем используемое из набора кольцо уложено на планшете с листом электропроводящей бумаги, фиксатор положения используемого кольца, прямоугольная система координат планшета, начало которой совпадает с одним из углов прямоугольного планшета с листом электропроводящей бумаги, а оси координат направлены вдоль сторон этого планшета, документальный лист с прямоугольной системой координат, которая аналогична прямоугольной системе координат планшета, прямоугольный треугольник из диэлектрика для переноса координат зонда с листа электропроводящей бумаги на документальный лист.

На фиг.1 изображен прототип; на фиг.2 - общий вид предлагаемой установки; на фиг.3-6 чертежи, поясняющие принцип ее работы.

Предлагаемая установка (фиг.2) содержит: 1 - планшет с листом электропроводящей бумаги; 2 - электроды; 3 - винты; 4 - потенциометр; 5 - набор разнообразных криволинейных колец из диэлектрика и разметкой на их внутреннем и наружном контурах; 6 - используемое из набора кольцо; 7 - вольтметр с большим входным сопротивлением; 8 - зонд; 9 - прямоугольная система координат планшета; 10 - документальный лист с прямоугольной системой координат; 11 - прямоугольный треугольник из диэлектрика; 12 - источник постоянного тока; 13 - фиксатор положения используемого кольца.

Рассмотрим состав и работу предлагаемой установки (фиг.2). Она включает в себя прямоугольный планшет с листом электропроводящей бумаги 1, на котором установлены два электрода 2 круглого сечения, плотно прижатые винтами 3 к планшету 1. Первый электрод 2 соединен с движком потенциометра 4, а второй электрод соединен с одним из концевых контактов потенциометра 4. В состав предлагаемой установки входит набор разнообразных криволинейных колец из диэлектрика и разметкой на их внутреннем и наружном контурах 5. Эти кольца моделируют различные замкнутые контуры на электропроводящей бумаге.

Используемое из набора кольцо 6 уложено на планшете с листом электропроводящей бумаги 1. Оно может либо охватывать один из электродов 2, либо не охватывать его и лежать в произвольном месте между электродами 2.

Для измерения потенциалов на электропроводящей бумаге около размеченных точек используемого из набора кольца 6, применяем вольтметр с большим входным сопротивлением 7, первый ввод которого соединен со вторым электродом 2, а второй ввод - с зондом 8. Вольтметр с большим входным сопротивлением 7 не искажает линии тока в электропроводящей бумаге и, соответственно, силовые линии моделируемого электродами 2 электрического поля.

Для определения координат точек на электропроводящей бумаге, к которым прикасаемся острием зонда 8, предлагаемое устройство снабжено прямоугольной системой координат планшета 9, начало которой совпадает с одним из углов прямоугольного планшета с листом электропроводящей бумаги 1, а оси координат направлены вдоль сторон этого планшета.

Перенос при эксперименте координат острия зонда 8 с прямоугольной системы координат планшета 9 на документальный лист с прямоугольной системой координат 10, которая аналогична прямоугольной системе координат планшета 9, осуществляется введенным прямоугольным треугольником из диэлектрика 11. Для этого прямым углом прямоугольного треугольника из диэлектрика 11 прикасаемся острия зонда 8. Стороны треугольника, исходящие из прямого угла, направляем параллельно осям прямоугольной системы координат планшета 9 и снимаем координаты x, y. Эти координаты переносим на систему координат документального листа 10. Для этого прямоугольный треугольник из диэлектрика 11, как показано на фиг.2, накладываем на документальный лист с прямоугольной системой координат 10 так, чтобы стороны, исходящие из прямого угла треугольника 11 были параллельны осям координат документального листа 10 и пересекали оси координат документального листа 10 в точках x, y. В окрестности прямого угла треугольника 11 делаем на документальном листе 10 отметку точки x, y.

Питание предлагаемой установки осуществляется от источника постоянного тока 12. Перемещая движок потенциометра 4, устанавливаем нужный потенциал на первом электроде 2. Величину потенциала измеряем с помощью вольтметра с большим входным сопротивлением 7, при прикосновении зонда 8 к электроду 2.

Для того чтобы используемое из набора кольцо 6 не смещалось во время эксперимента, установлен фиксатор положения используемого кольца 13.

Рассмотрим, каким образом на предлагаемой установке (фиг.2) осуществляется построение линий равного потенциала и линий напряженности электростатического поля, а также определение необходимых его характеристик. С помощью потенциометра 4 устанавливаем напряжение U между электродами 2. Величину напряжения U контролируем вольтметром 7 с большим входным сопротивлением. С помощью зонда 8 находим требуемые потенциалы φ1, φ2 и φ3 (фиг.4) на планшете с листом электропроводящей бумаги 1. Координаты x, y точек линий равного потенциала находим с помощью зонда 8 на листе с электропроводящей бумагой в прямоугольной системе координат планшета 9, а затем с помощью прямоугольного треугольника из диэлектрика 11 переносим эти координаты на систему координат, установленную на документальном листе 10, и отмечаем точки карандашом. Плавной кривой по точкам на документальном листе 10 изображаем линии равного потенциала (сплошные линии), а затем строим силовые линии электростатического поля (пунктирные линии). Они будут перпендикулярны линиям равного потенциала (фиг.4). В окрестности произвольной точки (фиг.4) на планшете с листом электропроводящей бумаги 1 измеряем разности потенциалов Δφx на малом интервале Δx и Δφy на таком же интервале Δy. Далее вычисляем проекцию вектора на направление оси x и y: Ex=-Δφx/Δх; Ey=-Δφy/Δy. Модуль вектора определяем по следующей формуле: . В масштабе строим на документном листе 10 вектора и градиента потенциала grad φ. Вектор grad φ по модулю равен , но направлен в противоположную сторону (фиг.4).

Рассмотрим, каким образом на предлагаемой установке осуществляется экспериментальная проверка теоремы Гаусса, когда замкнутая поверхность охватывает заряды. Для этого используем одно кольцо 6 из набора разнообразных криволинейных колец 5 и укладываем на планшет с электропроводящей бумагой 1 так, чтобы внутренний и наружный контур криволинейного кольца 5 охватывали один из электродов 2, например, положительный электрод (фиг.2). В этом случае используемое кольцо 6 моделирует замкнутую поверхность, охватывающую заряд. Для того, чтобы используемое из набора криволинейное кольцо 6 при эксперименте не меняло своего положения, оно прижимается к электропроводящей бумаге фиксатором положения 13.

Согласно теореме Гаусса поток вектора электрического смещения электростатического поля в вакууме сквозь криволинейную замкнутую поверхность S, проведенную в электростатическом поле, равен алгебраической сумме свободных зарядов, охватываемых этой поверхностью:

где En - проекция вектора на направление нормали к поверхности S. По экспериментально найденному потоку вектора электрического смещения сквозь замкнутую поверхность S можно судить о величине суммарного заряда q внутри этой поверхности.

Вокруг электродов 2 предлагаемой установки (фиг.2) формируется плоскопараллельное электрическое поле. Проведем две плоскости вектора , отстоящие друг от друга на расстоянии h, равном толщине листа электропроводящей бумаги, и опишем вокруг, например, положительного электрода 2 цилиндрическую поверхность S (фиг.3), тогда получим замкнутую поверхность, внутри которой расположен заряд q, определяемый по формуле (1).

Так как вектор всюду параллелен основаниям полученного цилиндра, то интегрирование выражения En·dS в формуле (1) следует проводить только по его боковой поверхности. Разобьем цилиндрическую поверхность S на прямоугольники с высотой h и основанием dl (фиг.3), площадь которых dS=hdl. Это позволит перейти от интегрирования по боковой поверхности цилиндра S к интегрированию по его профилю L:

Стационарный заряд q, определяемый соотношением (2), реально существует и расположен на поверхности электрода 2 (фиг.3), граничащей с листом электропроводящей бумаги. При моделировании можно считать, что поле в толщине электропроводящей бумаги создано не внешним стационарным зарядом, расположенным на поверхности электрода 2, а воображаемым стационарным зарядом, существующим внутри электропроводящего листа бумаги в окрестности электрода 2.

Для определения заряда q численным методом, заменим точную формулу (2) ее приближением:

где Eni - проекция вектора на нормаль, проведенную в i-ю точку контура L; Δli-i-й отрезок контура L.

Для определения Eni для различных контуров L применяем заранее изготовленные криволинейные кольца из тонкого диэлектрика и разметкой на их внутреннем и наружном контурах (например, плотной бумаги) (фиг.5). Наружный (основной) контур кольца с криволинейной кромкой, соответствует контуру L, а внутренний (вспомогательный) контур кольца расположен на одинаковом расстоянии Δn от наружного контура кольца. Наружный контур кольца разбиваем на равные отрезки длинной Δli такой величины, чтобы поле в пределах его было однородным и они лежали на контуре L. Образующиеся точки отрезков нумеруем против часовой стрелки (фиг.5) i=1,2,......,N. В каждой i-й точке проводим нормаль к наружному контуру L до пересечения ее с внутренним контуром кольца.

Полагая, что нормаль к контуру L во всех точках направлена в одну и ту же сторону, тогда проекция вектора в произвольной i-й точке определяем численным методом по формуле:

где i=1, 2, …, N., φBi - потенциал, измеряемый в i-й точке внутреннего контура криволинейного кольца; φHi - потенциал, измеряемый в i-й точке наружного контура криволинейного кольца; N - число точек на контуре L.

С учетом последнего выражения формула (3) приобретает другой вид:

Можно подобрать наружный и внутренний контуры таким образом, чтобы величины Δni=Δli, тогда окончательное выражение (5) имеет вид:

Рассмотрим, каким образом на предполагаемой установке осуществляется экспериментальная проверка теоремы Гаусса, когда замкнутая поверхность S не охватывает заряды. Для этого используем одно кольцо 6 из набора разнообразных криволинейных колец 5, укладываем в произвольном месте между электродами 2 и прижимаем фиксатором положения используемого кольца 13 (фиг.2). В этом случае используемое кольцо 6 моделирует замкнутую поверхность, не охватывающую заряд. Касаясь в i-x точках внутреннего и наружного кольца зондом 8, будем измерять вольтметром с большим входным сопротивлением 7, соответственно потенциалы φBi и φHi. Подставляя их в формулу (6), убеждаемся, что поток вектора электрического смещения сквозь замкнутую поверхность, не охватывающую заряды, равен нулю.

Рассмотрим, каким образом на предполагаемой установке определяется погонная емкость двухпроводной линии, моделируемой двумя электродами 2, прижатыми к листу электропроводящей бумаги. С помощью двух электродов круглого сечения можно моделировать два бесконечно длинных проводника, такого же сечения и такого же расстояние между ними. Емкость бесконечно малых отрезков h двухпроводной линии определяется по формуле:

где q - заряд, охватываемый замкнутой поверхностью и который определяется по формуле (6); U - напряжение между электродами, при котором определяется этот заряд q. Погонная емкость моделируемой системы двух бесконечно длинных проводников определяется по формуле:

Рассмотрим, каким образом на предлагаемой установке определяется циркуляция вектора напряженности электростатического поля. В окрестности двух электродов 2 (фиг.2) моделируется потенциальное электростатическое поле. Силовые линии такого поля начинаются в точках, где потенциал имеет максимальное значение, и заканчиваются в точках, где потенциал имеет минимальное значение. В точке А (фиг.6) контура обхода L вектор направлен по касательной и силовой линии (пунктирные линии). Вектор контура направлен из точки А по направлению обхода контура L, тогда циркуляция вектора

где El=Е cos α - проекция вектора на направление вектора ; α - угол между векторами и .

Проекция вектора на направление равна скорости убывания потенциала при перемещении вдоль этого направления и определяется следующей формулой:

Перемещаясь в потенциальном поле по замкнутому контуру L на одной части контура угол α≤90°, тогда проекция El будет положительной, а на другой части контура L при угле , проекция El будет отрицательной. Поэтому в формуле (10) знак минус можно опустить. Подставляем формулу (10) в выражение (9) получим:

Для определения циркуляции вектора численным методом заменим точную формулу (11) ее приближением:

Таким образом, для определения циркуляции вектора необходимо:

1) выбрать одно из набора разнообразных колец 5 используемое кольцо 6, уложить его на планшете с листом электропроводящей бумаги 1 в произвольном месте между электродами 2 и прижать фиксатором положения используемого кольца 13. В этом случае наружный контур используемого кольца 6 моделирует замкнутый контур обхода L; 2) измерить в обозначенных точках наружного контура используемого кольца 6 потенциалы φi, i=1, 2, …, N.,; 3) вычислить разность потенциалов Δφi, i=1, 2, …, N; 4) просуммировать полученные разности потенциалов и убедиться в том, что циркуляция вектора напряженности моделируемого электростатического поля равна нулю.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой установки заключается в том, что она обеспечивает повышение качества усвоения обучающимися основных законов и явлений физики.

Предлагаемая установка реализована на кафедре физики ВКА имени А.Ф. Можайского и используется в учебном процессе на лабораторных работах по электричеству.

Установка для исследования электростатического поля, содержащая зонд, потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока, прямоугольный планшет с листом электропроводящей бумаги, два электрода круглого сечения, плотно прижатые винтами к листу электропроводящей бумаги, при этом второй электрод соединен с одним из концевых контактов потенциометра, отличающаяся тем, что в ней первый электрод соединен с движком потенциометра и в нее введены вольтметр с большим входным сопротивлением, первый ввод которого соединен со вторым электродом, а второй ввод - с зондом, набор разнообразных криволинейных колец из диэлектрика с разметкой на их внутреннем и наружном контурах, причем используемое из набора кольцо уложено на планшете с листом электропроводящей бумаги, фиксатор положения используемого кольца, прямоугольная система координат планшета, начало которой совпадает с одним из углов прямоугольного планшета с листом электропроводящей бумаги, а оси координат направлены вдоль сторон этого планшета, документальный лист с прямоугольной системой координат, которая аналогична прямоугольной системе координат планшета, прямоугольный треугольник из диэлектрика для переноса координат зонда с листа электропроводящей бумаги на документальный лист.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Лист электропроводящей бумаги уложен на планшет.

Изобретение относится к учебным приборам по физике. Учебный прибор имеет штатив, немаркированный магнит, компас, подставку для магнитов, вольтметр, амперметр, миллиамперметр, источник питания учебный ВУ-4.

Изобретение относится к лабораторным приборам по разделу физики "Магнетизм". Сердечник выполнен составным из двух автономных элементов, каждый из которых выполнен в виде металлической пластины с закрепленным на ней вертикальным стержнем.

Изобретение относится к комплекту оборудования по курсу физики «Электромагнитные явления». Устройство содержит корпус, съемную крышку, маркированный и немаркированный магнит, компас, установочный столик, источник питания, набор соединительных проводов, прямоугольные платы, на каждой из которых закреплены либо выключатель, либо лампочка, либо постоянный резистор, либо переменный резистор, либо катушка, либо проволочные резисторы на каркасе, штатив.

Изобретение относится к области электронных обучающих устройств. Стенд для изучения гибридных электронных устройств содержит: блок логических элементов, блок триггеров, счетчик, дешифратор двоичного кода в позиционный, регистр, аналого-цифровой преобразователь, первый блок индикации, второй блок индикации, блок ввода-вывода, блок компараторов, блок переключателей, аналоговый сумматор, набор диодов, набор резисторов, набор конденсаторов, блок управления, регулятор напряжения, генератор.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме в высших и средних специальных учебных заведениях по курсу физики для изучения и углубления знаний физических законов и явлений.

Изобретение относится к области обучающихся устройств, а именно к техническим средствам для изучения основ функционирования электрических машин и электроприводов.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения. .

Изобретение относится к способу демонстрации явления униполярной индукции. .

Изобретение относится к области исследования электростатических полей в различных средах и условиях, преимущественно в области жидких углеводородных горючих в условиях их естественной конвекции. Устанавливают отдающий и принимающий электроды. Между электродами фиксировано устанавливают на одинаковые или различные расстояния между собой не менее трех параллельных металлических сеток с ячейками 1-3 мм. Нагревают сетки до температуры более 100°C. Подачу фиксированного высоковольтного электростатического напряжения на отдающий электрод осуществляют в постоянном режиме одновременно с нагревом металлических сеток в течение 5-10 минут. В объеме с жидким углеводородным горючим устанавливают и поддерживают или докритическое, или критическое, или сверхкритическое давление. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения конфигурации распространения силовых линий электростатических полей в объеме жидкого углеводородного горючего или их смесей в условиях естественной конвекции при докритических, критических и сверхкритических параметрах давления и температуры. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по физике. На противоположных сторонах прямоугольного листа электропроводящей бумаги (ЭПБ) установлены два электрода прямоугольной формы. Первый электрод соединен с движком потенциометра, а второй - с одним из концевых контактов потенциометра. Первый ввод вольтметра соединен со вторым электродом, а второй ввод - с верхним концом зонда. На правой стороне прямоугольного планшета параллельно неподвижной линейке установлен направляющий шток, а на нем установлен подвижный движок. Один конец подвижной линейки жестко закреплен на движке, а второй лежит на неподвижной линейке. По подвижной линейке перемещается ползунок, который снабжен вертикальным отверстием для нижнего конца зонда и риской для отсчета положения зонда на подвижной линейке. Перпендикулярно подвижной линейке на ползунке закреплена рейка, а другой ее конец содержит вертикальное отверстие и закреплен на подвижной опоре. В вертикальном отверстии на рейке перпендикулярно документальному листу бумаги подвижно установлен и подпружинен фломастер. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции. 8 ил.

Изобретение относится к учебным приборам по физике. Малые листы электропроводящей бумаги создают сопротивления R/2, R, 2R и уложены на планшете. Пары электродов прямоугольного сечения для каждого малого листа электропроводящей бумаги установлены на противоположных сторонах этих листов. Криволинейный четырехугольный лист электропроводящей бумаги образован пересечением двух концентрических окружностей и двух радиальных прямых и уложен на планшете. Первый ввод вольтметра с большим входным сопротивлением соединен со вторым вводом амперметра, в второй его ввод - с зондом. Общий контакт переключателя соединен со вторым вводом амперметра, а другие контакты его соединены с первыми электродами соответственно большого, малого и криволинейного четырехугольного листов электропроводящей бумаги. Вторые электроды всех названных листов электропроводящей бумаги соединены с одним из концевых контактов потенциометра. Круговое кольцо изготовлено из диэлектрика с нанесенной разметкой на внутреннем и наружном контурах, насажено на один из электродов круглого сечения и уложено на большом листе электропроводящей бумаги. Полоски, изготовленные из диэлектрика с нанесенной разметкой с обеих сторон, уложены симметрично между электродами на всех листах электропроводящей бумаги. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерений. 12 ил.

Изобретение относится к области образования и наглядных учебных пособий, в частности к наглядным пособиям для демонстрации принципа работы одиночного стержневого молниеотвода. Модель защищаемого объекта выполнена трехмерной. Модель зоны защиты выполнена в виде полого тонкостенного конуса с вертикальной осью, вдоль которой расположен телескопический стержень, выходящий за пределы конуса. При этом угол при вершине конуса между его осью и боковой поверхностью равен 41-55°. Техническим результатом изобретения является обеспечение демонстрации принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода. 1 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Прямоугольный лист электропроводящей бумаги (ЭПБ) с вырезом по форме съемного проводника уложен на прямоугольном планшете. На противоположных сторонах прямоугольного листа ЭПБ установлены параллельно проводящие шины. Ползунок подвижной линейки снабжен вертикальным отверстием для установки зонда и риской для отсчета положения зонда на подвижной линейке. Зонд вставлен в вертикальное отверстие и касается нижним концом прямоугольного листа ЭПБ. На ползунке перпендикулярно подвижной линейке одним концом закреплена рейка. На съемный проводник насажено съемное кольцо из диэлектрика с разметкой и уложено на прямоугольном листе ЭПБ. Выводы многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) соединены с вводами персонального компьютера, а вторые вводы каждого канала его соединены с минусовой клеммой источника постоянного тока. Потенциометры и зонд соединены с каналами АЦП. Техническим результатом изобретения является автоматизация выполнения лабораторной работы и ускорение процесса исследования. 6 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. На противоположных сторонах подвижной муфты первыми концами шарнирно соединены две тяги. Концы двух подвижных стержней с грузами шарнирно соединены с концами горизонтального стержня. Середины подвижных стержней с грузами шарнирно соединены со вторыми концами тяг. Отрицательная клемма источника постоянного тока через тумблер соединена с отрицательной клеммой электродвигателя. Общий контакт первой платы переключателя соединен с положительной клеммой электродвигателя. Подвижные контакты первой платы соединены с первыми выводами соответствующих резисторов первой группы N резисторов. Общий контакт второй платы соединен с положительной клеммой источника постоянного тока. Подвижные контакты второй платы соединены с первыми выводами соответствующих резисторов второй группы N резисторов. На одном из концов горизонтального стержня установлена контактная пара. На первом конце подвижного стержня с грузом напротив контактной пары установлен размыкающий стержень. На валу установки неподвижно закреплены два токоприемника. Подвижные контактные кольца токоприемников соединены с контактной парой. Шарообразная рукоятка подвижно соединена с трубкой, неподвижно закрепленной на подвижной муфте. Технический результат изобретения заключается в расширении области исследований. 4 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Датчик Холла расположен рядом с криостатом так, чтобы магнитные силовые линии, выходящие из торца катушки индуктивности, входили в плоскость, в которой расположены токовые выводы T-T и выводы напряжения X-X датчика Холла. Токовые выводы T-T через первый реостат соединены с клеммами источника постоянного тока, а выводы напряжения X-X соединены с вводами вольтметра. Вводы счетчика времени соединены с клеммами источника постоянного тока. Общий контакт переключателя на три положения соединен через второй реостат со вторым вводом катушки индуктивности. Контакт первого положения переключателя на три положения - свободный, а контакты второго и третьего положений его соединены соответственно с отрицательной и положительной клеммами источника постоянного тока. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений. 5 ил.

Изобретение относится к области измерительной и учебной техники и может быть использовано для изучения явлений электромагнетизма. По периметру диэлектрического диска впрессованы металлические шарики, диаметр которых равен толщине диска. Диск расположен на изолированном основании. Металлический зонд размещен на изолированном штативе с возможностью касания с каждым шариком при повороте диска, выполнен в виде заостренной иглы и соединен через вольтметр и реостат с источником питания. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания распределенного заряда с контролируемой величиной заряда. 2 н.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к обучающим приспособлениям для демонстрации электромагнитных явлений. На одном конце плоского стержня закреплена катушка-моток, а на другом выполнено подвесное отверстие для подвеса стержня и магнит. Концы намоточного провода соединены с удлиняющими проводами. Свободные концы удлиняющих проводов снабжены штекерами. Катушка-моток снабжена охватывающим ее корпусом, снабженным диаметрально расположенными полуосями, каждая из которых соединена с одним из концов обмотки катушки. Каждая полуось вставлена в отверстие, выполненное в концевой зоне одной из ступеней соответствующего ступенчатого кронштейна. Другая ступень каждого кронштейна снабжена концевым прямоугольным хвостовиком, посредством которого кронштейны элементами крепления закреплены с разных сторон к боковым поверхностям стержня. Удлиняющие провода соединены с элементами крепления. На стержне выполнено центральное отверстие, равноудаленное как от центра полуосей, так и от центра подвесного отверстия, выполненного на конце стержня. Стержень снабжен вырезами с зацепами для укладки удлиняющих проводов. Нижний обрез ступенчатых кронштейнов и нижний обрез стержня находятся в одной горизонтальной плоскости. Техническим результатом изобретения является расширение демонстрируемых экспериментов для исследования явления электромагнитной индукции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике. Стержень с грузом установлен с возможностью совершать колебательные движения в вертикальной плоскости. Вал соединен с помощью стержня с грузом, и на него насажены колеса, которые имеют возможность совершать колебательные движения в горизонтальной плоскости. На направляющих закреплены ограничители колебания колес. Изобретение обеспечивает возможность моделирования сложного колебательного движения системы. 3 ил.
Наверх