Законы постоянного тока (190,00 руб.)

Стр.2

Стр.112

Стр.113

Стр.114

УДК 537.3(075) ББК 22.33я7 А87 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: канд. физ.-мат. наук И. В. Лунев канд. физ.-мат. наук М. Л. Фалин А87 Архипов В. П. Законы постоянного тока : учебное пособие / В. П. Архипов, Р. Х. Зиятдинов, А. В. Репина; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2021. – 116 с. ISBN 978-5-7882-2992-8 Содержит подробный теоретический материал, описание лабораторных работ по теме «Законы постоянного тока». Особое внимание уделено физическим основам закономерностей протекания электрического тока в различных средах, а также методам измерения характеристик цепей постоянного тока. Предназначено для бакалавров всех специальностей механического и технологического профилей, изучающих дисциплину «Физика». Подготовлено на кафедре физики. УДК 537.3(075) ББК 22.33я7 ISBN 978-5-7882-2992-8 © Архипов В. П., Зиятдинов Р. Х., Репина А. В., 2021 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2021

Стр.2

О Г Л А В Л Е Н И Е 1. Введение. Немного истории .................................................................. 3 2. Основные понятия и определения ...................................................... 14 2.1. Электрический ток......................................................................... 14 2.2. Сила тока, вектор плотности тока ................................................ 14 2.3. Электродвижущая сила, разность потенциалов, напряжение ... 16 2.3.1. Разность потенциалов ................................................................ 17 2.3.2. Электродвижущая сила источника тока ................................... 18 2.3.3. Напряжение, падение напряжения ............................................ 19 3. Законы постоянного тока ..................................................................... 20 3.1. Закон Ома ....................................................................................... 20 3.2. Разветвленные электрические цепи, правила Кирхгофа ............ 24 4. Тепловое действие тока. Закон Джоуля–Ленца ................................. 29 4.1. Работа тока, мощность тока .......................................................... 29 4.2. Закон Джоуля–Ленца..................................................................... 29 5. Электрический ток в различных средах ............................................. 32 5.1. Электрический ток в металлах ..................................................... 32 5.1.1. Классическая электронная теория металлов ............................ 32 5.1.2. Закон Ома в классической электронной теории металлов ..... 34 5.1.3. Закон Джоуля–Ленца в классической электронной теории металлов ................................................................................................ 35 5.2. Электрический ток в полупроводниках....................................... 37 5.2.1. Собственная проводимость ....................................................... 37 5.2.2. Примесная проводимость .......................................................... 38 5.3. Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия ...... 40 6. Электропроводность твердых тел в квантовой механике ................. 42 6.1. Элементы квантовой статистики и теория Зоммерфельда ........ 43 6.2. Элементы зонной теории твердых тел ......................................... 46 6.2.1. Металлы в зонной теории .......................................................... 48 6.2.2. Диэлектрики в зонной теории ................................................... 49 6.2.3. Собственные полупроводники в зонной теории...................... 50 6.2.4. Примесные полупроводники в зонной теории ........................ 51 112

Стр.112

7. Электроизмерительные приборы ........................................................ 54 7.1. Классификация и основные параметры электроизмерительных приборов ........................................................ 54 7.2. Оценка погрешностей электрических измерений ...................... 56 7.3. Шунт и добавочное сопротивление ............................................. 57 7.4. Принцип действия и краткие характеристики приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем ......................... 58 7.4.1. Магнитоэлектрический прибор ................................................. 58 7.4.2. Электромагнитный прибор ........................................................ 60 8. Измерение малых электродвижущих сил методом компенсации .... 62 8.1. Электродвижущая сила ................................................................. 62 8.2. Описание метода компенсации .................................................... 63 8.3. Описание экспериментальной установки .................................... 65 8.3.1. Принцип работы потенциометра постоянного тока ПП-63 .... 65 8.3.2. Описание панели прибора ......................................................... 66 8.4. Порядок выполнения работы ........................................................ 68 9. Определение сопротивления проводников мостом постоянного тока типа МВЛ-47 ..................................................................................... 70 9.1. Описание мостиковой схемы ........................................................ 70 9.2. Описание моста постоянного тока МВЛ-47 ............................... 72 9.3. Порядок выполнения работы ........................................................ 74 10. Исследование разветвленных электрических цепей ....................... 77 10.1. Описание экспериментальной установки .................................. 77 10.1.1. Источник тока MAISHENG MS305D ..................................... 77 10.1.2. Мультиметр Escol 100 .............................................................. 78 10.1.3. Монтажная плата ...................................................................... 79 10.1.4. Порядок подготовки к выполнению работы .......................... 80 10.2. Порядок выполнения работы ...................................................... 81 10.2.1. Проверка первого правила Кирхгофа ..................................... 81 10.2.2. Проверка второго правила Кирхгофа ..................................... 84 11. Изучение зависимости сопротивления металлов и полупроводников от температуры ....................................................... 90 11.1. Зависимость сопротивления металлов от температуры ........... 90 113

Стр.113

11.2. Зависимость сопротивления полупроводников от температуры ..................................................................................... 91 11.3. Описание установки .................................................................... 93 11.4. Порядок выполнения работы ...................................................... 94 12. Снятие анодной характеристики двухэлектродной электронной лампы ......................................................................................................... 96 12.1. Двухэлектродная электронная лампа ........................................ 96 12.2. Анодная характеристика двухэлектродной электронной лампы ..................................................................................................... 98 12.3. Описание экспериментальной установки ................................ 100 12.4. Порядок выполнения работы .................................................... 101 13. Изучение закона Ома и измерение удельной электропроводности металлов .............................................................. 103 13.1. Описание экспериментальной установки ................................ 104 13.1.1. Образцы металлических проводников ................................. 104 13.1.2. Порядок подготовки к выполнению работы ........................ 105 13.2. Порядок выполнения работы .................................................... 106 13.2.1.Проверка закона Ома для однородного участка цепи .......... 106 13.2.2. Проверка зависимости сопротивления однородного проводника от его длины и площади поперечного сечения ........... 108 13.2.3. Расчет удельного сопротивления константана и латуни .... 109 Библиографический список ................................................................... 111

Стр.114