ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра математики, физики и информатики
Уколов А.И.,
Попова Т.Н.,
Кузьменко С.Н.,
Прудкий А.С.
ФИЗИКА
раздел «ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ»
Практикум
по выполнению лабораторных работ для студентов (курсантов)
направлений подготовки:
| 13.03.02 - | Электроэнергетика и электротехника (профиль – электрооборудование и автоматика судов); |
| 15.03.02 - | Технологические машины и оборудование (профиль – машины и аппараты пищевых производств); |
| 19.03.03 - | Продукты питания животного происхождения; |
| 05.03.06 - | Экология и природопользование |
специальностей:
| 26.05.05 - | Судовождение; |
| 26.05.06 - | Эксплуатация судовых энергетических установок; |
| 26.05.07 - | Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики; очной и заочной форм обучения |
Керчь, 2016 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 5
ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.. 7
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.1 ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ 9
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 9
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 11
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 12
4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.. 12
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 12
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК Li – ИОННОГО АККУМУЛЯТОРА.. 13
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 13
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 16
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 17
4 ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.. 18
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 18
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА.. 18
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 19
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 23
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 24
4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.. 25
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 25
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА.. 26
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 26
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 29
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 29
4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.. 30
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 30
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.5 ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА.. 30
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 31
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 34
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 34
4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 35
ЛИТЕРАТУРА.. 35
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА.. 35
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 35
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 39
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 40
4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ.. 41
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 43
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.7 ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ.. 43
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 43
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 45
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 47
4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 49
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.8 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ.. 49
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 49
2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 56
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. 57
4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.. 59
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 60
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.9 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ.. 61
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 61
2 ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ.. 69
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 70
4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ.. 72
5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 73
ВВЕДЕНИЕ
Современная физика является многопрофильной наукой, охватывающей чрезвычайно большое число различных по содержанию научных направлений, представляющих фундамент естественных и технических дисциплин.
Основной целью преподавания дисциплины «Физика» для будущих специалистов –инженеров является как закрепление теоретических знаний полученных в процессе освоения школьной программы, так и получение новых теоретических знаний для решения острых практических вопросов, связанных, прежде всего, с современным технологическим оборудованием.
Дисциплина «Физика» входит в состав базовой части математического и естественнонаучного цикла ООП, изучается во втором и третьем семестрах.
Для изучения дисциплины достаточно знаний физики и математики в объеме среднего (полного) общего образования и разделов дифференциального и интегрального исчисления курса вузовской математики (первый семестр). Дисциплина является базовой для изучения общеинженерных и профессиональных дисциплин: безопасность жизнедеятельности, механика, электротехника и электроника, материаловедение, метрология, ТАУ, энергетические установки и электрооборудование судов, участия в НИР и выполнения выпускной квалификационной работы.
К другим важным целям изучения дисциплины следует отнести:
- раскрытие ключевой роли физики в научно-техническом прогрессе цивилизации;
- привитие навыков к научным исследованиям;
- воспитание у студентов аналитического физического мышления с приложением фундаментальных законов физики к объяснению естественных явлений и научно-технических проблем цивилизации;
- формирование целостного (системного) представления о природе и обществе.
Задачи курса:
- овладение студентами научными методами познания окружающего мира;
- усвоение важнейших теоретических физических законов;
- обучение методам решения практических физических задач;
- освоение всей программы курса и приобретение уверенности к самостоятельной познавательной работе;
- овладение студентами компетенциями, необходимыми в последующей профессиональной деятельности.
Неотъемлемой частью курса «Физика» является физический практикум.
Его главные задачи:
1) Научить применять теоретический материал к анализу конкретных физических ситуаций, экспериментально изучить основные закономерности, оценить порядки изучаемых величин, определить точность и достоверность полученных результатов.
2) Ознакомить с современной измерительной аппаратурой и принципом её действия; с основными принципами автоматизации и компьютеризации процессов сбора и обработки физической информации; с основными элементами техники безопасности при проведении экспериментальных исследований.
Часть задач практикума (лабораторные работы) посвящены количественному изучению тех явлений, которые демонстрировались на лекциях в качественном эксперименте. Общее число задач практикума (лабораторных работ), которое должен выполнить студент в каждом семестре, определяется факультетом (кафедрой) в соответствии с учебным планом.
Цель лабораторной работы – научить студента применять на практике полученные знания, самостоятельно осуществлять расчеты и измерения и уметь их систематизировать, овладеть навыками работы с контрольно-измерительными приборами и лабораторным оборудованием.
При выполнении лабораторной работы необходимо соблюдать правила техники безопасности, уметь определить цену деления шкалы измерительных приборов, ориентировочно оценивать правильность полученных экспериментальных данных, рассчитывать погрешности измерений.
К выполнению лабораторной работы необходимо готовиться заранее: изучить теоретический материал данной темы по указанной литературе и конспектом лекций, внимательно изучить методические указания к лабораторной работе, продумать ее выполнение и подготовить заготовку для оформления отчета.
В заготовке для оформления отчета указывают тему работы, ее цель, приборы и материалы, теоретические сведения и готовят таблицу для записи результатов эксперимента, учитывая указанное количество измерений. Заполняется таблица при проведении опытов.
Подготовку студента к лабораторной работе проверяет преподаватель и допускает к выполнению лабораторной работы. Неподготовленный студент не допускается к выполнению лабораторной работы.
После выполнения экспериментальной части необходимо оформить заготовку (заполнить таблицу, ниже таблицы записать погрешности измерительных приборов, коэффициент Стьюдента и т.д.) и подписать у преподавателя. Остальное время лабораторного занятия используется студентом для защиты работы.
Работа считается защищенной после представления преподавателю отчета по экспериментальной части и ответа на контрольные вопросы, указанные в лабораторной работе.
ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ №4
для студентов при проведении лабораторных работ и лабораторного практикума по физике
1.Общие требования.
1.1. К проведению лабораторных работ и лабораторного практикума по физике допускаются студенты, прошедшие инструктаж по охране жизнедеятельности, медицинский осмотр, не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья и изучившие методические указания.
1.2. Студенты должны соблюдать правила поведения, расписание учебных занятий, установленные режимы труда и отдыха.
1.3. При проведении лабораторных работ и лабораторного практикума по физике возможно воздействие на студентов следующих опасных и вредных производственных факторов:
поражение электрическим током при работе с электроприборами;
- термические ожоги при нагревании жидкостей и различных физических тел;
- порезы рук при небрежном обращении с лабораторной посудой, и приборами из стекла;
- возникновение пожара при неаккуратном обращении с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.
1.4. Лаборатория физики должна быть укомплектована медицинской аптечкой с набором необходимых медикаментов и перевязочных средств.
1.5. При проведении лабораторных работ и лабораторного практикума по физике соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения. Лаборатория физики должна быть оснащена первичными средствами пожаротушения: огнетушителем углекислотным ОУ-3.
1.6. О каждом несчастном случае пострадавший или очевидец несчастного случая обязан немедленно сообщить преподавателю. При неисправности оборудования, приспособлений и инструмента прекратить работу и сообщить об этом преподавателю, зав.лабораториями.
1.7. В процессе работы студенты должны соблюдать порядок проведения лабораторных работ и лабораторного практикума, правила личной гигиены, содержать в чистоте рабочее место.
1.8. Студенты, допустившие невыполнение или нарушение инструкции по жизнедеятельности, привлекаются к ответственности и со всеми студентами проводится внеплановый инструктаж.
