Демонстрационный прибор по физике

сковском автомоЛихачева детельство СССР 9 В 23/06, 1981. ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Завод-втуз пбильном заводе им(54) ДЕМОНСТРАЦИОННЪЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ(57) Изобретение относится к учебному оборудованию и позволяет расширить дидактические возможности за счет демонстрации тока сме 1 цения диэлектрика. Генератор 1 катушки соленоида 3 с магнитоприводом 4 создает переменное магнитное ноле. При движении обода 7 колеса в направлении, перпендикулярном магнитной индукции, в рабочем пространстве прибора в диэлектрике индуктируется электрическое поле. Ток в конденсаторе, который образуется пластинками 8 и 9 и регистрируется индикатором, будет током смешения диэлектрика. 2 ил.Изобретение относится к учебному оборудованию при обучении по курсу общей физики и основам электротехники.1)е.ьо изооретения является расширение дидакгических возможностей за счет демонстрации тока смещения диэлектриков.11 а фиг. 1 изображена схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 -- вид А на фиг. 1.Устройство содержит генератор 1 переменного тока, конденсатор 2, катушку соленоида 3 с магнитопроводом 4, электродвигатель 5 с регулируемым числом оборотов, па оси которого насажено колесо б с диэлектрическим ободом 7, который пересекает при вращении воздушный зазор магнитопровода 4, в месте пересечения установлены металлические электроды 8 и 9 параллельно цилиндрическим поверхностям обода с зазорами относительно их, размеры электродов 8 и 9 избраны так, ч 1 о они примерно равны ширине обода колеса в направлении, параллельно оси колеса, а в направлении прапения колеса размеры их примерно раиы пирине воздунного зазора магнитопровода 4. Электроды 8 и 9 ооразуют измерительный конденсатор. Таким образом, воздушный промежуток магнитовровода 4 с электродами 8 и 9 образует рабочее рострапство устросва, н котором создакпся скрецсчпые электрические и магнитные поля и в котором движется диэлектрик (диэлектри еский обод 7 колеса) в направлении, перпендикулярном напряженностям электрического и магнитного полей. Электроды 8 и 9 подключены к первичной обмотке трансформпора 10, втоичя обмотка которого соединена с входом вольтметра 1 и измерителя 12 моп,ности.Устройство рабогет следующим образом.1 спера 1 о 1 нереме;ного гйкс, кс Гупкс соленоида 3 с магнитопроводо 4 создают в воздушном промежутке магнитопроводов (г.е. в рабочем пространствс устройства) переменное магнитное иоле. К,ондесатор 2 неооходим для согласования выходного сопрогивлспия генер;порагеремепого тока с дуктивным сопротивеием соенода 3. При движении обода 7 колеса в направлении, перпендикулярном магнитной индукции в рабочем пространстве прибора, в диэлектрике ппдуктируется электрическое поле. Это ол. присутствует только и движущейся системе огсчета, оно обусловлено законом электромагнитной индукции дя двуижупихся сисс отсчета.Е= (Ъ, В). (1) Электрическое ноле (1) в лабораторной системе отсчета отсутствует, однако оно присутствует в системе отсчета, связанной с движугцимся диэ.,ектриком, и поляризует диэлектрик. 11 олярпзованный диэлектрик создает в рабочем пространстве прибора вторичноеэлекгрическое поле, потенциал которого может быть опре,елен по формуле(2) где г - радиус-вектор точки, в которой по тенциал определяется;г, - радиус-вектор точки - центра объема интегрирования дЪ;7 - объем диэлектрика, находящегося вданный момент времени в рабочемпространстве устройства,Р - поляризации диэлектрикаР= (е) Е, (3)где в - диэлектрическая проницаемость.Из (1), (2) и (3) получается следующеевыражение для потенциала электрическогополя(5) Эта разюсть потенциалов для электрической цепи, в которую включены электроды 8 и 9, трансформатор 10, вольтметр 11 и измеритель 12 мощности, представляет собой внешнюю электродвижущую силу е= ЬТаким образом, применение предлагаемого изобретения обеспечивает возможЗ 5 ность проведения лекционной демонстрации,а именно показ зависимости ЭДС электромагнитной индукции от скорости движения диэлектрика (движущейся ИСО) путем изменения числа оборотов электродвигателя, при этом обеспечивается также возможность 40 проведения демонстрации в форме лекционного эксперимента. Формулс изоорегения Демонстрационный прибор по физике,содержащий генератор переменного тока, выход которого посоединен к катушке индуктивности с магнитопроводом, чувствительный элемент, размещенный у магнитопровода и электрически связанный с бло ком регистрации, отличающийся тем, что, сцелью расширения дидактических возможностей за счет демонстрации тока смещения диэлектрика, оно содержит электродвигатель с размещенным на его валу колесом, обод которого выполнен из диэлектри ка, чувствительный элемент выполнен в видедвух металлических пластин, а блок регистрации включает трансформатор, к вторичной обмотке которого подсоединены вольтметр и 5Г 1 ри этом нужно учесть, что расстояние 1 между электродами не больше, чем длина каждого из них вдоль направления движения диэлектрика или ширина поперек аправлеия движения. В результате для разности потенциалов р на электродах 8 и 9 получается следующее приближенное выра жение:1314368 ваттметр, причем магнитопровод имеет С-образную форму, в зазоре которого размещен обод колеса, а металлические плас 08. 2 В. Тюс Составитель рТехред И. ВереТираж 434митета СССР по деламЖ - 35, Раушская нское предприятие, г. У Редактор Ю. Середа Заказ 2010/51 ВНИИПИ Государственного к3035, Москва Производственно-полиграфиитины размещены с внутренней и внешней стороны обода колеса с зазором и соединены с первичной обмоткой трансформатора. кинКорректор Н. КорольПодписноеизобретений и открытийб., д. 4,5жгород, ул. Проектная, 4