Файл қосу
Ток көздері
|ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ |
|ШӘКӘРІМ атындағы СЕМЕЙ қаласының МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ |
|3 деңгейлі СМЖ құжаты |ОӘК |ПОӘК 042-14-2-06.1.20.96 |
| | |/02-2013 |
|ПОӘК |№1 баспа 2010 ж. | |
|«Физикалық өлшеулер және| | |
|құралдар» | | |
ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
«Физикалық өлшеулер және құралдар»
5В011000 «ФИЗИКА» мамандығы бойынша оқитын
1-курс студенттеріне арналған
Семей 2013 ж.
Алғы сөз
1. ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ
Құрастырушы ________ 2013 ж. Қасымханова Күләш Ағыбаевна «Физика»
кафедрасының аға оқытушысы
2. ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 «Физика» кафедрасының отырысында
№ 1 хаттама 12 кыркүйек 2013 ж.
Кафедра меңгерушісі _______ С.С.Маусымбаев
МАҚҰЛДАНДЫ
3.1 Физика-метематика факультетінің оқу-әдістемелік бюросы отырысында
№ 1 хаттама 1 қыркүйек 2012 ж.
ОӘБ төрайымы ________ Қ.А.Батырова
4 БЕКІТІЛДІ
Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға
ұсынылды
№ 1 хаттама _18_қыркүйек 2013 ж.
ОӘК төрағасы ________ Г.К.Искакова
№ 2 баспаның орнына енгізілген.
МАЗМҰНЫ
1 Глоссарий
2 Дәріс конспектілірі
3 Пәнді оқуға арналған әдістемелік нұсқаулар
4 Лабораториялық сабақтардың нұсқаулары
5 СОӨЖ ның әдістемелік нұсқаулары
6 СӨЖ ның әдістемелік нұсқаулары
7 Білімді бақылау-өлшеу құралдары
1. Глоссарий
Абсолют қара дене деп кез келген температурада өзіне түскен жарықты оның
жиілігіне, поляризациясы мен таралу бағытына байланыссыз жұтатын денені
айтады.
Абсолют қатты дене – ешбір жағдайларда деформацияланбайтын және барлық
жағдайларда екі нүктесінің (дәлірек айтса, екі бөлшегінің) ара қашықтығы
өзгермейтін дене.
Абсолют серпімді соққы – нәтижесінде толық механикалық энергия
(потенциалдық және кинетикалық энергияның қосындысы) сақталатын соққы.
Абсолют серпімсіз соққы нәтижесінде толық механикалық энергия (потенциалдық
және кинетикалық энергиялардың қосындысы) сақталмайды және ол энергияның
басқа түріне, мысалы жылулық энергияға ауысады.
Аннигиляция деп нәтижесінде басқа бөлшектер түзілетін бөлшектер мен
антибөлшектердің өзара әсерлесу процесін айтады.
Бірінші текті мәңгі қозғалтқыш деп сыртттан алған энергиядан артық жұмыс
жасайтын, периодты әрекет ететін қозғалтқышты айтады.
Барометрлік формула деп, атмосфералық қысымның биіктікке байланысты
экспоненциалды кемуін өрнектейтін формуланы айтады.
Бозон деп нөлдік немесе бүтін санды спині бар бөлшекті айтады.
де Бройль гипотезасының мәні мынада: бөлшектердің корпускулалық
қасиеттерімен бірге толқындық қасиеттері де болады.
де Бройль толқыны – классикалық физикадағы толқындармен ұқсастығы жоқ,
ерекше кванттық табиғаты бар толқын.
Гейзенбергтің анықталмағандық принципінің мәні мынада: микробөлшектің
координаталары мен оларға сәйкес импульстерінің анықталмағандықтарының
көбейтіндісі [pic] Планк тұрақтысынан кем болмайды.
Гармоникалық тербеліс деп синустық немесе косинустық заң бойынша өтетін
тербелісті айтады.
Герц (Гц) – уақыт бірлігі ішіндегі бір тербеліске сәйкес тербелістер
жиілігінің бірлігі.
Генри – контур индуктивтілігінің бірлігі
Динамика – денелердің қозғалыс заңдарын және бұл қозғалысты туғызушы немесе
өзгертуші себептерді зерттейді.
Дененің импульсі – сан жағынан дененің массасының жылдамдығына
көбейтіндісіне тең және бағыты жылдамдықтың бағытымен бірдей векторлық
шама.
Дененің массасы – дененің инерттілігінің сандық өлшемі болып табылатын
физикалық шама.
Дененің энергетикалық жарқырауы (немесе сәуле шығарғыштығы) деп дененің
бірлік бетінен барлық бағытта шығатын энергия ағынын айтады.
Жылу сыйымдылық деп дененің температурасын бір кельвинге арттыру үшін оған
жұмсалатын жылу мөлшеріне тең шаманы айтады.
Жартылай ыдырау периоды – ядролардың алғашқы мөлшерінің жартысы ыдырайтын
уақыт.
Еркін жүріс жолының ұзындығы деп газ молекуласының кезектес екі
соқтығысуларының арасындағы уақыт ішінде жүріп өтетін өтетін жолын айтады.
Жылулық сәуле деп денелердің ішкі энергиясы есебінен шығатын
электромагниттік сәулені айтады.
Кванттық гармоникалық осциллятордың нольдік энергиясы деп оның толық
энергиясының ең аз (ноль емес) мәнін айтады.
Кварктер – қазіргі кездегі түсінік бойынша адрондарды құрайтын іргелі
бөлшектер
.Өзара әсерлесудің біріңғай теориясы ( «ұлы бірігу») - өзара әсерлесудің
төрт типін (гравитациялық, электромагниттік, күшті және әлсіз) біріктіретін
теория.
Кинематика – денелердің қозғалысын осы қозғалысты туғызушы себеппен
байланыстырмай зерттейді.
Күш – денелердің өзара әсерлесуінің сандық өлшемі болып табылатын физикалық
шама.
Кюри нүктесі деп температураның одан жоғары мәнінде заттың ферромагнетиктік
қасиеттері жойылып, ол парамагнетикке айналатын мәнін айтады.
Қозғалыс траекториясы – қозғалған материалдық нүктенің кеңістікте уақыттың
өтуіне байланысты сызатын сызығы.
Магнит өрісі құйынды өріс, себебі магнит өрісі индукциясының циркуляциясы
нольден өзгеше.
Магнит индукциясы векторының дивергенциясы әрқашан нольге тең, себебі
табиғатта магнит зарядтары жоқ.
Математикалық маятник – салмақсыз. Созылмайтын жіпке ілінген және ауырлық
күшінің әсерінен тербеле алатын материалдық нүкте.
Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелер саны деп жүйенің кеңістіктегі орнын
анықтайтын тәуелсіз шамалардың санын айтады.
Механика - механикалық қозғалыстың заңдылықтарын және бұл қозғалысты
туғызушы немесе өзгертуші себептерді қарастыратын физиканың бөлімі.
Материалдық нүкте – берілген есептің шарттарында өлшемдерін есепке алмауға
болатын массасы бар дене.
Молекулалық физика – заттың құрылысы мен қасиеттерін барлық денелер
үздіксіз хаосты қозғалыстағы молекулалардан тұрады дегенге негізделген
молекулалық – кинетикалық түсініктерді басшылыққа лаып қарастыратын
физиканың бөлімі.
Моль – молекулаларының немесе атомдарының саны [pic]Авогадро санына
([pic]моль[pic]) тең зат мөлшері.
Ортаның магниттік өтімділігі ортадағы магнит өрісінің индукциясы
вакуумдағымен салыстырғанда неше есе артық екендігін көрсетеді
Политроптық процесс деп дененің жылу сыйымдылығы тұрақты болып қалатын
процесті айтады.
Планк гипотезасы электромагниттік сәуле жиілігіне пропорционал энергияның
жеке үлестері (кванттары) түрінде шығады.
«Ультракүлгін күйреуі» деп классикалық физиканың Кирхгоф функциясына
арналған қара дененің сәуле шығарғыштығының жиілікке тәуелділігінің
тәжірибелік мәліметтерін қанағаттандыратын өрнегін классикалық физика
әдісімен іздеудің мүмкін еместігін айтады.
Радиоактивтілік деп бір атом ядроларының екіншілеріне элементар бөлшектер
шығара отырып түрленуін айтады.
Ядролық реакция деп ядроны ( немесе ядроларды) түрлендіруге келтіретін атом
ядросының элементар бөлшекпен өзара әсерлесу процесін айтады.
Резерфорд атомының ядролық моделі атомның іс жүзінде барлық массасы
шоғырланған оң зарядталған ядродан және ядроның маңайында айналатын
электрондардан тұратын жүйе болып табылады.
Сименс – электрлік кедергіге кері шама заттың электр өткізгіштігінің
бірлігі.
Сыртқы фотоэффект (немесе фотоэлектрондық эмиссия) деп қатты және сұйық
денелердің электромагниттік сәуле әсерінен электрондар шығаруын айтады.
Спин деп микробөлшектің классикалық физикада ұқсастығы жоқ меншікті
механикалық моментін айтады.
Туннельдік эффект деп бөлшектің ені шағын потенциалдық бөгеттен энергиясы
осы бөгеттің биіктігінен аз болғанда өтіп кету құбылысын айтад
Тербеліс деп белгілі бір қайталану дәрежесімен сипатталатын процесті
айтады.
Тербеліс периоды – толық бір тербеліс уақыты.
Тізбектің әр текті бөлігі деп электростатикалық күштермен бірге бөгде
күштер әсер ететін бөлікті айтады.
Тұрақты электр тогы деп шамасы мен бағыты уақыт бойынша өзгермейтін электр
тогын айтады.
Толқындық функция [pic]- микробөлшектің күйін сипаттайтын функция.
Толқын ұзындығы деп 2[pic]-ге тең фазалар айырымымен тербелетін екі
нүктенің ара қашықтығын айтады.
Физикалық процесс – жүйенің бір күйден екінші күйге өтуі.
Детальдың тепе – теңдік принципінің мәні мынада: тепе-теңдіктік
макрожүйедегі кез келген микропроцесс оған кері процестің жылдамдығындай
жылдамдықпен өтеді.
Фермион деп жарты спині бар бөлшекті айтады.
Электростатика деп қозғалмайтын зарядтардың кеңістікте туғызған электр
өрістерінің қасиеттерін зерттейтін физиканың бөлімін айтады.
Электр өрісі деп көмегімен кеңістікте зарядтар арасындағы өзара әсерлесу
жүзеге асатын материалдық ортаны айтады.
Электр өрісінің кернеулігі деп өрістің берілген нүктесіндегі бірлік оң
зарядқа әсер ететін күшпен анықталатын шаманы айтады.
Электр өрісінің потенциалы деп өрістің берілген нүктесіндегі бірлік оң
зарядтың потенциалдық энергиясымен анықталатын шаманы айтады.
Электр өрістерінің суперпозиция принциптерінің мәні электр зарядтары
жүйесінің қорытқы өрісінің кернеулігі әрбір жеке заряд туғызған өріс
кернеуліктерінің векторлық (геометриялық) қосындысына тең болатындығымен
байланысты.
Электрлік диполь деп бір-бірінен белгілі бір ара қашықтықта орналасқан
шамалары тең, таңбалары қарама-қарсы екі зарядтың жүйесін айтады.
Электр тогы деп зарядтың қандай да бір [pic] бет арқылы өтуін айтады.
Электромагниттік индукция құбылысы деп тұйықталған өткізгішконтурмен
шектелген магнит ағыны өзгергенде осы контурда индукциялық электр тогы деп
аталатын электр тогының пайда болу құбылысын айтады.
Шредингер теңдеуі – микробөлшектер қозғалысының заңдарын сипаттайтын
релятивистік емес кванттық механиканың негізгі теңдеуі.
Электронның Бор орбиталары электронның байқалу ықтималдығы барынша үлкен
болатын нүктелердің геометриялық орны болып табылады.
Ядроның байланыс энергиясы деп ядроны құрайтын нуклондарға кинетикалық
энергия бермей ыдырату үшін жасалатын жұмыспен анықталатын шаманы айтады.
Элементар бөлшек деп қазіргі кезде белгілі материяның ең ұсақ бөлшегін
айтады.
ДӘРІС САБАҚТАРЫНЫҢ ЖОСПАРЫ
Тақырып: Өлшеу құрал - жабдықтарының жалпы сипаттамалары. Оларды
классификациялау
Негізгі сұрақтар:
Құралдардың анықтамасы. Оларды классификациялау принциптері: атқаратын
міндеттері, жұмыс принципі, көркемдік ерекшеліктері (информациялық жүйе,
қондырғы, өлшеу құралы) бойынша жіктелуі
Тақырып: Электр өлшеуіш құралдардың өлшеу шегін өзгерту. Дәлдік класы.
Шкалалары, циферблатының көркемделуі. Электр өлшеуіш құралдардың өлшеу
шегін өзгерту. Дәлдік класы.Шкалалары, циферблатының көркемделуі
Негізгі сұрақтар: Электр өлшеуіш құралдарының жалпы сипаттамасы. Оның
механикалық бөлігінің құрылымы.Бөлік құны. Шаманың шекті мәні. Шкаласы және
шкалалардың түрлері.
Құралдардың сипаттамаларының бірі - олардың шектік өлшеу шамасы
немесе өлшеу шегі болып табылады. Құралдың шектік өлшеу шамасы немесе
өлшеу шегі деп, оның стрелка шкаланы бойлай торлып ауытқыған кездегі
көрсететін шамасын айтады. Егер өлшенетін шама өлшеу шегінен артық болса,
онда құралдың стрелкасы шкаладан шығып кетеді де, құрал істен шығады,
сондықтан электр шамаларды өлшеу үшін құралды таңдап ала білу керек. Әуелі
өлшенетін шаманың мәні шамамен анықтап, сонан кейін өлшеу шегі өлшенетін
шаманың мәнінен артық болатын құралды пайдалану керек.
Құралдардың келесі сипаттамасы- құралдың шкала бөлігінің құны.
Құралдың шкала бөлігінін құны дегеніміз стерлканың бір бөлікке ауытқуына
сәкес келетін шама. Шкала бөлігінің құны мен өлшеу шегі өзара байланысты.
Егер құралдың өлшеу шегі А0, ал шкаланың бөліктер саны N0 болса, онда
шкала бөлігінің құны: [pic]. Құралдардың шкала бөлігінің құны өлшенетін
шаманың мәнің анықтау қажет. Мысалы, егер өлшеу кезінгде құралдың
стрелкасы n бөлікке ауытқыса онда өлшенген шама: А= Сn (1). Сондықтан
құралдың көрсетуін алардан бұрын құнын анықтап, сосын барып құралдың
көрсетуін (1) формуламен анықтау керек. Құралдың
бөлігінің құнына кері шама құралдың сезгіштігі деп аталады. [pic].
Құралдың бөлігінің құны неғұрлым үлкен ,болса оның сезгішітігі соғұрлым
аз болады. Олай болса, құралдың өлшеу шегі неғұрлым үлкен болса, оның
өлшеу дәлдігі соғұрлым аз, сондықтан оны аз шамаларды өлшеуге
пайдалануға болмайды.
Негізгі электр өлшеуіш құралдарының бірнеше өлшеу шегі болады.
Құралдың қорабында, әрбір қосағы белгілі бір шектік өлшеуге сәйкес
келетін бірнеше клеммалар немесе шектік өлшеулер шамасын ауыстырып
отыратын арнайы жылжығыш болатын. 7 - суретте көп клеммалар вольтметрдің
алдыңғы панелі көрсетілген.
№1- ортақ клемма, №2- клемма 3 В- қа, №3 клемма- 7,5 В- қа дейінгі және
т.с.с. өлшеу шектеріне сәйкес келеді. Әрбір клеммада оның қандай шектік
өлшеу шамасына сәйкес келетіні көрсетілген. 8 - суретте өлшеу шегі 0,25 А;
0,5 А және 1А- ге ауыстырылып қойылатын жылжығышы бар амперметр
көрсетілген.
Электр өлшеуіш құралдардың келесі сипаттамасы – олардың дәлдік
класы. Мемлекеттік стандарт бойынша электр өлшеуіш құралдар 7 класқа
бөлінеді: 0,1; 0,2;0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.
Құралдардың дәлдік класы оның процентпен алынған келтірілген
салыстырмалы қатесін көрсетеді. Мысалы, дәлдік класы 0,1 болатын құралдың
келтірілген салыстырмалы қатесін 0,1 %- ке тең. Келтірілген салыстырмалы
қате деп-
құралдың абсалют қатесін оңай табуға болады. Егер құралдың дәлдік класы k,
ал шектік өлшеу шамасы А0 болса, онда шкаланың бас нүктесі ноль болып
келетін құралдар үшін дәлдік класының анықтамасы бойынша [pic]* 100%.
Осыдан оның абсолют қатесі мынаған тең: [pic];Шкаланың түгел бойында
абсолют қате бірдей болады. Өлшеудің салыстырмалы қатесі: [pic]. Ол
шкаланың әр түрлі бөлігі үшін бірдей болмайды және әрқашан құралдың
дәлдік класынан үлкен болады, себебі А< A0,
k= [pic];
С=[pic], құралдың сезгіштігінің кері шамасы оның бөлік құны деп
аталады.
[pic]
Шкала арқылы өлшеудің нәтижесін есептегенде, алдымен оның бөлік
бағасын анықтау керек. Шкаланың бөлік бағасы деп, өлшенетін шаманың стрелка
бір бөлікке ауысқанда шыңатын сан мәнін айтамыз. Шкланың бөлік бағасы
құралдың сезгіштігімен байланысты. Құралдың сезгіштігі деп, құралдың
стрелкасының ауысу шамасының немесе бұрылу бұрышының, осы бұрылуды
туғызатын шамға қатынасын айтады: S = [pic]
Құралдың бөлік бағасы құралдың төменгі және жоғарғы өлшеу шегіне және бөлік
санына байланысты болады.Суретте шаласы 60 бөліктен, 0 ден 300 мА дейінгі
ток күшін өлшеуге арналған амперметр көрсетілген.Осы құралдың бөлік құны
[pic]=5А/бөлікл, сезгіштігі 0,2 бөлік/мА.
Әдетте өлшеу дәлдігі абсолюттік қаталіктің өлшенетін шаманың нақты
мәніне қатынасымен анықталатын [pic]= [pic] салыстырмалы қателікпен
сипатталады.
Электрөлшеуіш құралдарды, өлшеудің нақтылық дәрежесіне
қарай,мемлекеттік стандарт бойынша жеті класқа бөлуге ұйғарған.Сонда әрбір
нақтылы класс, құрал бетіндегі дөңгелек белгі ішінде көрсетілген санмен
анықталады.
Сол нақтылы класс бойынша, өлшеуде болатын абсолюттік және
салыстырмалы қаталардәң мәнін табуға болады.
Салыстырмалы қате нақтылығын құрал көрсеткен класс бойынша шама мен
оның шекті мәнінің көбейтіндісін, құрал көрсетуіне бөлу арқылы анықталады.
Егер өлшем шегі 10А және нақтылы класс 1,5 амперметр ток шамасы 8А
деп көрсетсе, онда осындағы өлшеудің салыстырмалы қатесі: [pic] =
1.5*10/8=1.9%.
Тақырып: Өлшеу құралдары, өлшеу әдістері. Сызықтық шамаларды өлшеу.
Негізгі сұрақтар: Эталондар, жұмыс- өлшеу құралдары. Нониуспен жабдықталған
құралдар.Сызықтық және дөңгелек нониус. Нониус теориясы.
Тақырып: Өлшеу нәтижелерін өңдеу, эксперимент нәтижелірін өрнектеу.
Тікелей өлшеу қаталіктерін анықтау ( есептеуіш техникаларымен)
Негізгі сұрақтар:Өлшеудің түрлері: тікелей және жанама өлшеулер.Стьюдент
коэффициенті.Шамаларды өлшеудегі қателіктер. Қателіктерді классификациялау:
жүйелік, кездейсоқ және дөрекі қателіктер.
Кез келген физикалық шаманы өлшеу дегеніміз оны өлшеу бірлігі
ретінде қабылданған эталонмен салыстыру. Мысалы, ұзындық бірлігіне метр
алынады. Ал екз келген бір кесіндінің ұзындығын өлшеу үшін біз сол
кесіндінің бойына метр неше рет орналасатынын анықтаймыз.
Осындай таңдап алынған эталонмен салыстыру арқылы өлшеуді тікелей
өлшеу дейді.
Өлшеуіш құралдар жеткілікті дәлдікпен жасалғанмен өлшеу кезінде қате
кетуі мүмкін. Содықтан барлық өлшенген шамалардың абсолют дәл мәнін таптық
деуге болмайды. Жүргізілген өлшеулердің мақсаты іздеп отырған шамалардың
жуық мәндерін табумен қатар өлшеулер екзінде кеткен қателердің шамасын
анықтап, оны есептей білу болып табылады.
Өлшеулердің қатесі негізінен систематикалық және кездейсоқтық
болып бөлінеді. Систематикалық қателер бірдей өлшеулерді бірнеше рет
қайталау кезінде бірқатар себептерден пайда болады.Систематикалық қате
өлшеулер нәтижесіне сәйкес түзетулер енгізу арқылы есепке алынады. Ол үшін
құралдарды мұқиат зерттеу керек.
Кездейсоқ қателер – пайда болуын алдын – ала ескеруге болмайтын
қателер. Олар әр түрлі себептерден кетеді; Кездейсоқ қателердің әсерінен
шаманың өлшенген мәні оның дәл мәнінен артық та, кем де болуы мүмкін.
Өлшеуді бірнеше рет қайталау арқылы қателердің қорытынды өлшеу
нәтижелеріне тигізетін әсерін азайтуға болады.
Кездейсоқ қатені анықтау үшін өлшеуді бірнеше рет
қайталайды.Егер өлшеулер нәтижесі бірдей болмаса, онда кездейсоқ қателерді
есептеу керек. Кездейсоқ қатені есептеу төмендегідей жолмен жүргізіледі.
Біз Х шаманы n рет өлшеп, оның төмендегідей мәндерін таптық дейік
Х1, Х2,,
Тақырып: Физикалық шамаларды өлшеу нәтижелерін өңдеуде ықтималдықтар
теориясы және математикалық статистика әдістерін қолдану
Негізгі сұрақтар:Орташа мән,дисперсия.Ықтималдық.
Тақырып: Жанама өлшеулердің қаталіктері
Негізгі сұрақтар:
Тақырып: Датчиктер. Аз ығысуларды өлшеу құралдары
Негізгі сұрақтар:Датчиктердің түрлері
Тақырып: Акустикалық құралдар
Негізгі сұрақтар:Дыбыс көздері (крмертон, дыбыс зорайтқыштелефон) және
дыбыс қабылдағыштар.
Тақырып: Периодты процестердің параметрлерін анықтау
Негізгі сұрақтар:
Тақырып: Молекулалық физиканың құралдары
Негізгі сұрақтар:Манометрлер, Насостар жұмыс принципі.Қыздырғыштыр мен
суытқыштар, олардың сипаттамалары.
Вакуумдық техникадағы толық шағын қысымдарды өлшеу аспабы манометр деп
аталады. Әдебиетте және практикада вакуумметр деген термин де қолданылады.
Көптеген манометрлер екі элементтен тұрады: датчик – сигналды
түрлендіруші және өлшегіш блок.
Жұмыс істеу принципі бойынша манометрлерді мынадай кластарға бөлуге
болады:
1. Сұйықтық манометрлер, онда өлшенетін қысым немесе қысымның
әртүрлілігі сұйықтың бағанымен теңестіріледі (U – бейнелі манометрлер және
олардың модификациясы).
2. Компрессиялық манометрлер, олардың әрекеті идеал газды
изотермиялық сығымдау заңына негізделген (Мак-Леод манометрі).
3. Деформациялық манометрлер, сильфон, мембрана және с.с. сезімтал
элементтер ретінде пайдаланылады. Сезімтал элементтің деформациялану шамасы
қысым шамасы болады.
4. Жылу манометрлері, газдың қысымының жылу өткізгіштікке
тәуелділігін пайдаланады. Олар термобулық және қарсыласу манометрлері деп
бөлінеді.
5. Иондаушы манометрлер, онда қысым иондық ток мәні бойынша
анықталады. Осы класс аспаптарының ірі тобы өз кезегінде мыналарға
бөлінеді:
а) электроразрядтық, олардың қызмет ету принципі сұйытылған газдағы
электр дәрежесінің өлшемі қысымға тәуелділігіне негізделген.
б) электронды иондаушы, онда газды иондау электр өрісімен
жылдамдатылатын электрондар ағынымен жүзеге асырылады.
Манометрлердің бүкіл тобын сондай-ақ тікелей және жанама әсер ету
аспаптарына да бөледі.
Тікелей әсер ету манометрі газ қысымын тікелей өлшейтін аспаптар
болып табылады. Осы манометрлердің манометрлік қасиетін динамометрикалық
аспаптармен градуировка арқылы алдын ала есептеуге немесе алуға болады.
Тікелей әсер ету манометрлері қысымын есептеу газ құрамына және оның
температурасына тәуелді емес. Бұл аспаптар 1Х105–1,33 * 10-3 Па диапазонын
жабады, оның үстіне олардың салыстырмалы қате жіберушілігі қысымға
қарағанда аз. Тікелей әсер ету манометрлеріне сұйықтықтық, компрессиялық
және деформациялық манометрлер жатады.
Жанама әсер ету манометрі қысымның өзін емес, оның бірқатар
функцияларын өлшейді, және әдетте, датчиктен (манометрлік түрлендіргіш)
және радиотехникалық өлшеу блогынан тұрады. Жанама әсер ету манометрінде
қысымды есептеу (шығыс сигналы) газ тегі мен оның температурасына
байланысты.
Жанама әсер ету манометрлерінің шкалалары қысым бірлігінде немесе
электр бірліктерінде калибрленген. Соңғы жағдайда аспапқа өткізбелі сатылы
қисық қоса тіркеледі немесе оның сезімталдылығы келтіріледі. Сатылы қисық
жанама әсер ету аспабын сатылау кезінде тікелей әсер ету манометрі бойынша
құралады және турасын айтқанда, сатылаудың ұлғаймалы жағдайындағы шар үшін
дұрыс.
1,33 * 10-3 Па төмен қысымды өлшеу іс жүзінде жанама әсер ету
аспаптарымен ғана мүмкін, өйткені осы қысым кезінде күш болмашы ғана.
Сөйтіп күш түсіру ретінде қысым өз мәнін жояды. 1,33 * 10-3 Па қысымынан
төмен кезінде басқа параметр – N1 молекулярлық концентрациясы нақтырақ
көрінеді, көлем бірлігінде газ бөлшектерінің тығыздығы жанама әсер ету
манометрімен өлшенеді.
Әртүрлі қысым бірліктері мен молекулярлық концентрация арасындағы
қарым-қатынас 1-1 кестеде берілген.
Манометрлердің бірқатар типтерінің оқшаулау құрылғылары бар және
қысымды өлшеуден басқа қандай да бір қысым бойынша технологиялық
процестерді басқару үшін автоматтандырылған ваакумдық құрылғылар
пайдаланылуы мүмкін.
Кең диапазонда және оқшаулауда қысымды өлшеуден басқа манометрлердің
жекелеген типтері қысым сигналдарын өздігінен жазатын аспаптардың
диаграммалық таспасында қысым сигналын жазуға мүмкіндік береді.
Жанама әсер ету манометрлерімен қысымды өлшеу кезінде есептелуі қиын
факторларының әсері көп болғандықтан (газ құрамы мен оның температурасының
өзгеруі, датчиктегі сорбциялау-десорбциялау процесстор және с.с.) есептеу
нақтылығы жоғары емес. Қысымды өлшеудегі қателік өлшенетін шаманың 10-нан
60%-ке дейін тербеледі.
Сұйықтық U тәрізді манометрлер атомосфералықтан 1 Па-ға дейінгі
диапазондағы абсолюттік қысымды өлшеуге қызмет етеді. Сұйықтық
манометрлердің жұмыс істеу принципі жұмыс сұйықтық деңгейін U тәрізді
трубканың сол және оң буынына ауыстыруға негізделген.
U тәрізді трубканың бір буыны вакуумдық жүйеге қосылады, оның қысымы
басқа буындағы РВ-ға тең, өлшеу процесінде басқа буында тұрақты РК
салыстырмалы қысым сақталады. Сұйықтық бетінде әрекет ететін қысымның түсіп
кетуі (РК – РВ) манометр буындарындағы сұйықтық бағандарының әртүрлі
биіктігінде гидростатикалық қысыммен теңестіріледі. Сұйықтық бағанының
қысымы алаң бірлігіне жатқызылған оның салмағымен анықталады және баған
биігтігіне және сұйықтық тығыздығына ғана тәуелді. Егер манометрдің бір ұшы
атмосфералық ауамен жалғасса (ашық манометр), ал қысым әртүрлілігінің
шамасы мынаған тең болады:
∆p = pатм – pв = gph
мұндағы pатм - атмосфералық қысым;
Pв – вакумдық жүйедегі қысым;
g – ауырлық күшін жеделдету;
p – манометрдегі сұйықтықтың тығыздығы;
h – сүйықтық деңгейінің әртүрлігі.
Сөйтіп, біз манометрдің көрсеткіші атмосфералық қысымға байланысты
екендігін көреміз. Белгілі өлшеу сәтіндегі pатм атмосфералық қысымы кезінде
вакуумдық ортадағы абсолюттік қысымды өлшеуге болады
Pв = pатм – gph
Егер манометрдің жұмыс сұйықтығы ретінде сынап алынса, онда
Pв = pатм – һ, мм рт. ст.,
Мұндағы pатм - атмосфералық қысым, мм рт. ст.,
Һ – сұйықтық деңгейінің әртүрлілігі, мм.
Немесе
Pв = pатм – 1,33 * 105һ, Па,
Мұндағы pатм – Па;
Һ – м-да.
Сөйтіп, вакуумдық жүйедегі қысымды ашық манометрмен өлшеу үшін
атмосфералық қысымды (өлшеу кезінде) білу керек және одан сынап деңгейінің
айырмашылығын алып тастау керек.
Дәнекерленген буынды манометрлер (жабық манометрлер 9-2 сурет) рВ
вакуммдық жүйедегі және рК манометрдің дәнекерленген буынындағы қысымды
өлшейді.
U тәрізді жабық манометрлерде жұмыс сұйықтығы ретінде әдетте сынап
пайдаланылады, ол манометрге құйылады. Сондықтан дәнекерленген буындағы рК
қысым деңгейінің биіктігіне қарамастан нөлге тең деп болжауға болады.
Айдау басталғанға дейін қысым құрылғыда атмосфералық рВ = pатм тең
болғанда мысалы, 105Па (760 мм сынап ст.), сынап жабық буында А1 және
құрылғы тарапынан Б1 жағдайды иемденеді. А1 – Б1 деңгейінің айырымы тік
бағытта 760 мм құрауы тиіс, өйткені осылайша ғана қысымдағы айырма сынаптың
екі деңгейі тарапынан теңестіріледі.
Вакуумдық көлемді айдау шамасына қарай РВ қысымы онда азаяды және
сынап деңгейінен қысым айырмасын теңестіру үшін шамалы деңгейлі айырма
қажет етіледі, мысалы А2 – Б2.
Ақыр соңында, жеткілікті деңгейде төмен қысымға қол жеткізілгенде екі
буындағы сынап деңгейі бірдей биіктікте болады, өйткені вакуумдық көлем
тарапынан қысымға қол жеткізілген, іс жүзінде (манометрлердің осы типі
үшін) жабық буындағы сынап деңгейінен қысымға тең.
Осылайша, U тәрізді манометрдің көмегімен РВ қысымы вакуумдық жүйеде
сынап деңгейінің айырмасын тікелей есептеу арқылы өлшенеді:
P = A – Б = h, мм сынап, ст.,
Немесе p = 1,33 * 102һ, Па
Тақырып: Электр тізбектерінің элементтері
Негізгі сұрақтар:Ток көздері. Ток түрлендіргіштер. Электр энергиясын
тұтынушылар.Резисторлар мен конденсаторлар, олардың сипаттамалары.
Ток көздері
Ток көзінің ролі өткізгіштерде электр өрісін тудыру және оның болып
тұруын қамтамасыз ету болып табылады, оның әсерінен зарядталған бөлшектер
орын ауыстырады, яғни электр тогы жүреді.
Студенттерге ең жалпы түрде ток көзінде болатын процестер жайында
түсінік беру әбден мүмкін, сонда ғана оның ролі айқынырақ бола түседі. Кез-
келген ток көзінде араларында тарту күштері әсер ететін оң және теріс
зарядталған бөлшектерді бөлуге сәйкес жұмыс атқарылады. Бұл жұмысты
табиғаты электрлік емес, тосын күштер (бұл терминді енгізу керек) деп
аталатын күштер атқарады.
Ток көздерінің полюстері арасында электр өрісі туады. Полюстерді өзара
металл өткізгішпен қосқанда, онда электр өрісі өткізгіште де пайда болады.
Осы өрістің әсерінен өткізгіште бар еркін зарядталған бөлшектер —
электрондар ток көзінің теріс полюсінен оң полюсіне қарай козғала бастайды,
нәтижесінде өткізгіште электр тогы пайда болады.
Әрі қарай түрлі ток көздерін оқып үйренуге көшеді. Электрофор
машинасы, термоэлемент және фотоэлемент жөнінде мағлұмат беру үшін айтылады
да, олардың құрылысына тоқталмайды, бірақ демонстрациялап көрсетіледі.
Фотоэлемент ретінде ең дұрысы жартылай өткізгішті фотоэлементті пайдаланған
жөн. Термоэлементті темір мен константан сымнан данындауға болады.
Қарастырылатын мәселеге оқушыларды қызықтыра түсу үшін фотоэлементтер ток
көздері ретінде Жердің жасанды спутниктерінде радиостанциялардың жұмысын
қамтамасыз етеді. Термоэлементтердің тағы да бір қолданылуымен олар электр
термометрмен температураны өлшеу кезінде танысады, ал келешекте
термоэлементтердің өндірістік энергия көздері ретінде қолданылуы ықтимал.
Химиялық энергия көздері анағүрлым толығырақ қарастырылады. Гальвани
элементін демонстрациялау үшін әлдеқашан қолданудан калған Вольт элементін
емес, мүсәтір немесе ас тұзының судағы ерітіндісіне батырылған мырыш
пластинасы мен көмір таяқшасын қолданған ыңғайлырақ. Кернеуі 1 В осындай
элементтен жанған лампы, Вольт элементінен жанғандағыға қарағанда жаман
жанбайды. Егер мұғалімнің колында 1 В лампы болмаса, ал 3,5 В лампы нашар
кызатын болса, онда екі элементті тізбектеп қосуға болады. Оқушыларға тек
арнайы реактивтерді ғана емес, кәдімгі ас тұзын пайдалануға да болатындығы
әсер қалдырады. Тәжірибені көрсете отырып, гальвани элементінде құрамы әр
түрлі химиялық электродтардың болатынын, оның біреуі ерітіндімен әрекеттесе
алатынын міндетті түрде айтып өту керек.
Әрі қарай аккумуляторды оқып үйренуге көшеді. Күкірт қышқылының 10
проценттік ерітіндісіне батырылған екі қорғасын пластинасынан жасалған
«аккумуляторды» көрсетеді. Пластина қысқыштарына төменгі вольтты (1 В-қа
арналған) лампыны қосып, оның жанбай тұрғандығына, ендеше, әзірге
кұрастырылған аккумулятор ток көзі бола қоймағандығына көз жеткіземіз. Оны
зарядтау керек. Зарядтаудың мәнісі аккумулятор арқылы электр тогын өткізу
болып келеді, бұл жағдайда пластинканың химиялық құрамы өзгеріске
түсетінін және уақытша болса да, оның химиялық элемент болып табылатынын
түсіндіреді. Пластина кысқыштарын (реостат арқылы) тұрақты ток көзіне
(мысалы, түзеткішке) шамалы уақытқа (2—3 мин) қосып кояды. Электродтарды
ерітіндіден шығарып алып, олардың бірінің қоңыр түсті болғандығын
көрсетеді де, қайтадан лампының ұштарына қосқанда, ол жанады. Әрі қарай
аккумуляторды ток тізбегіне қосқанда пластинканың құрамы қайта орнына
келеді де, аккумулятордың ток көзі болудан қалып, оны қайта зарядтау
керектігін айтады. Химиялық құрамы басқаша.І жұмыс істеу принципі жағынан
осындай аккумулятордың барын айтады. Оқушыларға сілтілі және қышқылды
аккумуляторларды] демонстрациялап көрсетеді. Мектепте токқа
байланысты жұмыс істелетін лабораториялық жұмыс жағдайы аккумулятормен
істелсе, онда бұл жерде міндетті түрде аккумуляторды пайдаланудың
ережелері жөнінде айта кету керек.
Аккумулятордың жұмыс істеу принципін электролизге арналған
жиынтығының көмегімен көрсетуге болады.
[pic]
Студенттер ток көзінің өткізгіштерде электр өрісін туғызатындығын,
оның әсерінен өткізгіштердегі зарядталған еркін бөлшектердің (мысалы,
металдардағы электрондардың) қозғалысқа келетіндігін айқын түрде елестете
алу керек. Ток көздері әр түрлі болады, олардың қай-қайсысында болмасын
энергияның әйтеуір бір түрі электр энергиясына айналады.
Электр тогының күшін амперметрмен (миллиампермен, микроампермен)
арқылы өлшейді, оны тізбекке R кедергілі резистормен тізбектей
жалғайды. Амперметр кедергісі тізбек кедергісінен көп есе кем болуға
тиіс. Прибор өзі өлшейтін шамадан артық тоқ күшін өлшеу үшін, яғни
боның өлшеу шегін арттыру үшін, амперметрге шунт R ш қосады ,
суретте ол пунктирмен көрсетілген.
Кедергілердің параллель жалғауын өлшеу аспаптарында (20.1-сурет) шунт
ретінде қолданады.
[pic]
а-сурет
Шунт – белгілі бір амперметрдің [pic] өлшеу шегінен асатын [pic] ток
күшін өлшеу мақсатымен амперметрге параллель жалғанатын [pic] кедергісі.
[pic],
мұндағы [pic]- амперметрдің ішкі кедергісі.
[pic] белгісіз кедергіні дәл өлшеу үшін, әдетте Уитстон көпірі қолданылады.
[pic]
20.2-сурет
Белгілі [pic], [pic] және [pic] кедергілерінің мәндерін өзгерте отырып,
гальванометр арқылы өтетін токтың мәні нольге тең болуына қол жеткізеді
([pic]). Сонда
[pic], немесе [pic].
Шунт деген – сым резистор, оны приборға параллель жалғайды. Сонда
өлшенетін ток күштерінің қосынды сына тең болад ы. Iөлш шунт R ш пен
прибор арқы лы өтетін ток күштерінің қосынды сына тең болады
I= Ia + Iш
Қарапайым электр тізбегі
Қарапайым электр тізбегі электр энегиясының көзінен Е, энергия
тұтынушыдан Т және энергия көзі мен тұтынушыны байланыстыратын екі
өткізгіш жалғастырушы сымдардан тұрады. Жалғастырушы өткізгіш сымдар
электр энергиясының көзіне оң және теріс полюстер деп аталынатын екі
қысқыштар арқылы қосылады. Электр энергиясының көзі механикалық, химиялық,
жылулық тағы басқа энергия түрлерін электр энергиясына түрлендіреді.
Тұтынушыда электр энергиясы басқа энергия түрлеріне - механикалық,
жылулық, химиялық, жарық т.б. айналады.
[pic]
Электр энергиясының көзіне генераторлар қандай да болмасын механикалық
қозғалтқыштармен қозғалысқа келетін электр машиналары, аккумуляторлар және
гальваникалық элементтер жатады. Электр тұтынушылары ретінде жарықтандырғыш
шамдар, электр қозғалтқыштары, электрқыздырғыш аспаптар т.б. пайдаланылады.
Гальваникалық элементтерде, аккумуляторларда бірінші жағдайда гальваникалық
элементтер батареяларын, екінші жағдайда аккумулятор батареяларын құру үшін
бір-бірімен жалғастырылады. Электр энергиясының көзі оған өткізгіш сымдар
арқылы қосылған энергия тұтынушымен бірге тұйықталған электр тізбегін
құрады. Тұйықталған электр тізбегінде үздіксіз зарядтар қозғалысы пайда
болады, оны электр тогы деп атайды.
Тұйықталған тізбектегі электр тогы энергия көзінің электр
қозғаушы күші әсерінен ағады. Тізбекте ток жоқ болған жағдайда да яғни
тізбек ажыратылған кезде де энергия көзінде электр қозғаушы күші пайда
болады. Тізбекте ток жоқ болған жағдайда да ЭҚК энергия көзінің
қысқыштарындағы потенциалдар айырымына тең.
Потенциалдар айырымы сияқты ЭҚК вольтпен көрсетіледі. Тұйықталған электр
тізбегінде де ажыратылған тізбекке де ЭҚК энергия көзінің қысқыштарының
потенциалдар айырымын үзбей ұстап тұрады. Тұйықталған тізбекке ток үздіксіз
ағылу үшін энергия көзі ішіндегі зарядтар қозғалысы электр өрісі күшінің
әсерінен қарама-қарсы бағытталған болуы керек.
Суретте тұрақты ток көзінің сұлбасы келтірілген:
3
1 – батарея ажыратылған; 2 – батарея сыртқы R кедергіге қосылған; 3 –
қысқаша тұйықталу режимі.
Зарядтардың мұндай қозғылысы сырттан берілген күштерінің әсерінен
болады. ЭҚК бары екендігіне көз жеткізу үшін энергия көздерінің полюстеріне
жалғастырушы өткізгіш сымдар орнына вольтметр деп аталатын аспапты қосса
болғаны. Ол кезде вольтметрдің нұсқама тілі белгілі-бір ұшқа ауытқиды.
Энергия көзінің ЭҚК көп болған сайын вольтметр нұсқама тілінің ауытқуы да
солғұрлым көп болады. Бірақ вольтметр төмендей көрсетілгеніндей ЭҚК
көрсетпейді. Ал ток көзінің қысқыштарындағы кернеуін көрсетеді. Кернеу ЭҚК
сияқты вольтпен, киловольтпен және мегавольтпен өлшенеді.
Кез-келген өткізгіштегі электр зарядтарының бағытталған қозғалысына оның
молекулалары мен атомдары бөгет жасайды. Сондықтан токтың өтуіне сыртқы
тізбекке энергия көзінің өзі де кедергі туғызады.
Электр тізбегінің электр тогы өтуіне қарсы әрекеттілігін электр
кедергісі деп атайды.
Тұйықталған электр тізбегіндегі қосылған электр энергиясының көзі электр
энергиясын сыртқы және ішкі тізбектер кедергілерін жену үшін жұмсайды.
Электр кедергісі R әріпімен белгіленеді. Электр тізбегіне
қосылатын және электр кедергілері бар құрылғыларды резисторлар деп атаймыз.
Кедергінің өлшем бірлігі – Ом болады. өткізгіш сымында тұрақты потенциал
айырымы 1 В болған кезде одан 1 А тогы өтсе, онда өткізгіш сымының электр
кедергісі 1 Ом болады. Үлкен кедергілерді өлшеу үшін Омнан 1000 және
1000000 есе көп бірліктер қолданылады. Олар кОм және мОм. өткізгіштердің
электр тогына көрсететін кедергісі оларға салынған материалға сонымен қоса
оның ұзындығы мен көлденең қимасының ауданына байланысты, егер 1
материалдан жасалған екі өткізгішті салыстырсақ, онда көлденең қима
аудандары тең болған жағдайда ұзындау өткізгіштің кедергісі үлкен болады.
Ал өткізгіштің қайсы-бір көлденең қимасының ауданы үлкен болса, онда
кедергісі аз болады.
Өткізгіш материалдың қасиетін бағалауға меншікті кедергі қолданылады.
Меншікті кедергі ұзындығы 1 м, көлденең қима ауданы 1мм 2 өткізгіш сымның
кедергісі. өткізгіштер кедергі температурасына тәуелді болады.
[pic]
Реттелген кедергілерді – реостаттар деп атайды. Реостаттар үлкен
меншікті кедергілері бар сымдардан мысалы, нихромнан жасалынады. Реостаттар
кедергісі біркелкі немесе сатылап өзгеруі мүмкін. өткізгіштердің электр
тогын өткізу қабілеттілігі өткізгіштіліктен сипаттама алады. Оның мәні
кедергіге кері пропорционал. өткізгіштің матрицасының меншікті кедергісіне
кері шама меншікті өткізгіштік деп аталады.
[pic]
Электр тізбегін есептеу үшін Ом заңдарымен қатар Кирхгофтын екі
заңдары қолданылады: олар энергияның сақталу заңына бағынады. Кирхгофтың
заңын пайдалана отырып, есептейтін тәсілдер арқылы электр тізбектерінің кез-
келген түрлерін есептеп шығаруға болады. Кез-келген бір күрделі электр
тізбегін есептеу үшін түйіндер мен тармақтар және контурлар санын білу
керек. Тізбектің түйіні деп – 3 немесе одан да көп тармақтардың түйісетін
нүктесін айтады. Тармақ - екі түйінді қосатын электр тізбегінің бөлігі. Екі
түйін арасында бірнеше тармақ бөлігі болуы мүмкін. Осы бөлік тек бір ізді
қосылған ЭҚК-нен және кедергілерінен тұрады және осы бір тармақ бөлігімен
бір ғана ток жүреді. Контур дегеніміз – схеманың тұйықталған бөлігі. Оған
бір ізді жалғасқан бірнеше тармақтардың кіруі мүмкін. Егер контурды өзіне
кірмейтін тармақтардан бөліп қарайтын болсақ, онда ол тармақсыз тізбек деп
аталады. Сонымен Кирхгофтын бірінші заңы электр тізбектерінің түйіндеріне
қосылып жәнек осы түйіндердегі токтың тепе-теңдігін анықтайды, яғни электр
тізбегінің түйіндеріне токтардың алгебралық қосындысы 0-ге тең болады.
Кирхгофтың бірінші заңын басқаша анықтамасы мынадай: электр
тізбегінің түйініне бағытталған токтардың қосындысы осы түйіннен ағып
шығатын токтардың қосындысына тең. Бұл заң токтың үздіксіз принципіне
негізделген тармақтардағы токтың алгебралық қосындысы, ток көзі тогының
алгебралық қосындысына тең.
[pic]
Кирхгофтың екінші заңы электр тізбегінің контурына қолданылады және
осы контурдағы кернеудің тепе-теңдігін білдіреді. Электр тізбегіндегі
контурында ЭҚК алгебралық қосындысына тең. Егер осы қосындылардағы
қосылғыштар, токтар және ЭҚК бағыттары контурдың айналу бағытымен сәйкес
келсе, онда оң таңбамен, ал бағытымен сәйкес келмесе теріс таңбамен
алынады. Кирхгофтың екінші заңының басқаша анықтамасы: тұйық контур
бойындағы тармақ қосқыштарының кернеулерінің алгебралық қосындысы 0-ге тең.
Кирхгофтың заңдары электр схемасындағы тармақтардағы токтарды табуға
пайдаланылады. Әр тармақтың өз тогы болғандықтан, белгісіз токтың саны
схеманың тармақ санына тең. Теңдеулерді құрар алдында:
Тармақтардағы токтың оң бағытын қалауымызша таңдап алып, оны схемада
белгілеу қажет.
[pic]
Кирхгофтың екінші заңына теңдеулер құру үшін, контурдың айналу
бағытын қалаумызша таңдап алуымыз керек.
Электр тогы өткізгіш арқылы өткенде бірде нейтрал электрондармен бірде
электроннан айырылған молекуламен соқтығысады. Қозғалыстағы электрон өзінің
энергиясын жоғалта отырып, нейтрал молекуладан жаңа электронды бөліп алады.
Электрондар молекулалармен соқтығысқанда энергия жұмсалады. Ол энергия
жылулыққа айналады. Кедергіні жеңе отырып, жүретін кез-келген қозғалыс
белгілі энергияның жұмсалуын қажет етеді. Мысалы, қайсыбір дененің орнынан
қозғалту үшін үйкеліс кедергісін жеңу керек. Оған жұмсалатын жұмыс жылуға
айналады.
Амперметр және оның жұмыс істеу принципі
1948 ж. өткізілген өлшеуіштер мен таразылар жөніндегі халықаралық
конференцияның шешімі бойынша ток күшінің бірлігін анықтаудың негізіне тогы
бар екі өткізгіштің өзара әсерлеу құбылысы алынған болатын. Осыны алғаш рет
француз физигі және математигі Ампер Андре Мари ашқан болатын. Ол электрлік
және магниттік құбылыстар арасындағы байланыс туралы тұңғыш теория жасаған
және Ампер магнетизм табиғаты жөніндегі гипотезаны ұсынды, физикаға «электр
тогы» деген ұғымды енгізді.
Осыдан кейін ток күшінің бірлігі және ток күшін өлшейтін құралды
француз ғалымы Ампердің құрметіне ампер (А) деп аталған. Амперметр – ток
ток күшін өлшеуге бейімделген гальванометрдің өзі. Ол, тізбекке қосқанда
тізбекте ток күші ешбір өзгермейтіндей болып жасалған.
Ток күшін өлшегенде амперметрді тізбекке сол күші өлшенетін прибормен
тізбектей қосады.
Ток көзінен және бірінің ұшы екіншісінің басымен жалғастырылған
бірқатар өткізгіштерден құралған тізбектің барлық бөліктерінде ток күші
бірдей болады. Бұлай болатын себебі, тізбек өткізгіштерінің кез келген
көлденең қимасы арқылы 1с ішінде өтетін заряд бірдей. Тізбекте ток барында
оның өткізгіштерінің ешбір жерінде де заряд жиналмауы, бұл бейне бір құбыр
арқылы су аққанда, оның жеке бір бөліктерінде су іркіліп жиналмайтынына
ұқсас болады.
Сондықтан ток күшін өлшегенде амперметрді тізбектей жалғастырылған
өткізгіштерден құралған тізбектің кез келген жеріне қосуға болады, өйткені
мұндай тізбектің барлық нүктелерінде ток күші бірдей болады.
Ток күші – электр тізбегінің аса маңызды сипаттамасы. Электр
тізбектерімен жұмыс жасағанда мынаны естен шығармау керек: адам организміне
қауіпсіз болып саналатын ток күші 1 мА-ге дейінгі ток: Күші 100 мА-дан
артық ток организмге ауыр зақым келтіреді.
Әрбір амперметр қандай да бір ең көп деген ток күшіне арналып
жасалады да, одан асуға болмайды, өйткені прибор бүлініп қалуға мәжбүр.
Амперметрдің құрылысы
Магнит өрісінің тогы бар контурға бағдарлаушы әсерін магнит –
электрлік жүйелердің электр өлшеуін приборларға – амперметр мен
вольметрлерде қолданылады.
Магнит электрлік жүйенің өлшеуіш приборы былай құрылған. Тілше (4)
бекітілген тік төртбұрыш пішінді жеңіл алюминий рамаға катушка оралған.
Рама екі жарты өске 00' бекітілген. Тепе-теңдік жағдайда оны екі жіңішке
спираль серіппе – теңдік күйге қайтаратын серіппе тарапынан болатын
серпінділік күші тілдің тепе–теңдік күйден ауытқу бұрышына пропорционал.
Катушканы тұрақты магнит полюстерінің арасына орналастырды, ал мұның ұштары
осы жағдайда лайықтап жасалған.
Катушканың ішіне жұмсақ темір (1) цилиндр орналастырылған. Мұндай
конструкция катушка орамы тұрған аймақта магнит индукциясы сызықтарының
радиал бағытта өтуіне қамтамасыз етеді. Осының нәтижесінде катушка қалай
орналаса да магнит өрісі тарапынан оған әсер ететін күштер ең үлкен
шамасына кетеді де, ток күші өзгермейтін болғанда, ол тұрақты болады және
векторлары күштері кескіндейді, ол күш катушкаға магнит өрісі тарапынан
әсер етеді және катушканы айналдыратын күштер моментін тудырады. Тогы бар
катушка, серіппе тарапынан болатын серпімділік күші, магнит өрісі тарапынан
рамаға әсер етуші күштен теңгерілмегенше бұрыла береді. Ток күшін екі есе
арттырып, оның тілі де екі есе бұрышқа бұрылғанын байқаймыз. Бұдан
катушкаға магнит өрісі тарапынан әсер етуші күш ток күшіне тура
пропорционал екенін көреміз.
Осыған негізделіп, прибор градуирленген болғанда, катушканың бұрылу
бұрышына қарап–ақ ток күшін анықтауға болады.
Ол үшін ток күшінің өзміз білетін мәндері тілдің қандай бұрылу
бұрышына сәйкес келетінін біліп алу керек.
Трансформатор
Трансформатор - (латынша transformo – түрлендіремін) – техникада
энергияның немесе объектілердің кейбір қасиеттерін, пішінін, түрін
өзгертуге, түрлендіруге арналған құрылғы. Электр энергиясының физикалық
сипаттамаларын өзгертуге арналған трансформатор электрлік трансформатор деп
аталады. Мұндай трансформатордың жұмысы электромагниттік индукция
құбылысына негізделген. Электрлік трансформаторды тұңғыш рет 1876 жылы орыс
ғалымы П.Н.Яблочков пайдаланды. Ал 1890 жылы М.Доливо – Дбровольский үш
фазалы трансформаторды ойлап тапты. Электрлік трансформатордың құрамына бір
бірінші реттік орам (БРО) немесе бірнеше екінші реттік орам (ЕРО) және
ферромагнитті өзекше енеді.
[pic]
Барлық орамдар өзекшеде орналасады әрі олар өзара индуктивті
байланыста болады. Егер бірінші реттік орамның біраз бөлігі екінші реттік
орамның қызметін (немесе керісінше) атқаратын болса,онда мұндай
трансформатор автотрансформатор деп аталады. Бірінші реттік орамның ұштары
(трансформатордың ену контактісі) айнымалы кернеу көзіне, ал екінші реттік
орамның ұштары тұтынушыларға жалғанады. Бірінші реттік орамдағы айнымалы
ток трансформаторы өзекшесінде айнымалы магнит ағынын тудырады.Мұның
нәтижесінде бірінші реттік орам мен екінші реттік орамда электр қозғаушы
күштері пайда болады.
[pic]
Қатынасы трансформациялау коэффициенті деп аталады. Шартын
қанағаттандыратын трансформатор жоғарылатқыш трансформатор, ал шарты
орындалатын трансформатор төмендеткіш трансформатор деп аталады.
Электр энергиясын тарататын желілерде күш трансформаторы
пайдаланылады. Олар электр станциясынан шығатын 10-15 ке кернеуді 220-70-50
кв-қа дейін жоғарылату нәтижесінде аспалы желілер арқылы электр энергиясын
мыңдаған шақырымға жеткізуге мүмкіндік береді. Энергияны тұтынатын
орындарда жоғарғы кернеу күш трансформаторы көмегімен төменгі кернеуге
қайта түрлендіріледі. Қуатты күш трансфоматорларының пайдалы әсер
коэффициенті 98-99 %-ке дейін жетеді. Олардың орамдары мыстан, ал
өзекшелері қалыңдығы 0,5-0,35 мм электротехникалық болаттан бір-біріне
беттестіру жолымен жасалады. Өзекше мен орамдарды салқындату үшін оларды
маймен толтырған арнаулы ыдысқа орналастырады. Мұндай трансформаторлардың
ауамен, сумен салқындатылатын түрлері де бар.
Күш трансформаторынан басқа жоғары кернеуді және токты өлшеуге
арналған өлшеуіш трансформатор, кернеу трансформаторы, ток трансформаторы,
синусоидалы кернеуді импульсты кернеуге түрлендіретін ПИК трансформатор,
импульсты трансформатор т.б. болады.
Жоғарғы жиілікті кернеуді түрлендіруге арналған трансформатордың
өзекшесі болмауы мүмкін немесе ол магнитті диэлектриктен жасалады.
Радиотаратқыштарда пайдаланылатын мұндай трансформаторлардың қуаты
жүздеген квт-қа жетеді .
Тақырып: Электр өлшеуіш құралдар.Олардың жүйелері
Негізгі сұрақтар:Электр өлшеуіш құралдарының системалары:
магнитоэлектрлік, электродинамикалық, электромагниттік. Компенсациялаушы
құралдар.
Барлық электр өлшеуіш құралдарды негізгі және көмекші деп екі топқа бөлуге
болады.
Негізгі электр өлшеуіш құралдарға гальванометрлер,
амперметрлер, вольтметрлер, ваттметрлер және омметрлер жатады. Токтың
түріне қарай олар тұрақты токтың, айнымалы токтың екі түріне де жарамды
болып бөлінеді. Құралдардың шкаласының қасында токтың түрін көрсететін
тұрақты ( - ), айнымалы (~),тұрақты және айнымалы белгілері қойылады.
Құралдар жұмыс принципі бойынша магнитоэлектрлік, электромагниттік,
электродинамикалық, индукциялық, жылулық, электростатикалық және т.б.
системалар болып бөлінеді. Солардың
ішінен барынша көбірек тарағандары: магнитоэлектрлік, электромагниттік және
электродинамикалық құралдар.
1. Магнитоэлектрлік құралдардың жұмыс принципі тұрақты магнит өрісі
мен тогы бар рамканың магнит өрісінің өзара әсерлесуіне негізделген. Егер
тогы бар рамканы магнит өрісіне орналастырса, онда магнит өрістерінің өзара
әсерлесуінің нәтижесінде рамка бұрылады. Стрелка рамканың осіне бекітілген.
Сонымен қатар, рамканың осіне оның қозғалысын шектеуші пружина бекітілген.
Рамка, пружинаның серпімділік күшінің моменті магниттік күштің айналдырушы
моментіне теңгерілгенше бұрылады. Магниттік күштердің айналдырушы моменті
M 1 = k 1 I1
Мұндағы k1- пропорционалдық коэффициент I1- ток күші. Серпімділік күшінің
моменті: M2 =k2[pic], мұндағы k2 – пропорционалдық коэффициент, [pic]-
рамканың бұрылу бұрышы. M 1=М 2 болғанда құралдардың стрелкасы шкаланың
қайсыбір бөлігінде тоқтайды. Сонда k 1 I1 = k2[pic] , демек,
яғни рамканың бұрылу бұрышы [pic] болады. Мұндай құралдың
шкалалары бірқалыпты бөлінеді. Магнитоэлектрлік құралдар тек тұрақты токтың
шамасын өлшеуге ғана жарамды. Мұндай құралды қосқанда құралдың «+» таңбалы
клеммасына тұрақты ток көзінің оң полюсінен келген өткізгіш жалғанады.
2 Электромагниттік система
[pic]
Электромагниттік құралдардың жұмыс принципі токтың магнит өрісі
әсерінен магниттелетін темір өзекше немесе пластинканың ток өтіп тұрған
катушкаға тартылуына негізделген. Мұндай құралдың құрылысы 4-суретте
көрсетілген . (1) катушкадан өтетін токтың магнит өрісі (3) оське
орнатылған (2) темір пластинканы тартады. Оське құралдың стрелкасы
кигізілген және пружинаның бір ұшы дәнекерленген. Пластинка катушканың
ішіне тартылғанда ось бұрылады да, пружина ширатылып осьтің бұрылуына қарсы
әсер етеді. Стрелка магниттік күштің айналдырушы моменті пружинаның
серпімділік күшінің айналдырушы моментіне теңгерілгенше ауытқиды.
Стрелканың тербілісі ауа тежегіші арқылы өшіріледі. (5) пластинка иілген,
тұйық (6) цилиндрдің ішіндегі ауаны сығады. Осылайша құралдың стрелкасы (4)
шкала бойымен ауытқып барып тоқтайды. Токтың бағыты өзгергенде пластинка
қайта магниттеліп үлгереді де, тағы да катушкаға тартылады. Сондықтан
электромагниттік құралдар тұрақты тоқты да, айнымалы токты да, өлшеуге
жарамды.
Магниттік айналдырушы момент: M1=klI², ал серпімділік күштердің моменті
2=k2. M1=M2 болғанда, k1I²=k2 болады, демек =kI².
Мұндай құралдардың шкаласы тең бөлінбейді.
3. Электрдинамикалық система.
Электродинамикалық құралдар тогы бар өткізгіштердің өзара
әсерлесіне негізднлген. Мұндай құралдар (6- сурет) (1) қозғалмайтын
үлкен және оның ішінде айнала алатын (2) кішкене екі катушкадан
тұрады. Катушкалардан ток өткенде айналдырушы момент пайда болады. Майн
~І1І2 cos [pic] , мұндағы І1- 1-ші катушкадағы ток күші, І2- 2-ші
катушкадағы ток күші, [pic]- катушкаға түсірлген нормальдардың арасындағы
бұрыш. Майн ~І1І2, ал серпінділік күштердің моменті М2~[pic]. М1=М2
болғанда [pic] ~І1І2 болады. Құралдың шкала бөліктері тең бөлінбейді.
Катушкалардағы ток бағыты бірмезгілде өзгергенде айналдырушы момент
өзгеріссіз қалады, сондықтан мұндай құралдар тұрақты токты да, айнымалы
токты да өлшей алады. Электродинамикалық құралдың белгісі мынадай: М
4. Жылулық
[pic]
Тақырып: Электрондық құралдар
Негізгі сұрақтар:Күшейткіштер мен генераторлар.Электрондық осциллограф.
Тақырып: Оптикалық құралдар
Негізгісұрақтар:Интерференциялық және спектрлік
құралдар.Рефрактометрлер.Фотометриялық құралдардың параметрлері.
Дифракциялық тор деп параллель орналасқан ені бірдей саңылаулар
жиынтығын айтамыз. Дифракциялық тор әдетте шыны пластинканың бетіне сызат
жасау арқылы алынады. 1мм шыны пластинкаға 1200-ге дейін сызат салынады.
Егер жарық өткізбейтін бөліктің енін b, ал өткізетін бөліктің енін a
десек, онда d=a+b – тор периоды деп аталады. Тор периоды мен жарықтың
толқын ұзындығының арасында мынадай байланыс бар: [pic], мұндағы к=0, ±1,
±2...- спектр реті.
Дифракциялық тор күрделі жарықты спектрлерге жіктей алады. Сондықтан
дифракциялық тор жарық құрамын зерттеу үшін пайдаланылатын құралдардың
негізгі бөлігі болып саналады. Ол құралдарды торлы спектрлік құралдар
немесе дифракциялық спектроскоп деп атайды.
Оптикалық өлшеулерде қолданылатын әртүрлі қабылдағыштар ерекше талғамды
қажет етеді. Олардың әрқайсысы үшін әртүрлі толқын ұзындығының
энергиясына деген сезімталдығының әртүрлі қисығы сәйкес келеді.
Жарықты өлшеу объективті энергетикалық өлшеулерге қарағанда
субьективті. Олар үшін тек көрінетін жарық үшін қолданылатын жарық
бірліктері енгізіледі.
Халықаралық бірліктер жүйесіндегі негізгі жарық бірлігі – кандела
(кд). Ол жиілігі 540-1012 герц, энергетикалық күші [pic] болатын жарық
күші.
Жарық ағыны Ф-тің (оптикалық сәулелену қуаты) бірлігі - Люмен (лм):
1Люмен деп жарық күші 1кд болатын нүктелік көздің 1ср денелік бұрыш
ішінде шығаратын жарық ағынын айтады. (1лм=1кд-ср).
R жарық шығарғыштық деп — жарқырап тұрған ауданы S – болатын беттің
қосынды ағынын айтады.
Жарық шығарғыштық өлшем бірлігі — люменнің метр квадратқа қатынасы
(лм/м2). [pic]
Қандай да бір φ бағытындағы жарық шығарып тұрған беттің жарқырауы деп I
жарық күшінің S ауданшасының таңдап алынған бағытқа перпендикуляр
бағытқа проекциясының қатынасына тең шаманы айтады.
Жарқыраудың өлшем бірлігі— канделаның метр квадратқа қатынасы (кд/м2).
[pic]
Жарықталыну Е — деп S ауданға түсіп тұрған Ф жарық ағынының осы ауданға
қатынасын айтады.
Жарықталынудың өлшем бірлігі — люкс (лк): 1Люкс деп 1м2 – ауданға 1лм ағын
түсіп тұрған жарықталынуды айтады. (1лк=1лм/м2)
[pic]
Рефрактометр заттың сындыру көрсеткішін анықтайтын құрал. (Сұйық және
мөлдір заттардың). Оның құрылыс принципі жарықтың толық ішкі шағылуына
негізделген. Рефрактометр екі тік бұрыш үшбұрышты шыны призмалардың
гипотенузалар жағының арасында сындыру көрсеткіші анықталатын ерітінді
болады.Жоғарғы призманың төменгі жағы(АВ) буалдыр бет болады. Одан жарық
еріндіге әртүрлі бұрыш жасай түседі.
Төменгі призма n 2 өлшегіш призма деп аталады.Оның жоғарғы беті СД жылтыр
болады, оған жұқа сұйық тамшыларын құямыз. (зерттелетін сұйық ерітіндіні) Т-
трубамен қарағанда көру өрісінде бір жағы қара, ал екіншісі ақ жарты
дөңгелек көрінеді, олардың шекарасы анық көрінеді.[pic]
[pic] [pic]; Рефрактометрдің жұмысы толық ішкі шекті бұрышын өлшеуге
негізделген. Сонда шкаладан бірден ерітіндінің сыну көрсеткіші анықталады.
Оның мәнінде n=1.325 тен n=1.360 аралықта болады.[pic]дәлдікпен.
Тақырып: Иондаушы сәулелердің детекторлары. Дозиметрлер
Негізгі сұрақтар:Элементар бөлшектердің детекторлары.Иондаушы сәулелердің
дозиметрлері.Ядролық бөлшектердің траекториясын бақылау құралдары.
ИРД-02Б1 дозиметр-радиометрі. Оның жұмыс істеу принципі..
Құралдың жұмыс істеу принципі СБТ-10 есептегіші тіркеген иондаушы
сәулелердің ( гамма-сәулелер немесе бетта бөлшектер) детектор арқылы электр
сигналына айландыруға негізделген. Бірлік уақытта пайда болуын электр
сигналдарының саны гамма- сәулелену МӘД- не тура пропорционал. Ұзақтығы
және амплптудасы бойынша реттелген электр сигналдары тіркеу схемасына
немесе дыбыстық сигнализацияға беріледі. Тіркеу схемасы шығысынан алынған
өлшенетін шама туралы ақпарат құралдың сандық таблосына келіп түседі.
Сандық таблодағы өлшенетін шама көрсеткішінің ауысу периоды 0,5-1 с болып
келеді. Детектордың сезгіш көлемнің центрі экран шетінен центрге қарай 10
мм арақашықтықта орналасқан. Құрал екі режимде жұмыс істей алады;
ол ажыратып- қосқыш арқылы реттеліп отырады.
1.''Мк3в/газ.'' режимі гамма-сәулелердің өрістерін бағдарлау және өлшеу
үшін, сонымен қатар топырақ, су т.б. гамма-сәулелермен ластануын өлшейді.
2.''Бөлш./мин.см'' режимі беттер мен топырақ бетінің бетта-гамма сәулелер
нуклидтерімен ластану дәрежесін бағалау үшін қолданылады.
3 ПӘНДІ ОҚУҒА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ
Зертханалық сабақтар өткізуге арналған әдістемелік нұсқау
1. Физикалық өлшеулер жүргізу әдістемелері.Қауіпсіздік техникасының
ережелері.
Жұмыстың мақсаты:.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер
жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
2. «Өлшеу құралдары, өлшеу әдістері. Сызықтық шамаларды өлшеу»
1. «Денелердің сызықтық өлшемдерін анықтау.Нониустың теориясын меңгеру »
лабораториялық жұмысын орындау
[pic]
[pic]
Сурет. Микрометр: 1 — скоба, 2 —- винт с барабаном, 3 — основная
шкала, 4 — деления барабана , 5 — измеряемая деталь, 6 — фрикцион.
[pic]
«Дәл өлшеу әдістерін меңгеру: дұрыс формалы дененің тығыздығын
анықтау»
Жұмыстың мақсаты:
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер
жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
3.«Физикалық шамаларды өлшеу нәтижелерін өңдеуду ықтималдықтар теориясы
және математикалық статистика әдістерін қолдану » ( 4 сағат)
1. «Өлшеудегі статистикалық заңдылықтар және оларды ескеру » лабораториялық
жұмысын орындау
2. « Ауаның ылғалдылығын өлшеу әдістерін меңгеру» лабораториялық жұмысын
орындау
Жұмыстың мақсаты:
1.Ауаның ылғалдылығын сипаттайтын шамалармен танысу.
2. Ауаның салыстырмалыжәне абсолют ылғалдылығын анықтау
Бақылау сұрақтарына жауап беру:
1. Ауаның ылғалдылығы туралы түсініктеріңізді айтыңыздар.
2. Абсолют және салыстырмалы ылғалдылық.
3. Максимал ылғалдылық деген не?
4. Ылғалдылықтардың өлшем бірліктері.
5. Ренью формуласын жазыңыздар.
6. Шық нүктесі деген не?
7. Ылғалдылықты ауыл-шаруашылығында еске алудың маңызы қандай?
4. «Периодты процестердің параметрлерін анықтау »
1.«Осциллографтың жұмысымен танысу. Лиссажу фигураларын алу »
лабораториялық жұмысын орындау
Электрондық осциллограф
Жұмыстың мақсаты: Электрондық осциллографтың құрылысы және жұмысымен
танысу; электрондық осциллографты пайдалануға дағдылану; индуктивтігі
мен сиымдылығы бар айнымалы ток тізбегінің әртүрлі бөлігіндегі кернеулер
арасындағы фазалық ығысуды өлшеп және оған визуальдық бақылау жасау.
Теориядан қысқаша түсінік
Электрондық осциллограф дегеніміз электрлік кернеу қисығының
формасын бақылау үшін жасалынған сонымен қатар периодты және
импульстік процесстерді зерттеуге арналған құрал. Бұл прибор арқылы
айнымалы кернеулерді өлшеуге болады, кедергілердің шамасын анықтаймыз,
қуатты, жиілікті және фазаны өлшейміз.
Электрондық осциллографтың негізгі бөліктері: электрондық-
сәулелік түтік, екі күшейткіш, (развертка) жәймалық генератор және
қоректендіруші блок.
Электрондық осциллографтың басты бөлігіне электрондық- сәулелік
түтік жатады, оның экранында зерттеліп отырған процестің қисықтары
бақыланады.
Электрондық- сәулелік түтік (1 - сурет) ішіндегі ауа сорылып
алынған конус формалы шыны баллон болып келеді. Оның маңдай алды түбі
(экраны) кең және дөңес болып келеді де, төбесі яғни конустың мойны
жіңішке цилиндр тәрізді болады. Экранның ішкі қабырғасына электрондық
сәуле келіп соққанда жарқыл шығаратын, яғни флюоресценцияланатын зат
есебінде жасыл түсті жарқыл беретін виллемитті қолданады.
Түтіктің цилиндр тәрізді мойнында яғни түп жағында инерциясы аз
және секундіне талай миллион рет өзгеретін процестерді тіркей
алатын жіңішке тез қозғалған электрондар шоғын жасайтын ЭЛЕКТРОНДЫҚ
ЗЕҢБІРЕК орналасқан.
Электрондық зеңбірек, сыртынан қыздырылатын және электрондарды
эммиссиялауға арналған катод пен катодқа салыстырғанда натылы
потенциалдары бар бірнеше цилиндр тәрізді электродтардан тұрады. Бұл
электродтар бытыраған электрондарды концентрациялап, экран
жазықтығындағы көлденең қимасы титтей тоғысқан шоққа айналдырады
және оларды үдетіп шығарады.
Электронды зеңбіректің схемасы - суретте берілген.Басқарушы электрод
есебінде ішінде катод орналасқан және түбінің центрінде тесігі бар
цилиндр алынған. Егер басқарушы электродқа теріс потенциал берсек, онда
біз электрондық шоқты жіңішкертіп сыққан сияқты боламыз. Бірінші анод
(фокустаушы) бір немесе бірнеше диафрагмалы цилиндр түрінде жасалынады
да, трубканың өсінен көбірек бұрылатын электрондарды кідірту үшін
қолданылады.
Потенциалы 1000 вольт пен 2000 в аралығында өзгеріп отыратын (әр
түрлі системалы трубалар үшін әртүрлі) және потенциалы бірінші анодтың
потенциалынан 3-5 есе асатын екінші анод электрондық шоқты үдету үшін
қолданылады.
Анодтық цилиндрден кейін, электрондық шоқ, өзара перпендикуляр
жазықтықта орналасқан екі пар бұрушы пластинкалар арқылы өтеді.
Горизонталь орналасқан пластинкаларға, жиілігі 20 Гц-тен үлкен
зерттелін айнымалы кернеу берсек, экранда вертикаль түзу сызық
кескіндісі байқалады да, оның ұзындығы берілген кернеудің амплитудасына
пропорционал болып келеді.
Айнымалы кернеуді вертикаль орналасқан пластинкаларға қоссақ,
онда горизонталь оське параллель болып келетін түзу байқалынады. Бұл
пластинкалараға, осциллографтың ішіне орнатылған арнаулы развертка
генераторынан араның тістері тәрізді кернеу беріледі.
Прибордың барлық бөліктері металдан жасалынаған қорапқа
орналастырылған, бұл қорап ол бөліктерді механикалық бүлінуден сақтайды,
ал экспериментаторды, күшейткіш пен трубканы қоректендіріп отырған
жоғары кернеуден сақтайды. Барлық басқару тұтқалары шассидің алдынғы
панеліне шығарылған.
«Жарықтық» және «Фокус» тұтқалары электрондық прожектордың
электродтарындағы кернеуді реттеу үшін қолданылады да, экрандағы
жарықтықты және дақтың мөлшерін өзгертіп отыруға мүмкідік береді.
«Вертикаль орнату» және «горизонталь орнату» деген тұтқаларды
пайдаланып дақтың экран бетіндегі орнын ауыстыруға болады (бақылау
жасаудың алдында оны экранның сол жағына орналастыру керек болады).
Уақытқа байланысты өзгеріп отыратын процестерді бақылау үшін,
мысалы, айнымалы ток тізбегіндегі кернеудің өзгеруін бақылау үшін,
зерттелінетін кернеуді электрондар шоғын вертикаль бағытта
ауыстыратын горизонталь пластинкалараға жалғау керек. Бұл кернеу
«вертикаль күшейткіш кірісі» деген қысқыштарға қосылады да, (панельдің
төменгі сол жағында), ол ауыстырғыш пластикалараға күшейткіш арқылы
келеді, күшейту дәрежесі «вертикаль күшейту» деген тұтқа арқылы
реттеледі.
Шоқты горизонталь бағытта ауыстыратын пластинкалараға, периодты
процестерді уақытқа байланысты развертка жасау үшін қолданылатын және
разверткалық генератордан алынатын ара тәрізді дейтін кернеу жалғанады.
Ара тәрізді кернеу деп ( сурет) максимумге дейін уақытқа тура
пропорционал өсетін және одан кейін қысқа уақыт ішінде нөлдік мәнге
дейін төмендейтін периодты кернеуді айтады.
Егер развертка периоды зерттелінетін кернеудің периодыны тең
болса немесе одан бірнеше есе артық болса, онда экранда қозғалмайтын
қисық пайда болады, егерде периодтар қатынасы бүтін сан болмаса, онда
қисық экранда қозғалатын болады.
Развертка жиілігін реттеу үшін екі тұтқа қолданылады: «жиілік
диапазоны», бұл арқылы развертка генераторының жиілігі 2 Гц-тен
200 килогцке дейінгі шекте секірмелі өзгертіледі, ал біркелкі жиілік
тұтқасы таңдап алынған жиілік бөлігінде генератор жиілігін біркелкі жәй
өзгертуге мүмкіндік береді.
Ара тәрізді разверткалық кернеуді жалғау үшін «развертка күшейткіш»
тұтқасын «развертка» деген қалыпқа қою керек. (Ол тұтқаны бір қалыптан
екінші қалыпқа ауыстырар алдында осциллографты қалалық сетьтен ажырату
керек). «Горизонталь күшейту» деген тұтқаны 3 және 5 деген бөліктердің
арасына қою керек.
Панельдің жоғарғы жағында, оған қоректендіретін кернеу жалғанғаннан
кейін приборды қалалық сетьке қосатын тумблер орнатылған, сонымен бірге
кернеу бергенде жанатын индикаторлық лампа қойылған.
Ұсынылып отырған жұмыс жағдайында осциллограф визуальдық тура
көзбен бақылау үшін және индуктивтіктігі мен сиымдылығы бар айнымалы
ток тізбегінің әртүрлі бөлімшесіндегі кернеулердің арасындағы фаза
ығысуын өлшеу үшіні қолданылады.
Екі бірдей кернеу қисығын бір мезгілде бақылау үші электрондық
ауыстырғыш немесе электрондық коммутатор пайдаланылады. Электрондық
коммутатаор осциллографтың кірісіне трубканың экранында бірінен соң
бірі екі осциллограмма пайда болатын етіп, зерттелінетін кернеулер
ауыстырылып беріліп отырады. Ауыстырып қосу жиілігі өте жоғары
болғандықтан (100 гц тан 10 гц дейін), алынған осциллограммалар тұтасып,
бір уақытта пайда болған сияқты болып көрінеді. Электорндық
коммутатордың схемасы 50- суретте көрсетілген.
Тізбектің ортақ нүктесі бар көршілес екі бөлімшесінен алынған
зерттелінетін кернеулерді жаңағы ортақ нүкте прибордың А клеммасына
қосылатындай етіп «күшейткіш 1» және «күшейткіш 2» қысқыштарына
жалғайды. Әрбір кернеу өз күшейткішімен күшейтіледі, күшейтуді
реттеуге арналған тұтқалар коммутатордың алдыңғы жағындағы панельге
орналастырылады.
Осциллографтың «вертикаль күшейтудің кірісі», «комутатордың шығыс»
клеммасына қосылады. «Үйлестіру» тұтқасы бақылап отырған қисықтардың
біреуін вертикаль жазықтықта ауыстыруға мүмкіндік береді. Коммутатор
қалалық сетьтен қоректенеді; оны сетьке қосқанда, қызыл түсті бақылау
лампасы жанады. Зерттелінетін кернеуді, электрондық коммутатор арқылы
осциллографқа жалғағанда, экранда - суретте көрсетілгендей сурет пайда
болады.
Зерттелінетін кернеулер арасындағы фазалық ығысу сөз жоқ, мынаған
тең болады: [pic]
Өлшеулер
Керекті құралдар мен жабдықтар: электрондық- сәулелік трубка және оның
детальдары;электрондық осциллограф; электрондық коммутатор; темір
өзекшесі бар индуктивтік катушка;сиымдылық магазині; реостат; штепсельдік
вилка.
1-жаттығу. Электрондық- сәулелік трубканың құрылысын зерттеу.
Электрондық- сәулелік трубканың құрылысынның схемасын салып, оның негізгі
бөліктерін жазыңдар. Электрондық зеңбіректің жеке бөліктерін қарап және
оларды жазыңдар.
2-жаттығу. Қалалық сеть кернеуінің қисығын бақылау.
Осциллографты қалалық жарықтану сетьке қосыңдар. «Синхронизация» тұтқасын
«сетьтен» деген қалыпқа қойыңдар.Вертикаль күшейткіштің кіру клеммасына
«бақылау сигналы» клеммасынан кернеу беріңдер (бұл бірнеше вольтке
төмендетілген қалалық сеть кернеуі). «Жиілік диапазоны» тұтқасын «20»
деген қалыпқа қозғалмайтын және ауыспайтын болуын қамтамасыз етіңдер.
Калька қағазға қисықтың суретін сызыңдар.
Трубканы тесіп алмау үшін экранға карандашты онша батырмау керек.
3-жаттығу. Айнымалы ток тізбегінде индуктивтік және сиымдылық
болған жағдайдағы фазалық ығысуды бақылау және өлшеу.
- суретте көрсетілген схема бойыншы тізбек жинастырыңдар.
Приборды қосыңдар да осциллографтың экранында амплитудалары
шамамен алғанда бірдей болатын тұрақты қисықтар алыңдар.
Коммутатордағы күшейтуді өзгерте отырып, қай қисық сиымдылықтағы
кернеуге, қай қисық индуктивтіктегі кернеуге сәйкес келетінін анықтаңдар.
Екі қисық вертикаль жазықтықта сәйкестендіріп, олардың суретін
салыңдар және фазалық ығысуды анықтаңдар. Осы айтылған бақылауды,
коммутатордың 51 және 52 суреттерде көрсетілген қосулары бойынша
жасаңдар.
Осы көрсетілген барлық жағдайдағы қисықтардың суретін калька
қағазға салып, зерттелінетін кернеу лердің арасындағы фазалық ығысуды
анықтаңдар.
Бақылауға арналған сұрақтар
1. Электрондық зеңбірекке берілетін кернеудің схемасын салыңдар.
2. 1-ші және 2-ші анодтардағы диафрагмалар не үшін керек?
3. Басқарушы электродтағы (сеткадағы) кернеудің өзгерісі экрандағы
дақтың жарықталыну интенсивтігіне қалай әсер етеді?
4. Айнымалы ток тізбегіндегі ток пен индуктивтіктегі кернеудің
арасындағы фазалық ығысуды қалай өлшеуге болады?
5. Сиымдылығы және индуктивтігі бар айнымалы ток пен толық кернеудің
арасындағы фазалық ығысуды қалай өлшеуге болады?
6. Активті және реактивті кедергісі бар айнымалы ток тізбегіндегі ток
пен кернеудің арасындағы фазалық ығысудың шамасы неге байланысты
болады?
2.«Осциллографтың көмегімен өткізгіштің кедергісін анықтау» лабораториялық
жұмысын орындау
Жұмыстың мақсаты:.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер
жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
5. «Электр тізбектерінің элементтері »
1. «Термопараны градуирлеу.Термоэлектр қозғаушы күшті өлшеу» лабораториялық
жұмысын орындау
2. «Гальвонометрдің бөлік құнын анықтау» лабораториялық жұмысын орындау
Жұмыстың мақсаты:.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер
жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
6. «Оптикалық құралдар»
«Монохроматордың жұмысын меңгеру.Спектрлік анализ негіздірі»
лабораториялық жұмысын орындау
Жұмыстың мақсаты:.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер
жүргізіп,төмендегі сұрақтарға жауап беру:
«Физикалық өлшеулер және құралдар» пәні бойынша СОӨЖ өткізуге арналған
әдістемелік нұсқау
Студенттердің белгілі бір тақарыпта жасаған конспектісімен жұмыс
жүргізулері.Жұмыс барысында оқытушы тақырып материалына қысқа шолу
жасайды. Студентпен бірлесе отырып конспектіде жазылған формулалар,
анықтамалар мен олардың физикалық мағанасы айқындалады. Сипатталған
процестер мен құбылыстардың арасындағы логикалық байланыс нақтыланады.
- Тақырып бойынша типтік есептер шығару. Есептің мазмұнына сәйкес
қоданылатын заңдар мен шамалардың ара қатынасы анықталады. Орындалатын іс-
әрекеттердің логикалық байланысы тағайындалады.
- Студенттер орындаған лабораториялық жұмыстардың нәтижелерін,
өңдеу әдістерін талдау. Шамалардың физикалық мағанасын айқындау. Өлшеу
нәтижелерін график арқылы көрсету. Алынған графиктер арқылы басқа
физикуалық шамаларды өрнектеп, байланыстарын тағайындау.
- Студенттердің пәннің жеке тақырыптарды меңгеру нәтижелерін тексеру, яғни
білімдерді бағалау (тест бақылау, жазбаша жұмыс).
- Компьютерлік технологиялардың мүмкіндіктерін қолдану. Тақырыптарды
меңгеру виртуаль компьютерлік демострациялар арқылы көрсетілетін
электрондық оқулықтарды қолдану. Есептердің шығару жолдарын айқындайтын
электрондық жетекшілірдің көмегін қолдану, яғну үйрету – көмекші
программаларды пайдалану.
Студент СОӨЖ жұмыстарын орындау және өткізу графигіне сәйкес,
әдебиеттер мен әдістемелік нұсқауларды қолданып, курстың жеке тақырыптары
бойынша төмендегі тапсырмаларды орындайды:
1.Құралдардың классификациясы. Параметрлер.Дәлдік классы және дәлдігі.
2.Физикалық шамаларды өлшеу. Өлшеудегі қателіктер. Қателіктерді есептеу
әдістері.
3.Бұрыштық және сызықтық шамаларды өлшеу әдістері.
4. Электромагниттік сәулелену шамаларының өлшем бірліктері
Өлшеудегі қаталіктердің каассификациясы
5.Өлшеу нәтижелерін графиктік тәсілмен кескіндеу
6.Кернеуді алысқа жеткізу мәселелері.Трансформаторлар
7.Электр өлшеуіш құралдар. Олардың жұмыс принципі, құрылысы.
8.Кедергіні өлшеу (көпірлер, магазиндер). Аз кернеулерді өлшеу.
9.Электрлік вакуумдық құралдар. Осциллограф. Оны өлшеулерде қолдану.
10.Лазерлер жұмыс принципі, түрлері.
11.Жарық қабылдағыштар мен фотоэлементтер.
12.Оптикалық құралдар.
13.Интерферометрлер
14.Спектрлік және поляризациялық құралдар. Олардың жұмыс принципін оқып
үйрену.
15. Дозиметр мен иондауышы есептеуіш құралдар.
«Физикалық өлшеулер және құралдар» пәні бойынша СӨЖ өткізуге арналған
әдістемелік нұсқау
Студенттерге физикадан берілетін жеке үй тапсырмасы олардың осы пән
бойынша орындайтын өзіндік жұмысының бір түрі болып табылады. Студентердің
өзіндік жұмысы деп, олардың оқытушының тапсырмасымен және бақылауымен,
бірақ оның қатысуынсыз, ол үшін арнайы бөлінген уақыт ішінде орындайтын
жұмысын түсінеді. Мұнда студенттер ақыл-ой жігерін қолдана және ой мен
қимыл әрекеттерін қандай да бір формада (мысалы, есеп шығарғанда оның
мазмұнын талдау, мазмұнды қысқа ұтымды тәсілмен жазу, шешудің оңтайлы
әдісін таңдап алу және т.б.) білдіре отырып қойылған мақсатқа саналы жетуге
ұмтылады.
Біз студенттерге «Физикалық өлшеулер және құралдар» пәні бойынша
жеке үй тапсырмасы ретінде теориялық сұрақтармен қатар физикалық есептер
ұсынамыз. Мұнда студенттердің тапсырманы өз бетімен орындау дәрежесін
арттыру мақсатында олардың әрқайсысына мүмкіндігінше әр түрлі есептерді
береміз.
Студенттерге есептер шығартудағы мақсаттар мыналар: жаңа білімдерді
меңгерте отырып, білімді өз бетімен игеру іскерлігін қалыптастыру, білімді
пысықтау және анықтау, білімді практикада қолдану іскерлігін қалыптастыру,
практикалық сипатты іскерліктері мен дағдыларын қалыптастыру, шығармашылық
сипатты іскерліктер мен дағдыларды қалыптастыру.
Студент шығарған есепті бағалау өлшемін (критериін) анықтау үшін
физика есептерін жіктеу (классификациялау) керек.
Физика есептері мына белгілер бойынша жіктеледі: мазмұн, мақсат,
мәселені зерттеу тереңдігі, шешу тәсілдері , шарттың берілу тәсілдері,
күрделілік дәрежелері және т.б.
Студенттер шығарған жеке үй тапсырмасын бағалау өлшемінің негізіне
осы белгілердің бәрін алуға болады: физикалық құбылыстың негізгі
мәселесінің мазмұнын құрайтын физикалық шамалардың,
заңдардың молырақ қамтылуы; есептердің проблемалық (шығармашылық) деңгейі;
мәселенің тереңірек талданып зерттелуі; шешу тәсілдерінің ең оңтайлысын
таңдап алуы және т.б.
Әр студент орындайтын жеке үй тапсырмасына (бір жеке үй тапсырмасында
физиканың бір бөлімі бойынша берілген 3-5 есеп болуы мүмкін) қойылатын
максимал және миниамал баллдар силлабуста көрсетіледі. Әрбір жеке есептің
шығарылуы бір есепке қатысты осы баллдар аралығында және айтылған өлшемдер
(критерилер) бойынша бағаланады, сосын бүкіл тапсырмаға максимал және
минимал баллдардың аралығында тиісті балл беріледі.
Максимал балл мысалы, «5» балл қатесіз және кемшіліксіз немесе бір
ғана болымсыз кемшілікпен шығарылған есепке қойылады. Одан төменгі балл,
мысалы «4» балл толық шығарылған, бірақ бірден аспайтын дөрекі емес және
бір болымсыз қатемен немесе болымсыз қателер екіден аспаған жағдайда
қойылады.
Одан төменгі балл мысалы «3» балл студент есептің тең жартысынан
астамын дұрыс шығарғанда немесе дөрекі қатесі екіден (немесе дөрекі қатесі
бірден және дөрекі емес қатесі бірден, сондай-ақ болымсыз қатесі бірден)
аспаған жағдайда қойылады.
Тапсырма минимал баллдан төмен балмен бағаланған жағдайда ол
студентке қайта шығару мақсатында қайтарылып беріледі.
Егер кейбір есептерді студенттің өз бетімен шығарғандығы күдік
туғызса, онда одан оқытушы есепті қалай шығарғандығын түсіндіріп беруін
талап ете алады. Бағаға көңілі толмаған студент оған қатысты оқытушыға
тілегін білдіруіне болады.
Студент СӨЖ тапсырмалары мен оларды орындау графигіне сәйкес
төмендегі тапсырмаларды орындап тексеруге беруге міндетті:
1. «Өлшемділік формуласы.Формулаларды рационалданған түрде жазылуы.
Бірліктер жүйесі.» № 9-10, 20, 30,40,50,60,70,80,90,100,110,120 есептерін
шығару
2.«Өлшеудің абсолют қателігін есептеу» №14-24 есептерін шығару
3.«Салыстырмалы қателіктерді есептеу» № 25-39 есептерін шығару
4.«Өлшеу нәтижелерін өңдеуде ықтималдықтар теориясы мен математикалық
статистика заңдылықтарын қолдану. Сенімділік интервалы» №1-15 есептерін
шығару
5.«Тұрақты және айнымылы ток тізбегінің сипаттамаларын есептеу»
№14-5,10,15,20, есептерін шығару
6.«Оптикалық құралдардың сипаттамаларын есептеу» №14-16, 21,25,28
есептерін шығару
Білімді бақылау-өлшеу құралдары
Өрнектердің абсолют және салыстырмалы қателіктерін есептеу формулуларын
қортып шығарыңдар
Вариант №1.
1.[pic] 2. [pic]
3. [pic] 4. [pic]
Вариант №2.
1. [pic] 2. [pic]
3. [pic] 4. [pic]
Вариант №3.
Определите абсолютные и относительные погрешности выражений :
[pic] [pic]
[pic] [pic]
Вариант №4 .
1.[pic] 2.[pic]
3.[pic] 4. [pic]
Вариант №5.
[pic] [pic]
[pic] [pic]
Вариант №6.
:
1.[pic] 2. [pic]
3.[pic] 4.[pic]
Вариант №7.
1.[pic] 2. [pic]
3.[pic] 4.[pic]
Вариант №8
1.[pic] 2.[pic]
3.[pic] 4.[pic]
Вариант №9.
1.[pic]
2.[pic] 3.[pic] 4.[pic]
Вариант № 10
[pic] [pic]
[pic] [pic]
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Өлшеу құралдарының жалпы сипаттамалары. Оларды классификациялау
2. Магнит өрісін тудыратын және оларды өлшеуге арналған құралдар
3. Өлшеу құралдарының жалпы сипаттамалары. Оларды атқаратын міндеттеріне
байланысты классификациялау
4. Физикалық шамаларды өлшеу. Өлшеудің түрлері
5. Өлшеу жабдықтарының жалпы сипаттамалары. Оларды жұмыс принциптеріне
байланысты классификациялау
6. Электр өлшеуіш құралдар.Электромагниттік,электродинамикалық және
компенсациялаушы құралдар
7. Өлшеу құралдарының жалпы сипаттамалары. Оларды көркемделуіне
байланысты классификациялау
8. Тікелей өлшеудегі систематикалық қаталіктерді анықтау
9.Тікелей өлшеудегі кездейсоқ қаталіктерді анықтау: өлшеулер нәтижесін
математикалық өңдеу
10. Өлшеу шегі әртүрлі болатын электр өлшеуіш құралдар: бөлік құны,
шкалалары және көрсеткіштері
11. Өлшеу құралдарының параметрлері: сезгіштігі, сезгіштік табалдырығы,
дәлдік класы, сенімділігі
12. Көмекші электрлік құралдар: шунт, қосымша кедергі, өлшеу трансформаторы
13. Сызықтық шамаларды өлшеу: өлшеу дәлдігі.Өлшеуіштер м енр эталондар.
Нониуспен жабдықталған құралдар
14.Электр өлшеуіш құралдарды өлшенетін шаманың тегіне байланысты
классификациялау. Берілген экспериментке қатысты құралдарды таңдау
15. Датчиктер. Аз ығысуларды өлшеу
16. Физикалық шамаларды өлшеу нәтижелерін өңдеуде ықтималдықтар теориясы
мен математикалық статистика әдістерін қолдану
17. Акустикалық приборлардың сипаттамалары.Дыбыс қабылдағыштар,
микрофондар. Дыбысты жазу және қайта шығару құралдарының жұмысы
18. Оптикалық құралдар: интерферометрлер
19. Күштерді өлшеу. Таразылар
20. Оптикалық құралдар:дифракциялық тор, рефрактометрлер. Поляризациялық
құралдар
21.Ылғалдылық пен тұтқырлықты өлшеу құралдары. Термометрлер
22. Тікелей өлшеулерде шаманы сенімділік интервалы арқылы бағалау
23. Молекулалық физиканың құралдары: манометрлер, қыздырғыштар мен
суытқыштар
24.Спектрлік құралдардың сипаттамалары.Голографиялық қондырғылар
25.Электр тізбегінің элементтері: ток көздері, ток күші мен кернеуді
түрлендіргіштер
26. Фотометриялық шамаларды өлшеуге арналған құралдар.Пирометрлер
27. Электр тізбегінің элементтері:резисторлар мен
конденсаторлар.Дроссельдер
28. Оптикалық жүйелер. Қазіргі кездегі кескінді жазу мен оларды экранға
бейнелеу құралдары
29. Электр тізбегінің элементтері: электр энергиясын тұтынушылар
30. Иондаушы сәулелер мен элементар бөлшектердің детекторлары.
Дозиметрлер
Төмендегі өрнектің абсолют жене салыстырмалы қателігін есептеу формуласын
қорытып шығар:
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz