Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Пределы: Метод. указ./ Составители: С.Ф. Гаврикова, И.В. Касымова.–Новокузнецк: ГОУ ВПО «СибГИУ», 2003 (3)
(Методические материалы)

Значок файла Салихов В.А. Основы научных исследований в экономике минерального сырья: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2004. – 124 с. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Дмитрин В.П., Маринченко В.И. Механизированные комплексы для очистных работ. Учебное посо-бие/СибГИУ - Новокузнецк, 2003. – 112 с. (5)
(Методические материалы)

Значок файла Шпайхер Е. Д., Салихов В. А. Месторождения полезных ископаемых и их разведка: Учебное пособие. –2-е изд., перераб. и доп. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2003. - 239 с. (4)
(Методические материалы)

Значок файла МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ Для студентов специальности "Металлургия цветных металлов" (2)
(Методические материалы)

Значок файла Учебное пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Управление производством» Специальность «Металлургия черных металлов» (110100), специализация «Электрометаллургия» (110103) (2)
(Методические материалы)

Значок файла Контрольные задания по математике для студентов заочного факультета. 1 семестр. Контрольные работы №1, №2, №3/Сост.: С.А.Лактионов, С.Ф.Гаврикова, М.С.Волошина, М.И.Журавлева, Н.Д.Калюкина : СибГИУ. –Новокузнецк, 2004.-31с. (6)
(Методические материалы)

Каталог бесплатных ресурсов

Определение индуктивности катушки и проверка закона Ома для элек-трической цепи постоянного тока

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1 Изучение явления самоиндукции.

2 Определение индуктивности катушки без сердечника и с ферромаг-нитным сердечником.

3 Проверка закона Ома для электрической цепи переменного тока.

2 БИБЛИОГРАФИЯ

1 Трофимова Т.И. Курс физики.- М.: Высш. шк., 1998.- 542 с.

2 Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособие для студентов втузов.- [В 3-х т.].- Т.2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика.- М.: Наука, 1989.- 496 с.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ  ВВЕДЕНИЕ

При изменении силы тока в проводящем контуре изменяется вели-чина магнитного потока, сцепленного с этим контуром. Следовательно в последнем, согласно закону Фарадея, будет индуцироваться электродвижущая сила (эдс). Возникновение эдс индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называется самоиндукцией. Эдс самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока в контуре

.                                      (1)

Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью или коэффициентом самоиндукции и измеряется в генри (Гн). Индук-тивность контура является мерой его "инертности" по отношению к изменению силы тока в нем и зависит от размеров контура, его геометрической формы, плотности намотки проводника и относительной магнитной проницаемости среды m, из которой изготовлен сердечник.

Если электрическую цепь, содержащую последовательно соединен-ные резистор с омическим или активным сопротивлением R, катушку индуктивности L и конденсатор электроемкости С, подключить к источнику переменного напряжения, то в такой цепи возникнет переменный электрический ток (рисунок 1).

Пусть напряжение источника изменяется по гармоническому закону

,                                      (2)

где U0 - амплитудное значение напряжения.

Тогда ток в цепи будет равен

,                              (3)

где I0 - амплитудное значение силы тока;

      j - разность (сдвиг) фаз между приложенным напряжением и силой тока.

Рисунок 1

Падения напряже-ния на отдельных учас-тках цепи определяются соотношениями

     (4)

   ,

где w - циклическая частота (w = 2pn);

      R – активное сопро-тивление;

       RL = wL - индуктивное сопротивление;

        - емкостное сопротивление.

Рисунок 2

В цепи переменного тока имеет место сдвиг по фазе между UR, UL и UC, что можно предста-вить на векторной диа-грамме (рисунок 2). Ко-лебания напряжения на емкости отстают по фазе от колебаний силы тока на p/2, а колебания нап-ряжения на индуктив-ности опережают колебания силы тока на p/2. Напряжение на активном сопротивлении изменяется в фазе с током.

Эффективные или действующие значения силы тока Iд и напряже-ния Uд связаны с амплитудными значениями переменного тока I0 и U0 соотношениями

, .                                    (5)

Закон Ома для RLC – цепи (рисунок 1) имеет вид

  ,                        (6)

где                                                                     (7)

- полное электрическое сопротивление сопротивление (или импеданс);

       R - активное (или омическое) сопротивление;

                                                                             (8)

- реактивное сопротивление (или реактанс).

Сдвиг по фазе между током в цепи и приложенным напряжением (рисунок 2) определяется соотношением

.                                   (9)

В частном случае, если цепь переменного тока содержит лишь резистор R и катушку индуктивности L, формула (6) имеет вид

,

где , откуда

.                                        (10)

Таким образом, для определения индуктивности катушки необходимо знать ее полное сопротивление Z, активное сопротивление R и циклическую частоту w переменного тока, которая связана с обычной часто-той n соотношением w = 2pn. Для промышленного тока частота              n = (50 ± 1) Гц.

4 ПРИБОРЫ  И  ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

1 Катушка индуктивности.

2 Ферромагнитный сердечник.

3 Конденсатор.

4 Реостат.

5 Вольтметр.

6 Амперметр.

7 Источник переменного напряжения.

8 Мост постоянного тока.

5 ПОРЯДОК  ВЫПОЛНЕНИЯ  РАБОТЫ

Упражнение 1

Определение индуктивности катушки

1 Измерить с помощью моста постоянного тока активное сопротивление катушки R и определить погрешность DR.

Рисунок 3

2 Выбрать диапазоны и оп-ределить цену деления вольтметра и амперметра.

3 Собрать схему (рисунок 3). Здесь А и V - амперметр и вольтметр, L – исследуе-мая катушка, Rп – потен-циометр. К клеммам аb приложено переменное напряжение 220 В.

4 Замкнуть цепь и определить силу тока, идущего че-рез катушку, для трех различных напряжений Uд на ее концах.

Вычислить Z по формуле  и найти среднее значение <Z>.

Вычислить абсолютную погрешность DZ по формуле

,

где DU и DI - соответственно приборные ошибки вольтметра и ампер-метра.

Найденные значения <Z>, <R> и w подставить в формулу (10) и определить искомую индуктивность <L>.

Определить абсолютную погрешность DL по формуле

  .

5 Повторить опыт для одного значения напряжения Uд, вкладывая в катушку поочередно различные сердечники.

Найти индуктивность L катушки с сердечником и вычислить абсо-лютную погрешность измерения DL (по п. 4).

6 Полученные результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.

7 Результаты вычислений записать в виде:

;   - без сердечника;

;     -    сердечником.

Таблица 1

 

U,

B

DUпр  B I,

мА

DIпр

мА

Zi,

Ом

Ом

DZi,

Ом

Ом

L,

Гн

DL,

Гн

Без

сердечника

          

С сердеч-ником

          

Упражнение 2

Проверка закона Ома для цепи переменного тока

1 Выполнить п.п. 1 и 2 упражнения 1.

2 Собрать схему (рисунок 4). Здесь А и V - амперметр и вольтметр, L - катушка индуктивности, С - конденсатор,  Rп - потенциометр. К клем-мам аb приложено переменное напряжение 220 В.

Рисунок 4

3 Замкнуть цепь и определить силу тока для трех различных значений нап-ряжений Uд на ее концах.

Вычислить Z по фор-муле  и найти среднее значение <Z>.

Вычислить абсолютную погрешность DZ по формуле

,

где DU и DI - соответственно приборные погрешности вольтметра и амперметра.

Результаты вычислений записать в виде:

,  .

4 Вычислить Z по формуле (7) и записать результат.

5 Сравнить результаты п.п. 3 и 4 и сделать вывод.

6 КОНТРОЛЬНЫЕ  ВОПРОСЫ

1 Объясните в чем состоит явление электромагнитной индукции, самоиндукции и взаимной индукции.

2 Сформулируйте и запишите основной закон электромагнитной индукции, эдс самоиндукции.

3 Дайте определение индуктивности.

4 Сформулируйте правило Ленца.

5 Дайте определение действующих значений напряжения и силы пере-менного тока.

6 Напишите формулы импеданса, реактанса цепи.

7 Дайте определение диа-, пара- и ферромагнетиков.

8 Объясните, в какую сторону и почему изменятся показания ампер-метра, если при неизменном напряжении в катушку ввести сердечник из: а) диамагнетика; б) парамагнетика; в) ферромагнетика?

9 Изобразите векторную диаграмму и с ее помощью определите сдвиг по фазе между током в RLC - цепи и напряжением на ее концах.

10 Сформулируйте закон Ома для цепи переменного тока, содержащей RLC – участки. Рассмотрите частные случаи.

11 Получите формулу для определения абсолютной погрешности DL.



Размер файла: 123.5 Кбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров