Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Зимняя И.А. КЛЮЧЕВЫЕ КОМПЕТЕНТНОСТИ как результативно-целевая основа компетентностного подхода в образовании (3)
(Статьи)

Значок файла Кашкин В.Б. Введение в теорию коммуникации: Учеб. пособие. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2000. – 175 с. (4)
(Книги)

Значок файла ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА: НОВЫЕ СТАНДАРТЫ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (4)
(Статьи)

Значок файла Клуб общения как форма развития коммуникативной компетенции в школе I вида (10)
(Рефераты)

Значок файла П.П. Гайденко. ИСТОРИЯ ГРЕЧЕСКОЙ ФИЛОСОФИИ В ЕЕ СВЯЗИ С НАУКОЙ (11)
(Статьи)

Значок файла Второй Российский культурологический конгресс с международным участием «Культурное многообразие: от прошлого к будущему»: Программа. Тезисы докладов и сообщений. — Санкт-Петербург: ЭЙДОС, АСТЕРИОН, 2008. — 560 с. (13)
(Статьи)

Значок файла М.В. СОКОЛОВА Историческая память в контексте междисциплинарных исследований (13)
(Статьи)

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