Ход выполнения лабораторной работы

Теоретическая часть

Полное сопротивление катушки индуктивности переменному току Z определяется формулой:  (1), где R — активное сопротивление, X_L – индуктивное сопротивление катушки. Активное сопротивление — это сопротивление проводника, из которого сделана катушка. Оно зависит от геометрических размеров, материала и температуры проводника. Наличие активного сопротивления приводит к потерям энергии при протекании тока по проводнику.

Индуктивное сопротивление обусловлено взаимодействием протекающего по катушке тока с магнитным полем, созданным этим током внутри катушки. Индуктивное сопротивление Х_Lзависит от частоты изменения внешнего напряжения  и индуктивности катушки L:  (2).

В сети переменного тока с частотой 50 Гц индуктивное сопротивление катушки, содержащей несколько сотен витков медного провода большого сечения, значительно превосходит ее активное сопротивление. В этом случае активным сопротивлением катушки можно пренебречь и считать, что ее полное сопротивление совпадает с индуктивным:  (3). На этом основан метод определения индуктивности, применяемый в данной работе.

Согласно закону Ома ток в цепи равен:    →   (4).

Следовательно, для измерения индуктивности катушки ее необходимо подключить к источнику переменного тока известной частоты и измерить напряжение на катушке и силу тока в ней.

Схема электрической цепи, применяемой для определения индуктивного сопротивления, приведена на рис.1. Кроме дросселя, индуктивность которого надо определить, в цепь включен резистор R ₁. Величина его известна, поэтому измерив напряжение на нем, можно рассчитать силу тока в цепи. Эксперимент проводится при двух значениях силы тока, что достигается за счет использования в качестве R ₁ двух различных резисторов.

Вычисления и измерения

1. Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рис.1.

В качестве сопротивления R₁ в первом опыте используйте резистор 360 Ом.

2. Переключите мультиметр в режим измерения переменногонапряжения в диапазоне 20 В.

3. Замкните ключ и измерьте напряжение U на катушке и напряжение U₁ на резисторе R₁.

 

4. Проведите необходимые расчеты и вычислите индуктивность катушки:

U = ___________;  U ₁ = __________;  R ₁ = __________; _____________= ________; = ________ ____________ ___=______ ____ __;

5.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

Лабораторная работа № 12

Повторите опыт, используя в качестве сопротивления R₁ резисторы 360 Ом и 68 Ом, соединенные последовательно.

U = ________; U ₁ =________; R ₁ =___________=_______; ___________= ______; = ________ ____________ ___=______ ____ __;

6. Переключите мультиметр в режим измерения сопротивления (диапазон 200 Ом) и измерьте активное сопротивление катушки: R _к =___________=_______;

7. Вычислите индуктивное сопротивление катушки и сравните его с величиной ее активного сопротивления: X _L =____________________=_______;

8. Сделайте вывод о правомерности применения в работе упрощенной формулы для определения полного сопротивления катушки переменному току: _______________________________________

_______________________________________________________________________________________

 

Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу 1.

3. Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений

№	U, В	U1, В	R1, Ом	I, А	L, Гн
1
2

Сделайте вывод по проделанной работе:

Вывод: _____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. От чего зависит сила тока в катушке, если подключить ее к источнику: а) переменного напряжения; б) постоянного напряжения?

2. От чего зависит индуктивность катушки?

Ответы:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

Лабораторная работа № 13

Лабораторная работа №13

Тема: «Определение коэффициента жесткости пружины физического маятника»

Цель работы: научиться опытным путем определять коэффициент жесткости пружины физического маятника.

Средства обучения:

· оборудование: физический маятник, штатив, секундомер, набор грузов известной массы;

· методические указания к выполнению лабораторной работы, калькулятор.