Для экспериментального определения индуктивности катушки пользуются законом Ома для переменного тока I=U/Z, где I и U - эффективные сила тока и напряжение на участке цепи, показываемые приборами, предназначенными для переменного тока; Z - общее сопротивление участка цепи переменному току. Эффективными значениямисилы и напряжения переменного тока называются такие сила и напряжение постоянного тока, при которых в проводнике выделяется то жеколичество теплоты, что и при переменном токе.
Общее положение участка цепи по переменному току
z=
, (3)
где w - круговая частота переменного тока; С - электроёмкость; L - индуктивность; R - омическое ( активное ) сопротивление участка цепи. Если в исследуемой электрической цепи содержится R, L и нет электроёмкости С, то общее сопротивление такой цепи вычисляется по формуле
z=
, (4)
Из формулы (4) индуктивность катушки
L=
,
(5)
где w = 2pn - круговая частота переменного тока; n=50 Гц.
Описание установки
Экспериментальная установка собирается по схеме ( рисунок ). Реостатподключается к источнику питания по схеме потенциометра, чем обеспечивается регулирование напряжения на исследуемой катушке индуктивности L. При подключении индуктивность L к источнику постоянного тока, а это необходимо для определения активного сопротивления катушки, в измерительной части схемы используется вольтметр с малым предельным значением измеряемого напряжения. Мост постоянного тока Р - 333 предназначен для прямого измерения сопротивления катушки R, а мост переменного тока Р - 577-для прямого измерения сопротивления R катушки или её индуктивности L ( без сердечника ).
Описание работы мостов Р-333 и Р-577 имеется
на корпусах соответствующих приборов.
Порядок выполнения работы
1. Собрать электрическую цепь экспериментальной установки по схеме рисунка.
2. Присоединить электрическую цепь к выходным клеммам разделительного трансформатора. После проверки схемы преподавателем разделительный трансформатор включается в сеть 220 В, 50 Гц.
3. Меняя положение движка реостата R1, наблюдать изменение силы тока I и напряжения U, а затем измерить ряд значений силы тока I и соответствующие им значения напряжения U. Результаты эксперимента внести в таблицу измерений.
4. Ввести в катушку индуктивности ферромагнитный сердечник. Измерить силу тока I и соответствующее значение напряжения U. Результаты измерений занести в таблицу.
5. Выключить трансформатор. Отсоединить электрическую схему от трансформатора и подключить её к клеммам источника постоянного тока. Заменить вольтметр на другой с малым пределом измерения U.
6. Включить источник постоянного тока. Измерить ряд значений силы тока I и напряжений U. Результаты измерений занести в таблицу.
7. Используя закон Ома, вычислить полное и активное сопротивления катушки.
8. Вычислить индуктивность катушки с сердечником и без сердечника. Оценить погрешность измерений.
Контрольные вопросы
1. В чём состоит явление самоиндукции? Как вычисляется э.д.с. самоиндукции?
2. Как вычисляется индуктивность длинного соленоида?
3. Что такое полное сопротивление проводящего контура и от каких параметров оно зависит?
Рекомендательный библиографический список
1. С а в е л ь е в И.В. Курс общей физики. Т.2. М., 1988. §64, 92.
2. К а л а ш н и к о в С.Г. Электричество. М.,1977. § 93,220.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.