Лабораторная работа №7. Измерение взаимной индуктивности

Лабораторная работа №7.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ.

Приборы и принадлежности:

1. Катушка взаимной индуктивности.

2. Амперметр до 1 Ампера.

3. Вольтметр до 10 Вольт.

4. Реостат на 6 Ом и 2 Ампера.

5. Латр и проводники.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.

Существует несколько методов измерения взаимной индуктивности. Рассмотрим два наиболее простых метода, а именно метод вольтметра и амперметра и метод согласного и встречного включения.

Для осуществления метода вольтметра и амперметра собирается схема, изображенная на рис. 1.

Пропуская по первой катушке ток , то во второй катушке индуктируется Э. Д.С. взаимной индукции:

Действующее или эффективное значение Э. Д.С. второй катушки составляет:

Из последнего равенства определяем формулу для вычисления :

Нетрудно увидеть, что для определения взаимной индукции необходимо измерить ток и частоту. Опыт осуществляется при нескольких различных значениях тока .

Для определения взаимной индуктивности по методу согласного и встречного включения собирается сначала схема согласного включения рис. 2, а затем встречного включения рис. 3.

Рассматривая схему на рис. 2 мы приходим к выводу, что в каждой катушке индуктируется Э. Д.С. самоиндукции и взаимной индукции, которые совпадают по направлению.

С. индуктированная в цепи составляет:

Следовательно, общая индуктивность цепи равна:

где - индуктивности катушек в цепи.

Анализ схемы на рис. 3 указывает, что катушки включены встречно, так как их магнитные потоки направлены навстречу друг другу.

Таким образом, Э. Д.С. самоиндукции направлены навстречу друг другу. Следовательно, общая индуктированная Э. Д.С. составляет:

Очевидно, что .

Для вычисления и необходимо знать сопротивления (активные) катушек и , а так же их полные сопротивления:

Величины , соответственно определяются с помощью измерительных приборов.

Таким образом, определяем и :

Сравнивая уравнения для и можно записать:

Из изложенного выше вытекает, что при методе согласного встречного включения обоих катушек нет надобности знать какое включение является согласным и какое встречным.

Достаточно произвести два измерения, в процессе которых в одной из катушек изменить направление тока.

При согласном включении всегда >.

Задания.

1. Ознакомится с приборами и аппаратурой.

2. Собрать схему, изображенную на рис. 1 и зарисовать ее.

3. Заполнить таблицу №1.

4. Собрать схему на рис. 2, а затем на рис. 3 и зарисовать их.

5. Заполнить таблицу №2.

Таблица №1.

Измерения	Вычисления	Примечания

Таблица №2.

Измерения	Вычисления	Примечания
Согласное включение		Встречное включение
					согласное	встречное

Вопросы для зачета данной работы:

1. Что представляет собой реактивные элементы в цепи переменного тока? Каков их физический смысл и единицы измерения в системе «СИ».

2. В чем заключается явление взаимной индукции?

3. Коэффициент взаимной индукции и единицы его измерения.

4. Обосновать первый способ измерения коэффициента взаимной индукции.

5. Обосновать второй способ измерения коэффициента взаимной индукции. Как произвести оценку погрешности в измерении коэффициента взаимной индукции обоими способами?