Фізика. Електромагнетизм (стр. 4 )

повний опір кола.

Хід роботи

1.  Скласти електричне коло за схемою (рис. 10).

2.  Визначити ціну поділок амперметра і вольтметра.

3.  Для різних значень ємності і індуктивності виміряти ефективну напругу і струм.

4.  Провести перевірку закону Ома за формулами (4.8) і (4.9). Результати вимірювання занести у табл. 4.

Таблиця 4.

№ п/п	, А	, В	, Ф	, Ом	, Ом
1 2 3 . . .

5.  Провести статистичну обробку результатів вимірювання.

Контрольні питання

1.  Вивести закон Ома для змінного струму.

2.  Що таке ефективне значення струму і напруги? (Дивись лабораторну роботу № 59).

3.  Що називається активним і реактивним опорами?

Бібліографічний список

1.  Кучерук І. М., Горбачук І. Т., Луцик курс фізики.-К.: Техніка, 2001.-Т.2.-С. 366-371.

2.  Трофимова физики. - М.: Высш. шк., 1985.-С. 219-224.

3.  Грабовский физики. - М., Высш. шк.. 1980.-С. 396-412.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 61

ВИВЧЕННЯ РЕЗОНАНСУ НАПРУГИ І ВИЗНАЧЕННЯ ІНДУКТИВНОСТІ КОТУШКИ МЕТОДОМ РЕЗОНАНСУ

Мета роботи: вивчення резонансу напруг.

Прилади та матеріали: 1) котушка індуктивності; 2) батарея конденсаторів; 3) реостат; 4) амперметр і вольтметр; 5) набір провідників.

Загальні відомості

Якщо в електричному колі (рис. 11), яке складається із послідовно включених ємності , індуктивності і активного опору , діє змінна е. р. с., яка змінюється за законом , то в колі буде протікає змінний струм

, (5.1)

де - зсув фаз між струмом і напругою.

Рис. 11.

Амплітудне значення струму в колі визначається за законом Ома для змінного струму:

, (5.2)

де - циклічна частота змінної е. р. с.

Максимальне значення струму досягається при умові:

,

це умова резонансу, звідки резонансна циклічна частота:

, (5.3)

а максимальне значення струму

. (5.4)

Залежність струму від частоти зображується резонансними кривими (рис.12). Чим менший активний опір кола, тим гострішими будуть резонансні криві.

Рис. 12.

Явище резонансу можна спостерігати в колі, яке складається із котушки індуктивності , магазину ємності і активного опору (рис. 13).

Рис. 13.

Змінюючи ємність в колі, добиваються виконання умови , при цьому струм в колі досягне максимального значення.

В цьому випадку резонансна крива буде показувати залежність струму від ємності (рис. 14).

Рис. 14.

З резонансного значення ємності і при відомій частоті змінного струму:

, Гц.

З рівняння (5.3), знаходимо індуктивність котушки:

, (5.5)

а активний опір кола:

. (5.6)

Хід роботи

1.  Скласти електричне коло за схемою, яка подана на рис. 13.

2.  Виміряти напругу в колі.

3.  Змінюючи значення ємності на магазині ємностей від максимального до мінімального, виміряти струм при відповідних значеннях ємності .

4.  За одержаними даними побудувати залежність .

5.  З резонансного значення і визначити індуктивність котушки за формулою (5.5), а активний опір - за формулою (5.6). Результати вимірювання занести у табл. 5.

6.  Провести статистичну обробку результатів вимірювання.

Таблиця 5.

№ п/п	, ma	, В	C, mkФ	L,Гн
1 2 3 . . .

Контрольні питання

1.  Вивести закон Ома для змінного струму (див. лабораторну роботу № 60).

2.  Що таке резонанс напруг?

3.  Що таке діюче значення струму і напруги (див. лабораторну роботу № 59)?

4.  Чому дорівнює зсув фаз між струмом і напругою при резонансі?

Бібліографічний список

1.  Трофимова физики. - М.: Высш. шк., 1985.-С.184-186, 219-224.

2.  Грабовский физики. - М., Высш. шк.. 1980.-С. 382-408.

3.  Савельев общей курс физики. - М.: Наука, 1973. Т.2.-С. 201-207, 338-357.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 62

ВИЗНАЧЕННЯ ІНДУКТИВНОСТІ КОТУШКИ

Мета роботи: дослідження кола змінного струму та визначення індуктивності котушки.

Прилади та матеріали: 1) котушка індуктивності; 2) реостат; 3) амперметр; 4) вольтметр; 5) набір провідників.

Загальні відомості

Згідно із законом електромагнітної індукції в замкнутому контурі при зміні магнітного потоку через поверхню, обмежену цим контуром, виникає індукційний струм, а електрорушійна сила, яка виникає в цьому контурі:

. (6.1)

Явище електромагнітної індукції виникає і у випадку, коли магнітний потік створюється змінним струмом, який протікає через замкнутий контур.

Магнітний потік, який пронизує поверхню обмежену замкнутим контуром, буде пропорційний струму, який протікає через контур:

. (6.2)

Коефіцієнт пропорціональності називається індукцією, яка дорівнює відношенню магнітного потоку, який пронизує поверхню, обмежену цим контуром, до струму, який створює цей магнітний потік:

. (6.3)

Одиницею вимірювання індуктивності є .

Індуктивність контура залежить від його форми та розмірів, а також від магнітних властивостей середовища.

Для прямої котушки (соленоїда) індуктивність:

,

де - магнітна стала, - магнітна проникність середовища, - кількість витків котушки, - довжина котушки, - площа поперечного перерізу котушки.