Geum.ru

Электричество и магнетизм

Методическое пособие - Физика

Другие методички по предмету Физика

?т действующие или эффективные значения тока и напряжения, которые связаны с их амплитудными значениями соотношениями:

.

Очевидно, что все вышеприведённые формулы оказываются справедливыми и для эффективных значений тока и напряжения.

 

Экспериментальная часть

 

Измерение индуктивности катушки

Так как всякая реальная катушка в цепи переменного тока обладает активным сопротивлением R и индуктивным сопротивлением XL, то полное сопротивление катушки определяется формулой (6) , откуда

,(13)

где ?=2?? (для переменного тока в сети ? = 50 Гц).

  1. Измерить активное сопротивление катушки R с помощью омметра или моста постоянного тока.
  2. Для измерения полного сопротивления Z катушки собрать цепь по схеме (рис. I), подключив её к выходным клеммам переменного напряжения источника тока В-24.

Ползунок реостата установить на максимум сопротивления, включить источник тока, подавая 10-15 В. Измерить три значения тока I и напряжения U при различных положениях движка реостата. По формуле Z=U/I определить три соответствующих значения Z и найти среднее значение .

  1. По формуле (13) вычислить индуктивность L катушки, подставляя в неё значения R и .
  2. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

 

№R, ОмU, ВI, AZ, Ом,ОмL, Гн

Измерение ёмкости конденсатора

  1. Собрать цепь по схеме (рис. 2).
  2. Установить реостат на максимум сопротивления, подать переменное напряжение порядка 15 В. Изменяя сопротивление реостата, измерить силу тока I и напряжение U для трёх различных положений движка реостата. По формуле ХC = U/I определить ёмкостное сопротивление три раза и найти среднее значение . Затем по формуле C=1/?Xc вычислить ёмкость конденсатора.
  3. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

 

№U, BI, AXc, Ом, ОмС, Ф

Проверка закона Ома для цепи переменного тока

  1. Приборы соединить по схеме (рис.3), подать переменное напряжение порядка 15 В.
  2. Измерить три значения тока I и напряжения U при разных положениях движка реостата и вычислить для каждого случая сопротивление Zизм = U/I, найти среднее значение .
  3. Вычислить по формуле (12) значение Zвыч , подставляя полученные ранее значения R , L и С.
  4. Сравнить результаты и вычислить относительную погрешность

.

  1. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

 

№U, BI, AZизм, Ом, ОмZвыч, Ом?

Контрольные вопросы

 

  1. Что называется переменным током?
  2. В чем заключается явление самоиндукции?
  3. Что называется индуктивностью, от чего она зависит, единицы ее измерения.
  4. Каков сдвиг фаз между током и напряжением, если в цепи есть только активное сопротивление; покажите это с помощью векторной диаграммы.
  5. Каков сдвиг фаз между током и напряжением, если в цепи есть только индуктивность или емкость; покажите это с помощью векторной диаграммы.
  6. Как объяснить зависимость индуктивного и емкостного сопротивления от частоты переменного тока?
  7. Как объяснить прохождение тока через конденсатор?
  8. Ввести понятия эффективного значения тока и напряжения.
  9. Вывести формулу закона Ома с помощью векторной диаграммы.

 

Литература, рекомендуемая к лабораторной работе:

 

  1. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм.- М.: Высшая школа, 1983.
  2. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1977.
  3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2, Т. 3. М.: Наука, 1977.
  4. Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. Курс физики. Электричество.-М.: Просвещение, 1970.
  5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество.- М.: Физматлит МФТИ, 2002.
  6. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. М.- С.-П.: Физматлит Невский диалект, 2001
  7. Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм. М.: Наука, 1970.
  8. Парсел Э. Курс физики Т.2 Электричество и магнетизм М.: Наука, 1971.
  9. Физический пракимкум. Электричество. Под редакцией В.И. Ивероновой. М.: Наука, 1968.
  10. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н.. Практикум по физике. М.: Высшая школа, 1965.
  11. Руководство к лабораторным занятиям по физике. Под редакцией Л.Л. Гольдина, - М.: Наука, 1983.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15

ИЗУЧЕНИЕ ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ

 

Цель работы:

 

Получить и наблюдать с помощью осциллографа затухающие электромагнитные колебания, определить логарифмический декремент затухания и его зависимость от параметров колебательного контура.

 

Идея эксперимента

 

Для возбуждения колебаний в контуре используется метод электрического удара: в цепь колебательного контура на конденсатор подаётся короткий электрический импульс, он заряжает конденсатор, и в цепи возникают затухающие колебания. В качестве источника электрических импульсов используется пилообразное напряжение генератора развёртки осциллографа. Для получения на экране осциллографа кривой U(t), можно воспользоваться схемой на рис. 1. На пластины осциллографа подается сигнал U пропорциональный току в контуре. Реле К 1-2 попеременно подключает конденсатор то к источнику импульсов, то к колебательному контуру, поэтому на экране осциллографа видна устойчивая картина (рис. 2). При этом условие синхронизации двух процессов - развёртки и затухающего колебания - выполняется автоматически, так как частота следования импульсов связана с частотой развёртки.

 

Теоретическая часть

 

Реальный колебательный контур

Замкнутая цепь, сост?/p>