Задание 1. Определение омического сопротивления R



1. Для измерения омического сопротивления R соленоида собираем цепь по схеме 1 (сердечник вынуть из катушки).

 

а) включить вилку [‑17 В] источника тока.

б) на амперметре поставить предел измерения 40 mА.

в) на вольтметре поставить род тока (‑) постоянный, а предел измерения 3 В.

2. Включите источник тока. Изменяя положение ползунков реостата, провидите три измерения силы тока и соответствующего напряжения. Для каждого значения I и U рассчитываем омическое сопротивление R соленоида. Значения записываем в таблицу №1.

Таблица 1

I U R Rср DRср
Ед. изм.          
1.      

 

 

2.      
3.      

 

Задание 2. Определение полного сопротивления Z

1. Для определения полного сопротивления Z соберите такую же цепь, но с источником переменного тока (схема 2).

а) включить вилку [‑14 В] источника тока.

б) на амперметре поставить предел измерения 40 mА.

в) на вольтметре поставить род тока (~) переменный, а предел измерения 3 В.

 

Таблица 2

i U Z Zср DZср
Ед. изм.          

Без сердечника

1.      

 

 

2.      
3.      

С сердечником

1.      

 

 

2.      
3.      

2. Включите источник тока. Провидите три измерения силы тока и соответствующего напряжения, при трех разных положениях ползунков реостата. Для каждого значения i и U рассчитываем полного сопротивления Z соленоида без сердечника и с сердечником Значения записываем в таблицу 2.

3. По значениям омического сопротивления R и полного сопротивления Z вычислите индуктивность соленоида Lср (формула 6). Вычислите абсолютные погрешности DRср  и DZср по правилу определения погрешностей прямых измерений. DLср определяется по правилу определения погрешностей косвенных измерений: 

.

Таблица 3

Zср Rср Lср DL
Ед. изм.        
Без сердечника  

 

   
С сердечником      

Контрольные вопросы

  1. В чем заключается явление самоиндукции?
  2. Запишите формулу ЭДС-самоиндукции.
  3. Какова природа сторонних сил ЭДС-самоиндукции?
  4. Каков физический смысл индуктивности контура?

5. В каких единицах измеряется индуктивность контура? Дайте определение.

  1. От чего зависит индуктивность контура?
  2. Сформулируйте правило Ленца.
  3. Запишите закон Ома для цепи переменного тока с включенными в нее активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью.

Работа № 4. Измерение полного сопротивления и индуктивности соленоида

 

Цель работы: освоить методы определения полного сопротивления обмотки соленоида и его индуктивности.

Приборы и материалы: соленоид, ферромагнитный сердечник, лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), миллиамперметр, вольтметр, ключ, нагрузочное сопротивление (реостат).

 

Обычно соленоидом называют свернутый в цилиндрическую спираль изолированный проводник, по которому течет электрический ток. Соленоид обладает значительной индуктивностью, сравнительно малым активным сопротивлением, небольшой емкостью и может быть элементом электрической цепи. В цепи переменного тока полное сопротивление соленоида будет равно:

,                                         (1)

где R ‑ активное сопротивление проводника соленоида, X – реактивное сопротивление, равное разности индуктивного сопротивления (XL = wL) и емкостного сопротивления (Xc = 1/(wC)):

.                   (2)

Индуктивное сопротивление зависит от циклической частоты тока w и индуктивности соленоида. Индуктивность характеризует магнитные свойства данного компонента электрической цепи. Ток, текущий в соленоиде, создает в нём магнитное поле, причем магнитный поток Ф, пронизывающий соленоид, прямо пропорционален току I:              Ф = LI.                                                 (3)

Коэффициент пропорциональности (L) называют коэффициентом самоиндукции или индуктивностью. Индуктивность в системе СИ измеряют в Генри (Гн). Индуктивность зависит от числа витков соленоида N, его длины l, площади S, а также от относительной магнитной проницаемости среды μ, определяющей магнитные свойства сердечника:

.

Формулу (1) для полного сопротивления соленоида можно переписать в виде:

.                                (4)

Для соленоида с небольшим числом витков емкостным сопротивлением можно пренебречь. Тогда получим:              .                                         (5)


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 422;