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
- В чем заключается явление самоиндукции?
- Запишите формулу ЭДС-самоиндукции.
- Какова природа сторонних сил ЭДС-самоиндукции?
- Каков физический смысл индуктивности контура?
5. В каких единицах измеряется индуктивность контура? Дайте определение.
- От чего зависит индуктивность контура?
- Сформулируйте правило Ленца.
- 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: 750; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!