ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ, ЕМКОСТИ И ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОМА ДЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1.Цель работы: ознакомиться с методами определения индуктивности и емкости, а так же проверить закон Ома для переменного тока.
2.Приборы и принадлежности: стенд для измерения индуктивности и емкости в цепи переменного тока.
3.Метод измерения: определив полное сопротивление нагрузки с помощью амперметра и вольтметра, находят в зависимости от вида нагрузки индуктивность и емкость нагрузки. По измеренным реактивным и активным сопротивлениям вычисляют полное сопротивление цепи.
4.Введение:
В настоящее время в различных областях науки, техники и в быту наибольшее применение находят переменные синусоидальные токи, изменяющиеся по закону.
i=Io sin ( 
t + 
) (10. 1)
где i - мгновенное значение тока в момент времени t,
Iо- амплитуда (максимальное значение) тока;
=2 
-круговая частота;
- линейная частота
(промышленный переменный ток имеет =50Гц) ;
( t + )-фаза тока;
-начальная фаза.
Переменное напряжение в цепи будет:
u=Uo sin ( t + ) (10. 2)
В отличие от цепей постоянного тока в цепи переменного тока I зависит не только от активного (омического) сопротивления цепи R, но и от имеющихся в ней индуктивности L и емкости С, которые в таком случае ведут себя как проводники с некоторым сопротивлением. Индуктивное сопротивление зависит от индуктивности в цепи.
XL=L (10. 3)
Емкостное сопротивление зависит от емкости в цепи:
Xc= 
(10. 4)
|
|
|
Эти сопротивления называются реактивными, так как, влияя на величину тока, они не влияют на тепловую мощность, выделяющуюся в цепи. Она зависит только от активного сопротивления R нагрузки и активной составляющей сопротивления катушки r. Реактивные сопротивления XL, и Хс так же, как и активные сопротивления R и r в системе СИ измеряются в Омах. Полное сопротивление цепи переменного тока (импеданс) находится по формуле:
Z= 
= 
(10. 5)
Поэтому закон Ома для цепи переменного тока с учетом (10.3) и (10.4) запишется в виде:
I=U/Z= 
(10. 6)
где I -и U- действующие или эффективные значения тока и напряжения. Их значения показывают измерительные приборы, включенные в цепь. Однако, (10.6) будет справедливо и для амплитудных значений тока и напряжения, так как они связаны с действующими значениями соотношениями.
I= 
; U= 
(10. 7)
Если в цепи нет емкости или индуктивности (т.е. ими можно пренебречь, так как всякий проводник обладает собственной емкостью и индуктивностью), то соответствующее реактивное сопротивление равно нулю.
Наличие в цепи переменного тока индуктивности и емкости приводит к тому, что фазы тока и напряжения не совпадают. Сдвиг фаз между током и напряжением можно определить, зная величины R, L, C.
|
|
|
tg 
= 
(10. 8)
Порядок выполнения работы
Измерение индуктивности.
1.1 Если в цепи нет емкости, а только катушка индуктивности ,то
IK = 
(10. 9) ,
ZK = 
(11. 1),
где ZK – полное сопротивление катушки индуктивности.
ZK = 
(10. 10),
где r- активное сопротивление катушки.
Если измерить ZK и r , то можно определить индуктивность катушки по формуле:
L = 
(10. 11)
1.2 С помощью омметра измерить активное сопротивление первой и второй катушек.
1.3 Для определения индуктивности катушек собрать схему по рис.10.1.
 |
Рисунок 10. 1
На схеме: V - вольтметр переменного тока, А – амперметр переменного тока, L- катушка индуктивности.
1.4 Включить установку, записать показания амперметра и вольтметра, вычислить ZK, L1.
1.5 Вставить в катушку железный сердечник и повторить пункт 1.4.
1.6 Повторить указанное в пунктах 1.4. и 1.5. для второй катушки с индуктивностью L2.
1.7 Результаты измерений и вычислений занести в таблицы 10.1.
Таблица 10. 1
| IK, A | UK, B | ZK, Ом | L, Гн | IK, A | UK, B | ZK, Ом | L, Гн | ||
| Первая катушка без сердечника | Вторая катушка без сердечника | ||||||||
| Первая катушка с сердечником | Вторая катушка с сердечником |
Сделать выводы.
|
|
|
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 775; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!