Выполнение работы. В работе необходимо определить, пользуясь законом Ома, значение полного сопротивления при различных значениях индуктивности

В работе необходимо определить, пользуясь законом Ома, значение полного сопротивления при различных значениях индуктивности. Затем, попеременно, исключая емкостное и индуктивное сопротивление, определить параметры цепи – R, L, C. (R-рассредоточенное сопротивление проводников)

Для этого необходимо:

1. Собрать схему рис.12.9, где ЗГ – генератор синусоидальных напряжений; А – амперметр; V – вольтметр; L – катушка с изменяемой индуктивностью; С – емкость.

2. Установить частоту генератора, указанную на рабочем столе.

3. Установить выходное напряжение генератора U = 1÷ 5В. Погружая сердечник в катушку L через каждые 2мм снять зависимость I(h) и U(h). Полученные данные занести в таблицу.

Рис. 12.9

4. Построить графики зависимости I(h) и U(h). Экспериментально определить глубину погружения сердечника h_р при резонансе напряжений.

5. Определить величину активного сопротивления R по эффективным значениям тока и напряжения при резонансе (12.25).

6. Исключить из схемы рис.12.9 емкость С. Снять зависимость I(h) и U(h), аналогично п.3. Занести измерения в таблицу.

7. Используя R, полученное в п.5, определить значения L(h)= . Изобразить полученную зависимость графически.

8. Исключить из схемы рис.12.9 индуктивность L. Записать показания амперметра I_эф и вольтметра U_эф.

9. Определить емкость конденсатора С, используя формулу закона Ома для переменного тока в отсутствие емкостного и активного сопротивлений: , учитывая, что U_o= U_эф, I_o= I_эф.

10. Определить полное сопротивление z для трех значений h (h₁=0; h₂=h_p; h₃=h_max) двумя способами: а) ; б)z =. Сравнить полученные значения.

11. При тех же значениях h найти сдвиг фаз φ: .

12. При тех же значениях h вычислить U_L, U_C, U_R. Для каждого из трех значений индуктивности построить векторную диаграмму напряжений, по которой найти сдвиг фаз между током и напряжением φ. Сравнить их со значениями, полученными в п.11.

13. Рассчитать погрешности для z и φ (h = 0), полученные разными методами. Сделать вывод о точности применяемого метода проверки закона Ома для полной последовательной цепи переменного тока.

Контрольные вопросы

1. Что такое вынужденные электромагнитные колебания? Получите дифференциальное уравнение вынужденных электромагнитных колебаний.

2. Выведите закон Ома для полной последовательной цепи переменного тока.

3. Как записывается полное электрическое сопротивление (импеданс) для полной последовательной цепи переменного тока? Как зависят индуктивное и емкостное сопротивления от частоты вынужденных колебаний?

4. Используя метод векторных диаграмм, вычислить сдвиг фаз между током и напряжением для полной последовательной цепи переменного тока.

5. Что называется резонансом напряжений? При каком условии он возникает? Чему равны амплитуда силы тока и сдвиг фаз между током и напряжением при резонансе?

6. Какой сдвиг фаз между током и напряжением имеет место при чисто емкостной и при чисто индуктивной нагрузке в цепи переменного тока?

7. Что такое эффективное значение тока и напряжения? Как оно связано с амплитудным значением? Получите эту связь.