Порядок выполнения работы. Задание 1.Определение активного сопротивления катушки методом вольтамперметра. Собрать цепь по схеме

Задание 1. Определение активного сопротивления катушки методом вольтамперметра.

1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рис.3, и подключить к источнику постоянного напряжения.
2. Определить цену деления амперметра и вольтметра ; записать в таблицу 1.
3. Установить по заданию преподавателя первое значение силы тока, заметить при этом соответствующее значение напряжения, записать показания амперметра и вольтметра в делениях в таблицу 1.
4. Изменяя ток с помощью реостата, измерить еще два значения напряжения, записать показания приборов в делениях в таблицу.
5. Вычислить значения силы тока и напряжения соответственно по формулам:

,

1. Вычислить активное сопротивление катушки по формуле для каждого значения силы тока .
2. Вычислить среднее значение , определить абсолютную погрешность и среднее значение .
3. Определитьотносительную погрешность по формуле , результаты записать в табл. 1.
4. Вставить стальной сердечник в катушку при тех же значениях напряжения и убедиться, что показания амперметра не зависят от наличия сердечника (активное сопротивление катушки не зависит от наличия сердечника), однако при внесении или удалении сердечника показания амперметра изменяются. Сделать выводы, как и почему изменяются в этом случае показания амперметра.

Таблица 1

Задание 2. Определение полного сопротивления цепи катушки без сердечника и вычисление индуктивности.

1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рис. 4, и подключить к источнику переменного напряжения.
2. Определить цену деления амперметра и вольтметра ; записать в таблицу 2.
3. Установить по заданию преподавателя первое значение силы тока, заметить при этом соответствующее значение напряжения, записать показания амперметра и вольтметра в делениях в таблицу 2.
4. Изменяя ток с помощью реостата, измерить еще два значения напряжения, записать показания приборов в делениях в таблицу.
5. Вычислить значения силы тока и напряжения соответственно по формулам:

,

1. Вычислить полное сопротивление катушки по формуле для каждого значения силы тока .
2. Вычислить среднее значение , определить абсолютную погрешность и среднее значение .
3. Вычислить относительную погрешность полного сопротивления катушки по формуле , результаты записать в таблицу 2.
4. Используя найденные значения из таблицы 1, из таблицы 2 и значение частоты Гц, определить индуктивность катушки по формуле (6) для каждого значения .
5. Вычислить среднее значение , определить абсолютную погрешность и ее среднее значение .
6. Вычислить относительную погрешность индуктивности по формуле , результаты записать в таблицу 2.

Таблица 2

№

cA

nA

I

cV

nV

U

Z

∆ Z

eZ

L

∆ L

ε L

А/дел

A

В/дел

B

Ом

Ом

%

Гн

Гн

%

Без сердечника

Ср. знач.

Задание 3. Исследование зависимости полного сопротивления и индуктивности катушки с сердечником от величины переменного тока.

1. Использовать схему, изображенную на рис. 4.
2. Вставить внутрь катушки стальной сердечник. Изменяя последовательно силу тока (шаг изменения силы тока задает преподаватель) 10 раз, снять соответственно 10 значений напряжения. Результаты измерений занести в таблицу 3.
3. Рассчитать соответствующие значения по формуле и по формуле (6), используя из таблицы 1.
4. Построить графики зависимости .

Таблица 3

Контрольные вопросы

1. В чем состоит явление электромагнитной индукции, самоиндукции?
2. Запишите основной закон электромагнитной индукции.
3. Сформулируйте правило Ленца.
4. Напишите формулу полного сопротивления цепи, содержащей катушку индуктивности.
5. Объясните, в какую сторону и почему изменятся показания амперметра, если при неизменном напряжении в катушку внести стальной сердечник?
6. Изобразите векторную диаграмму и с ее помощью определите сдвиг по фазе между током в - цепи и напряжением на ее концах.
7. Сформулируйте закон Ома для цепи переменного тока, содержащей – участки.
8. Что такое индуктивность, и от каких параметров она зависит?

Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высш. шк., 2004.

2. Яворский Б. М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. – М.: Наука, 2006