Книга: Электричество и магнетизм

,

где                                                                                                                                             (10)

                                          (11)

Величина                                                                     (12)

является полным сопротивлением цепи. Выражение (10) носит наз­вание закона Ома для цепи переменного тока.

Во всех вышеприведённых формулах I0 и U0 - амплитудные значения тока и напряжения. Приборы, используемые в цепях пере­менного тока, обычно измеряют действующие или эффективные значе­ния тока и напряжения, которые связаны с их амплитудными зна­чениями соотношениями:   

.

Очевидно, что все вышеприведённые формулы оказываются справед­ливыми и для эффективных значений тока и напряжения.

Экспериментальная часть

Измерение индуктивности катушки          

Так как всякая реальная катушка в цепи переменного тока об­ладает активным сопротивлением R и индуктивным сопротивлением XL, то полное сопротивление катушки определяется формулой  (6) , откуда

,                                                       (13)

где  ω=2πν  (для переменного тока в сети ν = 50 Гц).

1.  Измерить активное сопротивление катушки R с помощью ом­метра или моста постоянного тока.

2.  Для измерения полного сопротивления Z катушки собрать цепь по схеме (рис. I), подключив её к выходным клеммам переменного напряжения источника тока В-24.

Ползунок реостата установить на мак­симум сопротивления, включить источ­ник тока, подавая 10-15 В. Измерить три  значения тока I и напряжения U при различных положениях движка реостата. По фор­муле  Z=U/I определить три соответствующих значения Z и найти сред­нее значение <Z> .

3.  По формуле (13) вычислить  индуктивность L  катушки, под­ставляя в неё значения R  и <Z>.

4.  Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

Измерение ёмкости конденсатора

1.  Собрать цепь по схеме   (рис. 2).

2.  Установить реостат на максимум сопротивления, подать пере­менное напряжение порядка 15 В. Из­меняя сопротивление реостата, изме­рить  силу  тока I и напряжение U для трёх различных положений движка реостата. По формуле ХC = U/I определить  ёмкостное сопротивление три раза и найти  среднее  значение <Хс>. Затем по формуле  C=1/ωXc вычис­лить ёмкость конденсатора.

3.  Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

Проверка закона Ома для цепи переменного тока

1.  Приборы соединить по схеме (рис.3), подать переменное нап­ряжение порядка 15 В.

2.  Измерить три значения тока I и напряжения U при разных положениях движка реостата и вычислить для каждого случая сопротивление Zизм = U/I, найти среднее значение <Zизм>.

3.  Вычислить по формуле (12) значение Zвыч , подставляя полу­ченные ранее значения R , L и С.

4.  Сравнить результаты и вычислить относительную погрешность   

.

5.  Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

Контрольные вопросы

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29