Лабораторная работа №13: «Определение индуктивности катушки в цепи переменного тока»

1. Физика

Лабораторная работа № 13:
«Определение индуктивности
катушки в цепи переменного тока»
Цель работы: определить
индуктивность катушки в цепи
переменного тока опытным путем.

2. теория.

ТЕОРИЯ.
Один из способов определения индуктивности
катушки основан на том, что проволочная катушка,
включённая в цепь переменного тока, кроме
активного
сопротивления
R,
определяемого
материалом,
размерами
и
температурой
проволоки, создаёт дополнительное сопротивление
XL, обусловленное явлением самоиндукции, и
называемое
индуктивным
сопротивлением.
Значение этого индуктивного сопротивления
пропорционально индуктивности L и частоте
колебаний ,
т.е.
,
(1)
L
X 2 L

3. теория.

ТЕОРИЯ.
При этом полное сопротивление катушки Z
переменному току определяется по формуле:
Z
Из этих двух
индуктивность:
L
R X
2
2
L
(2)
уравнений
можно
1
2
2
Z R
2
найти
(3)

4. теория.

ТЕОРИЯ.
Следовательно,
чтобы
определить
индуктивность катушки, необходимо знать
частоту переменного тока, полное и активное
сопротивление.
Активное
сопротивление
определяют омметром. Полное сопротивление
находят, пользуясь законом Ома для цепи
переменного тока:
U
(4).
Z
I
Частота , в данной лабораторной работе,
равна частоте сети переменного тока, т.е.
50 Гц.

5. Приборы и принадлежности:

1. катушка дроссельная
(КД);
2. лабораторный
автотрансформатор
(ЛАТР) ;
3. понижающий
трансформатор;

6. Приборы и принадлежности:

4. ампервольтметр
2 шт;
5. источник
электропитания
(220В);
6. соединительные
провода.
220V

7. Порядок выполнения работы:

4,5 Ом
1.Определить с помощью ампервольтметра активное
сопротивление R дроссельной катушки.

8. Порядок выполнения работы:

0,02А
0,04А
0,05А
1.1.Определить цену деления шкалы амперметра
ампервольтметра.

9. Порядок выполнения работы:

0,2
2 ВВ
0,6
В
1.2.Определить цену деления шкалы вольтметра
ампервольтметра.

10. Порядок выполнения работы:

220 В
ЛАТР
Понижающий
трансформатор
1
2
V
Дросель
ная
катушка
A
2.Собрать электрическую цепь по схеме.

11. Порядок выполнения работы:

2.1. Замкнуть электрическую цепь.

12. Порядок выполнения работы:

2.2. С помощью ЛАТРа установить значение напряжения на катушке
дроссельной КД, равное 10 В и с помощью амперметра определить силу
тока I в цепи.

13. Порядок выполнения работы:

2.3. Установить значение
катушке 20 В, 30 В,
напряжения
на

14. Порядок выполнения работы:

40 В, 50 В и определить соответствующие им токи.

15. Порядок выполнения работы:

2.4. Для каждого измерения рассчитать значения Z
по формуле :
,
U
Z
I
(2.1.)
3.Сделайте
вывод
о
зависимости
полного
сопротивления цепи от напряжения.
3.1.Вычислить среднее значение Z по формуле:
Z1 Z 2 Z 3 Z4 Z5
Zср
5
(3.1.)

16. Порядок выполнения работы:

3.2.Сопоставить измеренное значение R и вычисленное
значение Zср. Если Zср много больше, чем R, то значением R
можно
пренебречь,
и
значение
индуктивности
L
рассчитывается по формуле:
,
L
Z
2
(3.2.)
3.3.Сравнить L, вычисленную в лабораторной работе, с
номинальным значением Lн, нанесённой на катушке ДК.
3.4.Определить погрешность измерения по формуле:
L Lн
100%
Lн
(3.3.)

17. Порядок выполнения работы:

4.Результаты
измерений
занести в таблицу 4.1.
и
вычислений
Таблица 4.1.
U, В
I, A
Z, Ом
Zср, Ом
L,Гн
,%
10
0,29
20
0,54
30
0,91
40
1,11
50
1,32

18. Порядок выполнения работы:

5. Сделать вывод о проделанной работе
(используя памятку для оформления
вывода к лабораторной работе):
Какая конечная цель лабораторной
работы?
Какие прямые и косвенные измерения Вы
проводили?
Какие физические закономерности Вы
обнаружили в процессе работы?

19. Порядок выполнения работы:

8. Ответить на контрольные вопросы:
1. Почему для постоянного тока катушки
имеют меньшее сопротивление, а для
переменного – большее?
2. Почему индуктивное сопротивление
катушки возрастает при внесении в неё
железного сердечника?
3. Почему при размыкании цепи с
индуктивностью
в
месте
разрыва
возникает дуга?
4.
Как
изменится
индуктивное
сопротивление катушки, если увеличится
частота переменного тока?