Главная | Обратная связь

П о р я д о к р а б о т ы

1. Собрать схему 2.

секундомер

 

 

Схема 2.

 

 

В нее входит конденсатор с, большое сопротивление R, которое определяет величину начального зарядного тока, микроамперметр, ключ К и источник e. При работе с электрическими конденсаторами в несколько десятков или сотен микрофарад можно применять стрелочные приборы типа М-24 на 50-100 мкА, при очень больших применяется зеркальный гальванометр.

2. Записать максимальное отклонение стрелки гальванометра nо в делениях. Оно пропорционально току заряда конденсатора Iо, величина которого определяется только э.д.с. источника тока и зарядным сопротивлением R.

3. Нажать кнопку ключа и не отпускать, одновременно с этим включается секундомер и в процессе разряда конденсатора записать значения амперметра спустя 3с, 6с, 9с, 12с и т.д.

4. Опыт повторить 3 раза.

Показания записать в таблицу:

Таблица

t
I
I
I

5. По полученным данным построить график, выражающий

зависимость: I= f (t)

6. Определить по графику величину постоянной времени цепи соответствующую моменту времени, при котором I = 0,37Iо пользуясь методом, приведенным на рис. 1 .

7.Сравнить найденную величину с вычисленной по формуле:

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1. Что такое электроемкость и единицы ее измерения?

2. Что представляет собой простейший конденсатор? Записать емкость

плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов

3. Емкость конденсатора с многослойным диэлектриком.

4. Каков физический смысл постоянной времени цепи?

5. Получить закон изменения тока при разряде конденсатора.

Лабораторная работа № 39

ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

 

Цель работы: изучение законов переменного тока, определение индуктивности, емкости и полного сопротивления цепи

Приборы: амперметр, вольтметр, реостат, катушка индуктивности, конденсатор, соединительные провода.

 

Теория метода

Основными параметрами электрической цепи являются напряжение U, сила тока I и сопротивление R. Эти параметры связаны по закону Ома

Если на сопротивлении R выделяется мощность, то оно называется активным. В цепях переменного тока имеются реактивные сопротивления, т.е. безваттные, не поглощающие энергию. Это катушка индуктивности L и конденсатор емкостью c.

Если на активное сопротивление подать переменное напряжение, изменяющееся по закону синуса U=U₀ sinωt, то и сила тока также будет изменяться по закону синуса:

,

где U₀ и I₀ – амплитудные значения напряжения и силы тока.

Напряжение и ток совпадают по фазе (диаграмма 1)

диаграмма 1

Если цепь содержит катушку индуктивности, то при прохождении переменного тока в ней возникает ЭДС самоиндукции

пропорциональная изменению силы тока в единицу времени, где коэффициентом пропорциональности является индуктивность L.

ЭДС самоиндукции уравновешивается с напряжением на катушке

Обозначив ωLI₀=U₀, где U₀ – амплитудное значение напряжения, т.е. напряжение на катушке опережает ток на (диаграмма 2)

Амплитудное значение силы тока равно

где ωL представляет индуктивное сопротивление R_L.

Если цепь содержит конденсатор емкостью с, то напряжение на нем будет равно и сила тока равна изменению заряда в единицу времени

Заряд пропорционален напряжению, тогда сила тока будет равна

Обозначим , получим .

Следовательно, напряжение на конденсаторе отстает по фазе от тока на (диаграмма 3).

диаграмма 3 диаграмма 4

 

Амплитудное значение тока можно представить как ,

где знаменатель выражает емкостное сопротивление R_c.

Если цепь содержит активное сопротивление R, то общее напряжение будет равно векторной сумме напряжений U_R, U_L, U_c (диаграмма 4).

Полное сопротивление цепи или

 

Введя индуктивное и емкостное сопротивление, получим:

Ток и напряжение сдвинуты по фазе на угол φ.

Из диаграммы 4 определим тангенс угла φ