 |
|
Бібліографічний список
1. Кучерук І. М., Горбачук І. Т., Луцик П. Р. Загальний курс фізики.-К.: Техніка, 2001.-Т.2.-С. 374-376.
2. Трофимова Т. И. Курс физики. - М.: Высш. шк., 1985.-С. 219-224.
3. Савельев И. В. Курс общей курс физики. - М.: Наука, 1973. Т.2.-С. 338-357.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 60
ПЕРЕВІРКА ЗАКОНУ ОМА ДЛЯ ЗМІННОГО СТРУМУ
Мета роботи: вивчення кола змінного струму та перевірка закону Ома.
Прилади та матеріали: 1) котушка індуктивності; 2) магазин конденсаторів; 3) амперметр; 4) вольтметр; 5) автотрансформатор; 6) набір провідників.
Загальні відомості
У даній роботі закон Ома для змінного струму перевіряється в колі, яке складається із послідовно з’єднаних котушки індуктивності з активним опором 
і конденсатора, які під’єднані до джерела струму з змінною е. р. с. 
(рис. 8).
 |
Рис. 8.
Згідно із законом Кірхгофа маємо:
, (4.1)
де 
- струм у колі; 
- напруга на обкладках конденсатора; 
- заряд; 
- е. р. с. самоіндукції в котушці індуктивності; - активний опір.
Тоді рівняння (4.1) запишеться:
. (4.2)
Продиференціювавши це рівняння і врахувавши, що 
, одержимо:
. (4.3)
Диференціальне рівняння (4.3) буде мати розв’язок:
, (4.4)
тобто в колі протікає змінний струм, який буде зсунутий за фазою на 
відносно е. р. с.
Підставивши розв’язок рівняння (4.4) у рівняння (4.3), одержимо:
,
або
, (4.5)
де 
- напруга на котушці індуктивності; 
- напруга на активному опорі; 
- напруга на конденсаторі.
Векторна діаграма амплітудних значень напруг представлена на рис. 9, де за опорну вісь вибрано напрям струму.
Рис. 9.
За теоремою Піфагора маємо:
.
Звідки
, (4.6)
де - активний опір кола; 
- індуктивний опір; 
- ємнісний опір.
Перевірка рівняння (4.6) ((4.6) – це закон Ома для змінного струму) проводиться за схемою (рис. 10).
Рис. 10.
Напруга на вході кола регулюється автотрансформатором. Оскільки всі прилади вимірюють не амплітудні, а ефективні значення і 
, які зв’язані з амплітудними такими співвідношеннями:
, 
.
Тоді закон Ома для змінного струму перепишеться у вигляді:
, (4.7)
де - ефективне значення струму в колі, - ефективне значення напруги на вході кола, яка може змінюватись автотрансформатором. З рівняння (4.7) слідує, що:
, (4.8)
де
(4.9)
повний опір кола.
Хід роботи
1. Скласти електричне коло за схемою (рис. 10).
2. Визначити ціну поділок амперметра і вольтметра.
3. Для різних значень ємності 
і індуктивності виміряти ефективну напругу і струм.
4. Провести перевірку закону Ома за формулами (4.8) і (4.9). Результати вимірювання занести у табл. 4.
Таблиця 4.
| № п/п | , А
| , В
| , Ф
|  , Ом
| , Ом
|
| . . . |
5. Провести статистичну обробку результатів вимірювання.
Контрольні питання
1. Вивести закон Ома для змінного струму.
2. Що таке ефективне значення струму і напруги? (Дивись лабораторну роботу № 59).
3. Що називається активним і реактивним опорами?