Порядок выполнения работы

Задание 1.Исследование зависимости полного сопротивления Z от частоты.

Выполнение измерений

1. С помощью мультиметра измерьте сопротивление R_L катушки и запишите его в табл. 7.1.

2. Соберите электрическую цепь по монтажной схеме, приведенной на рис. 7.3, подключив катушку L без сердечника.

3. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.

Таблица 7.1

4. Регулятором частоты установите максимальное значение частоты 4 кГц. С помощью кнопок установки уровня выхода установите значение тока в цепи в пределах от 2 до 7 мА. При этом фиксированном значении тока, изменяя частоту тока ν в соответствии с заданием, измеряйте и записывайте в таблицу 7.1 для каждого значения ν напряжение U на катушке.

Внимание. По мере изменения частоты следует поддерживать заданный ток I, регулируя его величину кнопками установки уровня выхода.

5. Выключите блок генераторов напряжения. Установите в катушку сердечник. Включите блок генераторов напряжения. Проведите измерения, описанные в п. 4. Ток I подбирайте (см. п. 4) при частоте 160 Гц. Результаты измерений запишите в табл. 7.1.

6. Выключите блок генераторов напряжения.

Обработка результатов измерений

1. Вычислите для катушки индуктивности без сердечника и с сердечником полное сопротивление переменному току Z по формуле (4)

и индуктивность по формуле (6)

Результаты расчетов запишите в табл. 7.1.

Сравнивая R_L и Z, убедитесь в справедливости приближения R_L << Z для рабочих формул (5)–(7). Выполните это для обеих катушек.

2. Постройте графики зависимостей Z = f (ω)для обеих катушек.

3. В выводах по работе:

а) сравните зависимости полного сопротивления Z от частоты двух соленоидов: с ферромагнитным сердечником и без него;

б) отметьте особенности зависимости индуктивности от частоты для двух соленоидов.

Задание 2.Исследование зависимости индуктивности соленоида от тока.

Выполнение измерений

1. Для исследования катушки без сердечника используется та же электрическая цепь, что и в задании 1. Для исследования катушки с сердечником используется электрическая цепь без дополнительного резистора.

2. Подключите катушку L без сердечника. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров. Регулятором установки частоты установите частоту тока 1 ÷ 3 кГц.

3. Изменяя силу тока I кнопками установки уровня выхода (от 1 мА до 20 мА с шагом ~1 мА), запишите в табл. 2 для каждого тока напряжение U на катушке.

4. Выключите блок генераторов напряжения. Установите ферромагнитный сердечник в катушку L. Соберите монтажную схему (рис. 7.3). Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения. Регулятором установки частоты «0,2 ÷ 20 кГц» установите частоту 50 ÷ 70 Гц. Проведите измерения (см. п. 3). Результаты занесите в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Обработка результатов измерений

1. Вычислите значения Z и L по формулам (4) и (6) для обеих катушек.

Результаты расчетов запишите в табл. 7.2.

2. Постройте графики зависимости L = f (I). Сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1. Запишите закон изменения тока в цепи при вынужденных колебаниях.

2. Чем определяются частота и амплитуда вынужденных колебаний?

3. Какая ЭДС вызывает вынужденные колебания?

4. Какие ЭДС действуют в колебательном контуре при вынужденных колебаниях? Запишите выражение для ЭДС самоиндукции.

5. Что характеризует и от каких величин зависит индуктивность цепи?

6. От каких параметров зависит полное сопротивление контура переменному току?

7. Чем объясняется зависимость индуктивности соленоида с ферромагнитным сердечником от частоты тока?

8. На чем основано измерение полного сопротивления цепи Z в данной работе?

9. Какой характер имеет зависимость U(ω),полученная при фиксированном значении тока I в случае использования соленоида без сердечника?

10. Какой прибор используется в работе в качестве источника переменного тока?

11. С какой целью в работе определяют активное (R) и полное (Z) сопротивление катушки индуктивности?

12. Каким образом определяют в данной работе индуктивность катушки с сердечником и без него? Запишите рабочие формулы.

Работа № 8

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: