ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ




 

1. Соберите на наборном поле схему, как показано на рис.5.

2. Не подводя напряжение на миниблок Кольцевые катушки, измерьте с помощью мультиметра сопротивление каждой катушки и запишите результат: R1 = Ом; R2 = Ом.

 

 

 

Рис. 5

3. Вместо реальных амперметров и вольтметров включите виртуальные приборы, изображенные на лицевой панели коннектора. Для этого включите виртуальные приборы двойным щелчком левой кнопки мыши на ярлыке ВП_Физика. В результате откроется блок Приборы 1, в котором содержатся амперметры и вольтметры. Активизируйте нужные виртуальные приборы (А1, V0, V1), щелкнув в соответствующих окнах на кнопках Откл.

4. Щелкнув в окне Действующее, выберите из открывшегося списка «Амплитудное» значение измеряемой величины.

5. Выберите пределы измерения амперметров и вольтметров, нажав соответствующие кнопки на коннекторе.

6. Подайте синусоидальное напряжение частотой f = 2 … 2,5 кГц на первую катушку от генератора напряжений специальной формы, и рассчитайте значение циклической частоты ω = 2π f = с-1.

7. Меняя амплитуду напряжения, установите ток в катушке величиной I1 = 150 … 200 мА.

8. На миниблоке с помощью шкалы измените расстояние х между катушками от минимального значения 5 мм до 20 … 25 мм с шагом 2 … 2,5 мм и измерьте с помощью вольтметра V1 значения э.д.с. взаимной индукции Е21, индуктируемой во второй катушке, для каждого значения х. Частоту и силу тока поддерживайте неизменными. Результаты измерений занесите в таблицу 1.

 

Таблица 1

 

х, мм   7,5   12,5   17.5   22,5  
Е21, В                  
М21, мГн                  

 

9. Установите подвижную катушку в заданное преподавателем положение и запишите в таблицу 2 показания приборов: U1 и I1 – напряжение и ток в первой катушке, Е21 – э.д.с. взаимной индукции, индуктируемой во второй катушке.

 

Таблица 2

 

U1, В I1, мА Е21, В Z1, Ом XL1, Ом L1, Гн M21, мГн
             

 

10. Поменяйте местами катушки, т.е. подайте напряжение на вторую катушку, как показано на рис. 6, и повторите опыт (пункт 9). Результаты измерений запишите в таблицу 3.

 

 

Рис. 6

 

Таблица 3

 

U2, В I2, мА Е12, В Z2, Ом XL2, Ом L2, Гн M12, мГн
             

 

11. Соедините две катушки последовательно (рис. 7) и занесите показания амперметра А1 и вольтметра V0 в строку «Последовательное согласное соединение» таблицы 4.

12. Поменяйте местами зажимы одной из катушек (рис. 8) и занесите показания этих же приборов в строку «Последовательное встречное соединение» таблицы 4.

 

 

Рис. 7 Рис. 8

 

Таблица 4

 

Схема опыта U, В I, мА Z, Ом XL, Ом L, Гн
Последовательное согласное соединение (')          
Последовательное встречное соединение ('')          

 

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

 

1. По результатам измерений, приведенным в таблице 1, рассчитайте взаимную индуктивность по формуле

 

(14)

 

и постройте график зависимости

2. По результатам измерений, приведенным в таблицах 2 и 3, рассчитайте значения параметров первой и второй катушек и занесите результаты расчетов в эти таблицы:

· полное сопротивление из закона Ома для участка цепи

 

Z = U / I; (15)

 

· индуктивное сопротивление из формулы (13)

 

; (16)

 

· индуктивность из формулы (10)

 

; (17)

 

· взаимную индуктивность по формуле (14).

3. По результатам измерений, приведенным в таблице 4, используя формулы (15) – (17), рассчитайте значения эквивалентных параметров катушек: Z, XL и L для двух случаев последовательного соединения. При расчете учитывайте, что R = R1 + R2. Занесите результаты расчетов в эту таблицу. Объясните, почему эквивалентные индуктивности в этих двух случаях отличаются.

4. По данным двух последних опытов рассчитайте взаимную индуктивность M = (L' - L'')/4 и сравните ее с найденными ранее значениями.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

 

Отчет включает следующее:

1. Схему лабораторной установки с пояснениями и характеристиками приборов.

2. Расчетные формулы, использованные в работе.

3. Таблицы с экспериментальными и расчетными данными.

4. График зависимости взаимной индуктивности двух кольцевых катушек от расстояния между ними ;

5.Выводы по работе. Сравнительную оценку полученных результатов.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫи задания

 

1. Сформулируйте закон электромагнитной индукции. Запишите его математическое выражение.

2. Почему при изменении силы тока в катушке в ней возникает э.д.с. самоиндукции?

3. От чего зависит взаимная индуктивность катушек?

4. Объясните, почему возникает ток в одной катушке при изменении силы тока в другой катушке или при изменении их взаимного расположения?

5. Как следует расположить две круглые плоские катушки, чтобы их взаимная индуктивность была а) максимальна; б) минимальна (не разнося их на большое расстояние)?

6. Чему равно индуктивное сопротивление катушки?

7. Почему индуктивное сопротивление катушки называют реактивным сопротивлением?

8. Как полное сопротивление колебательного контура переменному току зависит от частоты тока и параметров контура L и R?

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Академия, 2003. – 720 с.

2. Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов [Текст]: учеб. пособие / Т.И. трофимова. – М.: Академия, 2007. – 560 с.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: