Лабораторная работа 2.4
«Изучение резонанса в цепи переменного тока»
Цель работы: 1.Изучить цепь переменного тока;
2. Определить неизвестную индуктивность резонансным методом.
Оборудование:
1. Последовательный колебательный контур;
2. Генератор звуковой частоты;
3. Вольтметр переменного тока;
4. Соединительные провода.
Краткая теория
Что называется активным, реактивным и полным сопротивлением цепи.
Сопротивление, возникающее в связи с тем, что в проводнике происходит преобразование энергии электрического тока в теплоту, называют омическим или активным сопротивлением. Величина активного сопротивления определяется только свойствами проводника.
Кроме активных сопротивлений в цепях переменного тока встречаются реактивные сопротивления Х. Они отличаются от активного сопротивления тем, что не преобразуют электрическую энергию в тепло.
Геометрическая сумма активного и реактивного сопротивлений называется полным сопротивлением или импедансом Z цепи переменного тока:
(1)
Как выглядит закон Ома для цепи переменного тока.
Закон Ома для цепи переменного тока:
(2)
где U, I – действующее напряжение и сила тока, Z – полное сопротивление, определяемое по формуле (1).
Что называется действующим значением напряжения и силы тока.
Действующие (эффективнее) значения напряжения и силы тока определяется по следующим формулам:
, 
(3)
где U0, I0 – амплитудное значение напряжения и силы тока.
Вывести формулу для индуктивного сопротивления.
Индуктивность L в электрической цепи вызывает запаздывание тока. Поэтому сила тока в колебательном контуре будет определяться следующим соотношением:
(4)
где I0 – амплитудное значение силы тока, w - циклическая частота.
Индуктивное напряжение UL равно по модулю и противоположно по знаку ЭДС самоиндукции:
(5)
Между напряжением на катушке с индуктивностью и током возникает разность фаз 
, поэтому 
. Следовательно, индуктивное напряжение будет определяться следующим соотношением:
(6)
Сопоставляя последнее выражение с законом Ома для участка цепи, видим что величина wL играет роль сопротивления. Цепь переменного тока, содержащая катушку индуктивностью L, обладает сопротивлением переменного тока, которое называется индуктивным сопротивлением:
(7)
Вывести формулу для емкостного сопротивления.
Если к конденсатору приложить переменное напряжение, то конденсатор буде периодически перезаряжаться, и в цепи потечет ток. Напряжение на конденсаторе достигнет максимального значения в те моменты, когда ток равен нулю. Напряжение на конденсаторе: 
Ток, текущий через конденсатор: 
Между напряжением Uc и током имеется разность фаз p/2, т.е. ток опережает напряжение на конденсаторе на p/2.
Следовательно последнее выражение имеет вид: 
Отсюда, амплитуда напряжения на конденсаторе 
Сравнение последнего выражения с законом Ома для участка цепи 
показывает, что величина 
играет роль сопротивления.
Таким образом, цепь содержащая емкость С, обладает сопротивлением переменного тока, которое называется емкостным сопротивлением:
