Цель работы: ознакомиться с явлением самоиндукции, изучить один из методов определения индуктивности катушки.
Оборудование: исследуемая катушка, ферромагнитный сердечник, вольтметр, амперметр, реостат, трансформатор, мост переменного тока Р- 577, мост постоянного тока P-333.
Введение
В трёхтомном труде Майкла Фарадея (1791 – 1867) "Экспериментальные исследования по электричеству" содержится глава об индуктивном влиянии электрического тока на самого себя и об индуктивном действии электрических токов вообще. В этой главе Фарадей описал явление самоиндукции, которое заключается в том, что если впроводящем контуре изменяется сила тока, то в нём возникает ЭДС самоиндукции 
, пропорциональная скорости изменения тока:
.
Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью проводящего контура.
Явление электромагнитной индукции было независимо открыто также американским физиком Джозефом Генри (1797 – 1878). Современная физика увековечила научный вклад Генри, присвоив единице индуктивности L название "генри" (Гн). 1Гн=1(В×с)/А.
Индуктивность проводящего контура зависит от его формы и размеров, а также от магнитной проницаемости µ окружающей среды.
В качестве проводящего контура, индуктивность которого будем определять, используем катушку (соленоид). Соленоиды широко используются в технических устройствах и в лабораторной практике, так как с их помощью легко создавать однородное магнитное поле известной напряжённости 
или магнитной индукции 
. Эти характеристики поля связаны соотношением 
. Катушки индуктивности также применяются для накопления энергии.
Индуктивность L длинного соленоида вычисляется по формуле
|
|
,
где µ – магнитная проницаемость вещества внутри соленоида; 
– магнитная постоянная; N – число витков соленоида; l – его длина; S – площадь поперечного сечения; 
– число витков на единицу длины; V – объём соленоида.
Для экспериментального определения индуктивности катушки пользуются законом Ома для переменного тока 
, где 
и 
– эффективные значения силы тока и напряжения на участке цепи, показываемые приборами, предназначенными для переменного тока; 
– общее сопротивление участка цепи переменному току.
Общее сопротивление участка цепи с последовательным соединением 
, 
и 
по переменному току
,
где ω – циклическая частота переменного тока; – электроёмкость; – индуктивность; – омическое (активное) сопротивление участка цепи. Если в исследуемой электрической цепи содержатся , и нет электроемкости , то общее сопротивление такой цепи вычисляется по формуле
.
Из данной формулы индуктивность катушки
,
где 
; 
Гц.
Описание установки
Экспериментальная установка собирается по схеме (рис. 1). Реостат подключается к источнику тока по схеме потенциометра, чем обеспечивается регулирование напряжения на исследуемой катушке индуктивности . При подключении индуктивности кисточнику постоянного тока, а это необходимо для определения активного сопротивления катушки, в измерительной части схемы используется вольтметр с малым предельным значением измеряемого напряжения. Мост постоянного тока Р-333 предназначен для прямого измерения сопротивления катушки , амост переменного тока Р-577 – для прямого измерения сопротивления катушки или её индуктивности (без сердечника). Общий вид установки показан на рис. 2.
|
|