Изучение явления взаимной индукции
Студенты
Группа
Преподаватель
Дата
Челябинск
Цель работы: познакомиться с явлением взаимной индукции, определить взаимную индуктивность двух катушек в зависимости от расстояния между ними.
Оборудование: плата с двумя катушками, генератор, осциллограф.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Электромагнитная индукция – это явление возникновения……
По закону Фарадея электродвижущая сила индукции равна
Е =………..
Здесь Ф– магнитный поток сквозь поверхность контура. В однородном магнитном поле потокравен: Ф=
Если в магнитном поле находится катушка с некоторым числом витков, то витки можно представить как последовательно соединенные контуры. Тогда ЭДС электромагнитной индукции определится по формуле:
Е=…………………, гдеΨ= ……………………,
называется ………
Явление взаимной индукции – это частный случай явления электромагнитной индукции, при котором …………
ЭДС взаимной индукции равна: Е=
Экспериментальное
измерение
коэффициента взаимной индуктивности
двух катушек можно произвести по величине
ЭДС взаимной индукции. Первичная катушка
подключена к генератору пилообразного
напряжения. Поэтому
.
Подставив скорость изменения силы тока
в закон взаимной индукции получим, что
ЭДС во второй катушке будет постоянна Е=
…………………., а импульсы напряжения
прямоугольной формы. Откуда коэффициент
взаимной индукции можно рассчитать по
формуле: М
=
ЭДС Е=КЕZ
и силу тока
определяют с помощью осциллографа.
Выполнение работы
|
x , см |
Z, дел |
М, Гн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота генератора n, Гц |
|
|
Сопротивление резистора R, Ом |
|
|
Коэффициент усиления КJ , мВ/дел. |
|
|
Высота треугольного пика Y, дел. |
|
|
Коэффициент усиления КЕ, мВ/дел. |
|
|
Постоянная установки С, Гн/дел. |
|
Расчет параметра установки
=
Пример расчета взаимной индуктивности M = CZ =
М, мГн
-
График зависимости взаимной индуктивности катушек от расстояния
х, см
Выводы ………………
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ЧИПС, филиал УрГУПС
Кафедра ЕНД
Работа 24 а
ИЗУЧЕНИЕ ЗАТУХАЮЩИХ И ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ
Студенты
Группа
Преподаватель
Дата
Челябинск
Цель работы: изучить процесс электрических колебаний в колебательном контуре, определить параметры затухания и зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты.
Оборудование: плата с колебательным контуром, генератор, осциллограф.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Собственные электрические колебания силы тока, напряжения, заряда возможны в электрической цепи, называемой колебательным контуром. Колебательный контур состоит из……
Затухающие колебания. В реальном контуре колебания будут затухающими. Уравнение для затухающих колебаний силы тока в контуре можно получить, решив уравнение закона Ома:
Решением этого уравнения является функция зависимости заряда конденсатора от времени ………………………. Амплитуда колебаний уменьшается со временем по закону……………
Степень
затухания колебаний характеризуется
параметрами: коэффициентом затухания,
временем релаксации и логарифмическим
декрементом, между которыми имеется
связь:
Экспериментальное измерение ном контуре можно произвести по осциллограмме затухающих колебаний. Для этого контур подключается к генератору прямоугольных импульсов и осциллографу.
Вынужденные колебания. Чтобы электрические колебания были незатухающими, в колебательный контур следует включить источник переменного напряжения. При этом в уравнение закона Ома следует добавить ЭДС источника:
Решение уравнения закона Ома для амплитуды силы тока имеет вид:
При некоторой частоте ωрез= ……. возникает явление резонанса, при котором сила тока возрастает до величины Jрез=
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Изучение затухающих колебаний .
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
А, мм |
|
|
|
|
|
|
ln A |
|
|
|
|
|
|
Индуктивность L, мГн |
0,896 |
|
Сопротивление R, Ом |
100 |
|
Емкость С, нФ |
|
|
Частота νген, кГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость
логарифма амплитуды от числа колебаний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln A
0 1 2
3 4 5
n
Расчет логарифмического
декремента
=………
Расчет коэффициента
затухания
=
Изучение вынужденных колебаний
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость
амплитуды вынужденных колебаний от
частоты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
νген
кГц |
|
|
|
Частота nген, кГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Амплитуда А, дел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А, мм
Расчет
коэффициента затухания
=
Выводы
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ЧИПС, филиал УрГУПС
Кафедра ЕНД
Работа 24 б