Работа 7

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ В КОНТУРЕ, СОДЕРЖАЩЕМ ИНДУКТИВНОСТЬ

Цель: исследование зависимости электрического сопротивления и индуктивности контура от частоты переменного тока.

Оборудование: миниблоки «Катушка со съемным сердечником», «Сопротивление» - 470 Ом, генератор сигналов специальной формы, мультиметры.

Контрольные вопросы

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

2. От чего зависит сдвиг фаз между током и напряжением при вынужденных колебаниях?

3. Чем определяется частота и амплитуда вынужденных колебаний?

4. В чем заключается явление самоиндукции?

5. Запишите выражение для ЭДС самоиндукции.

6. Что характеризует индуктивность цепи?

7. От чего зависит индуктивность катушки?

8. С какой целью в данной работе определяется активное сопротивление катушки?

Описание установки

Электрическая схема установки приведена на рисунке.

Катушка, имеющая индуктивность и активное сопротивлениеи миллиамперметр соединенные последовательно, подключают к генератору сигналов синусоидальной формы. Напряжение на катушке измеряют вольт-метром с большим входным сопротивлением.

Выполнение работы

Задание 1. Исследование зависимости полного сопротивления катушки без сердечника от частоты и силы тока.

1. С помощью мультиметра определите активное сопротивление катушки .

2. Соберите электрическую цепь по схеме рисунка 2. В данном задании используется катушка без сердечника.

3. Включите питание блока генераторов и мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка». Кнопками установки частоты (0,2 – 20 кГц) установите максимальное значение частоты 4 кГц. С помощью кнопок установки уровня выхода установите значение тока в цепи в пределах 3 – 5 мА. При этом фиксированном значении силы тока, изменяя частоту в соответствии с таблицей 1, запишите напряжение на катушке для каждого значения частоты. На вольтметре необходимо установить предел 2 В.Внимание! При изменении частоты следует поддерживать заданный ток , регулируя его величину кнопками установки уровня выхода.

Таблица 1.

Активное сопротивление катушки = Ом
Ток в катушке = мА				Частота тока кГц
Без сердечника				Без сердечника
, кГц	, В	, Ом	, мГн	, мА	, В	, Ом	, мГн
4				0
3,5				2
3				4
2,5				6
2				8
1,5				10
1				12
0,5				14
0,25				16
				18
				20

4. Установите частоту переменного тока в пределах 1 – 3 кГц.

5. Изменяя силу тока в катушке от 0 до 20 мА с шагом 2 мА запишите значение напряжения на катушке при каждом значении тока. Вольтметр необходимо установить на предел 2 В. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Задание 2. Исследование зависимости полного сопротивления катушки с ферромагнитным сердечником от частоты и силы тока.

1. Соберите электрическую цепь по схеме рисунка 2. В данном задании используется катушка с ферромагнитным сердечником.

4. Включите питание блока генераторов и мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка». Кнопками установки частоты (0,2 – 20 кГц) установите максимальное значение частоты 160 Гц. С помощью кнопок установки уровня выхода установите значение тока в цепи в пределах 3 – 5 мА. При этом фиксированном значении силы тока, изменяя частоту в соответствии с таблицей 3, запишите напряжение на катушке для каждого значения частоты. На вольтметре необходимо установить предел 20 В.Внимание! При изменении частоты следует поддерживать заданный ток , регулируя его величину кнопками установки уровня выхода.

Таблица 2.

Ток в катушке мА				Частота тока = кГц
С ферромагнитным сердечником				С ферромагнитным сердечником
, Гц	, мВ	, Ом	, Гн	, мА	, мВ	, Ом	, Гн
160				0
140				2
120				4
100				6
90				8
80				10
60				12
50				14
				16
				18
				20