5.2.1 Принцип работы

Принцип работы основан на получении э.д.с. взаимоиндукции в одной из катушек при подаче переменного напряжения на другую катушку. Подключив к выходным гнездам осциллографа, можно замерить амплитудное значение э.д.с. взаимоиндукции и наблюдать форму сигнала. Перемещая одну катушку относительно другой, можно определить зависимость величины э.л.с. взаимоиндукции от взаимного распроложения катушек. Переключатели , расположенные на передней панели, служат для подключения катушек к входным и выходным гнездам. Переключатель S1 в положении PQ – катушка L1 подключается через активное сопротивление R1=10 кОм к входным гнездам Х1, Х2; в это время переключатель S2 должен находится в положении РО - катушка S2 подключена к выходным гнездам Х3, Х4. . Переключатель S1 в положении PО – катушка L1 подключается через активное сопротивление R1=10 кОм к входным гнездам Х3, Х4; в это время переключатель S2 должен находится в положении РQ - катушка S2 подключена к выходным гнездам Х1, Х2.

Рисунок 6 Электрическая схема блока ФПЭ-05

Рисунок 7 Схема включения элементов электрической цепи

5.3 Порядок выполнения эксперимента и измерения

1. Перед выполнением лабораторной работы «Изучение коэффициента взаимоиндукции» необходимо находящиеся на передней панели переключатели S1 и S2 установить в нейтральное положение. Затем при помощи кабелей входящих в комплект модулей, подключить генератор к входным гнездам X1, X2 (PQ), а осциллограф к выходным гнездам X3, X4(PO).

Рисунок 8 Принципиальная схема установки

2. Ознакомившись с описанием установки и методом измерения, проверить соединение приборов в соответствии со схемой, изображенной на рисунке Генератор звуковой частоты Г и соединенный с ним последовательно резистор R с помощью переключателей S1 и S2 подключаются либо к катушке 1, либо к катушке 2. Эти же переключатели соединяют катушки с осциллографом. Поочередное подключение катушек к генератору и осциллографу осуществляется в соответствии с указанными на установке положениями переключателей PQ и РО. Катушка 1 состоит из N1 витков проволоки, намотанной в один слой на керамический каркас. Катушка 2 имеет N2 витков проволоки, навитой на каркас из оргстекла. Размеры катушки 1, а также число витков катушек указаны на установке.

3 Включить в сеть звуковой генератор и осциллограф и дать приборам прогреться в течение нескольких минут.

4. Наблюдать на экране осциллографа изменение амплитуды колебаний ЭДС индукции, возникающей в одной из катушек при изменении частоты напряжения на другой, а также при изменении взаимного расположения катушек. Затем провести количественные измерения.

Задание 1. Измерение коэффициентов взаимной индукции и исследование их зависимости от взаимного расположения катушек.

1. Задать напряжение U_эфф.=3 В и частоту ƒ=20 кГц (с помощью вольтметра или осциллографа измерить параметры входного сигнала).

2. Подать напряжение на катушку 1 (с помощью переключателя S1), а ЭДС катушки 2 подать на осциллограф (с помощью переключателя S2).

3. Установить подвижную катушку 1 в крайнее положение (шток в положении). Перемещая ее в противоположное крайнее положение через каждые 10 мм, записывать значение ЭДС взаимной индукции в цепи катушки 2.

4. По формуле (11) рассчитать значение M₂₁. Полученные данные занести в таблицу 1.

5. Поменяв местами катушки L₁ и L₂ (с помощью переключателей S1 и S2) повторить измерения по пп.3,4 и рассчитать M₁₂ по формуле (12).

6. Построить графики зависимости M₂₁=ƒ(Ζ) и M₁₂=ƒ(Ζ), где Ζ- расстояние между центрами катушек 1 и 2.

Таблица 1 Изменение коэффициентов взаимной индукции с