 |
Следует помнить, что формула (9) справедлива в системе СИ.
|
|
|
|
Порядок выполнения работы
1. Подвесить магнит и, измерив время t n полных колебаний, найти период колебаний по формуле
2. Снять магнит и расположить его на скамье на расстоянии r от буссоли согласно рис 3. Отсчитать угол 
.
3. Определить массу m, длину 
и ширину магнита.
4. Все опытные данные занести в таблицу.
5. Рассчитать по формуле (9) горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли.
Таблица
| № | m | 
| 
| r | n | t | T | 
| 
|
Контрольные вопросы
1. Что называют горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли?
2. Что называется плоскостью магнитного меридиана, углом наклонения, углом склонения?
3. Вывести расчетную формулу для определения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.
Литература
1. Курс общей физики А.С. Шубин
2. Курс физики Р.И. Грабовский
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.9
ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА САМОИНДУКЦИИ (ИНДУКТИВНОСТИ), ЕМКОСТИ И ПРОВЕРКА
ЗАКОНА ОМА ДЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Цель работы: изучить закон Ома для переменного тока.
Приборы и принадлежности: школьный трансформатор, реостат (1500 Ом; 0,4 А), миллиамперметр (500 мА), вольтметр (300 В), батарея конденсаторов, авометр, соединительные провода.
Теоретическое введение
Если к концам проводника с сопротивлением 
приложено переменное напряжение, величина которого в каждый момент времени определяется уравнением:
, (1)
где 
- амплитуда, а 
- круговая частота, то в нем возникает переменный электрический ток, сила которого в тот же момент определяется по закону Ома:
, где 
. (2)
Если же помимо сопротивления в цепи имеется индуктивность, характеризуемая коэффициентом самоиндукции L, то под действием той же электродвижущей силы возникает ток
|
|
|
, (3)
, (4)
где 
- сдвиг фаз между током и напряжением, определяемый из формулы
. (5)
Из сопоставления уравнений (1) и (3) следует, что в этом случае ток отстает по фазе от напряжения. Величина 
носит название сопротивления, так как играет в формуле (4) ту же роль, что и обыкновенное (омическое) сопротивление в формуле закона Ома. Величина же 
называется индуктивным сопротивлением.
Если вместо индуктивности в цепь переменного тока включена емкость С, то сила тока выражается формулой 
, (6)
где 
; 
. (7)
В данном случае сила тока опережает по фазе напряжение.
Сопротивление цепи равно:
,
причем величина 
называется емкостным сопротивлением.
Наконец, в случае, когда в цепь включены последовательно омическое сопротивление , индуктивность L и электроемкость С, сила тока в цепи выражается формулой
, (8)
где 
; 
.
Полным сопротивлением при этом является 
.
В формулы (2), (4), (6), (8) входят 
и - максимальные значения токов и напряжений. Но приборы измеряют эффективные значения этих величин, причем:
и 
.
Тогда: 1.Если в цепи помимо активного (омического) сопротивления есть индуктивность L, то
. (9)
2. Если в цепи помимо активного сопротивления есть емкость С, то
. (10)
3. Если в цепи помимо активного сопротивления есть емкость С и индуктивность L, соединенные последовательно, то
, (11)
(12)
Порядок выполнения работы
Определение коэффициента самоиндукции
1. При помощи омметра определить омическое сопротивление катушки.
2. Собрать цепь (рис 1) из источника переменной эдс, катушки индуктивности, реостата, амперметра, вольтметра и ключа.
3. Замкнуть рубильник К. Установить ползунок реостата на максимальное сопротивление.
4. Изменяя положение движка реостата, произвести измерение значений 
и 
три раза (при разных положениях ползунка реостата).
|
|
|
5. Определить индуктивность катушки по формуле 
, где 
, а 
= 314 
, так как 
= 50 Гц.
6. Найти среднее значение 
индуктивности.
L K
R
220 В
~
Рис 1
|
|
|
