 |
Обоснование метода. Описание установки. Порядок выполнения работы. Постоянный ток. Переменный ток. Если же к обмотке приложить переменное напряжение, то протекание переменного тока по катушке вызовет появление магнитного потока, который тоже будет перемен
|
|
|
|
Обоснование метода
Включение катушки индуктивности в электрическую цепь позволяет определить ее сопротивление, причем если ток будет постоянным, то, используя закон Ома:
(7)
Сопротивление проволоки, намотанной на катушку, постоянному току называют активным.
Если же к обмотке приложить переменное напряжение, то протекание переменного тока по катушке вызовет появление магнитного потока, который тоже будет переменным. В результате возникает ℰ c, препятствующая изменению основного тока, определяемая выражением (6). Учитывая, что 
, а U = - ℰ c, получим: 
, где величину
(8)
называют индуктивным или реактивным сопротивлением катушки переменному току.
Полное сопротивление катушки, включенной в цепь переменного тока, определяется выражением:
(9)
откуда, с учетом 
( 
Гц), получаем формулу для расчета индуктивности катушки:
(10)
Полное сопротивление катушки в цепи переменного тока, как и в цепи постоянного возможно определить из закона Ома:
(11)
Таким образом, включая поочередно катушку в цепи постоянного и переменного токов, и определяя её активное и полное сопротивления, можно рассчитать индуктивность катушки.
Описание установки
| + |
| mА |
| V |
| _ |
| Рис. 1. Электрическая схема включения катушки |
| L |
| R |
| K |
Схема электрической цепи для определения индуктивности катушки с возможностью включения ее в цепи постоянного и переменного токов представлена на рисунке 1.
|
|
|
Данная схема реализована в виде стенда представленного на рисунке 2.
| Рис. 2. Лабораторный стенд № 8 |
Катушка индуктивности 1 имеет три вывода, один из которых общий, а два других определяют число витков, подключаемых в цепь при помощи переключателя 3. С помощью переключателя 4 катушку можно включать в цепи постоянного или переменного тока, ручка потенциометра 6 позволяет плавно менять величину подаваемого на катушку напряжения, а соответственно, и силу тока в ней. Для измерения силы тока и напряжения используются мультиметры 2 и 5, включенные в соответствующие режимы работы, тумблер 7 служит для выключения питания установки.
Порядок выполнения работы
1. Подготовьте таблицы для записи результатов измерений.
Таблица 1
| 2400 витков | |||||||||
| № п/п |
Постоянный ток |
Переменный ток | L, Гн | Δ L, Гн | ЕL, % | ||||
| U, В | I, мА | R, Ом | U, В | I, мА | Z, Ом | ||||
| ср. | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |||
Таблица 2
| 1200 витков без сердечника | |||||||||
| № п/п |
Постоянный ток |
Переменный ток | L, Гн | Δ L, Гн | ЕL, % | ||||
| U, В | I, мА | R, Ом | U, В | I, мА | Z, Ом | ||||
| ср. | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |||
Таблица 3
| 1200 витков с сердечником | |||||||||
| № п/п |
Постоянный ток |
Переменный ток | L, Гн | Δ L, Гн | ЕL, % | ||||
| U, В | I, мА | R, Ом | U, В | I, мА | Z, Ом | ||||
| ср. | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |||
2. Установите переключатель 7 «пит» в положение «0» − выключено.
3. Установите ручку потенциометра 6 в крайнее положение, вращая её против хода часовой стрелки. Включите вилку питания в сеть.
4. Установите переключатель пределов измерения вольтметра 5 в положение «20V» (DCV) (измерение напряжения в цепи постоянного тока до 20 вольт).
5. Установите переключатель пределов измерения миллиамперметра 2 в положение «200mA» ( 
) (измерение постоянного тока до 200 миллиампер).
|
|
|
6. Переключателем 4 включите питание цепи постоянного тока.
7. Переключателем 3 включите в цепь катушку с числом витков 2400.
8. Установите переключатель 7 «пит» в положение «I» − включено.
9. Произведите измерение напряжения и силы тока в трех положениях ручки потенциометра, занося результаты в таблицу 1. ( Значения напряжения выставлять не менее 2 В ).
10. Повторите измерения по п. 2-10 для катушки с числом витков 1200 сначала без сердечника, а затем со стальным сердечником, занося результаты в таблицы 2 и 3 соответственно.
11. Переключатель 7 «пит» установите в положение «0» − выключено.
12. Установите переключатель пределов измерения вольтметра в положение «200V» (ACV) (измерение напряжения в цепи переменного тока до 200 вольт).
13. Установите переключатель пределов миллиамперметра в положение 200mA (~) (измерение силы переменного тока до 200 миллиампер).
14. Переключателем 4 включите питание цепи переменного тока.
15. Переключателем 3 включите в цепь катушку с числом витков 2400.
16. Установите переключатель 7 «пит» в положение «I» − включено.
17. Произведите измерение напряжения и силы тока в трех положениях ручки потенциометра, занося результаты в таблицу 1. ( Значения напряжения выставлять не менее 2 В ).
18. Повторите измерения по п. 13-18 для катушки с числом витков 1200 сначала без сердечника, а затем со стальным сердечником, занося результаты в таблицу 2 и 3 соответственно.
|
|
|
