Тема. Вимірювання індуктивності котушки
Мета: експериментально визначити індуктивність котушки; переконатися на досліді, що індуктивність котушки суттєво залежіть від наявності осердя.
Обладнання: регульоване низьковольтне джерело змінної напруги, вольтметр і міліамперметр змінного струму, мультиметр, котушка з осердям, ключ, з'єднувальні проводи.
Експеримент
Результати вимірювань і обчислень відразу заносьте до таблиці.
- Перемкніть тумблер мультиметра на вимірювання опору і виміряйте активний опір котушки.
- Складіть електричне коло за поданою на рисунку схемою.
- Вимкніть ключ і приєднайте коло до джерелзмінної напруги.
- Увімкніть джерело змінної напруги, установіт регулятор на нульову позначку, замкніть ключ.
- Поступово збільшуючи напругу, виміряйте силу змінного струму з чотирьох значень напруги.
- Розімкніть коло, вийміть із котушки осердя і повторіть дії, описано в пунктах 4, 5, для котушки без осердя.
| Котушка | Активний опір R, Ом | Напруга, В (1,2,3,4 - це номери дослідів) | Сила струму, А | Середній повний опір Zсер, Ом | Індуктивність котушки Lсер, Гн | ||||||
| U1 | U2 | U3 | U4 | I1 | I2 | І3 | I4 | ||||
| з осердям | 10 | 10 | 11 | 12 | 14 | 0,83 | 0,92 | 1 | 1,17 | 12 | 0,021 |
| без осердя | 10 | 10 | 11 | 12 | 14 | 0,95 | 1,05 | 1,14 | 1,33 | 10,5 | 0,01 |
Опрацювання результатів експерименту
Дії, описані нижче, виконайте для котушки з осердям і для котушки без осердя.
- Побудуйте графік залежності діючої напруги від діючої сили струму.
- За графіком визначте середнє значення повного опору ділянки
- Обчислість середнє значення індуктивності катушки
1. Абсолютні похибки вимірювання силу струму та напруги:
2. Визначте відносні похибки вимірювання напруги; сили струму повного опору.
3. Визначте абсолютну похибку вимірювання індуктивності
4. Округліть результати; подайте результати вимірювань у вигляді:
Аналіз експерименту та його результатів
За результатами експерименту сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) яку фізичну величину ви вимірювали; 2) результати вимірювань; 3) чи залежить індуктивність котушки від поданої напруги; від наявності осердя; 4) причини похибки.
Висновок: вимірювали індуктивність катушки. З осердям катушка має індуктивність 0,021 Гн, без осердя - 0,01 Гн. Із цього випливає, що осердя збільшує індуктивність в рази.
Контрольні запитання
Яке значення напруги показує вольтметр змінного струму?
Діюче.
Чому індуктивний опір катушки збільшується коли там є осердя?
Тому, що струм катушки викликає приріст магнітної індукції в осерді більше чим у повітрі (без осердя)
Виявіть свою компетентність
У ході експериментальної роботи № 3 зазначалось, що за відсутності мультиметра активний опір можна виміряти непрямим методом, приєднавши до клем пристрою джерело живлення, ключ, амперметр
і вольтметр. Чи можна використати цей метод для виконання експериментальної роботи № 4? Чи можна використати те саме джерело живлення? Ті самі амперметр і вольтметри?
Так можливо, але треба використовувати джерело постійного струму, тому, що змінна напругу викликає в катушці магнітну індукцію, що приводить до появи індуктивного опору катушки.