Tebranishlar

Текшириш учун саволлар
1. Ишдан мақсад нима?

2. Холл эффектини тушунтиринг, Холл Э.Ю.К. қандай ҳосил бўлади?

3. Заряд ташувчиларнинг ҳаракатчанлиги деганда нимани тушунамиз?

4. Заряд ташувчиларнинг ишорасини қандай аниқлаш мумкин?

5. Нима учун ўтказгичнинг ҳолатини 180 га ўзгартириш керак?

6. Курилманинг тафсифини ва ишлашини тушунтиринг?

	Термопара Хромель-Алюмель ЭДС в милливольтах (абсолютных); холодный спай при 0 С
t C	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
0	0	0,4	0,8	1,2	1,61	2,02	2,43	2,85	3,26	3,68	4,1
100	4,1	4,51	4,92	5,33	5,73	6,13	6,53	6,93	7,33	7,73	8,13
200	8,13	8,54	8,94	9,34	9,75	10,16	10,57	10,98	11,39	11,8	12,21
300	12,21	12,63	13,04	13,46	13,88	14,29	14,71	15,13	15,55	15,98	16,4
400	16,4	16,82	17,24	17,67	18,09	18,51	18,94	19,36	19,79	20,22	20,65
500	20,65	21,07	21,5	21,92	22,35	22,78	23,2	23,63	24,06	24,49	24,91
600	24,91	25,34	25,76	26,19	26,61	27,03	27,45	27,87	28,29	28,72	29,14
700	29,14	29,56	29,97	30,39	30,81	31,23	31,65	32,06	32,48	32,89	33,30
800	33,3	33,71	34,12	34,53	34,93	35,34	35,75	36,15	36,55	36,96	37,36
900	37,36	37,76	38,16	38,56	38,95	39,35	39,75	40,14	40,53	40,92	41,31
1000	41,31	41,7	42,09	42,48	42,87	43,25	43,63	44,02	44,4	44,78	45,16
1100	45,16	45,54	45,92	46,29	46,67	47,04	47,41	47,78	48,15	48,52	48,89
1200	48,89	49,25	49,62	49,98	50,34	50,69	51,05	51,41	51,76	52,11	52,46
1300	52,46	52,81	53,16	53,51	53,85	54,2	54,54	54,88	55,22	55,55	55,88
1400	55,88	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА САМОИНДУКЦИИ КАТУШКИ
Принадлежности: исследуемая катушка, сердечник, вольтметр, амперметр, реостат, источник переменного тока.

§ 1. Введение.

Если в проводнике изменяется сила тока, в нем возникает электродвижущая сила (э. д. с.) самоиндукции препятствующая этому изменению. Э. д. с. самоиндукции про- порциональна изменению силы тока в единицу времени

Коэффициент пропорциональности L называется коэффициентом самоиндукции и зависит от формы и размеров проводнику и от магнитной проницаемости μ окружающей среды. Если положить ^=1 в, а -37=1 а/'сек, то£=1 генри (гн). Таким образом самоиндукцией в I гн обладает такой проводник, в которол изменение силы тока со скоростью 1 а в 1 сек вызывает э. д. с самоиндукции в 1 в. У линейных проводников коэффициент само'

индукции мал. Большими коэффициен­тами самоиндукции обладают так на­зываемые катушки индуктивности, сос­тоящие из большого числа витков. Пусть сопротивление постоянному току проволоки, которой намотана катушка,, равно R. Это сопротивление называю1^ часто активным. Если включить такук!

катушку в цепь переменного тока, то вследствие периодической
изменения силы тока возникает э. д. с. индукции, препятствую-^
щая приложенному напряжению. Это приводит к тому, что соп|
ротивление катушки становится больше, чем активное. Иначш
говоря, катушка индуктивности будет обладать не только актив!
ным, но и индуктивным (реактивным) сопротивлением XL. J
Если в цепь переменного тока включен конденсатор С, тЩ
вследствие периодического изменения направления тока происхо-1
дит его перезарядка, что приводит к появлению емкостного]
сопротивления. , \

Рассмотрим цепь, состоящую из последовательно соединенные сопротивления R, индуктивности L и конденсатора С (рис. 150)„1 По второму закону Кирхгофа для замкнутого контура суммам падений напряжений равна сумме электродвижущих сил

где IR — падение напряжения на активном сопротивлении;

\l-dt

JL = ±— падение напряжения на конденсаторе.

6 k

Произведя дифференцирование уравнения (17—3) по времени,

после элементарных преобразований имеем

где

Последнее соотношение тождественно выполняется в любой момент времени, в частности при ш/ = у и ю* = 2я. Тогда

Из первого выражения найдем тангенс сдвига фаз

Поскольку

то, подставляя эти значения в выражение (17—6), находим ампли-Tvnv силы тока

Величина Z = у Ra + (тивлением.

Если цепь состоит из источника э. д. с. и емкости (/? = 0, L = 0), то

Таким образом, емкостноесопротивление обратно пропорцио­нально круговой частоте электрического тока ю и электрической! емкости.

Если активное и емкостное сопротивления равны нулю, то Z = XL = a>L.

Заметим, что полученное решение совпадает с решением уравнения для механических колебаний (см. работу № Ц). Сопоставление решений дает возможность заключить, что вели­чина L является аналогом массы и характеризует инерцию электрической цепи, емкость конденсатора С является аналогом гибкости и, наконец, активное сопротивление R, подобно трению, обусловливает необратимое превращение электрической энергии в теплоту.

В выражении (17—7) фигурируют амплитудные значения,, тока /0 и э. д. с. <£„. На практике обычные вольтметры и амперметры показывают не максимальные (амплитудные), а так называемые эффективные значения /8фф и ^эМ.

Мощность, выделенная в цепи переменного тока за один период, равна

т. е.

Упражнение 1

Определение самоиндукции катушки

Рассмотрим схему, состоящую из активного и индуктивного сопротивлений (рис. 151).

Как следует из выражений (17—7) и (17—8), в этом случае

откуда

Таким образом, для определения коэффициента самоиндукции катушки необходимо знать ее полное сопротивление Z, омическое сопротивление R и круговую частоту переменного тока

§ 2. Измерения. Задача заключается в определении коэффи­циента самоиндукции катушки без сердечника и с железным сердечником.

1. Собирают схему (рис. 151).-Здесь А и V— амперметр и

вольтметр электродинамической системы, L—исследуемая «а-
тушка, /?х—ползунковый реостат.

К клеммам аЪ приложено переменное напряжение с частотой v = 50 гц.

Измеряют омметром омическое
сопротивление R катушки.

Замыкают цепь и определяют

силу тока /, идущего через катуць
ку, для трех различных значений
напряжения Uei>i,, иа ее концах. Нап­
ряжение на зажимах катушки регу­
лируют реостатом /?,л Определяют три соответствующих значе­
ния Z по формуле

Из трех полученных значений Z находят среднее значение Zcp и абсолютную погрешность Д£. Найденные величины Z, R и ш подставляют в формулу (17—#) и определяют искомый коэффи­циент самоиндукции L в генри.

4. Повторяют опыт, вставив в катушку сердечник, и находят
коэффициент самоиндукции катушки с сердечником.

Упражнение 2

Определение емкости конденсатора

По закону Ома сила переменного тока через конденсатор связана с напряжением на нем следующим соотношением

откуда В схеме упр. 1 катушку индуктивности заменяют кондеад тором. Меняют ток в цепи реостатом и определяют среднее з* чение 2ср по трем измерениям.

Дополнительное задание

Измерьте коэффициенты самоиндукции катушек i, и i, коэффициент самоиндукции L при их последовательном включ< нии. Вычислите коэффициент взаимоиндукции из соотношени

Верхний знак берется при согласованном, а нижний при ветре* ном включении катушек.

Убедитесь, что величина М зависит от взаимного расположения катушек.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Переключатель миллиамперметра (МА) ставится на позицию 20 мА.

2. Цифровой вольтметр(ЦВ) ДТ-830 ставится на позицию ON(выкл.)

3. Переключатель ставится на позицию 20 кОм.

4. Записывается показание из Омметра сопротивление катушки индуктивности

5. Переключатель ЦВ переключается на позицию АСV (переменное

напряжение) 500В.

6. Галлетный переключатель на блоке питания устанавливается на позицию (1)

7. Включается сеть.

8. Переменное напряжение U_эфф подаваемое на катушку записывается в

таблицу №1

9. Считывается показание (МА)записывается I_эфф.

10. Переключатель на блоке питания (БП) устанавливается на следующую

2- позицию и повторяется пункты 8 и 9 и т.д. Записывается более 5 значений напряжения.

11. После проведения измерений выключается сеть, переключатель на блоке питания устанавливается на позицию (1) и удаляется сердечник из катушки.

12.Повторяются пункты 8,9,10 для случая катушки без сердечника
Таблица №1

№	ω Гц	Uэфф В	Iэфф А	Z Ом	L,с сердечн. Гн	L,без сердеч. Гн
1
2
3
4
5

Контрольные вопросы

В чем заключается явление самоиндукции?

Что такое генри?

Как определить сдвиг фаз между током и напряжением?

Как зависит индуктивное сопротивление от частоты переменного тока?

Выведите формулу погрешности.

Покажите, что индуктивное и емкостное сопротивления не потреб*

ляют мощности.

Выведите формулы общего сопротивления конденсатора.

Литература: [2, 11].Будем искать решение этого уравнения в виде / = /0-sln ((at—ф), ф — разность фаз между приложенной э. д. с. и силой тока. Подстановка значения / в уравнение (17—4) дает