Измерения и обработка результатов. С помощью авометра определите активное сопротивление Rк катушкиС помощью авометра определите активное сопротивление R ккатушки. После этого соберите цепь, схема которой показана на рис.1. Источником переменного напряжения здесь является универсальный источник питания типа ИЭПП-1, имеющий выход на 12 В. Частота напряжения соответствует частоте в городской сети (v = 50 Гц, ω = 2π v = 314 с-1). Рис. 1
На магазине сопротивлений установите значение R м, лежащее в интервале от 200 до 600 Ом. Перед подачей напряжения полностью введите реостат (сопротивление максимально). При трех значениях силы тока I (регулируется реостатом)измерьте: напряжение U на участке цепи между точками 1 и 4, напряжение UL на катушке и напряжение UC на конденсаторе.
Результаты измерений занесите в табл. 1.
Таблица 1
Вычислите индуктивность катушки и электроемкость конденсатора по результатам каждого измерения силы тока и соответствующих напряжений UL, и UC, используя формулы
и
Найдите средние значения индуктивности катушки и емкости конденсатора. Активное сопротивление R участка цепи между точками 1 и 4 найдите как сумму R м и R к. По формуле (4), которая следует из закона Ома, вычислите полное сопротивление Z(теор.) участка цепи. Затем найдите полное сопротивление Z (эксп.) по результатам измерений напряжения и силы тока на рассматриваемом участке цепи и его среднее значение. Найдите, на сколько процентов (δ) экспериментальное значение полного сопротивления цепи отличается от его значения, вычисленного по закону Ома: Результаты вычислений запишите в табл. 2.
Таблица 2
Какие выводы можно сделать по результатам проведенного исследования? Контрольные вопросы 1. Что называется индуктивным сопротивлением катушки, включенной в цепь переменного тока? 2. Какая величина называется емкостным сопротивлением конденсатора? 3. Как записывается закон Ома для последовательной цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление, емкость и индуктивность? 4. Какой формулой дается полное сопротивление участка цепи переменного тока, если на этом участке активное сопротивление, емкость и индуктивность включены параллельно? 5. От чего зависит разность фаз в колебаниях силы тока и напряжения на нагрузке, подключенной к источнику переменной ЭДС? 6. Имеются два потребителя электрической энергии, равной мощности, находящиеся на одинаковом расстоянии от электростанции. Если в первой линии электропередач коэффициент мощности (cos φ) вдвое больше, чем во второй, то в какой из этих линий будут больше потери электроэнергии на нагревание подводящих проводов? Во сколько раз?
|