Лабораторна робота №2 Тема. Вимірювання індуктивності котушки

Ім'я файлу: ACFrOgAlDOL-T8TK6-B3eUt-OReHDqcgrzI6RaNbKe6P1URa4ZOzK7XrZt3RUHQb
Розширення: pdf
Розмір: 760кб.
Дата: 22.06.2021
скачати

Харківський автотранспортний коледж
ПІБ студента __________________________________ група_______
Інструктаж із техніки безпеки отримав: _____________________
Лабораторна робота № 2
Тема. Вимірювання індуктивності котушки.
Мета: експериментально визначити
індуктивність котушки; переконатися на досліді, що індуктивність котушки суттєво залежить від наявності осердя.
Обладнання: регульоване низьковольтне джерело змінної напруги, вольтметр і міліамперметр змінного струму, мультиметр, котушка з осердям, ключ, з’єднувальні проводи.
Опис установки та методу вимірювання
У роботі пропонується виміряти індуктивність L котушки, спираючись на той факт, що котушка чинить додатковий (індуктивний) опір змінному струмові. Для цього спочатку вимірюють активний опір R котушки за допомогою мультиметра, після чого збирають електричне коло, схему якого наведено на рисунку.
Тут 1 – низьковольтне джерело змінної напруги; 2 – міліамперметр змінного струму; 3 – котушка з осердям; 4 – ключ; 5 – вольтметр змінної напруги.
Поступово збільшуючи напругу на виході джерела, здійснюють серію вимірювань сили струму в колі та напруги на клемах котушки. За отриманими даними будують графік U(I)- залежності напруги від сили струму й аналізують його.
Середнє значення індуктивності L
сер
котушки визначають за таким алгоритмом:
1. Вибравши на графіку довільну точку, визначають для неї
𝑈
′
і 𝐼
′
;
2. Скориставшись формулою
𝑍
сер
=
𝑈
′
𝐼
′
, визначають середнє значення повного опору котушки;
1
2
3
4
5

3. Обчислюють середнє значення індуктивності котушки за формулою:
𝐿
сер
=
√𝑍
сер
2
−𝑅
2 2𝜋𝜈
, де 𝜈 = 50Гц – частота зміни напруги в мережі.
Зверніть увагу: якщо в ході експерименту виявиться, що активний опір
котушки набагато менший від її повного опору (R<
сер
), то активним
опором можна знехтувати. Тоді 𝐿
сер
=
𝑍
сер
2𝜋𝜈
Для виявлення залежності індуктивності котушки від наявності осердя проводять дві серії вимірювань за наявності осердя; за відсутності осердя.
Хід роботи
Підготовка до експерименту
Перемкніть тумблер мультиметра на вимірювання опору (
Ω
) установивши його навпроти позначки 10 1
Ом.
Експеримент
1. Виміряйте мультиметром активний опір R котушки.
2. Складіть електричне коло за поданою на рисунку схемою.
3. Вимкніть ключ і приєднайте коло до джерела змінної напруги.
4. Увімкніть джерело змінної напруги, установіть регулятор на нульову позначку, замкніть ключ.
5. Поступово збільшуючи напругу, виміряйте силу змінного струму за чотирьох значень напруги.
6. Розімкніть коло, вийміть із котушки осердя і повторіть дії, описані в пунктах 4, 5, для котушки без осердя.
№ до- слі- ду
Ак- тив- ний опір
R, Ом
Котушка з осердям
Котушка без осердя на- пруга
U, В сила стру- му
I,А повний опір
Z
сер1
,
Ом
індук- тивність
L
сер1
,
Гн на- пруга
U, В сила стру- му
I,А повний опір
Z
сер1
,
Ом
індук- тивність
L
сер1
,
Гн
1
10
11
0,92
11
1,05
2
12
1
12
1,14
3
13
1,15
13
1,18
4
15
1,2
15
1,42

Опрацьовування результатів експерименту
1. За даними таблиці побудуйте графік залежності U(I) для кожної серії дослідів
Котушка з осердям
Котушка без осердя
2. Скориставшись алгоритмом, наведеним в описі установки та методу вимірювання, знайдіть середній повний опір і середню індуктивність котушки з осердям і котушки без осердя. Закінчить заповнення таблиці.
Котушка з осердям:
U
1
=____________________________
I
1
=_____________________________
Z
сер1
=___________________________
________________________________
L
сер1
=___________________________
________________________________
Котушка без осердя:
U
2
=____________________________
I
2
=_____________________________
Z
сер2
=___________________________
________________________________
L
сер2
=___________________________
________________________________
3. Оцініть абсолютну похибку вимірювання індуктивності котушки з осердям. Для цього:
1) Визначте абсолютні похибки вимірювання напруги та сили струму:
∆𝑈 = ∆𝑈
прил
+ ∆𝑈
вип
= _________________________________________________
∆𝐼 = ∆𝐼
прил
+ ∆𝐼
вип
= ___________________________________________________
Нагадуємо: ∆𝑈
прил
, ∆𝐼
прил
– похибки вольтметра й амперметра
відповідно, їх значення можна знайти в таблиці (див. Додаток);
∆𝑈
вип
, ∆𝐼
вип
– випадкові похибки – похибки відліку, які в даному випадку
дорівнюють половині ціни поділки шкали відповідного приладу.
2) Визначте абсолютні похибки вимірювання напруги; сили струму; повного опору:
𝜀
𝑈
=
∆𝑈
𝑈
1
= _______________________; 𝜀
𝐼
=
∆𝐼
𝐼
1
= _______________________;
𝜀
𝑍1
= 𝜀
𝑈
+ 𝜀
𝐼
= _______________________.

3) Вважаючи, що
𝐿
сер
≈
𝑍
сер
2𝜋𝜈
, тобто 𝜀
𝐿
= 𝜀
𝑍
+ 𝜀
𝜋
+ 𝜀
𝜈
≈ 𝜀
𝑍
, визначте абсолютну похибку вимірювання індуктивності:
∆𝐿
1
= 𝜀
𝐿1
∙ 𝐿
сер1
= __________________________________________________________
4. Округліть результати; подайте результати вимірювань у вигляді:
𝐿 = 𝐿
сер
± ∆𝐿 = _________________________________________________________________
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.____________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Додаток
Перевірив викладач (ПІБ)_____________________________
Оцінка ________________________ Підпис _______________