Лабораторная работа №3_09

Проверка закона Ома

для цепей переменного тока
Цель работы: определить индуктивное и емкостное сопротивления, проверить закон Ома для переменного тока.

Приборы и принадлежности: источник переменного напряжения, дроссельная катушка, конденсаторы, активное сопротивление, реостат, мультиметр, миллиамперметры и вольтметры переменного тока, соединительные провода, ключ.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Если по проводнику течет переменный ток, то магнитное поле, создаваемое этим током, изменяется во времени. Изменяющееся магнитное поле индуцирует ЭДС в том самом проводнике, по которому течет, создающий это поле, ток.

Это явление называется самоиндукцией.

Индуцированная ЭДС в проводнике, по которому течет переменный ток, приводит к увеличению сопротивления проводника.

Однако в некоторых случаях проявление самоиндукции столь незначительно, что при расчетах могут не учитываться. Таковы, например, нить электрических ламп накаливания, реостаты, бытовые нагревательные приборы и т.п.

Сопротивление в цепи переменного тока носит название активного сопротивления.

Закон Ома для таких нагрузок записывается так же, как и для постоянного тока.

,

(1)

где - подведенное к цепи переменное напряжение - протекающий по цепи переменный ток R - активное сопротивление проводника.

Последовательное соединение активного
и индуктивного сопротивлений.

Если же электрическая цепь имеет активную и индуктивную составляющие сопротивления, например, катушка, то полное сопротивление такой цепи и индуктивное сопротивление переменному току вычисляет

---

ся по формуле:

,	(2)

где - активная составляющая сопротивления, X_L- индуктивная составляющая сопротивления вычисляется по формуле:

,

(3)

где - частота переменного тока, L- индуктивность цепи, которая определяется в Генри. Откуда индуктивность катушки имеет вид

Закон Ома для такой цепи записывается так:

.

Емкость в цепи переменного тока

При включении конденсатора на постоянное напряжение он заряжается, что сопряжено с возникновением в цепи зарядного тока, убывающего экспоненциально до нуля. Длительный постоянный ток не может протекать при постоянном напряжении в цепи, содержащий конденсатор.

При синусоидально изменяющемся напряжении в цепи с емкостью возможен длительный установившейся переменный ток. Закон Ома в этом случае записывается в виде:

, ,

где U - приложенное переменное напряжение, - емкостное сопротивление, - сила переменного тока в цепи. Емкостное сопротивление вы

---

числяется по формуле:

,

(4)

где - частота переменного тока, - емкость конденсатора, измеренная в Фарадах. Откуда емкость конденсатора вычисляется в виде

.

Последовательное соединение активного, индуктивного

сопротивления и емкости

При последовательном соединении активного сопротивления Rи емкости полное сопротивление Zопределяется по формуле:

,

где - емкостное сопротивление определяется по формуле (4).

При последовательном соединении активного сопротивления R, индуктивного X_Lи емкостного Х_сполное сопротивление Z вычисляется по формуле

.

(5)

Закон Ома для такой цепи имеет вид

.

Следует отметить, что при включении в цепь, обладающей активным ее противлением резистора с сопротивлением полное активное сопротивление Rравно сумме

---

; и

.

Если в цепь включены активное сопротивление , катушка обладающая индуктивным сопротивление X_L и активным сопротивлением , емкостное сопротивление , то полное сопротивление цепи Z отыскивается по формуле:

.

Порядок выполнения Работы

Задание 1. Исследование электрической цепи, содержащей катушку индуктивности и обладающей активным сопротивлением .

1. 
   Определите с помощью электронного омметра активное сопротивление катушки - .
   
2. 
   
   
   Рис. 1
   Используя готовую панель, соберите электрическую цепь, подключив к панели катушку, вольтметр и миллиамперметр (рис. 1).
   
3. 
   Подключив панель к источнику тока, установите с помощью регулятора напряжение 10 В, измерьте силу тока. Повторите измерения последовательно увеличивая напряжение на 5 В. Результаты занесите в таблицу 1.
   

Таблица 1

№ п/п	, Ом	, В	, A	, Ом	, Ом	, Ом	, Гн

---

4. 
   Определите полное сопротивление Z по закону Ома для всех значений , найдите его среднее значение Z .
   

4. 
   По среднему значению Z вычислите индуктивность катушки L. Для чего, воспользовавшись формулой (2) вычислите индуктивное сопротивление X_L,а из формулы (3) вычислите индуктивность L.
   

Рис. 2
Задание 2. Исследование электрической цепи, содержащей конденсатор.

1. 
   Отключите катушку индуктивности от панели. Освободившиеся клеммы замкните перемычкой. К клеммам, предназначенным для присоединения емкости С, подсоедините конденсатор, емкостью =10 мкФ (рис. 2).
   

1. 
   Подключив панель к источнику тока, установите с помощью регулятора напряжение 10 В, измерьте силу тока. Повторите измерения последовательно увеличивая напряжение на 5 В. Результаты занесите в таблицу 2.
   

Таблица 2

№ п/п	, В	, A	, Ом	, Ом	, Ф

---

Смотрите также файлы

• Архитектура компьютера 19551965 Транзисторы (второе поколение).docx

• Реферат по литературе на тему "жизнь, творчество, личность в. В. Маяковского".docx

• Правила Нормы постановки ударения акцентологические произношения орфоэпические употребления слов лексические.docx

• Тема моего проекта эволюция микропроцессоров. Их применение в современных устройствах.docx

• городагерои Российском Федерации.docx