12 Катушка индуктивности

TTÜ VIRUMAA KOLLEDZ
Reaalkeskus
Tehtud:
Üliõpilane:
Rühm:
RDAR21
Töö nimetus ja nr:
Arvestatud:
№ 12 Исследование катушки индуктивности
Задание
Определение индуктивности катушки.
Приборы
Вольтметр, амперметр, частотомер, образцовая катушка индуктивности, испытуемая
катушка индуктивности, источник переменного тока, соединительные провода.
Теория
Измерительные приборы переменного тока измеряют обыкновенно не амплитуды
напряжения U m и силы тока I m , а эффективные значения этих величин U эфф и I эфф .
Эффективные значения напряжения и силы переменного тока - это такие значения
напряжения и силы постоянного тока, которые выделяют на омическом сопротивлении в каждый промежуток времени такое же количество тепла, как и данный переменный ток. Для синусоидального переменного тока соотношение между амплитудными и эффективными значениями следующее:
U
I
U эфф  m и
I эфф  m .
2
2
В данной работе мы исследуем цепи, состоящие из последовательно соединенных
катушки индуктивности и резистора. Цепи имеют значительную индуктивность L и
активное сопротивление R. В таких случаях реактивное сопротивление цепи будет
чисто индуктивное и X  X L  L . В такой цепи, сдвиг фаз положительный, т.е. сила тока в цепи отстает от напряжения по фазе.
Для вычисления индуктивности, измеряют активное сопротивление R, эффективные
значения напряжения U эфф и силы тока I эфф , и частоту f. Теперь можно вычислить
полное сопротивление цепи по закону Ома для переменного тока:
U ýô ô
Z
 R2  X L2
I ýô ô
I
U
U  I 2 R2  I 2 X L2  I  R2  X L2
R  XL
Индуктивность цепи выражаем из формулы:
2
2
L
X


R2  Z 2
.
2 f
Ход работы
Ознакомление с приборами и принадлежностями, применяемыми в данной работе.
Занесение в протокол данных об измерительных приборах: тип, система, класс точности, предел измерения и число делений шкалы. Выполнение соединений согласно
схемы.
Далее производим измерения: эффективного значения напряжения U эфф , силы тока
I эфф , и частоты f при заданной индуктивности L образцовой катушки, затем пере-
ключаем и замеряем показания приборов в цепи испытуемой катушки. Ток включаем в цепь только на время снятия отсчетов! В противном случае катушка и резистор
нагреваются, и их сопротивление изменяется. Данные заносим в таблицу:
Применяй свои данные, думай о других. Исходные
данные даны исключительно для наглядности хода
работы.
2
Данные опыта и вычисления заносим в таблицу:
Im
I эфф
Um
U эфф
f
R
Z
L
Образцовая
катушка
Испытуемая
катушка
Рабочая схема
R2
L2
Z2
R1
L1
Z1
А
U
Расчеты
Образцовая
катушка
Испытуемая
катушка
I эфф
U эфф
f
R
Z
L
75 мА
6,7 В
50 Hz
47 Ом
45 Ом
50 мГн
14 мА
7,03 В
50 Hz
47 Ом
502 Ом
1,61 Гн
Расчет погрешности
Относительная погрешность:
L I U 0, 05 0, 05




 0, 003  0, 007  0, 01·100  1 %
L
I
U
14
7,3
Применяй свои данные, думай о других. Исходные
данные даны исключительно для наглядности хода
работы.
3
Абсолютная погрешность:
L  (1, 67·0,01)  0, 02 Ãí
Окончательный результат
L  1, 67  0, 02 Ãí
Выводы
Применяй свои данные, думай о других. Исходные
данные даны исключительно для наглядности хода
работы.
4