Порядок виконання роботи

1. Встановити гучномовець і мікрофон на певній відстані L.

2. Зібрати електричну схему установки у відповідності з рис.1. Мікрофон з’єднати з входом пластин , а гучномовець з виходом пластин .

3. Ввімкнути осцилограф. Сфокусувати електронний промінь і встановити його в центрі екрана.

4. Ввімкнути звуковий генератор. Відрегулювати звукову напругу так, щоб електронний промінь описував горизонтальну лінію довжиною 2 3 сантиметри.

5. Встановити частоту звукових коливань в межах 1000 – 1500 гц.

6. Відрегулювати вертикальне підсилення осцилографа так, щоб відхилення променя по вертикалі було 2 3 сантиметри.

7. Міняючи відстань L, одержати на екрані похилу пряму лінію.

8. Зафіксувати положення мікрофона і, переміщуючи його знову, домогтися, щоб промінь описував пряму, розміщену в тих же координатних кутах. Відстань між початковим і кінцевим положенням мікрофона в цьому випадку рівна λ.

9. Записати значення ν, L₁, L₂, t⁰ С. Дослід повторити три рази.

10. Повторити дослід для іншої частоти. Провести необхідні обчислення і визначити похибки вимірювань.

11. Зробити висновок.

Іv. Контрольні запитання

1. Рівняння гармонічного коливання.

2. Результат додавання взаємноперпендикулярних коливань при .

3. Результат додавання взаємноперпендикулярних коливань при

4. Зв’язок між довжиною хвилі, періодом і швидкістю поширення.

5. Зв’язок між довжиною хвилі і частотою коливань.

6. Залежність швидкості поширення звуку від температури.

7. Час запізнення коливань в мікрофоні.

8. Відстань між положеннями гучномовця та мікрофона при різниці фаз .

9. Відстань між положеннями гучномовця та мікрофона при різниці фаз

№ 44. ПЕРЕВІРКА ЗАКОНУ ОМА ДЛЯ КІЛ ЗМІННОГО

СТРУМУ

Мета роботи: навчитися визначати індуктивність і ємність, ввімкнені в коло змінного струму та перевірити закон Ома для змінного струму

Прилади і обладнання: котушка індуктивності, батарея конденсаторів, активний опір – резистор, амперметр, вольтметр, лабораторний автотрансформатор, вимикач і з’єднувальні провідники.

Теоретичні відомості

Змінний електричний струм, який широко застосовується в практиці, являє собою періодичну функцію часу з частотою ν=50 гц і кутовою частотою: .

Якщо до кінців провідника з активним опором R прикладена змінна напруга :

то в ньому виникає струм:

, (1)

де U_m – амплітудне (максимальне) значення напруги,

I_m – амплітудне значення струму.

Співвідношення між змінними струмом і напругою є особливо наочними, якщо їх зобразити за допомогою векторів. Для цього вибирається певний напрям, який називають віссю струмів. На ньому відкладають вектор довжиною _. Оскільки напруга і струм в колі з активним опором міняються синфазно, то вектор:

,

також буде направлений вздовж осі струмів (рис.1, а). Сукупність векторів напруг і струмів утворює векторну діаграму даного кола.

L

R U U С U

~ ~ ~

I_m I_m

I_m

Вісь струмів U_L=ωL· I_m

I_m

а) б) в)

Рис. 1

Якщо підключити змінну напругу до кінців ідеальної індуктивності L, яка не має активного опору і ємності, то струм буде відставати від напруги на (рис. 2 б) і його амплітуда буде рівна:

. (2)

Де величина: ,

називається індуктивним опором.

В колі, де є тільки ємність С, струм випереджує напругу на (рис. 1 в) і має амплітудне значення:

, (3)

де величина називається ємнісним опором.

Якщо електричне коло складається з трьох послідовно сполучених опорів (рис. 2а): активного R, індуктивного і

ємнісного , то в цьому колі виникає струм з амплітудним

значенням:

, (4)

де величина (5)

називається повним опором кола змінного струму. Векторна діаграма для цього кола показана на рис. 2 б.

U_R U_L U_c

U

~

а)

Рис. 2

U_L

ω L I_m U

φ

RI_m

U_c

б)

Рис. 2

Як видно з рис.2б, зсув фаз між струмом і напругою визначається з формули:

. (6)

Враховуючи, що електровимірювальні прилади показують не амплітудні, а ефективні значення напруг і струмів, зв’язані з амплітудними значеннями:

одержимо:

у випадку ідеальної індуктивності в колі:

(2)

у випадку ємності в колі:

(3)

у випадку L, C, R в колі:

(4)

Слід підкреслити, що всяка реальна котушка завжди має певний активний опір R_L. Тому для котушки:

.

Звідси індуктивність:

.