Лабораторная работа № 10

10. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ ТОКА ОТ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1. Цель работы

10.1.1 Исследовать зависимость силы тока от электроемкости батареи конденсаторов в цепи переменного тока.

2. Оборудование

1. Макет «L, C, R – цепь»

10.2.2 Амперметр для переменного тока

3. Краткие теоретические сведения

Постоянный ток не может существовать в цепи, содержащей конденсатор. В цепи же переменного тока происходит периодическая зарядка и разрядка конденсатора под действием переменного напряжения.

Если ввести обозначение

Хс =

1 ωС

, (1)

где: Х_с – емкостное сопротивление;

ω– циклическая частота;

С – электрическая емкость конденсатора

и вместо амплитуд силы тока и напряжения использовать их действующие значения, то получим:

I =

U Xc

, (2)

Роль этой величины аналогична роли активного сопротивления R в законе Ома. Действующее значение силы тока связано с действующим значением напряжения на конденсаторе точно так же, как связаны согласно закону Ома сила тока и напряжение на участке цепи постоянного тока. Это и позволяет рассматривать величину X_с как сопротивление конденсатора переменному току (емкостное сопротивление). Чем больше емкость конденсатора, тем больше ток перезарядки. Это легко обнаружить по увеличению накала лампы при увеличении емкости конденсатора, так как с увеличением емкости емкостное сопротивление уменьшается. Уменьшается оно и с увеличением частоты.

4. Ход работы

1. Присоединить амперметр к макету.

2. Подать на макет переменное напряжение.

3. Изменять емкость цепи, выдвигая стержень, пронаблюдать за изменением тока в цепи.

4. Измерить значение силы тока в цепи при 8 положениях стержня. Полученные результаты записать в таблицу10.1.

31

Таблица 10.1 – Значения емкостей и токов

№ п/п	Емкость батареи конденсаторов С, мкф	Сила тока в цепи I, А
1	58
2	32
3	16
4	8
5	4
6	2
7	1
8	0,5

5. Построить график зависимости силы тока в цепи от емкости батареи конденсаторов. По оси абсцисс откладывать значения емкости батареи конденсаторов в микрофарадах, по оси ординат – силу тока в цепи в амперах. Сделать вывод: как меняется сила тока в цепи переменного тока при уменьшении емкости батареи конденсаторов.

5. Контрольные вопросы

1. Почему при уменьшении емкости батареи конденсаторов сила тока в цепи уменьшается?

2. Как найти емкость батареи конденсаторов при их параллельном соединении, при последовательном соединении?

3. Почему переменный ток может существовать в цепи, содержащей конденсатор, а постоянный ток - нет?

6. Содержание отчета

1. Название лабораторной работы

2. Цель работы

3. Оборудование

4. Схема

5. Расчетные формулы

6. Таблица

7. График

8. Вывод

32