Обоснование метода

Включение катушки индуктивности в электрическую цепь позволяет определить ее сопротивление, причем если ток будет постоянным, то, используя закон Ома:

(7)

Сопротивление проволоки, намотанной на катушку, постоянному току называют активным.

Если же к обмотке приложить переменное напряжение, то протекание переменного тока по катушке вызовет появление магнитного потока, который тоже будет переменным. В результате возникает ℰ_c, препятствующая изменению основного тока, определяемая выражением (6). Учитывая, что , а U = - ℰ_c, получим:

где величину

(8)

называют индуктивным или реактивным сопротивлением катушки переменному току.

Полное сопротивление катушки, включенной в цепь переменного тока, определяется выражением:

(9)

откуда, с учетом ( Гц), получаем формулу для расчета индуктивности катушки:

(10)

Полное сопротивление катушки в цепи переменного тока, как и в цепи постоянного возможно определить из закона Ома:

(11)

Таким образом, включая поочередно катушку в цепи постоянного и переменного токов, и определяя её активное и полное сопротивления, можно рассчитать индуктивность катушки.

Описание установки

Схема электрической цепи для определения индуктивности катушки с возможностью включения ее в цепи постоянного и переменного токов представлена на рисунке 1.

Д анная схема реализована в виде стенда представленного на рисунке 2.

Катушка индуктивности 1 имеет три вывода, один из которых общий, а два других определяют число витков, подключаемых в цепь при помощи переключателя 3. С помощью переключателя 4 катушку можно включать в цепи постоянного или переменного тока, ручка потенциометра 6 позволяет плавно менять величину подаваемого на катушку напряжения, а соответственно, и силу тока в ней. Для измерения силы тока и напряжения используются мультиметры 2 и 5, включенные в соответствующие режимы работы, тумблер 7 служит для выключения питания установки.

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте таблицы для записи результатов измерений.

Таблица 1

2400 витков
№ п/п	Постоянный ток			Переменный ток			L, Гн	ΔL, Гн	ЕL,%
	U, В	I, мА	R, Ом	U, В	I, мА	Z, Ом
1 2 3 ср.	----	----	----	----	----	----

Таблица 2

1200 витков без сердечника
№ п/п	Постоянный ток			Переменный ток			L, Гн	ΔL, Гн	ЕL,%
	U, В	I, мА	R, Ом	U, В	I, мА	Z, Ом
1 2 3 ср.	----	----	----	----	----	----

Таблица 3

1200 витков с сердечником
№ п/п	Постоянный ток			Переменный ток			L, Гн	ΔL, Гн	ЕL,%
	U, В	I, мА	R, Ом	U, В	I, мА	Z, Ом
1 2 3 ср.	----	----	----	----	----	----

2. Установите переключатель 7 "пит" в положение "0".

3. Установите ручку потенциометра 6 в крайнее левое положение.

4. Включите вилку питания в сеть.

5. Установите переключатель пределов измерения вольтметра 5 в положение "20V" (DCV) (измерение напряжения в цепи постоянного тока до 20 вольт).

6. Установите переключатель пределов измерения миллиамперметра 2 в положение 200mA ( ) (измерение постоянного тока до 200 миллиампер).

7. Переключателем 4 включите питание цепи постоянного тока.

8. Переключателем 3 включите в цепь катушку с числом витков 2400.

9. Установите переключатель 7 "пит" в положение "I".

10. Произведите измерение напряжения и силы тока в трех положениях ручки потенциометра, занося результаты в таблицу 1.(Значения напряжения выставлять не менее 2В).

11. Повторите измерения по п. 2-10 для катушки с числом витков 1200 сначала без сердечника, а затем со стальным сердечником, занося результаты в таблицы 2 и 3 соответственно.

12. Переключатель 7 "пит" установите в положение "0".

13. Установите переключатель пределов измерения вольтметра в положение "200V" (ACV) (измерение напряжения в цепи переменного тока до 200 вольт).

14. Установите переключатель пределов миллиамперметра в положение 200mA () (измерение силы переменного тока до 200 миллиампер).

15. Переключателем 4 включите питание цепи переменного тока.

16. Переключателем 3 включите в цепь катушку с числом витков 2400.

17. Установите переключатель 7 "пит" в положение "I".

18. Произведите измерение напряжения и силы тока в трех положениях ручки потенциометра, занося результаты в таблицу 1. (Значения напряжения выставлять не менее 2В).

19. Повторите измерения по п.13-18 для катушки с числом витков 1200 сначала без сердечника, а затем со стальным сердечником, занося результаты в таблицу 2 и 3 соответственно.