Контрольные вопросы

1. Что такое температурный коэффициент сопротивления? В каких единицах он измеряется?

2. Как зависит сопротивление проводника от температуры?

3. Как эту зависимость можно представить графически?

4. Как выглядит график зависимости сопротивления провод­ников от температуры?

Лабораторная работа № 9________ Зачтено ­­­­­­­­­­­­________________

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОЩНОСТИ, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ЛАМПОЙ НАКАЛИВАНИЯ, ОТ НАПРЯЖЕНИЯ

НА ЕЕ ЗАЖИМАХ

Теория. При замыкании электрической цепи на ее участке с со­противлением R, током I, напряжением на концах U производится работа А: А=IUt = I²R = U²/t.

Величина, равная отношению работы тока ко времени, за кото­рое она совершается, называется мощностью Р: Р = A/t. Следова­тельно :,Р=IU=I²R=U²/R. (1)

Анализ выражения (1) убеждает нас в том, что Р — функция двух переменных. Зависимость Р от U можно исследовать экспе­риментально.

О борудование. 1. Электрическая лампа. 2. Источник постоян­ного напряжения на 36 В. 3. Реостат ползунковый. 4. Амперметр. 5. Вольтметр. 6. Омметр. 7. Ключ. 8. Соединительные провода. 9. Миллиметровая бумага.

Порядок выполнения работы

1. Определить цену деления шкалы измерительных приборов.

2.Омметром измерить сопротивление нити лампы при комнат­ной температуре.

3.Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. , соблю­дая полярность приборов.

4.После проверки цепи преподавате­лем ключ замкнуть. С помощью реостата установить наименьшее значение напряжения. Снять показания измерительных приборов.

5. Постепенно выводя реостат, снять 6-8 раз показания ам­перметра и вольтметра.

6. Для каждого значения напряжения определить мощность Р=IU, потребляемую лампой, сопротивление R_t=U/I нити нака­ла и температуру Т=(R_t—R₀)/(R₀а.) ее накала.

Учитывая небольшую погрешность, сопротивление лампы при комнатной температуре принять за Rо. Значение ά — температур­ного коэффициента сопротивления вольфрама — взять из таблицы

7. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 1.

Номер опыта	Напряжение на зажимах лампы U, в	Сила тока в лампе I А	Мощность, потребляемая лампой, Р, Вт	Сопротивление нити накала лампы К, Ом	Температура накала Т, К
1
2
3
4
5
6

8. На миллиметровой бумаге построить графики зависимости: а) мощности, потребляемой лампой, от напряжения на ее зажимах; б) сопротивления нити накала лампы от ее температуры. По оси ординат откладывать соответственно мощность и сопротивление, по оси абсцисс — напряжение и температуру.

9. Проанализировать 1-й график и сделать вывод.

Контрольные вопросы.

1. Каков физический смысл напряжения на участке электриче­ской цепи?

2. Какие способы определения мощности тока вам известны?

3. Лампы, 200-ваттная и 60-ваттная, рассчитаны на одно напря­жение. Сопротивление какой лампы больше? Во сколько раз?

4. Какое количество электроприборов одинаковой мощности (100 Вт) может быть включено в электрическую цепь напряжени­ем 220 В при номинальной силе тока в предохранителе (для этой цепи) 5 А?

5. Какова максимальная мощность электрических станций в России?

Лабораторная работа №__10______________________________ Зачтено_________________________________

ПРОВЕРКА ЗАКОНОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ

Т еория. Потребители электрической энергии — электрические лампочки, электронагревательные приборы, провода и т. п. — обладают определенным сопротивлением, поэтому их часто называют «проводниками» или резисторами. Обычно электрическая цепь состо­ит из нескольких резисторов, соединенных последовательно, парал­лельно или смешанно. Для простоты расчета электрических цепей все резисторы мысленно заменяют одним, при включении которого режим цепи не нарушился бы, т. е. и сила тока и напряжение оста­лись бы прежними. Сопротивление этого резистора называют экви­валентным общему сопротивлению нескольких резисторов, образую­щих цепь.

Оборудование. 1. Источник электрической энергии. 2. Резис­торы (проволочные спирали на панелях с клеммами. Сопротивление каждого резистора указано на панели). 3. Амперметр постоянного тока. 4. Вольтметр постоянного тока. 5. Реостат ползунковый. 6. Ключ. 7. Соединительные провода.

Порядок выполнения работы.

Сопротивление, Ом

Напряжение, В

Сила тока, А

Номер опыта

R1

R2

R3

Rэкв

U1

U2

U3

Uэкв

I1

I2

I3

Iэкв

1. Последовательное соединение резисторов. 1. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 2. После проверки преподавателем цепь замкнуть и измерить на­пряжения на отдельных резисторах. Для этого прикоснуться нако­нечниками проводов, идущих от вольтметра, к клеммам резисторов, 3. Измерить напряжение на концах всей группы резисторов (уча­сток АВ). 4. Проверить соотношение: U_АВ =U₁ +U₂ +U₃ и сделать вывод. 5. По формуле I= U/R вычислить силу тока в каждом резисторе. Сравнить ее с показаниями амперметра и сделать вывод. 6. Вычислить эквивалентное сопротивление Rэкв=U_АВ/I. Проверить справедливость формулы R_экв =R₁ +R₂ +R₃ и сделать вывод. 7. Результаты измерений и вычислений записать в табл.

II. Параллельное соединение резисторов. 1. Со­ставить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис.2. 2. После проверки преподавателем цепь замкнуть, с помощью реостата установить силу тока в цепи 1,5—2 А. 3. Переключить амперметр из магистрали в ту или иную ветвь и измерить силу тока в каждом резисторе. Проверить соотношение I =I₁ +I₂ +Iз и сделать вывод. 4. Измерить напряжение на участке АВ и определить эквивален­тное сопротивление: R = U_AB/1. 5. Проверить справедливость формулы l/R_экв= l/R₁+l/R₂+l/R₃ и сделать вывод. 6. Результаты измерений и вычислений записать в табл.

Номер опыта	Сопротивление, Ом				Напряжение UAB, B	Сила тока, А
	R1	R2	R3	RЭКВ		I1	I2	I3	Iобщ

Контрольные вопросы. 1. Восемь резисторов соединили по два последовательно в четыре параллельные ветви. Начертить схему сое­динения.

2. Учащийся при измерении напряжения на лампочке включил по ошибке амперметр вместо вольтметра. Что при этом произойдет?

3. Изменится ли показание вольтметра , если в учас­ток, состоящий из нескольких параллельно соединенных резисторов, добавить еще один?

4. Что изменилось на данном участке цепи, если включенный по­следовательно с ним амперметр показал увеличение силы тока?

5 Как включены 10 ламп для освещения трамвайного вагона, рассчитанных на напряжение 120 В? Напряжение в трамвайной се­ти 600 В.

Лабораторная работа №11____ Зачтено _________________ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ЭКВИВАЛЕНТА МЕДИ

Т еория. Процесс, при котором молекулы солей, кислот и щело­чей при растворении в воде или других растворителях распадают­ся на заряженные частицы (ионы), называется электролитической диссоциацией; получившийся при этом раствор с положительны­ми и отрицательными ионами называется электролитом. Если в сосуд с электролитом поместить пластины (электроды), соединенные с зажимами источника тока (создать в электролите электрическое поле), то положительные ионы будут двигаться к катоду, а отрицательные — к аноду. У электродов происходят окис­лительно-восстановительные реакции, при этом на электродах вы­деляются вещества — продукты реакции. Для электролиза справедлив закон Фарадея: масса выделив­шегося вещества на электроде прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит: m=kQ, или m=kIt, где k — электрохимический эк­вивалент—количество вещества, выделен­ное при прохождении через электролит 1 Кл электричества. Для каждого вещества зна­чение k есть постоянная величина.

Измерив силу тока в цепи, составленной по схеме на рис1., время его прохождения и массу выделившегося на катоде вещества, можно определить электрохимический эквивалент из первого зако­на Фарадея: k = m/(It).

Оборудование. 1. Весы с разновесом. 2. Амперметр. 3. Часы. 4. Вентилятор настольный или электроплитка 5. Источник элект­рической энергии (выпрямитель ВС-4-12 или батарея аккумулято­ров). 6. Реостат. 7. Ключ. 8. Медные пластины (2 шт.). 9. Соединительные провода. 10. Электролитическая ванна с раствором медно­го купороса. 11. Наждачная бумага.

Порядок выполнения работы.

Тщательно очистить поверхность медной пластины наждач­ной бумагой и взвесить эту пластину с максимально возможной точностью.

1. Собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 1. Взвешенную пластинку соединить с отрицательным полю­сом источника электрической энергии.

2. После проверки цепи преподавателем заметить время по часам с секундной стрелкой, замкнуть ключ. Быстро установить реостатом силу тока 1 -2А. Пользуясь реостатом, поддерживать силу тока неизменной на протяжении всего опыта.

3. Через 8-10 мин цепь разомкнуть. Пластину, служившую в опыте катодом, вынуть, осторожно ополоснуть водой, высушить перед вентилятором или электроплиткой, тщательно взвесить и

оп­ределить массу выделившейся меди.

4. По результатам измерений определить электрохимический эквивалент меди.

5. Сравнить найденное значение электрохимического эквива­лента меди с табличным и определить относительную погрешность измерения.

6. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 1..

Таблица 1.

Масса катода до опыта m1,	Масса катода после опыта m2	Масса меди, отло­жившейся на катоде, т, кг	Сила тока , IА	Время пропускания тока t с	Электрохимический эквивалент k, кг/Кл	Табличное значе­ние электрохимиче­ского эквивалента kта6, кг/Кл	Относительная погрешность δ=[(k-kтаб)/kтаб] *100%

Методические рекомендации.

1. Медные пластины со временем покрываются налетом оксида меди, который относится к ядовитым веществам, поэтому в процес­се выполнения работы необходимо соблюдать предосторожность: бумагу, на которой очищается пластинка, следует аккуратно свер­нуть, нельзя сдувать со столов порошок, образовавшийся при очи­стке пластин.

2. Пальцами касаться очищенных пластин нельзя.

3. После эксперимента электроды, вынутые из раствора, необ­ходимо тщательно промыть (3—5 мин) в проточной воде.

4. Необходимо помнить, что большой ток в цепи не даст хоро­ших результатов: налет меди на пластине может отслаиваться и выпадать в осадок.

Контрольные вопросы.

Почему молекулы соли, кислоты и щелочи в воде распадаются на ионы?

1. Почему с повышением температуры сопротивление электро­лита уменьшается?

2. Будет ли происходить электролитическая диссоциация в условиях космического полета?

3. При каких условиях концентрация электролита в процессе электролиза остается постоянной? Меняется?

4. Как следует поступить, если по ошибке при выполнении опы­та взвешенная пластинка была соединена с положительным полю­сом источника тока?

5. Как поступают, когда необходимо к угольному электроду припаять провод?

Лабораторная работа №12________________________________Зачтено________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

Теория. Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити. На основании многочисленных опытов установлены законы колеба­ния математического маятника: 1. Период колебаний не зависит ,от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не пре­вышает 6°. 2. Период колебаний математиче­ского маятника прямо пропорциона­лен корню квадратному из длины ни­ти и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободно­го падения:

T = 2π√l/g

Из этой формулы можно найти уско­рение свободного падения.

Оборудование. 1. Штатив с дер­жателем. 2. Шарик с нитью длиной не менее 1 м. 3. Пробка с прорезью в боковой поверхности. 4. Метровая ли­нейка. 5. Секун­домер.

Порядок выполнения работы. 1. Поместить штатив с держателем на край стола.

2. Укрепить свободный конец нити шарика в прорези пробки и зажать пробку в держателе (рис.).

3. Измерить длину нити до центра шарика ли­нейкой.

4. Отклонить шарик на небольшой угол и отпустить. По секун­домеру определить .время t, за которое маятник совершит п полных колебаний, например 50.

Вычислить период полного колебания маятника: T= t/n.

6. Используя формулу периода колебаний математического ма­ятника, вычислить ускорение свободного падения.

7. Опыт повторить 2—3 раза, меняя длину маятника (протяги­вая нить через пробку) и число полных колебаний его.

8. Определить среднее значение g_ср и найти относительную по­грешность.

9. Результат измерений и вычислений записать в табл.

10. Сравнить результат опыта с табличным значением ускорения свободного падения для данной географической

широты.

Номер опыта	Длина нити l,м.	Диаметр шарика d, м	Длина маятника l, м.	Число полных колебаний ,п.	Время полных колебаний t,с.	Период полного колебания Т, с.	Ускорение свободно го падения g, м/с.2	Среднее значение ускорения свободн падения g м/с.2	Относительная пог­решность δ = [g- gср]*100%/gср

Методические указания. 1. В работе можно использовать свин­цовый или стальной шарик диаметром 1—4,5 см.

2. Длину нити измерять от нижнего края пробки до шарика, дли­ну маятника — от нижнего края пробки до центра тяжести шарика.

3. Если нет секундомера, можно воспользоваться любым метро­номом или часами с секундной стрелкой.

4. При измерении периода колебаний определить время как мож­но большего числа колебаний.

Контрольные вопросы. 1. Вместо шарика к нити прикреплена воронка, наполненная песком. Изменится ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться пе­сок?

2. Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях не­весомости?

3. В каких положениях действующая на шарик возвращающая сила будет максимальна? равна нулю?

4. Наибольшая скорость у шарика в момент, когда он проходит положение равновесия. Каким по модулю и направлению при этом будет ускорение шарика?

5. Наблюдая за движением шарика в течение одного периода, ответьте на вопрос: будет ли оно равноускоренным?

Лабораторная работа №13_____________________________ Зачтено________________________________

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФА

Оборудование: 1) осциллограф лабораторный ЛО-70 или ОМШ; 2) трансформатор лабораторный; 3) панель с однопериодным выпрямителем; 4) панель с двухполупериодным выпрямителем; 5) резистор сопротивлением 1 кОм; 6) батарея конденсаторов БК-58; 7) камертон «ля» на резонаторном ящике с резиновым молоточком; 8) телефон головной; 9) комплект проводов соединительных.

Содержание и метод выполнения работы

Электронный осциллограф — это сложный универсальный измерительный прибор, при помощи которого можно наблюдать графики переменного тока и напряжения и исследовать различ­ные колебательные процессы. Осциллограф позволяет измерять напряжение, силу тока, частоту, разность фаз переменных токов. Основными частями осциллографа являются: электроннолуче­вая трубка, усилители вертикального и горизонтального откло­нения луча, блок питания. Электроннолучевая трубка позволяет получить узкий сфоку­сированный пучок электронов. По пути к экрану он проходит между двумя парами пластин, из которых одна расположена вертикально и отклоняет пучок в горизонтальном направлении, а вторая — горизонтально и отклоняет его в вертикальном направ­лении. На горизонтально отклоняющие пластины подается пилооб­разное напряжение от генератора развертки. Под действием этого напряжения луч движется горизонтально равномерно в одну сторону, а затем почти мгновенно возвращается назад. Этот про­цесс повторяется многократно. На вертикально отклоняющие пластины через усилитель верти­кального отклонения луча подается исследуемое напряжение. Попадая на экран, покрытый люминофором, электронный луч, двигаясь под действием обеих пар пластин, вычерчивает на экране трубки график исследуемого процесса. Этот график называется осциллограммой. В данной работе следует ознакомиться с органами управле­ния осциллографа, научиться получать на экране осциллограммы переменных токов промышленной и звуковой частот и пульсирую­щих токов.

Порядок выполнения работ

Задание 1 .Знакомство с осциллографом и органами его управления

Осциллограф лабораторный учебный Н3013 (рис. 1) обеспе­чивает наблюдение периодических сигналов в диапазоне частот от 0 до 10 кГц и амплитудой от 20 мВ до 50 В.

1. Заземлите корпус осциллографа.

2. Установите органы управления в следующие положения: ручку «Яркость» - против часовой стрелки до отказа; ручку «Фокус»-в среднее положение; ручки усиления каналов «X» и «У» - против часовой стрелки до отказа; ручки вертикального и горизонтального перемещения луча - в среднее положение; ручку «Частота» - в среднее положение; кнопки «Разв.», «Синхр.», «1 Гц- 10 кГц» отпущены.

3. Соедините кабель питания прибора с сетью питания и включите тумблер «Сеть».

4. Через 2—3 мин после включения, поворачивая ручку «Яркость», наблюдайте за изменением яркости светящегося пятна, а поворачивая ручку «Фокус» — за изменением его диа­метра. Предупреждение. Яркую неподвижную точку не рекомендуется долго держать на экране, так как концентрация электронов в одном и том же месте экрана вызывает разогревание и испарение люминофора. Поэтому без необходимости ручку «Яркость» вправо до упора не поворачивайте. Медленно вращая ручку горизонтального и вертикального перемещения луча, наблюдайте за его движением. Установите световое пятно в центре экрана. Нажмите кнопки «Разв.» и «1 Гц—10 кГц». Поверните ручку усиления канала «X» по часовой стрелке. Наблюдайте за движением луча. Горизонтальное отклонение луча регули­руйте ручкой усиления канала «X». Вращая ручку «Частота» по и против часовой стрелки, наблюдайте различное время развертки.

Задание 2 Наблюдение осциллограмм звуковых колебаний

Ко входу «У» осциллографа подключите головной телефон. Ударьте по камертону резиновым молоточком. Поднесите телефон к резонатору камертона. Ручкой «Частота» подберите такую часто­ту развертки, при которой на экране было бы видно несколько периодов синусоидальных колебаний. Чтобы осциллограмма не смещалась в горизонтальном направлении, нажмите кнопку «Синхр.». Опыт повторите несколько раз и наблюдайте, как меняется амплитуда колебаний луча с течением времени. Перед телефоном произнесите громко несколько слов и наблю­дайте осциллограмму. Объясните отличие осциллограмм, получен­ных от звучащего камертона и человеческой речи.

Задание 3 Наблюдение осциллограммы напряжения переменного тока

1. Ознакомьтесь с устройством школьного трансформатора и схемой соединения его секций.

2 . К зажимам с обозначением «4,4 В» вторичной катушки трансформатора присоедините резистор на 1000 Ом. Для исследования напряжения на нем подключите резистор к входу «У» осциллографа (рис. 2). Трансформатор установите подальше от осциллографа.

3. После разрешения учи­теля включите осциллограф в сеть. Первичную обмотку транс­форматора соедините с источ­ником (U = 36 В). Наблюдайте за вертикальными колебания­ми луча. Ручкой «У» изменяйте вертикальное отклонение. Нажмите на кнопки «Разв.» и «1 Гц—10 кГц», а ручкой«Частота» подберите такую частоту развертки, чтобы на экране образовались один или несколько периодов синусоиды. Нажмите на кнопку «Синхр.» и ручкой «Частота» добейтесь стабиль­ности осциллограммы. Зарисуйте полученную осциллограмму, а затем выключите осциллограф и трансформатор.

Дополнительное задание1.Наблюдение осциллограмм напряжений при однополупериодном и двухполупериодном выпрямлении переменного тока.

1. Соберите электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 3. Для этого вторичную катушку трансформатора подсоедините к входу панели с однополупериодным выпрями­телем. Выход выпрямителя подключите ко входу «У» осциллографа. Наблюдайте осциллограмму выпрямленного напряже­ния. Если на осциллограмме наблюдаются отрицательные полуволны, поменяйте между собой провода на входе «У». Зари­суйте осциллограмму.

2. Параллельно выходу однополупериодного выпрямителя под­ключите батарею конденсаторов. Увеличивая емкость, наблюдай­те сглаживание пульсаций. Зарисуйте осциллограммы.

3. Вместо панели с однополупериодным выпрямителем подключите к осциллографу панель с выпрямителем, собранным по мостиковой схеме (рис. 4). Зарисуйте осциллограммы. Вновь подключите батарею конденсаторов и наблюдайте сглаживание пульсаций. Разберите схему.

Контрольные вопросы

1. Какие осциллограммы (тока или напряжения) вы наблюдали на экране осциллографа при выполнении заданий?

2. От чего зависит число установившихся периодов синусоид напряжения на экране?

3. Почему в работе следует располагать трансформатор не очень близко от осциллографа?

4. Почему включение конденсатора приводит к сглаживанию пульсаций?

5. Почему телефон может выполнять функцию микрофона?

Лабораторная работа №14_____________________________ Зачтено________________________________

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ТРАНСФОРМАТОРА И ИЗМЕРЕНИЕ ЕГО КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ

Оборудование: 1) трансформатор лабораторный; 2) ампервольтомметр АВО-63; 3) реостат ползунковый РПШ-2; 4) ключ замыкания тока — 2 шт.; 5) комплект проводов соединительных.

Содержание и метод выполнения работы

Трансформатор преобразует переменный ток одного напряже­ния в переменный ток другого напряжения при неизменной часто- те. Он состоит из замкнутого сердечника, изготовленного из специальной листовой трансформаторной стали, на котором рас­полагаются две катушки (их называют обмотками) с разным числом витков из медной проволоки. Одна из обмоток, назы­ваемая первичной, подключается к источнику переменного напря­жения. Устройства, потребляющие электроэнергию, подключаются ко вторичной обмотке, их может быть несколько. Если первичную обмотку подключить к источнику перемен­ного напряжения, а вторичную оставить разомкнутой (этот режим работы называют холостым ходом трансформатора), то в первич­ной обмотке появится слабый ток, создающий в сердечнике переменный магнитный поток. Этот поток наводит, в каждом витке обмоток одинаковую ЭДС, поэтому ЭДС индукции в каждой обмотке будет прямо пропорциональна числу витков в этой обмотке, т. е.

При разомкнутой вторичной обмотке напряжение на ее зажи­мах U2 будет равно наводимой в ней ЭДС ﻉ1. В первичной обмотке ЭДС &\ по числовому значению мало отличается от подводимого к этой обмотке напряжения U1 практически их можно считать равными, поэтому ,где K— коэффициент трансформации. Если вторичных обмоток несколько, то коэффициент трансформации для каждой из них рассчитывается аналогично. Если во вторичную цепь трансформатора включить нагрузку, то во вторичной обмотке возникнет ток. Этот ток создает маг­нитный поток, который, согласно правилу Ленца, должен умень­шить изменение магнитного потока в сердечнике, что, в свою очередь, приведет к уменьшению ЭДС индукции в первичной обмотке. Но эта ЭДС равна напряжению, приложенному к первичной обмотке, поэтому ток в первичной обмотке должен возрасти, восстанавливая начальное изменение магнитного пото­ка. При этом увеличивается мощность, потребляемая трансформа­тором от сети. При выполнении работы следует изучить устройство трансфор­матора, включить его в сеть переменного тока (36 или 42 В). В режиме холостого хода измерить напряжение на обмотках и вычислить коэффициент трансформации, а при работе трансфор­матора «под нагрузкой» установить связь между токами и напряжениями в обмотках.

Д ля выполнения работы применяется лабораторный разбор­ный трансформатор (рис. 1), рассчитанный на включение в сеть переменного напряжения 36 или 42 В частотой 50 Гц. Трансформа­тор состоит из двух катушек и сердечника. Сердечник состоит из двух половин, которые вставляют в катушки и с помощью ско­бы закрепляют на основании (рис. 2).

Порядок выполнения работы

Задание 1 Изучение устройства трансформатора

1. .Рассмотрите устройство трансформатора. Определите первичную обмотку (клеммы с надписью: 36 или 42 В) и две вторичных (клеммы 2,2 и 4,4 В).

2. Начертите электрическую схему трансформатора.

3. Разберите трансформатор. Для этого поверните его ос­нованием вверх и открутите две гайки крепления скобы. Выньте сердечник и рассмотрите его устройство.

4. Соберите трансформатор. Для этого вставьте сердечник со скобой в катушки, установите трансформатор на основание и закрепите его гайками.

Задание 2Измерение коэффициента трансформации

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта		I1, A	U1, B	U2, B		I3, A		U3 , В	К1		К2
1
2
3
4

2. Подсоедините трансформатор к сети переменного напря­жения (36 или 42 В) и замкните цепь.

3. Переключите ампервольтомметр на измерение переменного напряжения (предел 50 В) и измерьте напряжение на первичной обмотке U1.

4. Переключите ампервольтомметр на измерение переменного напряжения (предел 10 В) и измерьте напряжение на вторич­ных обмотках U2 и U3 Результаты измерений запишите в таблицу.

5. Вычислите коэффициенты трансформации К1\ и К2. Результаты вычислений запишите в таблицу.

Дополнительное задание.Исследование зависимости между токами и напряжениями в обмотках трансформатора

Во вторичную цепь (обмотка 4,4 В) включите через ключ реостат.

1. Переключите ампервольтомметр на измерение силы пере­менного тока (предел 500 мА) и измерьте им силу тока Iз во вторичной обмотке, предварительно убедившись в том, что реостат полностью введен. Отключите трансформатор от сети.

2. Переключите ампервольтомметр на предел 50 мА, включите его в первичную цепь и измерьте силу тока в первичной обмотке I1.

3. Измерьте напряжения на первичной и вторичной обмотках U1 и Uз. Результаты измерений запишите в таблицу.

4. Вычислите отношения I₃/I₁ и U₁/U₂ и сравните их.

5. Опыт повторите 2—3 раза. Каждый раз передвигайте дви­жок реостата так, чтобы сила тока увеличивалась на 30—50 мА.

6. На основе результатов всех опытов сделайте заключение.

Контрольные вопросы

1. Какой трансформатор называют повышающим и какой — понижающим?

2. Изменяет ли трансформатор частоту преобразуемого пе­ременного тока?

3. Почему сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин?

4. Почему мощность, потребляемая от вторичной обмотки, меньше мощности, подводимой к первичной обмотке?

Лабораторная работа №_15_____________________ Зачтено:_____________________________