- •Саратовский государственный технический университет электричество и магнетизм 2
- •Саратов 2006
- •Лабораторная работа 1
- •Основные теоретические положения
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Расчет погрешностей
- •Лабораторная работа 2
- •Основные теоретические положения
- •Обработка результатов
- •Расчет погрешностей
- •Лабораторная работа 3 изучение процессов заряда и разряда конденсатора
- •Основные теоретические положения
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Обработка результатов
- •Расчет погрешностей
- •Лабораторная работа 4
- •Основные теоретические положения
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Расчет погрешностей
- •Лабораторная работа 5
- •Основные теоретические положения
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Расчет погрешностей
- •Лабораторная работа 6
- •Основные теоретические положения
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Литература
- •Основные методики расчета погрешностей
- •Коэффициенты Стьюдента cn
Экспериментальная установка и методика измерений
На рис.1.2 представлена схема экспериментальной установки.
Рис.1.2. Принципиальная схема экспериментальной установки:
1– звуковой генератор; 2– электронный осциллограф; 3– модуль;
L1 и L2 – две катушки индуктивности, Ш – шток со шкалой, показывающей
взаимное расположение катушек L1 и L2, П1 и П2 – переключатели
В данной работе изучается коэффициент взаимной индукции между длинной катушкой 1 и короткой катушкой 2, которая надевается на катушку 1 и может перемещаться вдоль ее оси.
Питание одной из катушек, например 1, осуществляется от генератора звуковой частоты ЗГ, с которого напряжение
(1.11)
подается через сопротивление R .
Вольтметр, расположенный на панели ЗГ, измеряет действующие значения напряжения . СопротивлениеR выбирается таким образом, чтобы выполнялось неравенство:
, (1.12)
где Li – индуктивность катушки 1; Ri – ее активное сопротивление.
В этом случае ток, протекающий через катушку 1, можно определить по формуле:
. (1.13)
Переменный ток в катушке 1 создает переменную ЭДС взаимной индукции в катушке 2:
. (1.14)
Для измерения используется осциллограф. Амплитуда ЭДС взаимной индукции
, (1.15)
где частота звукового генератора.
Из соотношения (1.15) имеем:
. (1.16)
Если поменять местами катушки 1 и 2, то можно измерить:
. (1.17) Для перестановки катушек необходимо переключатели П1 и П2 на модуле 3 перебросить в противоположное положение.
Работа выполняется в следующем порядке.
Задание 1. Измерение коэффициентов взаимной индукции L21 и L12 и исследование их зависимости от взаимного расположения катушек.
1. Собрать схему, изображенную на рис.1.2, соединив между собой звуковой генератор 1, модуль 3 и осциллограф 2 проводами, представленными на рис.1.2 жирными линиями.
2. Задать напряжение U0 и частоту сигнала генератора (по указанию преподавателя), подать напряжение на катушку 1 (с помощью переключателя П1), а ЭДС катушки 2 подать на осциллограф (с помощью переключателя П2 ).
3. Установить подвижную катушку 1 в крайнее положение. Перемещать ее в противоположное крайнее положение, через 1 см записывать значения ЭДС взаимной индукции в цепи катушки 2.
4. По (1.16) рассчитать значение L21 . Полученные данные занести в таблицу.
5. Построить график зависимости .
Задание 2. Измерение L21 при различных значениях амплитуды питающего напряжения.
1. Используя шток со шкалой Ш (рис.1.2), поставить катушку 1 в среднее положение относительно катушки 2.
2. Задать частоту питающего генератора по указанию преподавателя (например, 104 Гц).
3. Измерить амплитуду ЭДС взаимной индукции при различных значениях напряженияUд в цепи катушки 1 в интервале 0-5 В через 0,1 В.
4. По (1.16) рассчитать L21 . Полученные данные занести в таблицу.
5. Построить график зависимости .
Задание 3. Измерение L21 при различных частотах питающего напряжения.
Поставить катушку в среднее положение относительно катушки 2.
2. Задать амплитуду напряжения генератора по указанию преподавателя (например, 2 В).
3. Измерить амплитуду ЭДС взаимной индукции при различных частотах звукового генератора от 5 до 20 кГц (не менее 10 значений).
4. По (1.16) рассчитать . Полученные данные занести в таблицу.
5. Построить график зависимости .