Методика виконання роботи

1. Отримавши примірники твердих діелектриків, діелектричну проникність яких треба визначити, виміряти площину пластинки (обкладки) конденсатора лінійкою та товщину діелектрика – мікрометром (не менше трьох разів).

2. Зібрати коло за схемою мал.7-2, в якій збудником вимушених коливань є звуковий генератор (ЗГ).

3. Виміряти залежність між частотою вимушених коливань та силою струму. Найбільш часті вимірювання проводити поблизу резонансної частоти _р.

4. Записати індуктивність котушки L коливального контуру, яка дана на її панелі.

5. Побудувати графік залежності струму від частоти коливань та визначити на ньому резонансну частоту _р.

6. За формулою (2) обчислити відносну діелектричну проникність діелектрика.

7. Похибку визначити методом диференціювання натурального логарифму функції.

Зауваження.Для побудови поля похибок на графіку треба записати клас точності міліамперметра та визначити ціну поділки шкали звукового генератора для різних меж вимірювання.

Контрольні питання

1. В чому полягає явище поляризації діелектрика?

2. Які види діелектриків вам відомі?

3. Що називається відносною діелектричною проникністю речовини?

4. Яка розмірність відносної діелектричної проникності?

5. Яким методом визначається діелектрична проникність діелектрика в цій роботі?

6. Що являє собою коливальний контур?

7. При якій умові виникає електричний резонанс напруг?

8. Який аналітичний вираз умови резонансу напруг?

9. Для чого необхідний в схемі звуковий генератор?

10. Як виводиться формула для визначення в цій роботі?

Література

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики.—М.:Высшая школа, 1989.—Гл.15.–с.170-180; §28.3.–с.314.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. т.ІІ.—М.:Наука, 1973.—§15-17–с.56-60; §91‑с.258-262.

3. Трофимов Т.И. Курс физики.—М.:Высшая школа, 1990.—§87-88.—с.141-142.

Лабораторна робота к–8 Визначення індуктивності обмотки трансформатора

Мета роботи:визначення динамічної індуктивності котушки трансформатора

Відомо, що якщо контур знаходиться в неферомагнітному середовищі, то магнітний потік Ф, що пронизує площадку, обмежену контуром струму, пропорційний силі струму І. При проходженні струму по котушці кожний її виток пронизується магнітним потоком. Алгебраїчна сума магнітних потоків називається потокозцепленнямта визначається за формулою

=ФN,

де N – загальне число витків котушки. Відношення потокозцеплення до струму І для даної котушки або контуру електричного кола називаєтьсяіндуктивністю:

,

де L_ст– статична індуктивність контуру.

Поряд із статичною індуктивністю контуру або котушки розглядають динамічну індуктивність, яку можна отримати з формули електрорушійної сили самоіндукції:

.

Динамічна індуктивність контуру (котушки) чисельно рівна ЕРС, що виникає в контурі (котушці), якщо сила струму в ньому за одиницю часу змінюється на одиницю. У випадку неферомагнітного середовища

L_ст=L_дин.

Для феромагнетиків L_стне дорівнює L_дин, оскільки потокозцепленняне є лінійною функцією від І. Для котушки (соленоїда)

,

де ₀– магнітна проникність вакууму;

– відносна проникність середовища;

– число витків, що приходиться на одиницю довжини котушки;

l – довжина котушки;

g – площа поперечного перерізу котушки.

Якщо осердя соленоїда зроблено з феромагнітної речовини, то залежність L від струму нелінійна, оскільки залежність відносної магнітної проникності від струму І нелінійна (мал.1). При живленні котушки трансформатора змінним струмом практичний інтерес становить L_дин. В даній роботі визначення L_динкотушки трансформатора засновано на знаходженні її активного опору r та повного (уявного) опору Z. Для невеликих частот f порядку 50 Гц активний опір r=R, де R—омічний опір, який може бути визначений як відношення напруги на кінцях котушки U до сили сталого струму І в ній:

.

Повний або уявний опір котушки Z визначається як відношення прикладеної ефективної (або діючої) напруги U_ефдо відповідного значення змінного струму І_еф:

з іншого боку, ,

де =2f – циклічна частота;

C – ємність контуру;

L – індуктивність контуру;

– реактивний опір контуру.

При відсутності розривів у прохідному колі ємність С (при частоті f промислових кіл 50 Гц) можна вважати рівною нескінченості, а ємнісний опір – нулю. В цьому випадку рівняння має вигляд

,

звідки .