Задание к работе

1. Подключите последовательно соединенные резистор и катушку индуктивности без ферромагнитного сердечника к генератору прямоугольных импульсов (рис. 15.3).

2. Подключите Y-вход осциллографа к резистору . На генераторе установите частоту 1200 Гц. Получите на экране устойчивую картину изменения напряжения на этом сопротивлении со временем, подобную изображенной на рис. 15.1. Зная время развертки осциллографа, определите время релаксации (см. Приложение).

3. Отключите сопротивление и замените его сопротивлением .

4. Определите с помощью осциллографа время релаксации .

5. Пользуясь формулами (15.16) и (15.17), определите величины R^* и L₁.

6. Приступите к измерению индуктивности вторым способом. Для этого подключите последовательно соединенные резистор и катушку индуктивности к звуковому генератору (рис. 15.4), установив на нем значение частоты ~15 кГц и некоторое значение амплитуды сигнала.

7. С помощью осциллографа измерьте амплитудное значение падения напряжения на резисторе .

8. Повторите измерения амплитуды при частотах ~6 и ~2 кГц.

9. Отключите осциллограф от концов резистора, а звуковой генератор от RL-контура и, не изменяя величину его сигнала, измерьте с помощью осциллографа амплитудное значение ЭДС генератора .

11. Вычислите индуктивность по формуле (15.12) для всех трех частот.

12. Сравните результаты измерения, объясните различия.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит явление электромагнитной индукции?

2. Сформулируйте закон Фарадея и правило Ленца для электромагнитной индукции.

3. Объясните физическую причину появления индукционного тока в неподвижном контуре, помещенном в переменное магнитное поле.

4. Найдите выражение для ЭДС индукции и индукционного тока в плоском витке, равномерно вращающемся в однородном, стационарном магнитном поле.

5. В чем состоит явление самоиндукции? Напишите выражение для ЭДС самоиндукции.

6. Что называется индуктивностью контура? От чего она зависит?

7. Как определить индуктивность контура путем подключения и отключения внешнего источника ЭДС (т.е. первым способом)?

8. Объясните физический смысл времени релаксации. Как, измерив это время, определить индуктивность соленоида?

9. Как повысить точность этих измерений? Получите соответствующие рабочие формулы.

10. Как, используя вынужденные электромагнитные колебания, осуществить измерение индуктивности соленоида вторым способом? Получите соответствующую формулу.

11. Что влияет на точность измерения индуктивности вторым способом и как её повысить?

Список литературы

1. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Милковская Л.Б. Курс физики: Учебник. – М.: Высш. шк., 1964. – Т. 2: Электричество и магнетизм.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1978. – Т. 2 (и последующие издания этого курса).

Лабораторная работа № 16

Взаимная индукция, трансформатор

Цель работы – измерить индуктивность магнитосвязанных соленоидов. Изучить явление взаимной индукции, определить коэффициент трансформации трансформатора.