Практическая часть Упражнение 1. Измерение коэффициента самоиндукции.

Из формулы (9) следует, что

, (12)

где активное сопротивление:

R = U_пост/I_пост , (13)

а полное сопротивление:

Z₁ = U_эфф/I_эфф . (14)

Рис.1.

Определив величины Z₁, R, , найдем, очевидно, и L. Для этого катушка с неизвестным коэффициентом самоиндукции L и активным сопротивлением R, реостат r и амперметр А соединяются последовательно (рис.1) и подключаются к средним клеммам перекидного ключа К, к крайним клеммам которого подведены с разных сторон постоянный и переменный токи.

Для определения  необходимо знать период переменного тока. Если этот ток берут от городской сети, то для большинства городов России Т = 1/50 с и, следовательно,

.

Порядок выполнения.

1. Для измерения активного сопротивления катушки устанавливают ползунок реостата на максимум сопротивления и, присоединив вольтметр, замыкают ключ К на постоянный ток. Медленно передвигая ползунок реостата, устанавливают его в такое положение, чтобы стрелка амперметра дала достаточное для отсчета отклонение.

Измерив затем по приборам силу тока I_пост и напряжение U_пост, изменяют переключением контактов число работающих витков катушки и производят дальнейшие измерения.

Проделав эти измерения для каждого контакта не менее трех раз, подставляют средние результаты измерения в формулу (13) и вычисляют значения активных сопротивлений для каждого из контактов катушки.

При измерениях необходимо иметь в виду следующее:

а) ключ не следует держать включенным дольше, чем это необходимо для производства отсчётов, так как в противном случае катушка нагревается и сопротивление ее значительно изменится;

б) переключение витков катушки L следует производить при полностью введенном в цепь сопротивлении реостата.

2. Для определения полного сопротивления катушки L замыкают ключ К на переменный ток.

Изменяя положение движка реостата, устанавливают, как и прежде, достаточное отклонение стрелки амперметра. Произведя соответствующие отсчёты, изменяют число работающих витков катушки и, действуя далее совершенно аналогично предыдущему, получают для каждого контакта необходимые значения I_эфф и U_эфф, подставляя которые в формулу (14), вычисляют соответствующие значения сопротивления Z₁.

Определяя таким образом значения R и Z₁, находят при помощи формулы (12) значения L, а затем при помощи формулы (4) - значения угла фазового сдвига  для каждого из контактов катушки.

Упражнение 2. Измерение емкости конденсаторов.

Из формулы (11) следует, что

,

где Z₂ и R – соответственно полное и активное сопротивление цепи.

В случае, когда напряжение U_эфф измеряется непосредственно на обкладках конденсатора, можно считать, что активное сопротивление в цепи отсутствует (R = 0), поэтому:

. (15)

Рис.2.

Для определения Z₂ поступают следующим образом: соединяют последовательно измеряемый конденсатор C, амперметр А и реостат r и подключают их к средним клеммам ключа К (рис.2). Параллельно конденсатору присоединяют вольтметр. Реостат служит здесь лишь предохранителем на случай пробоя или короткого замыкания обкладок конденсатора и должен быть включен на максимальное сопротивление.

Порядок выполнения.

Замыкают ключ на переменный ток и отсчитывают по прибору силу тока I_эфф и напряжение U_эфф. Определив Z₂ по формуле

подставляют это значение Z₂ в формулу (15) и вычисляют С. Измерения производят сначала отдельно для каждого из двух конденсаторов, а затем при параллельном и последовательном их соединении, проверяя тем самым формулы соединений конденсаторов.