2.2 Катушка индуктивности в цепи постоянного тока

Рисунок 3 – Схема с катушкой индуктивности в цепи постоянного тока, опыт 1

Рисунок 4 – Схема с катушкой индуктивности в цепи постоянного тока, опыт 2

n/n	E1 источник питания	L1 индуктивность	R1 резистор	I ток	U Падение напряжения
1	20 В	120 мГн	330 кОм	80.61 мкА	20.00 В
2	5 В	1200 мГн	3 МОм	6.66 мкА	5.000 В

Таблица 7 – Серия опытов с индуктивностью в цепях постоянного тока

Катушка индуктивности в цепи постоянного тока имеет нулевое сопротивление при моделировании. Показатели тока в цепи не совпадают с вычисленными значениями по закону Ома , так как в данной цепи свой вклад вносит внутреннее сопротивление вольтметра. При этом внутренним сопротивлением амперметрафактически можно пренебречь, то есть, падение напряжения на резисторе фактически равно ЭДС источника питания.

Во всех опытах при моделировании цепи источник имел нулевое внутреннее сопротивление.

3 Задание 2.2. Ёмкость в цепях переменного тока

Рисунок 5 – Схема с ёмкостью в цепи переменного тока

n/n Параметры Осциллограммы Серия №1. Частота переменного тока фиксирована, меняется емкость конденсатора Опыт №1 U1 220 В f 5 кГц C1 5000 пФ R1 100 Ом IR1 35.01 мА 1-2 90° Опыт №2 U1 220 В f 5 кГц C1 0.5 мкФ R1 100 Ом IR1 1.86 А Опыт №3 U1 220 В f 5 кГц C1 50 мкФ R1 100 Ом IR1 2.2 А

Опыт №4	U1		220 В
	f		5 кГц
	C1		50000 мкФ
	R1		100 Ом
	IR1		2.2 А
Серия №2. Емкость конденсатора фиксирована, меняется частота переменного тока
Опыт №1		U1		220 В
		f		1 Гц
		C1		0.01 мкФ
		R1		100 Ом
		IR1		14 мкА

n/n			Параметры				Осциллограммы
Опыт №2	U1			220 В
	f			1 кГц
	C1			0.01 мкФ
	R1			100 Ом
	IR1			14 мА
	1-2			90°
Опыт №3	U1			220 В
	f			5 кГц
	C1			0.01 мкФ
	R1			100 Ом
	IR1			2.173 А
Опыт №4		U1			220 В
		f			1 ГГц
		C1			0.01 мкФ
		R1			100 Ом
		IR1			2.2 А
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Таблица 8 – Серия опытов с ёмкостью в цепях переменного тока

Конденсатор в цепи переменного тока имеет реактивное сопротивление , где– частота,– ёмкость конденсатора. При протекании переменного тока через конденсатор напряжение на конденсаторе отстаёт от тока на 90°, т. е. вектор напряжения направлен вниз под углом 90° к вектору тока. Однако с ростом ёмкости или частоты источника сопротивление конденсатора уменьшается, следовательно уменьшается общее сопротивление цепи. Однако на определённом этапе (опыт 3 первой серии опытов) ток возрастать прекращает, так как дальнейшее увеличение ёмкости не приводит к существенному уменьшению сопротивления цепи. При этом разность фаз между векторами входного и выходного напряжений приближается к нулю. Внутренним сопротивлением мультиметра в режиме измерения тока – 1 нОм – можно пренебречь.