Порядок выполнения работы Задание 1 Измерение неизвестных емкостей мостиковой схемой

1. Соберите цепь по схеме рис. 26.1, в плечо ВС (на место Z₀) подключите конденсатор известной емкости С₀(эталонная емкость устанавливается на магазине ёмкостей), а в плечо АС (на место Z) подключите конденсатор С_х1, ёмкость которого надо измерить.

2. Передвижением движка реостата Д добейтесь минимального показания измерительного прибора и измерьте длину плеч.

3. Замените конденсатор С_х1 на С_х2 и повторите измерения, указанные в пункте 2.

4. Повторите измерения, указанные в пункте 2, для последовательно и параллельно соединенных С_х1 и С_х2.

5. Все измерения занесите в таблицу 1 рабочей тетради.

6. По формуле (9) рассчитайте С_х1, С_х2, С_посл, С_парал.

7. Результаты расчетов занесите в таблицу 2 рабочей тетради.

Задание 2

Проверка законов последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

1. По формулам (3) рассчитайте ёмкости С_посл, С_парал.

2. Рассчитайте относительную погрешность измерений . Результаты занесите в таблицу 3 рабочей тетради.

Задание 3

Проверка законов последовательного и параллельного соединения сопротивлений в цепях переменного тока.

1. По формуле (2) рассчитайте значения Z₁, Z₂, Z_посл, Z_парал, подставляя соответствующие значения ёмкостей.

2. По формулам (4) рассчитайте теоретические значения сопротивлений для параллельного и последовательного соединения.

3. Рассчитайте относительную погрешность измерений . Результаты занесите в таблицу 4 рабочей тетради.

4. Сделайте выводы по результатам работы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №27

Изучение резонанса напряжений и определение индуктивности методом резонанса

В данной лабораторной работе исследуются вынужденные электрические колебания в резонансном контуре, состоящем из включенных последовательно катушки индуктивности L, конденсатора емкости C, активного сопротивления R (рис.27.1).

Рис.27.1

Если в контуре электродвижущая сила

, то ток в контуре меняется по закону:

Амплитудные значения тока и ЭДС связаны соотношением

, (1)

где – сопротивление цепи, содержащей последовательно соединенные R,L,C.

(2)

Сдвиг фаз между током и ЭДС выражается формулой

. (3)

Если в данном контуре

, (4)

то сопротивление Z будет наименьшим, а ток в цепи максимальным. Это явление называется резонансом напряжений.

Из формулы (4) резонансная частота

. (5)

Сдвиг фаз между током и напряжением в условии резонанса напряжений равен 0.

Кривую зависимости амплитуды тока от частоты внешней ЭДС называют резонансной кривой.

На рис.27.2 представлены резонансные кривые при различных активных сопротивлениях контура.

Порядок выполнения работы

1. Соберите электрическую цепь по схеме (рис.27.1)

2. Включите установку в сеть с напряжением 220В.

3. Установите движок реостата в любом положении.

4. Изменяя емкость С, снимите зависимость силы тока в цепи от емкости.

5. Аналогичные измерения проведите для 2-х других значений R (при 2-х других положениях движка реостата).

6. Данные результатов измерений занесите в рабочую тетрадь в таблицу 1.

7. По результатам измерений постройте семейство кривых зависимости силы тока I от емкости С при постоянных, , .

8. По графику (рис.27.3) найдите емкость С₀, при которой наступает резонанс напряжений.

9. Вычислите индуктивность катушки, используя формулу (4):

, где (6)