Лабораторная работа "Катушка индуктивности в цепи переменного тока"
Теоретический материал. В цепи переменного тока различают два вида сопротивлений: активное и реактивное. Реактивное сопротивление может быть индуктивным и емкостным. Активное — это такое сопротивление, в котором электрическая энергия превращается в другие виды энергии. Им обладают, например, электронагревательные приборы. Трансформаторы, электродвигатели, катушки обладают не только активным, но и индуктивным сопротивлением. Его определяют по формуле
X L =ωL=2πνL, где ν=50 Гц. Если активное сопротивление катушки значительно меньше индуктивного сопротивления ее переменному току (R < XL), то зависимость между действующими значениями силы тока I в катушке и напряжения U, приложенного к концам ее обмотки, определяется выражением
I= U X L = U 2πνL . Из этой формулы можно определить как индуктивное сопротивление, так и индуктивность катушки. Правда, эта задача осложняется тем, что наряду с индуктивным сопротивлением катушка обычно обладает еще и активным сопротивлением. Для определения индуктивного сопротивления вначале определяют ее полное сопротивление переменному току по закону Ома: Z = U/I. Затем, используя выражение
Z= R 2 + ( X L − X C ) 2 = R 2 + X L 2 при XC = 0, определяют индуктивное сопротивление катушки:
X L = Z 2 − R 2 . Активное же сопротивление измеряют омметром. В отличие от сопротивления проводника в цепи постоянного тока индуктивное сопротивление не является постоянной величиной, характеризующей данную катушку. Оно прямо пропорционально частоте переменного тока, проходящего через катушку. Цель работы: расчет и измерение индуктивного сопротивления катушки и ее индуктивности. Приборы и материалы: адаптер, мультиметр, выходной трансформатор транзисторного радиоприемника, провода соединительные. Указания к работе: 1. Омметром мультиметра измерьте активное сопротивление первичной катушки трансформатора. 2. Переведите мультиметр в режим работы вольтметра переменного тока. Соберите электрическую цепь по схеме на рисунке 77 и после замыкания цепи измерьте напряжение.
Рис. 77
3. Переведите мультиметр в режим работы амперметра переменного тока. Соберите электрическую цепь по схеме на рисунке 78 и после замыкания цепи измерьте силу тока в катушке.
Рис. 78
4. Вычислите полное сопротивление катушки. Далее по результатам измерения полного и активного сопротивлений вычислите индуктивное сопротивление катушки и ее индуктивность вместе с замкнутым железным сердечником трансформатора.
