Краткие теоретические сведения. Когда к катушке индуктивности подведено синусоидальное напряжение

Когда к катушке индуктивности подведено синусоидальное напряжение, ток в ней отстает от синусоиды напряжения на ней на 900. Соответственно, мгновенное значение тока достигает амплитудного значения на четверть периода позже, чем мгновенное значение напряжения/ В этом рассуждении пренебрегается активным сопротивлением катушки индуктивности.

 

 

Выведите на дисплей осциллографа кривые изменения во времени мгновенных значений тока iL и напряжения uL катушки индуктивности и определите фазовый сдвиг между ними.

Задания и порядок выполнения работы

1. Соберите цепь по схеме, подключите к ее входу регулируемый источник синусоидального напряжения с параметрами: U = 3…7 В, f = 50…2000 Гц.

 

2. Для качественного наблюдения осциллограммы тока 2-ой канал осциллографа включается параллельно резистору R1. В этом случае амплитуда размаха напряжения большая, однако, на измерениях это сказывается незначительно, т.к. данные всех приборов снимаются непосредственно с исследуемой индуктивности.

3. Установите параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного-двух периодов напряжения и тока.

4. Перенесите данные осциллографирования напряжения и тока катушки на график, определите фазовый сдвиг между синусоидами напряжения и тока катушки индуктивности.

Период T =

 

Фазовый сдвиг φ =

 

Вывод:

 

 

 

оценка	подпись

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15

«РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ»

1. Цель работы: Ознакомление с понятием реактивное сопротивление катушки индуктивности в цепях синусоидального напряжения (тока). Проведение эксперимента, связанного с изучением реактивного сопротивления катушки индуктивности в цепи синусоидального тока.

Краткие теоретические сведения

Катушка индуктивности в цепи переменного тока оказывает токоограничивающий эффект, благодаря индуктируемой в ней противоЭДС. Этот токоограничивающий эффект принято выражать как индуктивное реактивное сопротивление (индуктивный реактанс) X_L.

Величина индуктивного реактанса X_L зависит от величины индуктивности катушки, измеряемой в Генри (Гн), и частоты приложенного напряжения переменного тока. В случае синусоидального напряжения имеем

 

X_L = ωL = 2πfL,

 

где XL - реактивное индуктивное сопротивление, Ом,

L - индуктивность катушки, Гн.

Если активное сопротивление катушки мало и им можно пренебречь, то реактивное (индуктивное) сопротивление можно определить через действующие значения или амплитуды напряжения и тока:

 

X_L = U_L / I_L или X_L = U_Lm / I_Lm.

Задания и порядок выполнения работы

1. Выведите на дисплей осциллографа кривые тока и напряжения различных катушек индуктивности при различных частотах и постройте зависимость X_L = f(f). Соответствующий индуктивный реактанс находится по амплитудным значениям тока и напряжения из осциллограмм и проверяется по формуле X_L = ωL.

2. Соберите цепь по схеме (рисунок 1), подсоедините к ее входу генератор синусоидального напряжения с выходными параметрами U = 3…5 В, f = 0,5…2,0 кГц.

 

3. Установите параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного-двух периодов напряжения и тока.

4. Снимите с осциллограммы амплитудные значения Um и Im для разных индуктивностей и частот, указанных в таблице 1, и занесите их в соответствующие ячейки таблицы.

 

Таблица 1

 

f, кГц		0,5	1	1,5	2
UmL, В	15 мГн
UmL, В	10 мГн
UmL, В	5 мГн
ImL, мА	15 мГн
ImL, мА	10 мГн
ImL, мА	5 мГн
XL =Um / Im, кОм	15 мГн
	10 мГн
	5 мГн
XL= ωL, кОм	15 мГн
	10 мГн
	5 мГн

 

5. Вычислите величины X_L по формулам Um / Im и ωL и занесите их в таблицу 1.

6. Перенесите величины X_L на график (рисунок 2) для построения кривой X_L = f(f).

 

 

 

Вопрос 1: Как зависит индуктивное сопротивление от частоты?

Вопрос 2: Чем объясняется различие значений XL, вычисленных по формулам Um / Im и ωL?

 

Вывод:

 

 

 

оценка	подпись

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16

«ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ»

1. Цель работы: Ознакомление с поведением катушек индуктивности при их последовательном и параллельном включении. Проведение эксперимента, связанного с изучением катушек индуктивности при их последовательном и параллельном включении в цепях синусоидального тока.