Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Декабря 2011 в 16:44, лабораторная работа
Цель работы:
Определение импеданса, сдвига фаз и измерение индуктивности на разных частотах в резистивно-индуктивной цепи.
Общие теоретические сведения
Явление – сдвиг фаз в цепи переменного тока.
Переменный ток — ток, который со временем изменяется по величине и направлению.
Импеданс – сопротивление по переменному току, индуктивное сопротивление.
Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический
университет)
По дисциплине: Физика
(наименование учебной
дисциплины согласно учебному плану)
Выполнил: гр.
__________________ /
Проверил:
(подпись)
Оценка:
Дата:
Санкт-Петербург
2009
Цель
работы:
Определение
импеданса, сдвига фаз и измерение
индуктивности на разных частотах в
резистивно-индуктивной цепи.
Общие
теоретические сведения
Явление – сдвиг фаз в цепи переменного тока.
Переменный ток — ток, который со временем изменяется по величине и направлению.
Импеданс – сопротивление по переменному току, индуктивное сопротивление.
Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении.
Индуктивность — физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи, численно равная отношению магнитного потока к силе тока.
Сила тока – физическая величина, численно равная отношению заряда, протекающего в проводнике к единице времени через сечение проводника.
Напряжение – физическая величина, численно равная отношению работы электрического поля при переносе пробного электрического заряда из одной точки в другую к величине пробного заряда.
Сопротивление – физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению через него электрического тока.
Частота — физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов, совершённых за единицу времени.
Амплитуда — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении.
Сдвиг фаз — разность начальных фаз переменных величин, изменяющихся по синусоидальному закону с одинаковой частотой.
Осциллограф
- прибор, предназначенный для исследования
электрических сигналов во временной
области путём визуального наблюдения
графика сигнала на экране, а также для
измерения амплитудных и временных параметров
сигнала по форме графика.
Схема установки
U – источник переменного тока заданной частоты
R – резистор
L – катушка индуктивности
А и В – выходы, подключенные через дифференциальный усилитель к осциллографу
000
– цифровой счетчик
Единицы
измерения
f – частота выходного сигнала, устанавливаемая на функциональном генераторе [Гц];
R – сопротивление резистора [Ом];
RL – сопротивление катушки [Ом];
XL – импеданс [Ом];
U – полное сопротивление цепи[В];
UR – напряжение на резисторе[В];
UL – напряжение на катушке [В];
L – индуктивность катушки[Гн];
Im – амплитудное значение силы тока в цепи[А];
T, t – периоды колебаний
напряжения [с].
Основные
законы и соотношения
и основные расчетные
формулы
Погрешности прямых измерений
Погрешности
косвенных измерений
Примеры
расчетов
f кГц | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 |
w кГц | 31,4 | 62,8 | 94,2 | 125,6 | 188,4 | 251,2 |
R Ом | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
RL Ом | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
U В | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
UR В | 1,1 | 0,6 | 0,5 | 0,3 | 0,22 | 0,12 |
T мкс | 200 | 100 | 65 | 50 | 34 | 23 |
t мкс | 30 | 16 | 12 | 10 | 7 | 5 |
fэксп. рад | 0,94 | 1,01 | 1,16 | 1,25 | 1,29 | 1,36 |
L Гн | 0,0096 | 0,0101 | 0,0082 | 0,0104 | 0,0096 | 0,0132 |
XL Ом | 301,44 | 635,17 | 772,44 | 1306.24 | 1808,64 | 3315,84 |
fрасч. рад | 0,98 | 1,26 | 1,32 | 1,41 | 1,46 | 1,51 |
Im А | 0,005 | 0,003 | 0,002 | 0,001 | 0,001 | 0,0006 |
Lср=(0,0096+0,0101+0,0082+0,
График XL=f(f)
График
Вывод
В ходе работы удалось установить значение индуктивности катушки, равное 0.0101±0.0020 Гн.
Также были обнаружены следующие зависимости: импеданс и сдвиг фаз прямо пропорционально зависят от частоты переменного тока, а сила тока в цепи при увеличении частоты уменьшается.
Информация о работе Измерение параметров индуктивности в цепи переменного тока