Домашня лабораторія

Елементи кіл змінного струму. Ємнісний і індуктивний опори, їх залежність від частоти змінного струму і параметрів елементів

Мета: вивчити залежність ємнісного та індуктивного опорів від частоти змінного струму і параметрів елементів.

Порядок виконання роботи

1. Зберіть коло наведене на малюнку 1.

Рис.1
2. Встановіть наступні значення параметрів:
Генератор - напруга (ефективна) 100 В, частота 100 Гц;
Конденсатор - робоча напруга 400 В, ємність 10 мкФ;
Резистор - робоча потужність 500 Вт, опір 100 Ом.

3. Змінюючи ємність конденсатора від 5 до 50 мкФ (через 5 мкФ), запишіть покази вольтметрів (напруга на конденсаторі і на резисторі).
4. Розрахуйте ефективне значення струмів, що течуть в колі, залежно від значення ємності конденсатора (для цього треба напругу на резисторі розділити на його опір).
5. Визначте значення ємнісних опорів конденсатора для відповідних значень його ємності і порівняйте їх з розрахованими за формулою.
6. Встановіть ємність конденсатора 10 мкФ. Змінюючи частоту генератора від 20 до 100 Гц через 10 Гц, повторіть вимірювання і розрахунки ємнісного опору в залежності від частоти змінного струму.

Рис.2
7. Зберіть коло показане на Рис.2
8. Встановіть наступні значення параметрів:

Генератор - напруга (ефективне) 100 В, частота 100 Гц;
Котушка - індуктивність 50 мГн;
Резистор - робоча потужність 500 Вт, опір 100 Ом.

9. Змінюючи індуктивність котушки від 50 до 500 мГн (через 50 мГн), запишіть показання вольтметрів (напруга на котушці і на резисторі).
10. Розрахуйте ефективне значення струмів, що течуть в колі, залежно від значення індуктивності котушки (для цього треба напругу на резисторі розділити на його опір).
11. Визначте індуктивні опору котушки для відповідних значень її індуктивності і порівняйте їх з розрахованими за формулою.
12. Встановіть індуктивність котушки 100 мГн. Змінюючи частоту генератора від 20 до 100 Гц через 10 Гц, повторіть вимірювання і розрахунки індуктивного опору в залежності від частоти змінного струму ..
13. Побудуйте графіки залежностей індуктивного і ємнісного опорів від частоти змінного струму.

Контрольні питання.
1. Чому ємнісний опір зменшується зі збільшенням частоти змінного струму, індуктивний опір - збільшується?
2. Які різниці фаз між струмом і напругою для котушки і конденсатора?
3. У яких одиницях вимірюються ємнісний і індуктивний опори?

фрагмент уроку

View more presentations from wyklyuk

Подумай...

Розставте знаки зарядів на запропонованих малюнках.

Цікава електростатика

Електростатика і життя.
 У 1953 році американські вчені С. Міллер і Г. Юри показали, що деякі з «цеглинок життя» - амінокислоти - можуть бути отримані шляхом пропускання електричного розряду через газ, близький за складом до первісної атмосфери Землі, що складається з метану, аміаку, водню і парів води. Протягом наступних 50 років інші дослідники повторили ці досліди і отримали ті ж результати. При пропусканні коротких імпульсів струму через бактерії в їх оболонці (мембрані) з'являються пори, через які всередину можуть проходити фрагменти ДНК інших бактерій, запускаючи один з механізмів еволюції. Таким чином, енергія, необхідна для зародження життя на Землі та її еволюції, дійсно могла бути електростатичної енергією розрядів блискавок

У кожний момент часу в різних точках Землі виблискує близько 2000 блискавок, в кожну секунду приблизно 50 блискавок б'ють у Землю, кожен квадратний кілометр поверхні Землі уражається блискавкою в середньому шість разів на рік. Ще в XVIII столітті Бенджамін Франклін довів, що блискавки, що б'ють з грозових хмар, це електричні розряди, що переносять на Землю негативний заряд. При цьому кожен із розрядів постачає Землю кількома десятками кулонів електрики, а амплітуда струму при ударі блискавки становить від 20 до 100 кілоампер. Швидкісна фотозйомка показала, що розряд блискавки триває лише десяті частки секунди і що кожна блискавка складається з декількох більш коротких.

  

Закон Кулона

Закон Кулона — один з основних законів електростатики, який визначає величину та напрямок сили взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами. Експериментально з задовільною точністю був вперше доведений Генрі Кавендішем у 1773, який використовував метод сферичного конденсатора, але його роботи не були опубліковані. В 1785 році закон був встановлений Шарлем Кулоном за допомогою спеціальних крутильних терезів.

Електростатична сила взаємодії F12 двох точкових нерухомих зарядів q1 та q2 в вакуумі прямо пропорційна добутку абсолютних значень зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані r12 між ними.

Повторюємо фізику

Електростатика

View more presentations from wyklyuk
Завантажити презентацію. 

Лабораторна робота

Тема: Потужність в колі постійного струму

Мета: вивчити закони виділення потужності в колах постійного струму і узгодження джерел струму з навантаженням.

1. Зберіть на монтажному столі схему, показану на малюнку.

Виберіть значення параметрів елементів наступними:

Батарейка: e = 1.5 В; r = 10 Ом;

Реостат: R = 20 Ом

2. Змінюючи положення повзунка реостата, виміряйте силу струму в колі і напругу на реостаті (навантаженні). 

3. Занесіть отримані дані (опір реостата R, силу струму I і напруга U) в таблицю (складіть самостійно) .

4. Розрахуйте потужність Р, що виділяється на навантаженні для різних значень опору реостата, за формулою P = U^. I.

5. Побудуйте графік залежності потужності від опору навантаження. 

6. Визначте з графіка значення опору навантаження, при якому  виділяється максимальна потужність.

7. Порівняйте отримане Вами значення з теоретичним (див. інструкцію). Зробіть висновки. 

3. Контрольні питання.

3.1. Чому при збільшенні опору навантаження напруга на ньому росте?

3.2.Поясніть, чому потужність, що виділяється на навантаженні мала, якщо опір навантаження значно відрізняється від внутрішнього опору джерела?  

(Повна інструкція до даної роботи знаходиться тут).