Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра Фізики
Звіт
Звіт про виконання
Лабораторної роботи № 15
Тема: “Перевірення закону Ома для кола змінного струму”.
Мета роботи:
Перевірити закон Ома для кола змінного струму.
Прилади та обладнання
Вольтметр, резистор, клеми, конденсатор, герцметр.
Короткі теоретичні відомості
Коливання –дуже поширений вид руху. Періодичні, або майже періодичні зміни заряду, сили струму і напруги називаються електричними коливаннями. Найпростіша система, в якій можуть відбуватися вільні електричні коливання, складається з конденсатора і котушки, з’єднаних послідовно. Така система називається коливальним контуром. При зміні різниці потенціалів конденсатор періодично заряджається і струм провідності у підвідних провідниках струмом зміщення у конденсаторі. Оскільки опір провідних провідників дуже малий, то можна вважати, що напруга на конденсаторі U=q/c дорівнює зовнішній напрузі U i змінюється за законом:
U=U0sinWt; q=C*U=C U0sinWt;
Тоді струм:
I=dq/dt= C*U=C U0sinWt=I0sin(Wt+П/2)
З порівняння виразів випливає що змінний струм у колі з ємністю випереджає напругу за фазою на П/2. Причина відставання пояснюється тим, що напруга на конденсаторі в будь який момент часу визначається зарядом конденсатора. До тих пір поки струм тече в одному і тому ж напрямку, заряд на обкладинках конденсатора зростає. Для такого кола використовується закон Ома для амплітудних значень струму. Якщо коло з ввімкненим конденсатором має опір Rc, який називають реактивним ємнісним опором, то закон Ома має вигляд:
I0=Uc/Rc;
З порівняння формул випливає, що реактивний ємнісний опір обернено-пропорційний ємності коловій частоті змінного струму.
Закон Ома для нашої ділянки кола запишеться таким чином:
На основі закону Ома для ділянки кола, що складається з активного опору:
І для ділянки кола, що складається з ємності
знайдемо, що
RC=
Формули для обчислення шуканої величини
Використавши формулу
;
обчислити U’ за отриманими результатами вимірювань UR i UC.
Використовуючи формулу обчислити ємність конденсатора С за отриманими результатами вимірювань f i Uc . Порівняти обчислене значення ємності з даними в роботі.
Таблиці результатів і розрахунків
Таблиця 1
№п/п
U’вим(В)
UR1(в)
UС(в)
U’(в)
∆U’(в)
1
221
172
139
221,1
0,1
2
220
146
161
218,6
1,4
3
220
110
190
219,5
0,5
Таблиця 2
№п/п
I(A)
F(Гц)
Собр(Ф)
Сдан(Ф)
∆С(Ф)
1
0,5
49,5
11,6*10-6
12*10-6
0,4*10-6
2
0,6
49,5
11,8*10-6
12*10-6
0,2*10-6
3
0,7
49,5
11,9*10-6
12*10-6
0,1*10-6
Обчислення шуканої величини
=
Амперметр: Nверх=1А; K=0.5;
Вольтметр: Nверх=250 K=4.0;
Nверх=250
H= K=1.0
Обчислення похибок:
Запис кінцевого результату:
Оцінка за виконання роботи
Допуск
Захист
Дата виконання
Підпис викладача
