НУ “Львівська політехніка” Кафедра фізики Лабораторія електричної фізики Звіт Про виконання лабораторної роботи №13 Назва роботи: «Визначення коефіцієнта потужності та перевірка закону Ома для кола змінного струму» Львів - &&& Мета роботи: Визначити коефіцієнт потужності та перевірити закон Ома для змінного струму при наявності ємності в електричному колі. Прилади та матеріали: Амперметр, вольтметр, ватметр, герцметр, конденсатори, реостат, провідники. Короткі теоретичні відомості; виведення робочої формули: Розглянемо коло, яке складається з резистора опором  QUOTE

 і конденсатора ємністю  QUOTE

, з’єднаних послідовно, і джерела змінної напруги  QUOTE

. У колі виникає змінний струм тієї самої частоти, амплітудне значення якого і зсув фаз між струмом та напругою  QUOTE

 визначається параметрами кола  QUOTE

 та  QUOTE

. Для визначення  QUOTE

 і  QUOTE

 скористаємося методом векторних діаграм. За опорну вісь беремо вісь струмів, оскільки з’єднання елементів кола послідовне і струм в усіх ділянках кола однаковий. Змінний струм викликає спад напруги на резисторі  QUOTE

, амплітуда якої дорівнює  QUOTE

, а величини  QUOTE

 та  QUOTE

 змінюються в однакових фазах. Тому на осі струмів відкладаємо вектор, що відповідає в певному масштабі величині  QUOTE

. Напруга на ємності відстає від струму на  QUOTE

, тому вектор  QUOTE

 повернутий відносно струму на кут  QUOTE

 за рухом стрілки годинника. Результуючий спад напруги в колі  QUOTE

 дорівнює векторній сумі спадів напруг  QUOTE

,  QUOTE

.



C

φ



З малюнку видно, що
Звідси
де  QUOTE

 називається повним опором даного кола змінного струму. Співвідношення (2) називають законом Ома для кола змінного струму, що містить  QUOTE

,  QUOTE

: амплітуда сили змінного струму прямо пропорційна амплітуді вхідної напруги кола і обернено пропорційна повному опору цього кола. Зауважимо, що ця формула для амплітудних значень струму і напруги, але не для їхніх миттєвих значень
Зсув фаз між коливаннями сили струму і напруги визначається співвідношення
Закон Ома для ділянки кола АВ запишеться таким чином:
де  QUOTE

 - спад напруги на ділянці кола змінного струму  QUOTE

;  QUOTE

 - активний опір;  QUOTE

 - циклічна частота струму;  QUOTE

 - ємність конденсатора.  SHAPE \* MERGEFORMAT A B R Hz W A V V V
 На основі закону Ома для ділянки кола, що складається з активного опору
і для ділянки кола, що складається з ємності
знайдемо, що

де  QUOTE

 і  QUOTE

 - спад напруги відповідно на активному опорі і на обкладинках конденсатора. Підставляючи в формулу (15) співвідношення (16) і (17), отримаємо
Звідси
Потужність змінного струму ___. Миттєве значення потужності:
Середнє за період значення потужності у колі:
Оскільки  QUOTE

 де  QUOTE

 і  QUOTE

 – діючі, або ефективні значення струму і напруги (ефективним, або діючим значенням змінного струму називають таке значення постійного струму, який за однаковий проміжок часу виділяє в тому ж провіднику таку ж кількість теплоти, що і змінний. Аналогічно визначається і ефективне значення напру-ги), то  QUOTE

 . Звідси:
де  QUOTE

 - коефіцієнт потужності. Задані величини: Фізичні величини, які вимірюються прямим способом:  QUOTE

- потужність  QUOTE

- сила струму  QUOTE

- напруга  QUOTE

- напруга на активному опорі  QUOTE

- напруга на конденсаторі  QUOTE

- частота змінного струму Таблиці результатів вимірювань(величини, розмірності похибок прямих вимірювань): Обчислення шуканої величини за робочою формулою:  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

 Обчислення похибок:  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

  QUOTE

 Запис кінцевого результату:
Аналіз результатів та висновки: На даній лабораторній роботі я визначив коефіцієнт потужності та перевірив закон Ома для змінного струму при наявності ємності в електричному колі. Підпис студента Оцінка виконання роботи Підпис викладача