Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра фізики Електрична лабораторія Лабораторна робота №15 Перевірка закону Ома для змінного струму при наявності ємності в колі. Львів 2005 Лабораторна робота №15 Мета роботи Перевірити закон Ома для кола змінного струму. Теоретичні відомості Коливання – дуже поширений вид руху. Найпростішим є коливання, в якому зв'язок основного змінного параметра з часом синусоїдальним. Таке коливання називається гармонічним. 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. Вільні електричні коливання в контурі швидко загасають, тому їх практично не використовують. Відповідно до закону електромагнітної індукції у замкнутому контурі виникає ЕРС індукції:
Величину ε0 називається максимальним, або амплітудним значенням ЕРС. Таким чином ЕРС індукована в контурі, що рівномірно обертається, змінюється за законом синуса, а графік залежності цієї ЕРС від часу обертання є синусоїдою. Розглянемо ділянку електричного кола, в якому протікає електричний змінний струм. Нехай коло складається тільки з резистора опором R, до кінців якого прикладено напругу:
за законом Ома:

де I0- амплітудне значення струму. З аналізу формул видно, що напруга і струм змінюються в однакових фазах, тобто зсув фаз між струмом і напругою дорівнює нулю. Напруга і струм одночасно досягають максимальних і мінімальних значень.
де
називається повним опором даного кола змінного струму. Формула називається законом Ома для кола змінного струму, що містить резистор і конденсатор: амплітуда сили змінного струму прямо пропорційна амплітуді вхідної напруги кола і пропорційна повному опору цього кола. Закон Ома для ділянки кола АВ Рис 1. запишеться таким чином:
де U' – спад напруги на ділянці кола змінного струму; R1 – активний опір; ω=2πƒ – колова частота; С – ємність конденсатора.
Рис 1. На основі закону Ома для ділянки кола, що складається з активного опору:
для ділянки кола, що складається з ємності:
знайдемо, що

де UR1 і Uc – спад напруги відповідно на активному опорі і на обкладинках конденсатора.

із формули Rc знайдемо:
Порядок виконання роботи Скласти електричне коло відповідно до схеми рис 1.; Замкнути коло 1 встановити з допомогою реостата силу струму в колі, яка вказана на робочому місці; За допомогою вольтметра виміряти : а) спад напруги UR1 на опорі R; б) спад напруги Uс на клемах конденсатора; в) спад напруги U на ділянці АВ, яка складається із послідовного з’єднання активного опору і конденсатора; Результати вимірювань записати в таблиці 1. Виміряти частоту зміного струму, використовуючи герцметр; Обчислити U' за отриманими результатами вимірювань UR і Uс . Порівняти обчислене значення U' з виміряним. Результати записати в таблицю 1.; Обчислити ємність конденсатора С за отриманими результатами вимірювань ƒ і Uс . Порівняти обчислене значення ємності з даним в роботі. Результати записати в таблицю 2.; Змінюючи реостатом опір ділянки кола АВ, виконати з аналогічних вимірювань при різних значеннях сили струму і перевірити для кожного вимірювання виконання співвідношення U' і С. Визначити абсолютні похибки при вимірюванні величин. Таблиця результатів Таблиця 1 №п/п U'вим.(В) UR1(В) U (В) U' (В) ∆ U' (В)  1       2       3        Таблиця 2 №п/п I (A) ƒ (Гц) Собр(Ф) Сдан (Ф) ∆С (Ф)  1       2       3