Визначення індуктивності котушки із закону Ома для змінного струму

Вчимося визначати індуктивність котушки із закону Ома для змінного струму і кола з індуктивним опором.

Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії:

Power supply unit

джерело струму

Inductor

котушка індуктивності(на 10 мГн)

wires

з’єднувальні провідники

Multimeter

мультиметри(2 шт.)

Дослід можна провести й з одним мультиметром, але для більшої наочності варто використати два — взявши додатковий мультиметр з іншого набору.

Перевіряємо:

 котушка індуктивності має доволі значний індуктивний опір змінному струму, який зумовлений явищем самоіндукції; закон Ома для змінного струму і для кола з індуктивним опором має вигляд:

Illustration

де I — сила струму, U — напруга на контактах котушки та Z — імпеданс. Імпеданс котушки складається з індуктивного та активного опору; індуктивний опір котушки залежить від її індуктивності та частоти струму:

Illustration

де ω — циклічна частота, L — індуктивність, V — частота струму. А активний опір (R) — ні; таким чином, імпеданс котушки можна визначити з формули:

Illustration

Тоді індуктивність котушки можна розрахувати з наступної формули:

Illustration

Хід досліду:

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.2. Складаємо електричне коло за схемою:

circuit

3. Знімаємо один з провідників з клеми джерела живлення, тим самим тимчасово розриваємо коло. Увімкнемо блок живлення та встановимо на ньому змінний струм з вихідною напругою 1 В та частотою 100 Гц. Також увімкнемо мультиметри та переведемо їх у режим вимірювання змінного струму.4. Замкнемо коло та звертаємо увагу на виміри мультиметрів: фіксуємо значення сили змінного струму у колі та напруги на контактах котушки.5. Не змінюючи вихідну напругу на джерелі живлення змінимо частоту змінного струму до 200 Гц, фіксуємо виміри мультиметрів.6. Знову змінюємо частоту струму до 500, а потім і 1000 Гц, фіксуємо виміри мультиметрів.7. Тепер зменшуємо частоту змінного струму на джерелі живлення до 100 Гц та міняємо вихідну напругу до 3 В. Знову фіксуємо значення сили змінного струму у колі та напруги на контактах котушки.8. Збільшуємо частоту змінного струму до 200, 500 і нарешті 1000 Гц, фіксуємо виміри мультиметрів.9. З’єднаємо котушку із мультиметром у режимі вимірювання опору для визначення її активного опору R.10. Розраховуємо індуктивність досліджуваної котушки для кожного випадку, а потім визначаємо середнє значення. Порівнюємо отримане середнє значення індуктивності котушки з відомим номінальним значенням 10 мГн.

Висновок:

Під час виконання досліду ми навчились визначати індуктивність котушки із закону Ома для змінного струму і кола з індуктивним опором.