Лабораторная работа № 15

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ

Оборудование: трансформатор разборный, блок питания, вольтметр М45М, авометр, резистор, ключ, проводники.

Выполнение работы

Рассмотрим два выражения для магнитного потока:

и .

Формулу можно получить из следующих соображений.

Известно, что . Если контур, в котором возникает ЭДС e, имеет сопротивление R и в течение промежутка времени сила тока не изменяется, то можно записать: ,

следовательно,

,

или

.

Но , следовательно,

,

где q-заряд, перенесенный заряженными частицами через контур сопротивлением R при изменении магнитного потока на . Так как нас не интересует характер изменения величины заряда, то можно записать: ; если же мы будем анализировать изменения магнитного потока от Ф до нуля, то и, следовательно, , т.е. при убывании этого магнитного потока до нуля в контуре сопротивлением R будет перенесен заряд q. С другой стороны, , следовательно, , откуда

.

Для определения R и q нужно собрать электрическую цепь по рис. 1. При замкнутом ключе через катушку проходит ток, величину которого определяют по амперметру. Этот ток создает магнитный поток .

Через гальванометр ток не проходит, так как диод включен в обратном направлении. При размыкании ключа магнитный поток убывает до нуля, при этом ЭДС индукции препятствует уменьшению магнитного потока. Это приводит к тому, что через гальванометр будет перенесен заряд q, вызывающий определенный отброс стрелки.

Можно показать, что , где n-число делений отброса стрелки гальванометра при прохождении заряда q, k-постоянный коэффициент, зависящий от конструкции прибора.

Следовательно,

. (1)

Для определения коэффициента k можно воспользоваться схемой изображенной на рис. 2. Если переключатель установить в положение 1, то конденсатор емкостью С зарядится до напряжения источника тока U. При установки переключателя в положение 2 конденсатор разрядится через гальванометр, при этом через него будет перенесен заряд: .

Отброс стрелки при данном напряжении пропорционален емкости, а, следовательно, и перенесенному заряду, т.е. .

Приравнивая правые части последних равенств, получим

. (2)

Соберите установку (рис.1).

Включите блок питания в сеть. Замкните ключ, определите силу тока и запишите его значение. Разомкните ключ. Заметьте, на сколько делений отбрасывается стрелка гальванометра при размыкании ключа. Опыт повторите не менее 10 раз и запишите среднее значение отбросов стрелки.

Разберите цепь. Измерьте авометром сопротивление катушки индуктивности и сопротивление вольтметра.

Определите значение коэффициента k, собрав электрическую цепь, изображенную на рис. 2.

Выполните необходимые расчеты и запишите значение индуктивности. Учтите абсолютную ошибку.

Дата добавления: 2014-11-07