Введение. Изучение закона Ома для цепей переменного тока

Изучение закона Ома для цепей переменного тока

Лабораторная работа № 14

Цели работы: измерениеактивного сопротивления и индуктивности катушки, электроемкости конденсатора; проверка справедливости закона Ома для цепи переменного тока.

Приборы и принадлежности: источник тока ИЭПП-1, катушка дроссельная (3600 витков), конденсатор, магазин сопротивлений Р33, авометр, реостат на 500 Ом, миллиамперметр Д566, вольтметр цифровой В7-35.

Литература: [1], § 10.4-10.5; [3], § 11.4; [4], § 249-250, 254; [5], § 92; [6], § 177-185; [7], § 149-152.

Пусть к участку цепи, содержащему последовательно соединенные активное сопротивление R, индуктивность L и емкость C, приложено переменное напряжение, изменяющееся по гармоническому закону:

(1)

Известно (см., например, [4-7]), что в такой цепи возникает переменный ток, также изменяющийся по гармоническому закону, однако его фаза отличается от фазы напряжения:

(2)

При этом амплитуда тока связана с амплитудой напряжения соотношением, называемым законом Ома:

(3)

где величина называется реактивным сопротивлением, а

(4)

– полным сопротивлением цепи переменному току.

Соответствующий сдвиг фаз между током и напряжением на нагрузке дается соотношением

(5)

Разностью фаз между током и напряжением определяется среднее значение активной мощности P переменного тока в рассматриваемой цепи (т.е. мощность тепловых выделений на активном сопротивлении R):

(6)

Приборы, которыми пользуются в цепях переменного тока, измеряют действующие значения силы тока и напряжения и , очевидно, связанные между собой так же, как и амплитуды.

Проверка закона Ома в данной работе сводится к сравнению сопротивления участка цепи, рассчитанного по показаниям амперметра и вольтметра с вычисленным по формуле (4).

Дата добавления: 2014-12-25