1. Встановити гучномовець і мікрофон на певній відстаніL.
2. Зібрати електричну схему установки у відповідності з рис.1. Мікрофон з’єднати з входом пластин , а гучномовець з виходом пластин .
3. Ввімкнути осцилограф. Сфокусувати електронний промінь і встановити його в центрі екрана.
4. Ввімкнути звуковий генератор. Відрегулювати звукову напругу так, щоб електронний промінь описував горизонтальну лінію довжиною 2 3 сантиметри.
5. Встановити частоту звукових коливань в межах 1000 – 1500 гц.
6. Відрегулювати вертикальне підсилення осцилографа так, щоб відхилення променя по вертикалі було 2 3 сантиметри.
7. Міняючи відстаньL, одержати на екрані похилу пряму лінію.
8. Зафіксувати положення мікрофона і, переміщуючи його знову, домогтися, щоб промінь описував пряму, розміщену в тих же координатних кутах. Відстань між початковим і кінцевим положенням мікрофона в цьому випадку рівна λ.
9. Записати значення ν, L1, L2, t0 С. Дослід повторити три рази.
10. Повторити дослід для іншої частоти. Провести необхідні обчислення і визначити похибки вимірювань.
11. Зробити висновок.
ІV. Контрольні запитання
1. Рівняння гармонічного коливання.
2. Результат додавання взаємноперпендикулярних коливань при .
3. Результат додавання взаємноперпендикулярних коливань при
4. Зв’язок між довжиною хвилі, періодом і швидкістю поширення.
5. Зв’язок між довжиною хвилі і частотою коливань.
6. Залежність швидкості поширення звуку від температури.
7. Час запізнення коливань в мікрофоні.
8. Відстань між положеннями гучномовця та мікрофона при різниці фаз .
9. Відстань між положеннями гучномовця та мікрофона при різниці фаз
№ 44. ПЕРЕВІРКА ЗАКОНУ ОМА ДЛЯ КІЛ ЗМІННОГО
СТРУМУ
Мета роботи: навчитися визначати індуктивність і ємність, ввімкнені в коло змінного струму та перевірити закон Ома для змінного струму
Прилади і обладнання: котушка індуктивності, батарея конденсаторів, активний опір – резистор, амперметр, вольтметр, лабораторний автотрансформатор, вимикач і з’єднувальні провідники.
Теоретичні відомості
Змінний електричний струм, який широко застосовується в практиці, являє собою періодичну функцію часу з частотою ν=50 гц і кутовою частотою: .
Якщо до кінців провідника з активним опором R прикладена змінна напруга :
то в ньому виникає струм:
, (1)
де Um– амплітудне (максимальне) значення напруги,
Im – амплітудне значення струму.
Співвідношення між змінними струмом і напругою є особливо наочними, якщо їх зобразити за допомогою векторів. Для цього вибирається певний напрям, який називають віссю струмів. На ньому відкладають вектор довжиною . Оскільки напруга і струм в колі з активним опором міняються синфазно, то вектор:
,
також буде направлений вздовж осі струмів (рис.1, а). Сукупність векторів напруг і струмів утворює векторну діаграму даного кола.
L
R U U С U
~ ~ ~
Im Im
Im
Вісь струмів UL=ωL· Im
Im
а) б) в)
Рис. 1
Якщо підключити змінну напругу до кінців ідеальної індуктивності L, яка не має активного опору і ємності, то струм буде відставати від напруги на (рис. 2 б) і його амплітуда буде рівна:
. (2)
Де величина: ,
називається індуктивним опором.
В колі, де є тільки ємність С, струм випереджує напругу на (рис. 1 в) і має амплітудне значення:
, (3)
де величина називається ємнісним опором.
Якщо електричне коло складається з трьох послідовно сполучених опорів (рис. 2а): активного R, індуктивного і
ємнісного , то в цьому колі виникає струм з амплітудним
значенням:
, (4)
де величина (5)
називається повним опором кола змінного струму. Векторна діаграма для цього кола показана на рис. 2 б.
UR UL Uc
U
~
а)
Рис. 2
UL
ω L Im U
φ
RIm
Uc
б)
Рис. 2
Як видно з рис.2б, зсув фаз між струмом і напругою визначається з формули:
. (6)
Враховуючи, що електровимірювальні прилади показують не амплітудні, а ефективні значення напруг і струмів, зв’язані з амплітудними значеннями:
одержимо:
у випадку ідеальної індуктивності в колі:
(2)
у випадку ємності в колі:
(3)
у випадку L, C, R в колі:
(4)
Слід підкреслити, що всяка реальна котушка завжди має певний активний опір RL. Тому для котушки: