Лабораторная работа. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ

ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÈÍÄÓÊÒÈÂÍÎÑÒÈ ÊÀÒÓØÊÈ

Ïîâòîðèòå: «Ôèçèêà-11»  §1-7.

Èíäóêòèâíîñòü L_k êàòóøêè ñâÿçàíà ñ ìàãíèòíûì ïîòîêîì Ô è ñèëîé òîêà I â êàòóøêå âûðàæåíèåì:

.

Ïðè èçìåíåíèè ñèëû òîêà â êàòóøêå ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ïîòîêà:

.

Îòñþäà èíäóêòèâíîñòü ñâÿçàíà ñ èçìåíåíèÿìè ñèëû òîêà I è ìàãíèòíîãî ïîòîêà Ô âûðàæåíèåì:

.

Èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè ìîæåò áûòü íàéäåíà ïóòåì èçìåðåíèÿ èçìåíåíèÿ ìàãíèòíîãî ïîòîêà Ô ïðè èçìåíåíèè ñèëû òîêà â êàòóøêå íà I. Èçìåíåíèå ñèëû òîêà .â êàòóøêå ìîæíî îïðåäåëèòü ñ ïîìîùüþ àìïåðìåòðà, à èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ïîòîêà – ñ ïîìîùüþ âòîðîé òàêîé æå êàòóøêè, çàìêíóòîé, íà ìèêðîàìïåðìåòð. Åñëè âòîðàÿ êàòóøêà ðàñïîëîæåíà òàê, ÷òî âåñü ìàãíèòíûé ïîòîê, ñîçäàâàåìûé ïåðâîé êàòóøêîé, ïðîõîäèò ÷åðåç íåå, òî ïðè èçìåíåíèè ìàãíèòíîãî ïîòîêà âî âòîðîé êàòóøêå âîçíèêàåò ÝÄÑ èíäóêöèè:

.

ÝÄÑ èíäóêöèè âòîðîé êàòóøêè ìîæíî âûðàçèòü ÷åðåç ïàðàìåòðû öåïè:

,

ãäå R – ñîïðîòèâëåíèå çàìêíóòîé öåïè (â äàííîé ðàáîòå äëÿ ïîëó÷åíèÿ áîëüøîãî ñîïðîòèâëåíèÿ âî âòîðè÷íóþ öåïü âêëþ÷àåì ïîñëåäîâàòåëüíî âîëüòìåòð); q – çàðÿä, ïðîøåäøèé ÷åðåç ýòó öåïü.

Èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ïîòîêà Ô, âûçâàâøåãî ÝÄÑ èíäóêöèè E, ìîæíî ðàññ÷èòàòü èç âûðàæåíèÿ:

,

îòñþäà èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè âûðàçèòñÿ òàê:

.

Çàðÿä q ìîæíî íàéòè ïî îòáðîñó ñòðåëêè ìèêðîàìïåðìåòðà, ïðåäâàðèòåëüíî ïðîãðàäóèðîâàííîãî äëÿ èçìåðåíèÿ çàðÿäîâ è âêëþ÷åííîãî â öåïü âòîðîé êàòóøêè.

Íàèáîëåå óäîáíûé ñïîñîá èçìåíåíèÿ ñèëû òîêà â èññëåäóåò êàòóøêå – ðàçìûêàíèå öåïè.  ýòîì ñëó÷àå èçìåíåíèå ñèëû òîêà â öåïè I ðàâíî ñèëå òîêà â öåïè äî åå ðàçìûêàíèÿ .

Âûïîëíåíèå ðàáîòû

Îáîðóäîâàíèå: 1) ýëåêòðîìàãíèò ðàçáîðíûé; 2) àìïåðìåòð; 3) ìèêðîàìïåðìåòð; 4) âîëüòìåòð; 5) èñòî÷íèê ïîñòîÿííîãî òîêà; 6) êëþ÷ çàìûêàíèÿ òîêà; 7) êîìïëåêò ïðîâîäîâ ñîåäèíèòåëüíûõ.

1. Ñîáåðèòå ïåðâè÷íóþ è âòîðè÷íóþ ýëåêòðè÷åñêèå öåïè ñ ðàçáîðíûì ýëåêòðîìàãíèòîì ïî ðèñóíêó 1. ãäå L₁ è L₂ – êàòóøêè ýëåêòðîìàãíèòà, íàäåòûå íà ñåðäå÷íèê, çàìêíóòûé ÿêîðåì.

Ðèñ. 1

2. Çàìêíèòå ïåðâè÷íóþ öåïü è èçìåðüòå ñèëó òîêà â êàòóøêå L₁.

3. Ðàçîìêíèòå öåïü, ïî øêàëå ìèêðîàìïåðìåòðà çàìåòüòå ÷èñëî äåëåíèé n, íà êîòîðîå îòêëîíÿåòñÿ ïðè ýòîì åãî ñòðåëêà. Îïûò ïî âòîðèòå òðè ðàçà è íàéäèòå ñðåäíåå çíà÷åíèå îòêëîíåíèÿ. Îïðåäåëèòå ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä q, ïðîøåäøèé â öåïè.

4. Îáùåå ñîïðîòèâëåíèå âòîðè÷íîé öåïè R ïðèìèòå ðàâíûì ñî ïðîòèâëåíèþ âîëüòìåòðà, âêëþ÷åííîãî â öåïü êàòóøêè L₂. Ñîïðîòèâëåíèå ìèêðîàìïåðìåòðà è êàòóøêè ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîïðîòèâëåíèåì âîëüòìåòðà î÷åíü ìàëî, è èì ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.

5. Âû÷èñëèòå èíäóêòèâíîñòü L₁ êàòóøêè ýëåêòðîìàãíèòà.

 Êîíòðîëüíûå âîïðîñû

1. ×òî òàêîå èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè?

2.  êàêîé ìîìåíò èñêðèò ðóáèëüíèê: ïðè çàìûêàíèè èëè ïðè ðàçìûêàíèè öåïè? Ïî÷åìó?

3. ×òî òàêîå ìàãíèòíûé ïîòîê è îò ÷åãî îí çàâèñèò?