Изменение параметров электромагнитного контура
Исследование явления возникновения электродвижущей силы индукции в неидеальном колебательном контуре. Определение размеров катушки и добротности контура, расчет активного сопротивления нагрузки. Изучение зависимости периода колебаний от индуктивности.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.11.2018 |
| Размер файла | 868,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский горный университет
Кафедра общей и технической физики
ОТЧЕТ
По лабораторной работе
Изменение параметров электромагнитного контура
Выполнил: студент Петрова П.А.
Проверил: доцент Тупицкая Н.А.
Санкт-Петербург
2018
Введение
Цель работы: Экспериментальное определение индуктивности и добротности электромагнитного контура
Явление, изучаемое в работе: явление возникновения ЭДС индукции в неидеальном колебательном контуре
Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин
Электромагнитные колебания - взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей.
Индуктивность - коэффициент пропорциональности между силой тока в замкнутом контуре и магнитным потоком, пересекающем этот контур
Колебательный контур - электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности, конденсатор и источник электрической энергии.
Добротность контура - характеристика колебательной системы, определяющая полосу резонанса и показывающая, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний. Добротность обратно пропорциональна скорости затухания собственных колебаний в системе. То есть, чем выше добротность, тем меньше потери энергии за каждый период и тем медленнее затухают колебания.
Коэффициент затухания - есть физическая величина, обратная времени, в течение которого амплитуда уменьшается в е раз.
Электроемкость - это скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд. Электроемкость зависит от формы проводника. Это отношение количества электричества, имеющегося на каком-либо проводящем теле, к величине потенциала этого тела при условии, что все проводящие тела, находящиеся вблизи этого тела, соединены с землей.
Затухающие колебания - колебания, энергия которых уменьшается с течением времени. Бесконечно длящийся процесс в природе невозможен. Свободные колебания осциллятора в итоге затухают и прекращаются. Поэтому на практике обычно имеют дело с затухающими колебаниями.
Законы и соотношения, использованные при выводе расчётной формулы
1. Добротность
2. Индуктивность катушки
3. Период колебательного контура
Пояснения к физическим величинам, входящим в формулы, и единицы их измерений
- коэффициент затухания, с-1
0 - собственная частота колебаний контура, Гц
- логарифмический декремент
мп - магнитная постоянная, м - магнитная проницаемость среды
N - полное число колебаний, за которое амплитуда колебаний уменьшается в е раз.
WR - энергия, израсход. в контуре за полупериод на нагревание, Дж
WL - полный запас энергии колебательного контура, Дж
Схема установки
Рис. 1. Схема соединения
колебательный электродвижущий индуктивность
Основные расчётные формулы
1. Индуктивность:
T - период колебаний, с
С - электроемкость, Ф
2. Индуктивность катушки:
N - количество витков
l - длина, м
r - радиус, м
3.Коэффициент затухания:
qn и qn+1 - амплитуда заряда конденсатора в момент времени tn и tn+1, м
4. Добротность контура:
5. Период затухающих колебаний
6. Сопротивление
Формулы погрешности косвенных измерений
1) Индуктивность:
2) Добротность:
Таблицы:
|
№ |
С, мкФ |
qn, |
qn+1, |
Тэксп, |
Трасч, |
Lэ , |
Lр , |
ln(qn/qn+1) |
|
Q |
R |
|
|
мм |
мм |
мc |
мc |
мГн |
мГн |
Ом |
||||||
|
1 |
0,47 |
4 |
3,5 |
0,10 |
0,038 |
0,5389 |
0,07861 |
0,1335 |
1,3353 |
23,527 |
0,20 |
|
|
2 |
18 |
15 |
0,35 |
0,113 |
6,6020 |
0,69075 |
0,1823 |
0,5209 |
17,231 |
0,27 |
||
|
3 |
8 |
7 |
0,30 |
0,076 |
4,8505 |
0,31442 |
0,1335 |
0,4451 |
23,527 |
0,82 |
||
|
4 |
20 |
15 |
0,45 |
0,178 |
10,9136 |
1,70121 |
0,2877 |
0,6393 |
10,920 |
2,17 |
||
|
5 |
19 |
15,5 |
0,40 |
0,153 |
8,6231 |
1,25769 |
0,2036 |
0,5090 |
15,430 |
1,39 |
||
|
6 |
20 |
15 |
0,45 |
0,188 |
10,9136 |
1,90885 |
0,2877 |
0,6393 |
10,920 |
2,74 |
||
|
7 |
24 |
20 |
0,55 |
0,228 |
16,3030 |
2,79090 |
0,1823 |
0,3315 |
17,231 |
3,36 |
Таблица 2. Характеристики катушек
|
№ катушки |
мм |
мм |
R Ом |
||
|
1 |
75 |
26 |
160 |
0.15 |
|
|
2 |
100 |
41 |
55 |
0.3 |
|
|
3 |
150 |
26 |
160 |
1.1 |
|
|
4 |
200 |
41 |
105 |
2.2 |
|
|
5 |
300 |
26 |
160 |
2.2 |
|
|
6 |
300 |
33 |
160 |
2.8 |
|
|
7 |
300 |
41 |
160 |
3.5 |
Пример вычислений
Вычисление погрешности косвенных измерений:
Графический материал
для катушек №№1,3,5, где N - количество витков в катушках
для катушек № 2,4,7, где l - длина катушек
для катушек №5,6,7, где r - радиус катушек
для всех катушек
Результат:
Вывод
Данная лабораторная работа позволяет на основе экспериментальных данных определить индуктивность и добротность электромагнитного контура, а также период электромагнитных колебаний.
Исходя из полученных расчетов сопротивления, можно сказать, что рассчитанное значение сопротивления и данное значение различаются не существенно. С помощью графиков была показана зависимость индуктивности катушки от числа витков в катушке, от радиуса катушки, от длины катушки, а также зависимость периода колебаний от индуктивности катушки. По графикам видно, что зависимость индуктивности катушки от параметров колебательного контура является степенной.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методика и особенности проверки зависимости периода колебаний от емкости и определения индуктивности катушки, а также сопротивления катушки от периода колебаний. Анализ и оценка взаимосвязи логарифмического декремента затухания от сопротивления контура.
курсовая работа [101,6 K], добавлен 21.09.2010Влияние величины индуктивности катушки на электрические параметры цепи однофазного синусоидального напряжения, содержащей последовательно соединенные катушки индуктивности и конденсатор. Опытное определение условий возникновения резонанса напряжений.
лабораторная работа [105,2 K], добавлен 22.11.2010Основные первичные и вторичные параметры колебательного контура в идеальном и практическом вариантах. Определение возможных режимов установившихся гармонических колебаний в параллельном колебательном контуре. Сущность и порядок режима резонансных токов.
лекция [137,6 K], добавлен 01.04.2009Исследование характера изменений параметров электрической цепи. Составление компьютерной схемы. Построение графиков при изменении величины активного сопротивления и индуктивности катушки. Исследование при изменении величины активного сопротивления.
лабораторная работа [733,7 K], добавлен 11.01.2014Изучение электрических цепей, содержащих катушку индуктивности. Определение зависимости величины индуктивности от магнитной проницаемости сердечника. Измерение магнитной индуктивности катушки в электрической цепи с сопротивлением и источником тока.
лабораторная работа [24,1 K], добавлен 10.06.2019Выбор тахогенератора, трансформатора, вентилей. Расчет индуктивности, активного сопротивления якорной цепи; параметров передаточных функций двигателя, силового преобразователя. Построение переходного процесса контура тока. Описание электропривода "Кемек".
курсовая работа [311,2 K], добавлен 10.02.2014Экспериментальное исследование частотных и резонансных характеристик последовательного контура. Анализ влияния активного сопротивления на вид резонансных кривых. Особенности и методика настройки последовательного контура на резонанс с помощью емкости.
лабораторная работа [341,2 K], добавлен 17.05.2010Определение понятия колебательных процессов. Математическое представление и графическое изображение незатухающих и затухающих колебаний в электрической цепи. Рассмотрение вынужденных колебаний в контуре под действием периодической электродвижущей силы.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 30.01.2012Однородное магнитное поле. Силовые линии поля. Время полного цикла изменения магнитной индукции. Зависимость магнитной индукции от времени. Определение площади поперечного сечения катушки. Построение графика изменения электродвижущей силы от времени.
задача [58,7 K], добавлен 06.06.2015Определение влияния активного, индуктивного и емкостного сопротивления на мощность и сдвиг фаз между током и напряжением в электрической цепи переменного тока. Экспериментальное исследование резонансных явлений в параллельном колебательном контуре.
лабораторная работа [393,4 K], добавлен 11.07.2013Механизм возникновения электрических колебаний, идеализированный контур. Активное сопротивление реального контура. График свободно затухающих колебаний в контуре. Логарифм декремента затухания. Вынужденные электрические колебания, компенсация потерь.
презентация [326,0 K], добавлен 24.09.2013Исследование последовательного и параллельного колебательного контура. Получение амплитудно-частотных и фазово-частотнх характеристик. Определение резонансной частоты. Добротности последовательного и параллельного контура, различия между их значениями.
лабораторная работа [277,5 K], добавлен 16.04.2009Моделирование электростатического поля. Контактные явления в металлах и термоэлектрические методы измерения температуры. Закон электромагнитной индукции, расчет индуктивности короткого соленоида. Электромагнитные колебания в последовательном RLC-контуре.
методичка [827,1 K], добавлен 19.12.2009Понятие и основные свойства магнитного поля, изучение замкнутого контура с током в магнитном поле. Параметры и определение направления вектора и линий магнитной индукции. Биография и научная деятельность Андре Мари Ампера, открытие им силы Ампера.
контрольная работа [31,4 K], добавлен 05.01.2010Электромагнитная индукция - явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. История открытия Майклом Фарадеем данного явления. Индукционный генератор переменного тока. Формула для определения электродвижущей силы индукции.
реферат [634,5 K], добавлен 13.12.2011История открытия явления электромагнитной индукции. Исследование зависимости магнитного потока от магнитной индукции. Практическое применение явления электромагнитной индукции: радиовещание, магнитотерапия, синхрофазотроны, электрические генераторы.
реферат [699,1 K], добавлен 15.11.2009Изучение резонансных явлений в последовательном контуре на электронной модели в пакете Multisim. Вычисление значения скорости резистора, емкости конденсатора и индуктивности катушки. Нахождение теоретического и практического импеданса электрической цепи.
лабораторная работа [1,8 M], добавлен 27.12.2014Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Изучение явления электромагнитной индукции. Способы получения индукционного тока в постоянном и переменном магнитном поле. Природа электродвижущей силы электромагнитной индукции. Закон Фарадея.
презентация [339,8 K], добавлен 24.09.2013Выбор изоляторов для соответствующих классов напряжений. Параметры контура заземления подстанции, обеспечивающие допустимую величину стационарного заземления. Построение зависимости импульсного сопротивления контура заземления подстанции от тока молнии.
курсовая работа [682,7 K], добавлен 18.04.2016Исследование резонансных явлений в последовательном контуре электрической цепи на электронной модели в пакете Multisim. Угловая и циклическая резонансная частота. Активное сопротивление для заданной добротности. Полное и реактивное сопротивления.
лабораторная работа [424,7 K], добавлен 27.12.2014
