Лабораторная работа физического практикума, 11-й класс
|
Скачать 55.17 Kb.
|
|
А.В.Хейло, Сc. Старомарьевка, Грачёвский р-н, Ставропольский кр. Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением в этой цепи Лабораторная работа физического практикума, 11-й класс Цель работы: экспериментально проверить справедливость формул для расчёта цепей переменного тока и определить угол сдвига фаз между током и напряжением в данной цепи. Оборудование: источник переменного напряжения (4–12 В); дроссельная катушка; батарея конденсаторов БК-58; реостат РПШ-0,6; два авометра АВО-63 или демонстрационные цифровые амперметр и вольтметр фирмы «Стронг»; соединительные провода; линейка; транспортир. Теоретическое обоснование Данная работа позволит проверить справедливость формул, применяемых при расчётах цепей переменного тока (XL = 2L,    ), что необходимо для приобретения опыта расчёта этих цепей. Она позволит убедиться, что напряжения на активной нагрузке (UR), на индуктивной (UL) и на ёмкостной (UC) из-за сдвига фаз между ними нельзя складывать алгебраически, предоставит возможность произвести векторное сложение напряжений и транспортиром измерять угол сдвига фаз между током и напряжением.Порядок выполнения работы 1  . Соберите электрическую цепь по схеме (см. рис.). Источником тока являются выводы «~6,3 В» на панели ВУП-2. Роль миллиамперметра играет АВО-63 с пределом измерения 50 мА (см. инструкцию к прибору, стр. 14–15). L – -) дроссельная дроссельная катушка катушка на (2 400 витков, индуктивность 0,5 Гн), индуктивностью 0,5 Гн (см. инструкцию к КД, стр. 1).; C- – ёмкость батареия конденсаторов, равная (ёмкость 10 мкФ. ); R- – реостат РПШ-0,6, ползун которого заранее установлен в положение, соответствующее сопротивлению 300 Ом. Подготовьте второй авометр для измерения напряжения переменного тока (см. инструкцию к АВО-63, стр. 16).2. Включив источник тока, определите ток в цепи I, напряжение на зажимах источника U0, на катушке UL, на батарее конденсаторов UC, на реостате UR. 3. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
4. Рассчитайте напряжения на активной, индуктивной, ёмкостной нагрузках и общее напряжение в цепи по формулам UR = I · R,    Сравните их с измеренными. Сравните U0 с UR + UL + UC. Сделайте соответствующие выводы. 5  . Используя измерения I, UL, UC и UR , постройте векторную диаграмму напряжений для данной цепи в выбранном вами масштабе. Построение желательно произвести на миллиметровой бумаге (см. рис. 1унок). Измерьте длину вектора U0 , определите напряжение U0 (его например, длина длина 63 мм, что соответствует напряжению U0 = 6,3 В).6. Рассчитайте и определите угол сдвига фаз между током и напряжением в данной цепи. Измерьте этот угол транспортиром на векторной диаграмме напряжений. Сравните их, сделайте вывод.Контрольные вопросы 1. Опираясь на формулу докажите, что полное сопротивление такой цепи рассчитывается по формуле  2. Что произойдёт с полным сопротивлением цепи переменного тока с последовательным соединением активной, ёмкостной и индуктивной нагрузок при уменьшении частоты тока? Расчёты к п. 4 UR = I · R = 18 · 10–3 · 300 = 5,4 В UL = I · XL = I · 2L = 18 · 10–3 · 2 · 3,14 · 50 · 0,5 = 2,9 В   UR + UL + UC = 5,4 + 2,9 + 5,8 = 14,1 В. Измеренное и рассчитанное напряжения на активной нагрузке отличаются на  3,7% , на индуктивной нагрузке равны, на ёмкостной отличаются на 1,7%  . 1,7% с учётом погрешностей можно считать, что напряжения одинаковы, а это подтверждает справедливость формул XL = 2L,  Сравнение U0 = 6,1 В и UR + UL + UC = 14,1 В говорит о том, что при расчёте общего напряжения в цепи переменного тока нельзя определять его как алгебраическую сумму напряжений при последовательном соединении нагрузок. Расчеты к п. 6  = 27°18 . иИзмеренный и рассчитанный угол сдвига фаз между током и напряжением равны. Ответы на контрольные вопросы 1. Учитывая, что U0 = I · Z, UR = I · R, UL = I · ZХL, UC = I · XC, формулу  перепишем в виде Поделив обе части на I, получим  2. Учитывая, что XL = 2L и перепишем формулу  в виде  При уменьшении , член  увеличивается, а 2 L уменьшается. Их разность увеличивается и подкоренное выражение увеличивается. А это значит, что Z возрастает.Литература 1. Касьянов В.А. « Физика-11», «. - М.: дрофа», Москва., 2003. , § 38–43. 2. «Руководство по эксплуатации катушки дроссельной», стр. 1. 3. «Руководство по эксплуатации ампервольтомметра АВО-63», стр. 14, 16. 4. Брадас Брадис В.М. « Четырёхзначные математические таблицы для средней школы». – М.: «Просвещение!, 1975, стр. 53. Дополнение. Если на столы физкабинета подаётся напряжение от ПУ-42-6, можно в качестве источником источника переменного тока использовать: - трансформатор разборный школьный ТР-1, - трансформатор универсальный, - ИЭПП-2 «~12 В». », - ВС4–12 модернизированный (с выводами для переменного напряжения), ). генератор звуковой ГЗМ, и ВУП-2 «~6,3 В» можно использовать, если есть возможность с этих приборов подать напряжение на стол. Учитель физики Хейло А.В. Старомарьевской средней школы № 7, Грачёвского района Ставропольского края |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Лабораторная работа 1 4 лабораторная работа 2 13 лабораторная работа... Интернете разнообразную информацию – описательную, графическую, картографическую и пр. При разработке сайтов необходимо уметь работать... |
 |
Лабораторная работа №9 59 Лабораторная работа №10 72 Лабораторная... Рабочая тетрадь для выполнения лабораторных работ по мдк. 03. 01. «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов»... |
|
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ... Лабораторная работа 4, 5 Исследование регистров, счетчиков и дешифраторов Лабораторная работа 6, 7 Исследование генератора псевдослучайной... |
|
Лабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной... Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции |
|
Лабораторная работа № Лабораторная работа №1. Изучение основных возможностей программного продукта Яндекс. Сервер. Установка окружения, установка и настройка... |
|
Лабораторная работа №27 Лабораторная работа №28 Контрольные работы... Пм «Сборка монтаж (демонтаж) элементов судовых конструкций, корпусов, устройств и систем металлических судов» |
|
Лабораторная работа №1. Источники энергии при сварке. Лазерная сварка.... Из лекций по Теории Сварочных процессов Вы знаете об источниках энергии при сварке. В основном, это сварочная дуга |
|
Лабораторная работа 2 12 лабораторная работа 3 17 лабораторная работа... «Проектирование систем реального времени» для студентов специальности 09. 05. 01 «Применение и эксплуатация автоматизированных систем... |
|
Практическая работа №1 (проводится в парах или группах) Цель: научиться оценивать показатели физического развития с помощью соматотропических измерений и определять гармоничность физического... |
|
Лабораторная работа «Построение контуров изображения с использованием... Ивших на уроках математики понятие о математических кривых и графиках функций. Данная лабораторная работа может быть использована... |
|
Практическая работа Содержание Лабораторная работа: Оценка программно-аппаратных средств при переходе на Windows Vista 3 |
|
Лабораторная работа №2. Расчет матрицы a инерционных коэффициентов... Лабораторная работа №3. Расчет матриц Якоби (С7, D7j) исполнительного механизма космического манипуляционного робота 9 |
|
Лабораторная работа №1 «Применение средств операционных систем и... |
|
Лабораторная работа №1 «Применение средств операционных систем и... |
|
Контрольная работа №1 по теме «Организм. Молекулярный уровень» Лабораторная работа №2 «Изучение клеток и тканей растений и животных на готовых микропрепаратах» |
|
Лабораторная работа Изучение принципов функционирования простейшей микроэвм и процессора Лабораторная работа Изучение принципов функционирования простейшей микроэвм и процессора I8085A при реализации программы |