3.5 Експериментальна перевірка першого закону Кірхгофа

За першим законом Кірхгофа, сума струмів, що збігаються в будь-якій точці розгалуження провідників, дорівнює нулю:

Для першого експерименту перевіримо силу струму на одному з вузлів контуру для випадку A). Представимо стрілками напрям струму в колі.

За першим законом Кірхгофа:

Дійсно: -1.998 А + 0.444 А + 1.554 А = 0 А

Отже, для випадку A) перший закон Кірхгофа підтверджується.

Перевіримо аналогічне твердження випадку B). Встановимо опір амперметра рівним 11 Ом.

Аналогічно:

-1.904 + 404,2 + 1.5 0 А

Отже, якщо не враховувати похибку, що виникла внаслідок великого значення опору амперметра, перший закон Кірхгофа виконується також і для випадку B).

Для підтвердження представимо ще декілька експериментів, що підтверджують закон:

Випадок A):

А

Випадок B):

А

Випадок A):

Випадок B):

3.6 Експериментальна перевірка другого закону Кірхгофа

За другим законом Кірхгофа, алгоритмічна сума падінь напруг дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС у контурі.

Підключимо до певного контуру вольтметри, вказуючи напрям їх підключення та напрям обходу контуру.

За другим законом Кірхгофа:

0

Отже, другий закон Кірхгофа виконується для випадку A).

Перевіримо його для випадку B). Для цього поставимо значення опору амперметра рівним 150 Ом.

За другим законом Кірхгофа:

= 0

Отже, для випадку B) теж має місце другий закон Кірхгофа.

Для підтвердження представимо схеми експериментів ще декількох випадків підключення.

В

ипадок A):

Випадок B):

В

ипадок A):

Випадок B):

3.7 Електричний резонанс

3.7.1 Резонанс напруги

Схема експерименту:

Обчислимо теоретичне значення частоти резонансу:

, де L = Гн, C = 2.5 * Ф

Тоді = = 21082 = Гц = 3355 Гц

Побудуємо залежність показів амперметра від частоти:

З графіка видно, що найбільша сила струму в колі саме за теоретичної частоти резонансу .

Покази плоттера Боде:

Як бачимо, найменше значення затухання(0.097dB) відбувається при частоті коливання 3162 Гц. Тому ця частота є приблизною частотою резонансу.

= 3162 Гц.

Як бачимо , отже ми експериментально підтвердили формулу визначення частоти резонансу та показали, що найбільша сила струму у колі досягається саме за частоти резонансу.

3.7.2 Резонанс сили струму

Схема експерименту:

= 0

Обчислимо теоретичне значення частоти резонансу:

, де L = Гн, C = 5 * Ф

Тоді = = 3651 = Гц = 581 Гц

Побудуємо залежність показів амперметра від частоти:

З графіка видно, що найменша сила струму в колі саме за теоретичної частоти резонансу , адже саме за цієї частоти сила струму на катушці врівноважується однаковою за модулем силою струму , тому .

Покази плоттера Боде:

Як бачимо, найбільше затухання(137.5dB) відбувається при частоті коливання 579 Гц. Тому ця частота є приблизною частотою резонансу.

= 579 Гц.

Як бачимо , отже ми експериментально підтвердили формулу визначення частоти резонансу та показали, що найменша сила струму у колі досягається саме за частоти резонансу, адже тоді струму на катушці протидіє силі струму на конденсаторі.