Контрольные вопросы

1. Какой ток называется переменным? Что такое синусоидальный ток?

2. Что называется действующим (эффективным) значением переменного тока?

3. Сформулируйте закон Ома для цепи переменного тока.

4. Что такое активное сопротивление электрической цепи?

5. Из-за чего возникает индуктивное сопротивление цепи? Как оно определяется?

6. Что такое емкостное сопротивление? Как оно определяется?

7. Объясните наличие переменного тока в цепи с конденсатором.

8. Почему полное сопротивление последовательной цепи переменного тока не равно алгебраической сумме активного, емкостного и индуктивного сопротивлений?

9. Как зависит индуктивное сопротивление от частоты переменного тока?

Лабораторная работа № 6

Определение индукции магнитного поля постоянного магнита

Цель работы: научиться определять индукцию магнитного поля; научиться использовать гальванометр для определения пропущенного по цепи заряда.

Оборудование: магнит дугообразный; катушка-моток; источник питания ВС-24; гальванометр; конденсатор на 1 мкФ; провода соединительные, ключ однополюсный.

Теория вопроса и метод выполнения работы

Индукцию однородного магнитного поля можно определить путем измерения магнитного потока, пронизывающего контур площадью поперечного сечения, в плоскости, перпендикулярной вектору индукции:

.

Для измерения магнитного потока , пронизывающего контур, можно воспользоваться явлением электромагнитной индукции: при быстром удалении контура из магнитного поля магнитный поток, пронизывающий его, изменяется от значениядо нуля; ЭДС индукции, возникающая при этом в контуре, определяется выражением:

При использовании катушки, содержащей витков, ЭДС индукции в ней в раз больше, чем в контуре:

Если концы катушки замкнуты на гальванометр, то при удалении катушки из магнитного поля постоянного магнита в её цепи протекает индукционный ток .

Разделив обе части написанного выше уравнения на полное сопротивление цепи , получим:

или

откуда

Следовательно, для определения индукции однородного магнитного поля необходимо измерить количество электричества, протекающее в катушке при быстром удалении её (выдергивании) из исследуемой области магнитного поля. Заряд, протекший по цепи, можно определить, зная общее сопротивление цепи, число витков в катушке и площадь контура гальванометра, шкала которого заранее проградуирована в кулонах.

Рис. 6.1. Схема эксперимента

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

№ п/п
	м	м2						Кл	Тл
1
2
3
4
5

2. Измерьте диаметр катушки, вычислите площадь ее поперечного сечения и сосчитайте число витков в ней. Полученные данные запишите в таблицу.

3. Установите предел на гальванометре х10. Соберите цепь по рисунку 6.1. Введите катушку в магнитное поле постоянного магнита, расположив её плоскость перпендикулярно линиям индукции (рис. 6.1).

4. Быстро удалите магнит и заметьте по шкале число делений , на которое отклоняется стрелка гальванометра. Повторите опыт пять раз, определите среднее значение отброса, и найдите заряд, протекающий в цепи катушки.

5. Для определения заряда необходимо воспользоваться следующей схемой (работа «Определение емкости конденсатора методом баллистического гальванометра»). Принципиальная схема установки приведена на рис. 6.2. Испытуемый конденсатор зарядите от источника постоянного тока с напряжением зарядки 8 В. Затем, переведя ключ в положениеII, разрядите конденсатор на микроамперметр, работающий в баллистическом режиме. Проделав опыт 5 раз найдите .

Рис. 6.2. Схема подключения конденсатора

Зная емкость конденсатора, напряжение в цепи и отклонение стрелки на гальванометре , можно определить, чему соответствует 1 деление шкалы гальванометра

.

Тогда

.

Таким образом, мы проградуируем шкалу гальванометра в кулонах.

6. Используя найденные значения заряда , площади катушки и число ее витков, вычислите индукциюмагнитного поля постоянного магнита.