17. Sprawdzanie prawa Ohma dla obwodów prądu zmiennego R L C
Transkrypt
17. Sprawdzanie prawa Ohma dla obwodów prądu zmiennego R L C
17. Sprawdzanie prawa Ohma dla obwodów prądu zmiennego Cel: Zapoznanie się z obwodami elektrycznymi prądu zmiennego. Sprawdzenie liniowej zależności wartości prądu płynącego w układzie RLC od przyłożonego napięcia. Wyznaczenie wartości zawady i przesunięcia fazowego. Pytania i zagadnienia kontrolne: Co to jest prąd elektryczny zmienny ? Jakie wielkości go charakteryzują? Scharakteryzować wielkości: opór, indukcyjność i pojemność. Co to jest zawada i od czego zależy jej wartość? Prawo Ohma dla obwodów prądu zmiennego. Na czym polega jego sprawdzenie w ćwiczeniu? Opis ćwiczenia: Sprawdzenie prawa Ohma polega na wykazaniu, że prąd płynący w układzie elektrycznym jest wprost proporcjonalny do wartości przyłożonego napięcia: I 1 U, Z (17.1) gdzie stałą proporcjonalności jest odwrotność zawady Z obwodu. Łączymy zgodnie ze schematem szeregowy obwód elektryczny RLC, składający się z zasilacza prądu zmiennego, opornika o oporze omowym R , cewki o indukcyjności L , kondensatora o pojemności C , amperomierza i woltomierza. A R L C V Rys. 17.1. Schemat obwodu szeregowego RLC prądu zmiennego Dla kilku różnych wartości R, L i C oraz częstotliwości prądu f dokonujemy pomiaru napięcia na układzie szeregowym RLC oraz prądu płynącego w obwodzie. Każdorazowo obliczamy zawadę 1 Z R 2πfL 2πfC 2 2 (17.2) i porównujemy ją z wartością Z obliczoną na podstawie wzoru (17.1). Dla ustalonych wartości R, L i C oraz częstotliwości prądu f dokonujemy pomiaru zależności prądu I płynącego przez układ szeregowy RLC od wartości przyłożonego do niego napięcia U . Na wykresie przedstawiamy zależność I U . Metodą regresji liniowej znajdujemy wartości zawady Z i porównujemy ją z wartością Z obliczoną na podstawie wzoru (17.2). Literatura: 1. Szydłowski H., Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa (dostępne wydania). 2. Resnick R., Halliday D., Walker J., Podstawy fizyki T.3, PWN, Warszawa (dostępne wydania). 3. Bobrowski C., Fizyka: krótki kurs, WNT, Warszawa (dostępne wydania). 4. Orear J., Fizyka T.1, WNT, Warszawa (dostępne wydania).