ІІІ. Чому дорівнює напруга на споживачах при дослідженні першого закону Кірхгофа?

1. U = U₁ = U₂ = U₃.

2. U = U₁ + U₂ + U₃.

3. U = U₁ + U₂ - U₃.

ІV. Як зміниться загальний опір ділянки при виході R₂ із ладу?

1. Збільшиться. 2. Зменшиться. 3. Залишиться незмінним.

V. Чи застосовується другий закон Кірхгофа для паралельного з’єднання споживачів?

1. Так. 2. Ні.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ТЕМА: Дослідження резонансу напруги.

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Перевірити закон Ома при послідовному з’єднанні активного, індуктивного і ємкісного опорів. Дослідити випадок резонансу напруги.

Студенти повинні знати:

- Закони Ома для змінного струму;

- активний опір;

- індуктивний опір;

- ємнісний опір;

- резонанс напруги;

- способи одержання резонансу напруги.

Студенти повинні уміти:

- креслити схему електричного кола для одержання резонансу напруги;

- збирати електричне коло згідно схеми;

- одержати резонанс шляхом зміни індуктивності та ємності;

- користуватись вимірювальними приладами;

- аналізувати роботу електричного кола.

Прилади та обладнання

1. Батарея конденсаторів – 1 шт.

2. Котушка індуктивності – 1 шт.

3. Амперметр – 1 шт.

4. Вольтметр до 600 В – 2 шт.

5. Вольтметр до 250 В – 1 шт.

6. Джерело струму 220 В.

Література

1. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Підручник /Будіщев М.С. – Львів: Афіша, 2001. С. 47-50/.

2. Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. – М.: Энергия, 1977. С. 169-174.

Теоретичний блок.

Активний опір

Опір провідника змінному струму (без урахування індуктивності і ємності) називається активним опором. Якщо по провіднику з активним опором проходить постійний струм, то по показам вольтметра і амперметра легко обчислити його активний (омічний) опір, використавши формулу Ома: R = U/I.

Активний опір провідника практично дорівнює омічному опору при частоті змінного струму 50 Гц і визначається по тій же формулі Ома.

В колі змінного струму з активним опором напруга і струм співпадають по фазі і значення струму по закону Ома буде дорівнювати: І = U/R.

Таким чином, вид формули Ома для кола змінного струму з активним опором такий же самий, як і для кола змінного струму.

Індуктивний опір

Змінний струм, протікаючи по котушці, яка має індуктивність, зазнає опір обумовлений ЕРС самоіндукції, виникаючої в котушці. Цей опір називається індуктивним Х_L. Індуктивний опір Х_L визначається як добуток індуктивності L котушки і кутової частоти ω: Х_L = ω L. Якщо по котушці з індуктивним опором Х_L пропустити струм, то по закону Ома по котушці протікатиме струм І, котрий визначається по закону Ома: І = U_L;/X_L. При проходженні змінного струму, струм в котушці буде меншим, тому що ЕРС самоіндукції котра виникає в котушці створює індуктивний опір Х_L змінному струму. При наявності індуктивності в колі змінного струму напруга і струм не співпадають по фазі. В першу чверть періоду ЕРС самоіндукції перешкоджає наростанню струму, а в другу перешкоджає його зменшенню. Тому зміни ЕРС самоіндукції не збігаються із змінами струму, які викликали появу цієї ЕРС, а відстань від них на чверть періоду. Іншими словами, між струмом і ЕРС самоіндукції завжди є зсув фаз в 1\4 Т, тобто на кут 90⁰.

Ємнісний опір

Якщо до джерела постійного струму підключити конденсатор, то струму в колі не буде. Конденсатор, підключений до джерела змінного струму, періодично перезаряджатись, і в його колі буде періодично протікати струм, котрий буде випереджати напругу джерела струму по фазі на кут 90˚. При порівнянні дії індуктивності та ємності видно, що їх вплив на зсув фаз між струмом і напругою протилежне.

Тому, включаючи ємність в коло з індуктивністю, можна зменшити відставання по фазі струму від напруги. Ємнісний опір визначається: Х_С = 1/ωс, де ω – кутова швидкість, с – ємність кола.

Величина струму на ділянці кола з ємністю дорівнює: І = U_с/Х_с.

Хід заняття

І. Підготовка до заняття. Мотивація навчальної діяльності.

1. Активізація опорних знань. Виконання завдань контрольного блоку.

2. Мотивація навчальної діяльності. Мета лабораторної роботи.