Практикум по курсу общей физики по специальностям "География", "Природопользование", "Геоэкология". Миловидова С.Д - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

48
2
00
2
00
)UU(UU
CLR
−+= .
Но RiU
R 00
= , LiU
oL
ω
0
= и
C
iU
C
ω
1
00
= . Тогда
22
00
1
)
C
L(RiU
ω
ω −+=
.
Откуда
22
0
0
1
)
C
L(R
U
i
ω
ω −+
= . (13)
Это есть обобщенный закон
Ома для амплитудных значений переменного тока и напряжения цепи ,
содержащей последовательно включенные R,L и C.
Величина
22
1
)
C
L(RZ
ω
ω −+= (14) называется полным
сопротивлением цепи , а )
C
L(
ω
ω
1
− - полным реактивным сопротивлением
( на реактивном сопротивлении электроэнергия не расходуется, поэтому
оно еще называется безваттным).
Очевидно , что если цепь будет состоять из активного сопротивления R
и одного реактивного, например R
L
, то закон Ома будет иметь вид:
22
0
0
)L(R
U
i
ω +
=
(15)
Если цепь будет содержать R и R
C
, то закон Ома будет иметь вид:
22
0
0
1
)
C
(R
U
i
ω
+
=
(16)
Из векторной диаграммы (рис.11) видно , что в цепи с последовательно
включенными R,L и C ток и напряжение сдвинуты по фазе на угол ϕ , а
R
C
L
U
UU
tg
R
CL ω
ω
ϕ
1
0
00
−
=
−
= (17)
Отсюда можно определить сдвиг фаз между током и напряжением в
данной цепи переменного тока.
Выполнение работы
Ц елью работы является проверка обобщенного закона Ома для цепи
переменного тока, т.е. проверка формулы (13), которая будет справедлива
~
U
R
U
L
U
C
R
C
R
L
R
B A
Рис.10
i
0
U
0
U
0
L
U
0C
Рис.11
U
0
ϕ
Ось
U
0L
-
U
0C
U
0
С
                                                    48

                                                         U 0= U 02R + ( U 0 L − U 0C )2 .
                                                1                                 1 2
    Н о U 0 R = i0 R , U oL = i0ωL и U 0C = i0     . Тогда U 0 = i0 R 2 + ( ωL −    ) .
                                              ωC                                 ωC
                                                   U0
    О тк у да                        i0 =                    .                          (13)
                                              2          1 2
                                             R + ( ωL −    )
                                                        ωC

                                                                        U0     U0
                R             RL              RC                                                  U0
                                                                        L      С

                                                                 U0L-
A                                                         B      U0C
           UR               UL              UC                                      ϕ О сь
                                                                                    ток ов
                                                                                   i0            U0
                          ~                                           U 0C
                                                                                        Рис.11
                        Рис.10
                                                   Это есть обобщ енны й з
                                                                         а к он
    О ма для а мплиту дны х з на чений переменного ток а и на пряж ения цепи,
    содерж а щ ей последова тельно вк лю ченны е R,L и C.
                                   1 2
          В еличина Z = R 2 + ( ωL − )                (14) на з
                                                              ы ва ется полны м
                                  ωC
                                   1
    сопротивлением цепи, а ( ωL −     ) - полны м реак тивны м сопротивлением
                                  ωC
    (на реа к тивном сопротивлении элек троэнергия не ра сходу ется, поэтому
    оно ещ е на зы ва етсябез
                            ва ттны м).
        О чевидно, что если цепь бу детсостоять иза к тивного сопротивления R
    и одного реак тивного, на пример RL, то з
                                            а к онО ма бу детиметь вид:
                                                               U0
                                                   i0 =                                          (15)
                                                            R 2 + ( ωL )2
        Е сли цепь бу детсодерж ать R и RC, то з
                                               ак онО ма бу детиметь вид:
                                                          U0
                                            i0 =                                                 (16)
                                                     2   1 2
                                                   R +(    )
                                                        ωC
       И звек торной диа гра ммы (рис.11) видно, что в цепи с последова тельно
                                                              е на у гол ϕ, а
    вк лю ченны ми R,L и C ток и на пряж ение сдвину ты по фа з
                                                                         1
                                                               ωL −
                                          U − U 0C                      ωC
                                     tgϕ = 0 L     =                                             (17)
                                             U0R                    R
    О тсю да мож но определить сдвиг фа з меж ду ток ом и на пряж ением в
    да нной цепи переменного ток а .
                                В ы пол нение раб оты
        Ц елью ра боты является проверк а обобщ енного з     а к она О ма для цепи
    переменного ток а , т.е. проверк а форму лы (13), к отора я бу дет спра ведлива

Страницы