Статья по физике на тему Измерение индуктивности катушки ( 11 класс)

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ

При вычислении физических величин в школьном практикуме наиболее целесообразно исходить из формул, определяющих эти величины и раскрывающих их физический смысл. Это способствует более глубокому пониманию изучаемых физических явлений и законов.

В лабораторной работе по измерению индуктивности катушки в качестве исходной используется формула

(1)

на основе которой раскрывается физический смысл индуктивности и определяется единица ее измерения.

Если измерить мгновенное значение э. д. с. Самоиндукции и соответствующих ей скорость изменения тока, можно из (1) вычислить индуктивность катушки. Однако в условиях школьной лаборатории измерить указанные величины не представленные возможным. Затруднение можно устранить, заменив (1) значение э. д. с., согласно закону Ома:

где - мгновенное значение тока самоиндукции в цепи. Подставив эти значения E и в (1) и сократив обе части полученного равенства на промежуток времени, одинаковый для существования тока и э. д. с. самоиндукции, получим:

(2)

Здесь величина заряда, перенесенного током самоиндукции, - сопротивление цепи, изменение тока, проходящего через катушку после отключения ее от источника.

Из равенства (2) получим соотношение

, (3)

Которое позволяет после измерения величин, стоящих в правой его части, вычислить индуктивность катушки.

Для выполнения лабораторной работы составляется цепь по схеме, изображенной на рисунке. В цепь включены диод Д2В, который может быть заменен любым аналогичным, мили амперметр на 200мА, гальванометр школьный повышенной чувствительности (может быть заменен на микроамперметр на 200-300мкА), реостат на 100-200Ом, магазин сопротивлений на 20-30ком.

С помощью реостата устанавливается ток 100-200мА. Сопротивление магазина подбирается таким, чтобы после подключения источника стрелка гальванометра не выходила за пределы шкалы.

Величина тока, регистрируемого миллиамперметром перед отключением источника, равна изменению тока в катушке(так как ток уменьшается до нуля). Измерив с помощью гальванометра количество электричества, прошедшего в цепи, и подсчитав общее сопротивление магазина, катушки и гальванометра, вычисляют ,пользуясь равенством(3), индуктивность катушки.

Измерения проводятся для катушек с разным числом витков, а также для катушки с сердечником и без него.

Необходимые для расчета данные можно получить во время демонстрации экстратоков размыкания (используя цепь, собранную по этой же схеме).