Temat ćwiczenia:

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA SAMOINDUKCJI CEWKI

1. Część teoretyczna:

Prąd sinusoidalnie zmienny- Prąd przemienny to przypadek prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób, z określoną częstotliwością. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne. W żargonie technicznym często nazwa prąd przemienny oznacza prąd sinusoidalny.

Natężenie prądu zmiennego- Wielkość skalarna charakteryzująca przepływ prądu elektrycznego. Natężenie prądu elektrycznego wyraża się w amperach (A). Definicję tę zapisujemy formalnie jako pochodną ładunku po czasie.

Indukcyjność- Określa zdolność obwodu do wytwarzania strumienia pola magnetycznego powstającego w wyniku przepływu przez obwód prądu elektrycznego. Oznaczana jest symbolem L. Jednostką indukcyjności jest henr (H).

Pojemność elektryczna- To wielkość fizyczna równa stosunkowi ładunku q zgromadzonego na przewodniku do potencjału
tego przewodnika. Jednostką pojemności elektrycznej jest farad.

Opór elektryczny- Rezystancja jest miarą oporu czynnego, z jakim element przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego. Jednostką rezystancji w układzie SI jest om (1 Ω).

Rezystancja przewodnika o jednakowym przekroju poprzecznym do kierunku przepływu prądu jest proporcjonalna do długości przewodnika, odwrotnie proporcjonalna do przekroju i zależy od materiału, co wyraża wzór:

Gdzie: L - długość elementu; S - pole przekroju poprzecznego elementu; ρ - rezystywność materiału.

Przesunięcie fazowe- To różnica pomiędzy dwiema wartościami fazy fali (lub przebiegu czasowego). Przesunięcie fazowe jest istotną wartością w wielu dziedzinach fizyki i techniki. Przykładowo wpływ przesunięcia fazowego pozwala na pomiar odległości lub też na obliczenie wartości mocy czynnej pobieranej przez dany odbiornik energii elektrycznej.

Budowa i zasada działania oscyloskopu

Oscyloskop to przyrząd elektroniczny służący do obserwowania, obrazowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwoma wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej. Oscyloskop stosuje się najczęściej do badania przebiegów szybkozmiennych, niemożliwych do bezpośredniej obserwacji przez człowieka. Głównym elementem budowy oscyloskopu jest lampa oscyloskopowa.

Lampa oscyloskopowa, to lampa obrazowa charakteryzująca się elektrostatycznym odchylaniem wiązki elektronów. Elektrony emitowane przez katodę formowane są w wąską wiązkę przez działo elektronowe. Wiązka elektronów wytworzona przez działo elektronowe (podgrzaną katodę) wysłana zostaje w kierunku ekranu, anoda wówczas przyspiesza ich ruch. Następnie elektrony te przechodzą przez otwór w Cylindrze Wehnelta, osłaniającym katodę. Nie odchylona wiązka trafia dokładnie w środek ekranu i rysuje tam świecący punkt. Do odchylenia wiązki tak, aby mogła trafić w każdy punkt ekranu, służą dwie pary płytek odchylających - jedna dla kierunku pionowego, druga dla poziomego.

Tabele pomiarowe i wykresy:

Korzystają ze wzoru
obliczamy wartość kąta φ [rad] a następnie tg φ

f[Hz]	t[ms]	T[ms]	φ[rad]	tgro
200	0.0550	5.8000	0.05958	0.05965
300	0.0540	3.6150	0.09386	0.09413
400	0.0500	2.6140	0.12018	0.12077
500	0.0580	2.0700	0.17605	0.17789
600	0.0520	1.7180	0.19018	0.19250
700	0.0540	1.4650	0.23160	0.23583
800	0.0560	1.2820	0.27446	0.28157
900	0.0490	1.1420	0.26959	0.27632
1000	0.0510	1.0170	0.31509	0.32594
1100	0.0500	0.9290	0.33817	0.35168
1200	0.0500	0.8490	0.37003	0.38790
1300	0.0490	0.7750	0.39726	0.41957
1400	0.0510	0.7290	0.43956	0.47025
1500	0.0490	0.6760	0.45544	0.48978
1600	0.0500	0.6340	0.49552	0.54050
1700	0.0510	0.5960	0.53766	0.59625
1800	0.0500	0.5630	0.55801	0.62418
1900	0.0500	0.5320	0.59052	0.67032
2000	0.0500	0.5050	0.62210	0.71708

Za pomocą metody najmniejszych kwadratów dopasowuję prostą regresji
.

Analiza pomiarów i dyskusja błędów:

1. Wyznaczam współczynnik
   oraz wartość niepewności u(a).

Rezystancja cewki wynosi R = 47 Ω

2. Korzystając ze wzoru
   wyznaczam współczynnik samoindukcji cewki

Korzystając z metody przenoszenia niepewności wyznaczamy u(L):




u(L) = 8.53

3. Celem doświadczenia było wyznaczenie współczynnika samoindukcji cewki.

Współczynnik ten wynosi:

---