Құрамында индуктивтілік катушкасы бар айнымалы ток тізбегіндегі Ом заңы. Физика, 11 сынып, дидактикалық материал.

Қосымша 1

Қосымша 2

1 топ. Резистор мен конденсатор бар тізбектегі кернеудің өзгеруін зерттеу.

1) резистор мен конденсатор бар тізбекті жинаңыз. Ол үшін резисторға, конденсаторға, айнымалы ток көзіне, сымға басыңыз және оларды монтаждау платасына сүйреңіз. Резистор мен конденсаторды тізбектей жалғап айнымалы ток көзіне қосыңыз.

2) Симуляторды тоқтатып, вольтметрді қолданып кернеудің максималды мәнін анықтаңыз.

3) Графиктегі кернеудің максималды мәнін өлшеңіз. Ол үшін кернеу диаграммасын басыңыз. Графикте кернеу амплитудасын өлшеңіз.

4) V_R резисторында, V_C конденсаторында, екі V_RC элементтерінде кернеуді өлшеңіз.

5) жеке өлшенген әрбір элементтің кернеу қосындысының мәнін екі элементтегі кернеу мәнімен салыстырыңыз.

2 топ. Резистор мен катушкадан тұратын тізбектегі кернеудің өзгеруін зерттеу.

1) резистор мен катушкадан тұратын тізбекті жинаңыз. Ол үшін резисторға, катушкаға, айнымалы ток көзіне, сымға басыңыз және оларды монтаждау платасына сүйреңіз. Резистор мен катушканы тізбектей жалғап, оларды айнымалы ток көзіне қосыңыз.

2) V_R резисторында, V_L катушкасында, екі V_RL элементтерінде кернеуді өлшеуді жүргізіңіз.

3) жеке өлшенген әрбір элементтің кернеу қосындысының мәнін екі элементтегі кернеу мәнімен салыстырыңыз.

3 топ. Резистор, конденсатор және катушкадан тұратын тізбектің толық кедергісінің мәнін өлшеу.

1) резистор, конденсатор және катушкадан тұратын тізбекті жинаңыз. Ол үшін резисторға, катушкаға, конденсаторға, айнымалы ток көзіне, сымға басыңыз және оларды монтаждау ақысына сүйреңіз. Резисторды, конденсаторды және катушканы тізбектеп қосып, оларды айнымалы ток көзіне қосыңыз. Амперметрді және вольтметрді пайдаланыңыз.

2) Құрамында резистор, конденсатор және катушкасы бар тізбектің максималды кернеуін өлшеңіз.

3) Тізбектегі максималды токты өлшеңіз, Io

4) Тізбектегі ток нөлге тең болған жағдайда кернеу мәнін өлшеңіз, V_I = 0

5) толық кедергінің мәнін және фазалардың ығысуын анықтаңыз.

6) Z толық кедергіні анықтау үшін келесі формулаларды пайдаланыңыз.

Z = Vo / Io,

= arccos ( V(t) / Vo )

7) Алынған мәндерді теориялық теңдеулерді қолдана отырып салыстырыңыз

Z = .

tan() = (X_L-X_C)/(X_R)

Қосымша 3

Есеп. Стандарт жиіліктегі (50 Гц) айнымалы ток тізбегіне кедергісі R = 21 Ом реостат, индуктивтілігі L = 0,07 Гн катушка және сыйымдылығы С = 82 мкФ конденсатор тізбектей қосылған. Тізбектің индуктивті кедергісін, сыймдылық кедергісін және толық кедергіні есептеу. Ток күші мен кернеу арасындағы фазалар ығысуын анықтау.

Шешу жолы: Индуктивті кедергі келесі формула арқылы табылады:

X_L = ωL = 2πνL = 22 Ом.

Сыйымдылық кедергі келесі формула арқылы есептеледі:

Толық кедергі тең:

Қосымша 4

№ 1 Есеп

Кернеуі U = 220В, жиілігі f = 50Гц  айнымалы электр ток тізбегіне индуктивтілігі L = 0,0127 Гн және активті кедергісі R = 3Ом катушка   қосылған.

Анықтаңдар:

1) катушканың реактивті кедергісін;

2) катушкадағы токты.

Шешуі:

X = ωL = 2fL = 2 • 3,14 • 50 • 0,0127 = 4 Oм;

Z =  =  =5 Oм;

I =  =  = 44A.

Жауабы: X = 4 Oм;

Z = 5 Oм;

I = 44A.

№ 2 Есеп

Кернеуі U = 240 В және жиілігі f = 50Гц айнымалы ток генераторына сыйымдылығы C = 40 мкф конденсатор қосылған.

Анықтаңдар:

1) сыйымдылықтың реактивті кедергісін X;

2) электр тізбегіндегі токты.

Шешуі:

X =  =  = 80 Ом.

I =  =  = 3 A.

Жауабы:  X = 80 Ом; I = 3 A.

№ 3 Есеп

Кернеуі U = 220В, жиілігі f = 50Гц  айнымалы электр ток тізбегіне индуктивтілігі L = 25,5 мГн  және активті кедергісі R = 6 Ом катушка қосылған.  

Анықтаңдар:

X; Z ; U; U; cosφ.

Шешуі:

X = ωL = 2 = 2 • 3,14 • 50 • 0,0255 = 8 Oм;

Z = =  = 10 Oм;

I =  =  = 22 A;

U= I R = 22 • 6 = 132 B;

U = U = I • X = 22 • 8 = 176 B;

Cos φ =  =  = 0,6.

Жауабы: X = 8 Oм;

Z = 10 Oм;

I = 22 A;

U= 132 B;

U = U = 176 B;

Cos φ = 0,6.

№ 4 Есеп

Айнымалы электр ток тізбегіне индуктивтілігі 3 мГн және активті кедергісі 20 Ом катушка және сыйымдылығы 30 мкФ конденсатор қосылған.

Конденсатордағы кернеу Uc=50 В. Тізбек ұштарындағы кернеуді, тізбектегі токты, катушкадағы кернеуді табыңдар.

Шешуі 

№ 5 Есеп

 Айнымалы электр ток тізбегінде индуктивтілігі L=0,0318 Гн және активті кедергісі R₂=1 Ом катушкаға тізбектей активті кедергісі R₂=1 Ом және сыйымдылығы С=796 мкф қабылдағыш қосылған. Тізбектегі айнымалы ток кернеуі u=169,8·sin(314·t) заңға сәйкес өзгереді.

 Анықтаңыздар: кернеудің мәнін, тізбектегі толық кедергіні, ток күшін.

 Шешуі:

• u=169,8·sin(314·t) теңдеуін u=U_M·sin(ωt) теңдеуімен салыстыра отыра, U_M=169,8 B, ал ω=2π·f=314 (1/сек) тең екенін табамыз.

Онда,

Ток жиілігі

 2. Катушканың индуктивті кедергісі

 X_L= ωL=2π·f·L=2·3.14·50·0.0318=10 Ом.

3. Конденсатордың сыйымдылық кедергісі

4. Тізбектің толық кедергісі

5. Тізбектегі ток күші

Қосымша 4.1

Қосымша 5

• Which one of the following phasor models correctly represents a circuit comprised of only an inductor and an ac generator? 

• Calculate the voltage dropped across the inductor, the capacitor, and the 8-ohm speaker in this sound system at the following frequencies, given a constant source voltage of 15 volts:

f₁ = 200 Hz

 f₂ = 550 Hz

 f₃ = 900 Hz

Regard the speaker as nothing more than an 8-ohm resistor.

1. В

2.