1. Лабораторний практикум №4. Вимірювання індуктивності котушки. (ВИВЧИТИ: Фізика-11., вид-во «Ранок», 2019р., 272ст., ред. Бар’яхтар В.Г., (в електронному варіанті), *20, ст.112, ЗРОБИТИ: Впр.20(1-5), Впр.18(6).

https://formula.kr.ua/lpr-z-elektrotehniki-virtualna-laboratoriya-multisim/poslidovne-ziednannia-induktyvnoho-iemnisnoho-ta-aktyvnoho-oporiv.html

https://onlinetestpad.com/ua/tests/informatics/11class

Визначення індуктивності котушки

Обладнання: міліамперметр М 45М, джерело живлення стабілізоване 4,5 В, міліамперметр на 100 mA, котушка дросельна, реостат на 200 Ом, розбірний трансформатор, набір котушок (2 шт.), вимикач, з’єднувальні проводи (9 шт.), діод на підставці.
Ключові поняття: індуктивність, е.р.с. самоіндукції,закон Ленца, напрямок е.р.с. самоіндукції,енергія магнітного поля.
Література: Засєкіна Засєкін підручник 11 клас § 30,31, конспект
Контрольні запитання
1. Сформулюйте та запишіть означення магнітного потоку. В який одиницях вимірюється магнітний потік в СІ. Сформулюйте означення цих одиниць.
2. Сформулюйте означення індуктивності та вкажіть одиниці її вимірювання.
3. У чому полягає суть явища електромагнітної індукції. Запишіть закон електромагнітної індукції. Сформулюйте та запишіть правило Ленца.
4. Коротко опишіть суть явища самоіндукції.
Розв’яжіть тренувальні задачі
1. Літак із розмахом крил летить горизонтально із швидкістю вздовж магнітного меридіана. Яка ЕРС індукції між кінцями крил літака? Магнітна індукція Землі в даній точці дорівнює . Вважайте, що літак летить на такій висоті, що лінії індукції Землі є вертикальними.
2. В магнітному полі з індукцією , що напрямлена вертикально вниз, вздовж горизонтальних рейок рівномірно рухається провідний стержень довжиною (див рис) зі швидкістю . Кінці рейок під’єднані до батареї з ЕРС = 10,1 В та внутрішнім опором .

Яка кількість теплоти виділиться у стержні протягом часу , якщо його опір ? Опором рейок та з’єднувальних провідників знехтувати.
3. Котушка індуктивністю під’єднана паралельно до лампочки опором . Дане з’єднання вмикають через вимикач до джерела з ЕРС та внутрішнім опором . В початковий момент часу ключ розімкнутий. Знайдіть заряд, який протече через лампочку, якщо замкнути ключ. Опором дроту, з якого виготовлено котушку знехтувати.

В цій схемі L – котушка, індуктивність якої необхідно виміряти. Паралельно до котушки ввімкнене коло, яке складається з діода Д та гальванометра Г.
При замиканні кола ключем К амперметр А покаже струм, який тече тільки по ділянці АВ, яка містить котушку L, оскільки діод в ділянці AMNB ввімкнений у запірному напрямі. Гальванометр при цьому струм не зафіксовує. При розмиканні ключа К е.р.с. самоіндукції, яка направлена в котушці L від А до В викличе в замкненому контурі АВМА на протязі малого часу струм, який буде зафіксований гальванометром у вигляді короткочасного відкиду стрілки. Відкид стрілки гальванометра, як відомо, при короткочасному протіканні струму пропорційне заряду ΔQ, що проходить через нього: (1)
де – кут відкиду,
– заряд, що протікає,
– коефіцієнт пропорційності.
З іншого боку, якщо процес розглядається на протязі невеликого проміжку , то можна записати:
(2)
де – миттєве значення сили струму самоіндукції, яке дорівнює:
(3)
– е.р.с. самоіндукції. Вона в свою чергу вираховується з формули:

де – індуктивність котушки,
– зміна сили струму, яка спричинила е.р.с. самоіндукції, тобто зміна тієї сили струму, що йшла по котушці до розмикання ключа. Ця сила струм змінилася від l0 до 0, тому
(5).
Підставляючи знайдені значення величин в (2), знаходимо заряд, що протікає через гальванометр:
.

Звідси, враховуючи (1), слідує:
(6).
Далі вказуємо, що, якщо опір гальванометра достатньо великий порівняно з опором котушок, які досліджуються, то загальний опір контура ALBWMA можна вважати постійним. Тоді, якщо початковий струм встановлювати (за допомогою реостата R) однаковим в усіх дослідах, то згідно з формулою (6), кут відкиду а буде залежати тільки від індуктивності L досліджуваної котушки.
Таким чином, індуктивність котушки в досліді можна виразити як величину, пропорційну куту відкиду стрілки:
(7),
де – коефіцієнт пропорційності, який неважко визначити, виконавши дослід з еталонною котушкою, індуктивність якої відома. Коефіцієнт показує, яка індуктивність відповідає відхиленню стрілки на одну поділку;
– кількість поділок.
ХІД РОБОТИ:
1. Скласти коло по схемі 1. В якості амперметра взяти міліамперметр на 100 mA, гальванометр – міліамперметр М 45 М на 1,5 mA, L-еталонна котушка з відомою індуктивністю (дросельна котушка).

Ділянка котушки між
зажимами Кількість витків Індуктивність ГН
А та Б 1200 0,12
Б та В 2400 0,5
УВАГА. Діод повинен бути вимкнений у колі гальванометра в запірному напрямку.

На “-“ діода повинен потрапити провідник, який йде від ”+” джерела. В іншому випадку при замиканні кола через гальванометр пійде великий струм та пристрій вийде з ладу. Реостат повністю введено.
2. Замкнути ключ. Встановити реостатом силу початкового струму близько 30 mA.
3. Розімкнути коло. За формулою визначити:

4. Ввімкнути досліджувану котушку. Знайти індуктивність котушок. Клеми котушок вмикаємо можливими різними комбінаціями її клем (верхня – нижня, верхня – середня, нижня – середня). Зробити висновки.
5. Встановити реостатом значення сили струму таке ж саме, як і в першому випадку. Розімкнути коло. Знаючи відкид стрілки на поділок, розрахувати невідому індуктивність котушки:

6. Визначити повну індуктивність дросельної котушки (3600 витків).
7.Визначити індуктивність котушки, витягнувши з неї осердя.
8. Зробити висновок.

Орієнтовні теми для навчальних проекетів – презентацій
1. МАГНІТНЕ ПОЛЕ
2. СИЛА АМПЕРА
3. ЕЛЕКТРОРУШІЙНА СИЛА.
4. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ У МЕТАЛАХ.
5. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ В ЕЛЕКТРОЛІТАХ.
6. ЕЛЕКТРОЛІЗ.