Slezská univerzita v Opavě – Filosoficko-přírodovědecká fakulta

                         Fyzikální praktikum II – Elektřina a magnetizmus

Jméno:


               Ročník, obor:


                            Vyučující:


                                      Akademický rok:

                                      2021/2022

Spolupracující:




                                           Název úlohy:


Vlastní indukčnosti cívky

Datum měření:


Číslo úlohy:


                                                E5

Datum odevzdání:



Teoretický úvod

Zapojíme-li do obvodu, kterým prochází střídavý proud, cívku, indukuje se v cívce napětí a cívka
vytváří odpor, který se nazývá induktance a značí se X[L]. Induktance roste s frekvencí střídavého
proudu. Platí

                                            X[L] = ωL ,


kde L je vlastní indukčnost cívky a ω úhlová frekvence.

ω = 2  f, kde f je frekvence střídavého proudu.

Cívka má také odpor R, který v obvodu se střídavým proudem nazýváme rezistance.

Impedance obvodu se střídavým proudem Z =  je obdobou veličiny odpor v obvodu se stejnosměrným
proudem. V našem případě


                                                Z =

Pak

                                                L=


L můžeme vypočítat, když známe f a změříme Z a R.


Pro impedanci obvodu se střídavým proudem, v němž je sériově zapojena cívka, rezistor a kondenzátor
platí

                                                Z =


Proud procházející obvodem závisí na frekvenci.Vyjádříme-li tuto závislost graficky získáme
rezonanční křivku. Obvodem bude procházet maximální proud, když bude impedance nejmenší. To nastane
pro


                                                = 0


Známe-li C, můžeme vypočítat L.

                                                L =



Úkoly


1.      Změřte R a Z cívky a určete vlastní indukčnost cívky.

2.      Sestrojte rezonanční křivku pro obvod střídavého proudu s RLC v sérii a z rezonanční křivky
určete vlastní indukčnost cívky. Rezonanční křivku sestrojte pro obvod s kondenzátorem o kapacitě C
= 2 µF. Sestrojení rezonanční křivky a výpočet vlastní indukčnosti cívky pak proveďte také pro
obvody s kondenzátory o kapacitách 33nF a 3,3 nF.


Pomůcky


Zdroj stejnosměrného napětí, zdroj střídavého napětí, reostat, rezistor, cívka,  tři kondenzátory,
ampérmetr, voltmetr



1. Určení vlastní indukčnosti cívky


Pro měření odporu cívky použijte následující zapojení.





e6-23



a)







Až změříte odpor cívky, nahraďte zdroj stejnosměrného napětí zdrojem střídavého napětí a určete
impedanci obvodu.



Tabulka 1: Určení odporu cívky


Číslo měření

                                                                                              U [ V]

                                                                                                                                       I [A]

                                                                                                                                            R [Ω]




























Tabulka 2: Určení impedance obvodu


Číslo měření

                                                                                              U [ V]

                                                                                                                                       I [A]

                                                                                                                                            Z [Ω]

























Výpočet vlastní indukčnosti L










2. Sestrojení rezonanční křivky a výpočet vlastní indukčnosti



Sestavte elektrický obvod podle schématu.

e6-23




















C  = 2 µF


Tabulka 3: Sestrojení rezonanční křivky


Číslo měření

                                                                                              f [Hz]

                                                                                                                                      I [mA]






















Graf 1: Rezonanční křivka



















Určení vlastní indukčnosti














C  =  33 pF


Tabulka 4: Sestrojení rezonanční křivky


Číslo měření

                                                                                              f [Hz]

                                                                                                                                      I [mA]






















Graf 2: Rezonanční křivka



















Určení vlastní indukčnosti














C  = 3,3 pF


Tabulka 5: Sestrojení rezonanční křivky


Číslo měření

                                                                                              f [Hz]

                                                                                                                                      I [mA]






















Graf 3: Rezonanční křivka



















Určení vlastní indukčnosti














Závěr


Změřením impedance a rezistance jsme vlastní indukčnost cívky určili na L =


Z rezonanční křivky jsme vlastní indukčnost cívky určili na