SGK Vật Lí 12 - Bài 19. Thực hành: Khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp
Thực hÀNh : Khảo SÁT ĐỘẠN MẠCH.ĐIỆN XOẠY CHIÊU có R,L, c M AC NÔI TIẾP - MỤC ĐÍCH Tập dùng đồng hồ hiện số đa năng để đo điện áp xoay chiều. Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r, c, z và coscp của đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, c mắc nối tiếp. - DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Một đồng hồ đo điện đa năng hiện số ; một nguồn điện xoay chiều 6 V 12 V ; một điện trở R = 270 n (hay 220 Q) ; một tụ điện có c = 4 pF (hay 2 pF) ; một cuộn dây có 1 000 -p 2 000 vòng ; bốn sợi dây dẫn ; một thước 200 mm ; một compa ; một thước đo góc. R L,r c Hình 19.1 f = 50 Hz o o u III - TIÊN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Mắc đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R (đã biết trị số), cuộn dây (không chứa lõi sắt, có độ tự cảm L, điện trở thuần /•) và tụ điện (có điện dung C) vào hai cực nguồn điện có điện áp u theo sơ đồ Hình 19.1. — Chọn u xoay chiều cỡ 12 V, chọn vôn kế có thang đo điện áp xoay chiều thích hợp để đo với sai số nhỏ nhất các trị số sau : 2. Dùng thước và compa vẽ các vectơ quay theo cùng tỉ xích 1 V ứng với 10 mm : Vectơ MN biểu diễn nMN có độ lớn t/MN = IR ứng với độ dài MN. Vectơ NP biểu diễn nNp có độ lớn Í/Np = /ZLr ứng với độ dài NP. Vectơ MP biểu diễn wMp có độ lớn ơMp - IZRLĩ. ứng với độ dài MP. Vectơ PQ biểu diễn í/pQ có độ lớn t/pQ = —— ứng với độ dài PQ. a Vectơ MQ biểu diễn «MQ có độ lớn Í/MQ = IZ ứng với độ dài MQ. Với p là giao điểm của hai cung tròn bán kính MP và NP ; Q là giao điểm của hai cung tròn bán kính MQ và PQ ta vẽ được giản đồ Fre-nen như Hình 19?2. Vectơ PQ cắt MN kéo dài tại điểm H. Đoạn NH biểu diễn Í/NH = Ir. Với kết quả đúng thì có PQ vuông góc với MH do Uq vuông pha với Z. Dùng thước đo góc để kiểm tra. Đo các độ dài MN, MP, NH, PH, PQ và MQ chính xác đến 1 mm. Từ đó tính ra các trị số L, c, r, z và cosợx £_L IcửL 'R £r = f/c COSỢ7 = coL ~R PH = = = => £ = ( ) /7? ỉ (ờC ỈL- L 1r~~r MH = (ũCR = MN MN PQ NH cosợ? = MQ R + r MN - .....( ) nên z = R + r coscp c = ( ) ( ) BÁO CÁO THỰC HÀNH Khảo sát đoạn mạch điện xoay chiêu có R, L, c MẮC nối ’tiếp Họ và tên : ; Lớp : ; Tổ : Ngày làm thực hành : - TÓM TẮT LÍ THUYẾT + Vẽ sơ đồ đoạn mạch có điện trở, cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp. + Nêu tóm tắt cách dùng vôn kế xoay chiều và phép vẽ các vectơ quay để xác định trị số của L, r, c, z và coscp của cả đoạn mạch. - KẾT ỌUẢ THỰC HÀNH Xác định r, L của cuộn dây không có lõi sất và điện dung c của tụ điện 1 Mắc đoạn mạch có R, L và c nối tiếp vào hai cực nguồn điện xoay chiều cỡ u = 12 V theo sơ đồ ở Hình 19.1. 2. Chọn vôn kế xoay chiều có phạm vi đo để đo Í/MQ = u; Í/MN ; i/j^p ; ơMp ; í/pQ. Ghi các kết quả đo kèm sai số đo vào bảng 19.1. Bảng 19.1 ƯMQ = Ư(V) ƯMN (V) ƯNP (V) ƯMP (V) % (V) + + + + + Dùng compa và thước vẽ các vectơ quay MN, MP, NP, PQ và MQ có độ dài biểu diễn các điện áp hiệu dụng t/MN, Í/Mp, Í/Np, UpQ và CMQ đã đo được với mức chính xác đêh 1 mm, theo cùng một tỉ xích 10 mm ứng với 1 V. Từ giản đồ đã vẽ, đo các độ dài : MN = + (mm) ; NH = + (mm) MP = + (mm) ; MQ = + (mm) PH = + (mm) ; PQ = ± (mm) 5. Tính ra các trị số L, c, r, z và C0S(p. PH MN 2ĩĩf NH ( ) ; c MN PQ ( ) MN 2Rĩĩf ( ) (kiểm tra lại r bằng ôm kế) Hình 19.3 vẽ mặt của một đồng hồ đa năng hiện số có một núm xoay để chọn loại đại lượng cần đo, các ổ cắm dây đo và các chữ số chỉ các phạm vi đo. ( ’ cos,, = nén z = = ( ) r z COSỢ) v 7 CÂU HỎI Cần thực hiện những thao tác nào (vặn núm xoay tới vị trí nào, cắm các dây đo vào những ổ nào) khi dùng máy để đo: Điện trở cỡ 2 200 n ? Điện áp xoay chiều cỡ 12,5 V ? Cường độ dòng điện xoay chiều cỡ 50 mA ?