Khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành
Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 1: Các đặc trưng của dòng điện xoay chiều - Cánh diều
Thực hành, khám phá trang 11 Chuyên đề Vật Lí 12:
Mục đích
Khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành và rút ra mối liên hệ giữa U và I.
Hình 1.6. Mạch điện RLC mắc nối tiếp
Dụng cụ
• Đồng hồ đo điện đa năng (1) và (2).
• Điện trở (3).
• Cuộn dây đồng có lõi thép (4).
• Tụ điện (5).
• Bảng lắp mạch điện và dây dẫn điện.
• Biến áp nguồn (không thể hiện ở hình 1.7)
Phương án thí nghiệm
• Tìm hiểu công dụng của từng dụng RLC mắc nối tiếp cụ đã cho.
• Thiết kế phương án thí nghiệm với các dụng cụ này.
Tiến hành
a) Đo tần số, cường độ và điện áp dòng điện xoay chiều
Hình 1.7. Bố trí dụng cụ thí nghiệm
• Mắc mạch điện theo sơ đồ Hình 1.6 (đồng hồ đo điện đa năng 1 mắc nối tiếp với R là ampe kế, đồng hồ đo điện đa năng 2 mắc song song với R là vôn kế). Dùng dây dẫn điện nối hai điểm A và B với biến áp nguồn (Hình 1.7).
• Bật biến áp nguồn, vặn núm xoay của đồng hồ đo điện đa năng 2 sang thang đo điện áp xoay chiều. Đọc giá trị UR và ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.1.
• Lần lượt mắc đồng hồ đo điện đa năng 2 vào hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện và hai đầu đoạn mạch để đo điện áp hiệu dụng UL, UC. Đọc các giá trị UL, UC và ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.1.
• Vặn núm xoay của đồng hồ đo điện đa năng 2 sang thang đo tần số, đặt hai que đo của đồng hồ này vào hai đầu đoạn mạch. Đọc giá trị tần số và ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.1.
Kết quả
b) Mối liên hệ giữa I và U
• Tiếp tục mắc đồng đồ đo điện đa năng 2 vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Đọc giá trị UAB và ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.2.
• Đọc giá trị IAB trên đồng hồ đo điện đa năng 1 và ghi kết quả vào vở theo bảng 1.2.
Kết quả
Bảng 1.2 là kết quả đo UAB và IAB trong một lần làm thí nghiệm.
UAB (V) |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
IAB (mA) |
2,32 |
4,64 |
6,96 |
9,28 |
11,60 |
? |
? |
? |
? |
? |
Từ kết quả thí nghiệm ở Bảng 1.2, hãy rút ra mối liên hệ giữa UAB và IAB.
Lời giải:
Bảng 1.2 là kết quả đo UAB và IAB trong một lần làm thí nghiệm.
UAB (V) |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
IAB (mA) |
2,32 |
4,64 |
6,96 |
9,28 |
11,60 |
862,1 |
862,1 |
862,1 |
862,1 |
862,1 |
Nhận xét: Từ kết quả của thí nghiệm này và nhiều thí nghiệm khác, ta thấy tỉ số điện áp hiệu dụng giữa hai đầu của đoạn mạch điện xoay chiều RLC (mắc nối tiếp) và cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là một hằng số. Hằng số này được gọi là tổng trở của đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, kí hiệu là Z.
Lời giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 1: Các đặc trưng của dòng điện xoay chiều hay, chi tiết khác: