Цель работы:

    Изучение явления резонанса в цепи переменного  тока. Проверка закона Ома для цепи переменного тока.

    Оборудование: стенд для исследования явлений в цепи переменного тока, генератор переменного тока ГЗ –109 (генератор звуковой), вырабатывающий переменный ток с частотой 20 – 20 000 Гц, т. е. в «звуковом» интервале частот, магазин сопротивлений, мультиметр.

   Незатухающие вынужденные электрические колебания обычно называют переменным током. Частота переменного тока  f – это число колебаний в 1 секунду. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. С помощью генераторов переменного тока можно получать переменный ток любой частоты. При этом напряжение на выходе генератора обычно меняется по гармоническому закону

,                                              (1)

 где w=2pf - циклическая частота,  f - линейная частота, Um – амплитуда (максимальное значение) напряжения.

  Если источник переменного напряжения (генератор) с частотой w подключить к электрической цепи, то в ней возникнут колебания силы тока той же частоты. Но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. В общем случае мгновенное значение силы тока i определяется по формуле

,                                                            (2)

где j - разность (сдвиг) фаз между колебаниями тока и напряжения, Im – амплитуда силы тока.

·     В проводнике с активным сопротивлением (резисторе)  колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения, а амплитуда силы тока  определяется равенством:

 ,                                                       (3)

где R – (активное) сопротивление резистора.

·     В катушке индуктивности колебания силы тока отстают от колебаний напряжения на угол j=p/2.  Амплитуда силы тока в катушке равна

.

      Величину                                 XL =wL = 2pfL                                                                   (4)                                                                    

       называют индуктивным сопротивлением.

·     На конденсаторе колебания силы тока опережают колебания напряжение на угол j=p/2. Амплитуда силы тока равна:

.

       Величину                                                                                    (5)

 называют емкостным сопротивлением.

   Рассмотрим электрическую цепь (рис. 1), состоящий из соединенных последовательно резистора R, конденсатора С и катушки индуктивности L. Эта цепь является колебательным контуром, в которой возможны собственные электрические колебания с частотой

                              (6)                                                           

   Если к концам этой цепи приложено переменное напряжение, изменяющееся по закону (1), то в ней возникнут вынужденные электрические колебания с частотой w. ............