Порядок выполнения работы. 1. С помощью соединительных проводов подключить «выход» генератора (7) на рис

1. С помощью соединительных проводов подключить «выход» генератора (7) на рис. 5 и «вход» осциллографа (1) на рис. 6 к панели «Затухающие электрические колебания. Резонанс» согласно указателям на панели. На панели с помощью соединительных проводов установить заданные преподавателем значения сопротивления R и емкости конденсатора С.

2. На панелях генератора и осциллографа ручки и переключатели установить в положение:

на панели генератора(рис.5)

- частота (2) 20-50

- множитель (4) 10³

- переключатель (5) вниз

- переключатель (6) в положение 0

на панели осциллографа (рис. 6):

- кнопку (9) нажать «II»

- ручку (2) по часовой стрелке до упора

- ручку (3) в положение «1 В/дел»

- ручку (4) в верхнее или нижнее положение

- ручку (12) (ВРЕМЯ/ДЕЛ) в положение 5 µs или 10 µs (микросекунд)

- убедиться что ручка (13) повернута по часовой стрелке до упора

- кнопку (14) нажать в положении «внутр II»

3. Включить генератор тумблером (1) (рис. 5) и осциллограф ручкой (15) (рис. 6), предварительно убедившись, что шнуры питания включены в сеть 220 В.

4. Поворачивая ручку усиления (8) генератора (рис. 5) получить осциллограмму напряжения вынужденных колебаний. Ручками (11) и (18) переместить осциллограмму так, чтобы она располагалась симметрично относительно оси Х и начиналась у левого края экрана.

Задание 1. Определение резонансной частоты и амплитуды вынужденных колебаний.

5. Плавно вращая ручку (3) генератора (рис.5), добейтесь максимальной амплитуды сигнала, то есть резонанса, при необходимости регулируя ее ручкой (8) так, чтобы осциллограмма не выходила за пределы экрана. Убедитесь, что синусоида симметрична относительно оси Х.

6. По горизонтальной шкале экрана осциллографа измерьте продолжительность t нескольких (N) полных колебаний. Цена большого деления шкалы задаётся ручкой (12) «ВРЕМЯ/ДЕЛ» в миллисекундах (ms) или микросекундах (µs). Для более точного измерения времени можно изменить цену деления ручкой множителя «х1- х0,2», выдвинув её на себя. При этом цена деления шкалы времени уменьшается в 5 раз. Для удобства и повышения точности измерения ручкой (11) осциллографа можно переместить осциллограмму вдоль оси Х так, чтобы начало измеряемых колебаний находилось в точке пересечения одной из крайних вертикальных линий шкалы экрана с осью Х.

7. Определите период колебания по формуле Т_рез= t/N и резонансную частоту ν_рез = 1/Т_рез. Полученное значение может несколько отличаться от показаний шкалы генератора вследствие смещения шкалы. Оцените величину этой систематической погрешности определения частоты колебаний.

8. Измерьте амплитуду А_рез колебаний по вертикальной шкале экрана.

9. Результаты измерений и вычислений занесите в табл. 1.

Задание 2. Получение резонансных кривых.

10. Вращая ручку (3) генератора, уменьшите частоту подаваемого напряжения на 15-20 кГц (7-10 делений) так, чтобы амплитуда сигнала уменьшилась примерно в 2 раза.

11. По вертикальной шкале экрана осциллографа измерьте амплитуду А сигнала (в делениях шкалы). Соответствующие значения частоты ν и амплитуды А запишите в табл. 1. Повторите измерения 15-20 раз, увеличивая частоту с помощью ручки (3) генератора через 2 кГц до тех пор пока амплитуда сигнала пройдя наибольшее значение снова не уменьшится примерно в 2 раза по сравнению с А_рез

12. Изменив один из параметров контура (индуктивность, емкость или сопротивление) по указанию преподавателя, выполните действия, указанные в пп 5 – 11.

13. Результаты измерений амплитуды при различных частотах и параметрах занесите в табл. 1.

14. По данным табл. 1 постройте на миллиметровой бумаге графики зависимости амплитуды вынужденных колебаний от частоты генератора (резонансные кривые).

Примечание: - при выборе масштаба графика отсчет по оси Х (частота) начинается не нуля, а с самого малого измеренного значения частоты;

- резонансная частота, как правило, не совпадает с показаниями шкалы, поэтому значение максимальной амплитуды при построении графика возьмите из п.8.

Задание 3. Исследование резонансных кривых и определение характеристик колебательного контура.

15. Вычислите собственную частоту колебательного контура в каждой серии измерений по формуле и сравните ее с измеренным значением резонансной частоты ν_рез.

16. Сравните измеренное значение резонансной частоты с расчетным (теоретическим) значением резонансной частотой, которое определяется по формуле:

17. По графику определите ширину резонансной кривой. Для этого вычислите значение амплитуды А_1/2, соответствующей половине максимальной мощности вынужденных колебаний, или в раз меньше максимальной (резонансной) амплитуды, т.е . Затем проведите прямую параллельную оси частот, которая пересечет резонансную кривую при двух частотах ν ₁ и ν ₂. Ширину резонансной кривой определите как или как отрезок прямой между точками пересечения с резонансной кривой (в соответствующем масштабе).

18. Определите экспериментальные значения добротности контура Q_эксп и коэффициента затухания δ_эксп по формулам:

и

и сравните их с теоретическими значениями добротности Q_meop и коэффициента затухания δ_теор, которые рассчитываются по формулам:

и

19. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 2.

Таблица 1

Таблица 2

L, Гн	R, Ом	C, Ф	, кГц	с-1	с-1	ν0, кГц	ν /рез, кГц	νрез, кГц	Qmeop	Qэксп

Контрольные вопросы:

1. Какой процесс называется колебательным.

2. Какие бывают колебания.

3. Какие колебания называются гармоническими, по какому закону они совершаются.

4. Какими параметрами описываются колебания.

5. Дать определение амплитуды, частоты, периода.

6. Что представляют собой электромагнитные колебания.

7. Что называется резонансом, как он проявляется.

8. Колебательный контур, процессы происходящие в нём.

9. Формула Томсона.

10. Как определить собственную частоту колебательного контура.

11. Какому условию должна удовлетворять частота вынуждающей силы при резонансе.

12. Что называется добротностью контура колебательной системы. От чего она зависит.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: