Лабораторная работа № 12 Тема: Исследование собственных колебаний в колебательном контуре

Лабораторная работа № 12

Тема: Исследование собственных колебаний в колебательном контуре

Цель: исследовать зависимость периода колебаний в колебательном контуре от емкости конденсатора и индуктивности катушки, а также зависимость логарифмического декремента затухания от величины активного сопротивления.

Оборудование: магазин сопротивлений, магазин индуктивностей, магазин конденсаторов различных емкостей, реле, электронный осциллограф, источник постоянного напряжения, соединительные проводники.

Порядок выполнения работы

1.                 Собрать схему согласно рис. 1. подсоединив клеммы "В", "Г", "С" осциллографа к соответствующим точкам контура, которые обозначены этими же буквами.

Рис. 1

2.                 Включить реле и генератор развертки осциллографа. Изменяя частоту генератора развертки вращением ручек "диапазоны частот", "частота плавно» и «амплитуда синхронизации", добиться на экране осциллографа устойчивой осциллограммы (изображение одного цуга затухающих колебаний) (см. рис.2).

Рис. 2

3. Изменяя L, C и R, проследить за характером изменения затухающих колебаний.

4. Определить не менее пяти значений периода колебаний Т_з по формуле  при выведенном магазине сопротивлений и значениях L и C, указанных на вертикальном щите, где размещены приборы.

5. Для этих же значений L и С вычислить период колебаний по формуле , в которой R = R₁ + R₀, где R₁ сопротивление, устанавливается с помощью магазина сопротивлений, а R₀ - активное сопротивление индуктивности.

6. Результаты измерений и расчетов записать в табл. 1.

Таблица 1

7. Исследовать фазовые кривые. Для этого выключить генератор развертки осциллографа и проследить за характером осциллограммы, изменяя L, C, и R (рис.3).

8. Определить с помощью фазовой кривой величину критического сопротивления Rкр, при котором наступает апериодический процесс (см. Рис. 3б). Для этого устанавливают L = 100 мГн и C = 0,1мкФ. Для большей точности наблюдения проводить при максимальном вертикальном и горизонтальном усилении осциллографа. Полученный результат сравнить с теоретическим, вычисленным по формуле . Результаты измерений и расчетов записать в таблицу 2.

                  а                                                 б

Рис. 3

9. При этих же значениях L, и C при фазовыми кривыми определить зависимость логарифмического декремента затухания от R в диапазоне Ом (3-5 точек). Вычисления выполнить по формуле . Результаты измерений и расчетов записать в таблицу 2.

10. Построить график.

Таблица 2

Контрольные вопросы

1. Опишите процессы, происходящие во время свободных электромагнитных колебаний в контуре. Как определить период колебаний?

2. Вывести уравнение затухающих колебаний в колебательном контуре.

3. Какое сопротивление контура называют критическим?

4. Что такое логарифмический декремент затухания?

Лабораторная работа № 12

Тема: Исследование собственных колебаний в колебательном контуре

Цель: исследовать зависимость периода колебаний в колебательном контуре от емкости конденсатора и индуктивности катушки, а также зависимость логарифмического декремента затухания от величины активного сопротивления.

Оборудование: магазин сопротивлений, магазин индуктивностей, магазин конденсаторов различных емкостей, реле, электронный осциллограф, источник постоянного напряжения, соединительные проводники.

Порядок выполнения работы

3.                 Собрать схему согласно рис. 1. подсоединив клеммы "В", "Г", "С" осциллографа к соответствующим точкам контура, которые обозначены этими же буквами.

Рис. 1

4.                 Включить реле и генератор развертки осциллографа. Изменяя частоту генератора развертки вращением ручек "диапазоны частот", "частота плавно» и «амплитуда синхронизации", добиться на экране осциллографа устойчивой осциллограммы (изображение одного цуга затухающих колебаний) (см. рис.2).

Рис. 2

3. Изменяя L, C и R, проследить за характером изменения затухающих колебаний.

4. Определить не менее пяти значений периода колебаний Т_з по формуле  при выведенном магазине сопротивлений и значениях L и C, указанных на вертикальном щите, где размещены приборы.

5. Для этих же значений L и С вычислить период колебаний по формуле , в которой R = R₁ + R₀, где R₁ сопротивление, устанавливается с помощью магазина сопротивлений, а R₀ - активное сопротивление индуктивности.

6. Результаты измерений и расчетов записать в табл. 1.

Таблица 1

7. Исследовать фазовые кривые. Для этого выключить генератор развертки осциллографа и проследить за характером осциллограммы, изменяя L, C, и R (рис.3).

8. Определить с помощью фазовой кривой величину критического сопротивления Rкр, при котором наступает апериодический процесс (см. Рис. 3б). Для этого устанавливают L = 100 мГн и C = 0,1мкФ. Для большей точности наблюдения проводить при максимальном вертикальном и горизонтальном усилении осциллографа. Полученный результат сравнить с теоретическим, вычисленным по формуле . Результаты измерений и расчетов записать в таблицу 2.

                  а                                                 б

Рис. 3

9. При этих же значениях L, и C при фазовыми кривыми определить зависимость логарифмического декремента затухания от R в диапазоне Ом (3-5 точек). Вычисления выполнить по формуле . Результаты измерений и расчетов записать в таблицу 2.

10. Построить график.

Таблица 2

Контрольные вопросы

1. Опишите процессы, происходящие во время свободных электромагнитных колебаний в контуре. Как определить период колебаний?

2. Вывести уравнение затухающих колебаний в колебательном контуре.

3. Какое сопротивление контура называют критическим?

4. Что такое логарифмический декремент затухания?

Скачано с www.znanio.ru