![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Принципиальная схема установки (или её главных узлов):
- •Методы определения добротности
- •Метод измерения и описание аппаратуры
- •Порядок выполнения работы
- •На каждой резонансной кривой отметьте уровень, соответствующий 0,7u0 рез.
- •Расчет добротности контура
- •5. Расчёт погрешностей измерений
- •6. Окончательные результаты:
Методы определения добротности
Пользуясь определением добротности, можно показать, что
,
(9)
RП = r + R + RL,
где RП – полное сопротивление цепи; r – внутреннее сопротивление источника тока; R – сопротивление, включенное в контур; RL – активное сопротивление катушки индуктивности.
1. Расчет теоретического значения добротности. Добротность контура Qтеор можно рассчитать по формуле (9), зная параметры электрической цепи RП, L и C.
2. Определение добротности по измерениям резонансного напряжения U0 рез и амплитуды вынуждающей ЭДС 0. Соотношение (8) при малых коэффициентах затухания принимает вид
,
откуда
.
(10)
3. Определение
добротности по ширине резонансной
кривой.
Шириной резонансной кривой называется
разность частот, при которых достигается
эффективное значение резонансного
напряжения на конденсаторе, равное (см.
рис. 3)
.
Разность этих частот = 2 – 1 является полосой пропускания контура.
Энергия, запасенная в контуре при резонансе, на границах полосы пропускания уменьшается в два раза.
Пользуясь соотношениями (9) и (10) и преобразуя уравнение (5), получаем, что с достаточной степенью точности
.
(11)
Таким образом, зная и рез, можно вычислить добротность контура.
Расчет добротности
этим методом производится с помощью
полученной экспериментально резонансной
кривой в координатах U0
, .
По ней определяются для
значения
1
и 2
слева и справа от рез.
Вместо рез и циклических частот 1 и 2 используются соответствующие частоты генератора
.
(12)
Метод измерения и описание аппаратуры
Для выполнения работы используется простейший колебательный контур из последовательно соединенных катушки индуктивности L, конденсатора C и сопротивления R. Резонансные кривые снимают при различных сопротивлениях, включенных в контур. Наблюдение за изменением амплитуды колебаний на конденсаторе производится с помощью электронного осциллографа. Для этого сигнал с конденсатора подается на вход осциллографа, и при изменении частоты генератора измеряется амплитуда напряжения. При этом диапазон частот выбирается достаточно широким в обе стороны по отношению к резонансной частоте. Резонансная частота соответствует наибольшей амплитуде измеряемого напряжения при заданном сопротивлении контура. Определение добротности контура производится двумя из вышеописанных способов: по ширине резонансной кривой и по отношению резонансного напряжения к амплитуде вынуждающей ЭДС. Полученные результаты позволяют вычислить омическое сопротивление контура и оценить значение внутреннего сопротивления генератора.
Порядок выполнения работы
-
Включите генератор синусоидальных колебаний и электронный осциллограф и соберите схему для измерений в соответствии с указаниями на стенде.
-
Рассчитайте собственную частоту контура по формуле
.
Параметры L, C, RL, r контура даны на стенде. Значения L, C и f0 запишите в табл. 1.