Експериментальне устаткування:
Експериментальна схема збирається у відповідності до зображення на малюнках. На функціональному генераторі встановити постійну напругу на 5 В та змінну напругу приблизно 3-4 В.
Встановлені величини можуть змінюватись на протязі експерименту.
Внутрішній опор генератору визначено за напругою холостого ходу та струму короткого замикання. Потрібно також врахувати внутрішній опір вимірювального пристрою.
У випадку резонансної кривої для сили струму, цифровий мультиметр приєднується як міліамперметр.
Опори втрат можна визначити за допомогою значення сили струму і напруги на резонансній частоті, враховуючи внутрішній опір вимірювального пристрою.
Щоб зняти резонансну криву для напруги в коливальному контурі, необхідно виміряти напругу цифровим мультиметром за різних значень частоти.
Під час вимірів точне значення частоти контролюється за
допомогою частотометра (Див. мал. 3).
Спрощену
схему для послідовного включення контуру
дивіться на мал.1, де Ri
- внутрішній
опір функціонального генератору, Rv
- опір
втрат ввімкнутого контуру і Rd
- активний
опір. Для отримання резонансної кривої
напруги
Rd
= 0. У випадку вимірів резонансу струму,
Rd
= 0 ;
10 ;
50 Ом, С= 0.1
.
Схема
паралельного включення контуру показана
на мал.2. С= 1
.
Опір у Rk=1 кОм
використовується для з'єднання
коливального контуру до генератору.
Для запису резонансної кривої сили
струму, сумарний струм вимірюється за
допомогою мультиметра при різних
значеннях частот. Паралельний опір не
застосовується. У випадку резонансної
кривої для напруги, напруга в коливальному
колі вимірюється за допомогою мультиметра
знову в тому ж діапазоні частот
(
; 1 кОм ; 500 Ом ). Опірність втрат
Rv
може бути визначена через значення сили
струму, напруги та резонансної частоти,
враховуючи внутрішній опір пристрою.
При переході від послідовного контура
до паралельного слід попередньо оцінювати
загальну нагрузку на генератор та
переключати його у відповідний режим
за допомогою ручки регулятора внутрішнього
опору.
Хід експерименту:
Послідовне RLC коло.
1. Зберіть послідовний контур на монтажній коробці у відповідності із схемою на Мал.1. Підключить генератор та частотомер.
Елемент R, на схемах означає загальний опір втрат контуру! Не намагайтесь на монтажній коробці приладнати відповідний йому резистор.
2. Використовуючи мультіметр як амперметр, отримайте залежність струму від частоти для різних омічних навантажень (Rd), з кроком по частоті 0.2 кГц.
Пам 'ятайте, що за великих навантажень вихідний сигнал генератора може змінюватись. Це може вплинути на обчислення кінцевих результатів. Наприклад, на добротність.
3. Перебудуйте зібрану схему для виміру напруги, та отримайте такі ж дані, як для струму, тільки для Rd=0.
Паралельне RLC коло.
4. Зберіть схему для досліджень паралельного кола. Проміряйте залежність напруги на контурі від частоти з Rd=500 ; 1000 Ом та у її відсутності.
Не забудьте про додатковий резистор 1 кОм, та необхідність відповідності внутрішнього опору генератора опірності контура.
Завдання:
1. Побудуйте графічно досліджені залежності. За допомогою графіків знайдіть частотні ширини резонансів та добротності.
2. Розрахуйте ці характеристики виходячи з номіналів елементів досліджених контурів.
3. Складіть порівняльну таблицю теоретично та експериментально отриманих результатів.
4. Розрахуйте опір втрат Rv для послідовного та паралельного контурів.