Лабораторная установка и описание ее работы

К

рис. 6

ак видно из блок-схемы, приведённой на рис.6, в данной работе для возбуждения процессов в LCR цепи используется генератор, а для наблюдения и измерений – осциллограф. Анализируемым сигналом является падение напряжения на сопротивлении нагрузки R_н (входящем в состав контура), пропорциональное току в цепи. Зная связь величины тока с параметрами контура, можно по наблюдаемой зависимости тока от времени определить основные параметры контура.

В экспериментальной установке смонтирован последовательный LСR-контур, изменение активной части сопротивления которого осуществляется переключателем П1 (три значения сопротивления нагрузки) на передней панели блока. Переключатель П2 служит для изменения ёмкости: он имеет два действующих значения (верхнее и нижнее). Режим работы задаётся переключателем П3: в положении «Период» исследуются периодические затухающие и незатухающие колебания. Если переключатель П2 перевести в среднее положение, а П3 в положение «Апериод» - исследуется апериодический процесс, когда сопротивление контура становится закритическим. Подключение внешних источников эдс – генераторов – осуществляется кабелями через разъём «генератор». В качестве регистрирующего и измерительного прибора используется осциллограф, подключаемый через соответствующий разъём (см. принципиальную схему установки рис.7).

В работе используются два генератора. Генератор синусоидных напряжений Г3-53 необходим для возбуждения вынужденных гармонических колебаний в изучаемом контуре. Второй генератор Г5-15 – импульсный. Его роль состоит в многократно повторяющемся возбуждении собственных процессов в контуре. Дело в том, что длительность протекания собственных процессов исследуемого контура составляет несколько миллисекунд. Это время слишком мало для непосредственного наблюдения глазом человека. Поэтому на осциллограф подают сигнал от целой серии этих процессов. Многократно повторяющиеся с большой частотой картины развития процессов во времени создают на экране эффект неподвижности наблюдаемой временной зависимости.

Выбранные при теоретическом анализе, для простоты, начальные условия не соответствуют начальным условиям возбуждения, наблюдаемым в данном эксперименте. Специфика возбуждения контура импульсным напряжением здесь такова, что ток заряда в контуре к моменту окончания импульса нулевой. Это означает, что значения постоянных будут отличаться от рассчитанных выше, но методика их определения остается той же.

Замечание: используемые в работе приборы являются многофункциональными. При проведении данного эксперимента используется лишь часть их возможностей, поэтому для того, чтобы не возникало неясных ситуаций, следует перед началом работы произвести установку ручек приборов в исходные положения, перечисленные в таблице в конце описания или указанные лаборантом. В дальнейшем изменения этих положений следует производить строго в соответствии с нижеследующим текстом описания.

рис.7 Схема экспериментальной установки