физ / Кондрашев7
.pdf
9
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Подготовьте лабораторную установку к измерениям, установив для этого переключатели и кнопки приборов в следующие позиции*.
1.1. Вольтметр (V):
• переключатель диапазона измерения (рис. 2, позиция 1)
30 В.
1.2.Магазин емкостей МЕ:
•кнопками (6) установить произвольное значение емкости в
пределах указанного диапазона (см. табл. 1).
1.3.Магазин индуктивности (МИ):
•переключателями (4) установить произвольное значение ем-
кости в пределах указанного диапазона (см. табл. 1).
1.3.Магазин сопротивлений (МС):
• переключатель (5) |
RM1 = 1 Ом. |
1.4.Включите питание установки с помощью общего тумблера (расположен на лабораторной стойке) и соответствующих приборных выключателей (2) V и (3) ГЗ.
2.Определите шаг измерения – интервал частот между двумя ближайшими измерениями.
Для этого, плавно вращая ручку «Установка частоты» (7) ГЗ, по максимальному отклонению стрелки вольтметра определите резонансную частоту. В соответствие с последней оцените величину шага измерения в разных частях диапазона, исходя из следующих соображений: при небольших
изменениях напряжения вдорезонансной (см. рис. 3, ω < ω1) и послерезонансной (ω2 < ω) областях этот интервал может быть достаточно большим, вблизи резонанса (при резком возрастании амплитуды напряжения) – минимально возможным.
В целом, для построения резонансной кривой требуется проведение 15-
20 измерений.
3.Проведите измерения резонансных параметров контура – частоты и напряжения* для данных RM, LM и СМ, занесите их в таблицу 2.
4.Увеличьте величину сопротивления контура (RM ) с помощью МС и проведите аналогичные измерения по пп. 3.
5.По окончании опыта выключите питание приборов и установки.
*Примечание: для упрощения процесса подготовки приборов к работе необходимые позиции ручек управлении и рекомендуемые диапазоны частот отмечены красными метками
10
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
1.Постройте резонансные кривые по данным табл. 2 в одном масштабе.
2.Определите из графиков экспериментальные значения резонансной частоты (ωРЭ) и занесите в таблицу 3.
Таблица 2
Таблица экспериментальных данных
Параметры контура
|
RM = 1 Ом; СМ = …, Ф; |
RM = 100 Ом; СМ = …, Ф; |
|||||||||
|
|
|
LM = …, Гн |
|
|
LM = …, Гн |
|
||||
Частота ЗГ (v), Гц |
|
Данные измерений на V |
Частота ЗГ(v), Гц |
Данные измерений на V |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Напряжение, дел |
|
|
, |
, |
Напряжение, дел |
|
, |
, |
||
|
|
, |
|
|
, |
|
|
||||
|
|
В |
дел/ |
B |
В |
дел/ |
B |
||||
|
|
деления |
деления |
||||||||
|
|
Диапазон |
В |
Напряжение |
Диапазон |
В |
Напряжение |
||||
|
|
Цена |
Цена |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.Рассчитайте по формуле (8) теоретическое значение этой частоты (ωРТ), занесите результат в таблицу 3.
4.Определите из графиков полуширину резонансных кривых (Δω, Δν) и по формуле (11) вычислите экспериментальное значение добротности контура
(QЭ).
5.По формуле (10) для данных параметров колебательного контура рассчитайте теоретическое значение добротности (QT).
6.Вычислите по выражению (10) величину коэффициента затухания контура
(β).
7.Оцените величину относительного отклонения значений теоретически и экспериментально найденных частот:
σω = |
ωРТ −ωРЭ |
.100%. |
(12) |
|
|||
|
ωРТ |
|
|
8. Проведите аналогичные вычисления (σQ ) для добротности контура.
* При измерении напряжения необходимо выбирать диапазон измерения многопредельного прибора с максимальной чувствительностью, в котором стрелка должна отклоняться на вторую половину шкалы.
|
|
|
|
|
11 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
||
|
|
|
Расчетные данные |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ωРТ, Гц |
ωРЭ, Гц |
σω ,% |
|
QT |
QЭ |
σQ ,% |
β, с-1 |
Примечание. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RM1 = 1 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RM2 = …Ом |
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.При каких условиях возникает резонанс напряжений в колебательном контуре?
2.Каков физический смысл коэффициента затухания, добротности?
3.Чем определяется частота собственных и вынужденных колебаний?
4.Что определяет полуширина резонансной кривой?
5.Что характеризует частное решение дифференциального уравнения колебаний?
6.Как изменится форма резонансной кривой и ее положение на оси частот при уменьшении емкости, индуктивности?