Работа 8 исследование явления резонанса в электрических цепях

Цель: экспериментальное получение резонансных кривых, измерение индуктивности и емкости резонансным методом.

Оборудование: генератор сигналов специальной формы, миниблоки «Катуш-ка», «Конденсатор», «Сопротивление» и мультиметр.

Контрольные вопросы

1. Запишите закон изменения тока в цепи при вынужденных колебаниях.

2. От чего зависит сдвиг фаз между током и напряжением в цепи переменного тока?

3. При каком условии наблюдается резонанс в электрической цепи?

4. Запишите формулу полного сопротивления цепи при последовательном соединении элементов.

5. Чем объясняется, что при резонансе напряжений ток в цепи максимален?

6. Чем объясняется, что при резонансе токов в подводящих проводах течет небольшой ток?

7. От каких величин зависит высота резонансного пика?

Описание установки

Изменяя частоту внешнего напряжения, подаваемого на колебательный контур, и измеряя при этом силу тока или пропорциональное току падение напряжения на активном сопротивлении , можно построить резонансную кривую.

В случае последовательного соединения емкости и индуктивностипри резонансной частоте наблюдается максимум напряжения на активном сопротивлении. Следовательно, по положению максимума резонансной кривойможно определить значение резонансной частоты. По найденному значению резонансной частотыможно определить индуктив-ность катушки, если известна емкость конденсатораи наоборот.

При параллельном соединении конденсатора и катушки индуктивности резонанс можно обнаружить по минимальному напряжению на сопротивлении в цепи контура.

Схемы электрических цепей для исследования резонансов приведены на рисунке.

Падение напряжения на сопротивлении измеряют мультиметром.

В качестве источника внешнего переменного напряжения используют генератор сигналов специальной формы.

Выполнение работы

1. Соберите цепь состоящую из последовательно соединенных конденсатора известной емкости и неизвестной индуктивности.

2. Включите питание генераторов сигнала и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка».

3. Кнопками установки частоты установите частоту = 0,2 кГц и кнопками установки выхода (0 …15 В) установите на выходе генератора напряжение 2 В.

4. Увеличивая частоту выходного сигнала генератора, найти максимальное значение напряжения на активном сопротивлении и соответствующее ему значение резонансной частоты. Продолжая увеличивать частоту установить напряжение в 3 – 4 раза меньшее мак-симального. Отметить соответствующую частоту. Разделить частотный интервал ( 0,2 --) на 10 значений и для кадой частоты измерить соответствующее напряжение. Вблизи резонанса интервал частот следует уменьшить. Результаты измерений занести в таблицу.

5. Выключить питание блока генераторов и блока мультиметров. Заменить конденсатор С в колебательном контуре на и повторить измерения. Выключить питание.

6. Собрать цепь состоящую из параллельно соединенных конденсатора С и индуктивности . Провести измерения в том же частотном диапазоне, что и при последовательном соединении. Результаты измерений занести в таблицу.

Таблица

	Последовательное соединение				Параллельное соединение
	мкФ,		мкФ
	, Гц		, Гц		, Гц
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10