4. Техника безопасности

4.1. Перед началом работы убедитесь в наличии заземления корпуса генератора.

4.2. Проводить лабораторную работу только под руководством преподавателя или лаборанта.

Рис.2

5. Порядок выполнения работы

5.1. Запишите значение ёмкости контура в табл. 1. Туда же внести технические данные приборов.

Таблица 1

Элемент контура	Номинал	Допуск ,%
Конденсатор С	мкФ	εc =

Прибор	Предел измерений	Цена деления	Класс точности	Погрешность
Звуковой генератор			_	∆=
Вольтметр				∆U0 =

5.2 . Снятие АЧХ

5.2.1.Собрать электрическую схему согласно рис.2. После проверки схемы преподавателем включить генератор в сеть 220 В.

5.2.2. Дать прогреться генератору 3…5 минут. Установить выходное сопротивление генератора равным 5 Ом. Ступенчатым регулятором выходного напряжения установить его в пределах 1…3 В. Изменяя частоту генератора (ступенчато и плавно), найти резонанс по максимальному показанию вольтметра. Затем, плавно изменяя выходное напряжение, добиться того, чтобы оно равнялось точно 10,0В. Записать резонансную частоту и напряжениеU_omax в табл. 2.

5.2.3. Плавно изменяя частоту генератора, измерить напряжение в 7...10 точках ниже резонансной частоты и также в 7…10 точках выше неё. Пределы изменения частоты выбрать такими, чтобы напряжение на конденсаторе уменьшалось примерно до 2…3 В. Можно снять АЧХ по-другому, задавая частоты такими, чтобы напряжение проходило ряд целых значений 2,3,4,5,6,7,8,9,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 В. Данные записать в табл. 2.

5.2.4. Установить частоту генератора, в 10 раз меньшую резонансной (ступенчатым регулятором). В этом случае U₀() ≈U₀(0). Полученные результаты также поместить в табл. 2

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
,Гц											=
Uo ,В											Uomax =
N	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
,Гц
Uo,В											Uo(0) =

Таблица 2.

6. Обработка результатов измерений

6.1. По данным табл. 2 построить на миллиметровой бумаге график АЧХ.

6.2. Проведя прямую на уровне 0.7 U_0max , найти полосу пропускания (рис.3).

Рис.3

6.3. Так как обычные частоты и круговыеω связаны соотношением , то

. (16)

6.4. Используя значения ,,U_0max, U₀(0), C, а также погрешности установки частоты ∆и измерения напряжения ∆U₀, рассчитать добротность контура Q, его индуктивность L, сопротивление R , а также относительные погрешности этих величин и. Результаты поместить в табл. 3.

Таблица 3

,Гц	,Гц	,1/c

				Гн
			,Ом

Литература

1. Савельев, И.В. Курс общей физики. T. 2. Электричество и магнетизм / И.В. Савельев. - М.: Изд-во «Астрель», 2001.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики. T. 1. Механика / И.В.Савельев.- М.: Изд-во «Астрель», 2001.

Вопросы для самоконтроля

1-й КОМПЛЕКТ

1. Какие колебания называются вынужденными? Чем определяется частота их колебаний?

2. Каков физический смысл добротности? Как она проявляется в вынужденных колебаниях?

3. Вывести формулу для расчета индуктивности из табл. 3.

2-й КОМПЛЕКТ

1. Что такое резонансная частота? Вывести формулу (7).

2. В чём состоит отличие резонанса в контуре с большой и малой добротностью?

3. Будут ли проявляться резонансные явления в контуре, если затухание в нём больше или равно критическому (ω₀<β, ω₀ = β)?

3-й КОМПЛЕКТ

1. Запишите дифференциальное уравнение вынужденных колебаний в электромагнитном контуре. Из каких законов физики оно получается?

2. Что такое полоса пропускания контура? От каких параметров она зависит?

3. Где в бытовой технике используется явление резонанса?

4-й КОМПЛЕКТ

1. Запишите общее решение дифференциального уравнения вынужденных колебаний. Из каких частей оно состоит?

2. Как рассчитать добротность по полосе пропускания? Разберитесь с выводом формул (10), (11), (12).

3. Какой величине для механического осциллятора аналогична внешняя ЭДС?

5-й КОМПЛЕКТ

1. Какой смысл имеют величины ω₀ , β , ω?

2. Проведите аналогию между вынужденными колебаниями в электромагнитном контуре и механическими вынужденными колебаниями.

3. В чём заключается переходный процесс? Что наблюдается после его окончания?

6-й КОМПЛЕКТ

1. Что такое АЧХ? Каков её график?

2. Выразите добротность контура Q через его параметры R, L, C.

3. Каким величинам для механического осциллятора аналогичны

q , i , U_c = q/C ?

Лабораторную работу поставил, написал описание и составил вопросы для самоконтроля

ст. преподаватель Афанасьев Б.Л.

Лабораторная работа № 7-К