Порядок виконання роботи
1. Скласти схему згідно з рис.4.
2. Після перевірки схеми викладачем чи лаборантом ввімкнути осцилограф та, користуючись інструкцією до нього, встановити світлу пляму в центрі координатної сітки.
3. Ввімкнути генератор імпульсів і одержати на екрані всю картину одного згасаючого коливання. При цьому всі ручки магазину опорів повинні бути виведені на нуль.
4. Підрахувати число повних коливань п, а також загальне число малих поділок N координатної сітки, що вміщують підраховану кількість коливань. Результати записати в таблицю.
5. Заміряти на екрані осцилографа значення двох сусідніх амплітуд напруги Um і U m+1 (див. рис. 2). Результати занести в таблицю.
6. Користуючись магазином опорів, починаючи з найменшого множника, поступово збільшувати додатковий опір в контурі і спостерігати за зміною характеру згасання. Добитися аперіодичності розрядки конденсатора (див. рис. 3). Занести в таблицю значення додаткового опору Rд.
7. Вимкнути схему. З панелі осцилографа виписати ціну однієї поділки в часі координатної сітки екрана осцилографа t 0, а також відповідні значення опору котушки та з'єднувальних провідників R, індуктивності котушки L, ємності конденсатора С. Всі дані занести в таблицю.
|
n |
N |
Um |
Um+1 |
|
R |
L |
C |
t0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обробка результатів експерименту та їх аналіз
1. Знайти період електромагнетних коливань за формулою
,
а також за точною формулою (12) та наближеною (13). Результати зіставити між собою і зробити висновок.
2. За формулами (16), (18) і (19) знайти значення логарифмічного декремента затухання. Результати зіставити між собою та зробити висновок.
3. За формулою (15) розрахувати теоретичне значення критичного опору та зіставити його з величиною, безпосередньо одержаною в роботі Rкр=Rд+R. Зробити висновки.
Контрольні запитання для допуску до виконання лабораторної роботи
Мета роботи.
Що таке коливальний контур та як відбуваються на ньому гармонічні коливання.
Записати та пояснити диференціальне рівняння згасаючих коливань у коливальному контурі.
Записати та пояснити рівняння, яке є розв’язком диференціального рівняння згасаючих коливань.
Чому дорівнює амплітуда згасаючих коливань?
Як можна визначити циклічну частоту згасаючих коливань?
Чому дорівнює власна частота згасаючих коливань?
Як можна отримати формулу періоду власних коливань (формулу Томсона)?
Запишіть та охарактеризуйте формулу періоду згасаючих коливань.
Що таке логарифмічний декримент згасання?
Який опір коливального контуру буде критичним?
Які коливання називають аперіодичними?
Що таке добротність коливального контуру?
Контроль запитання для захисту лабораторної роботи
Яким способом було одержано точне значення періоду згасаючих коливань?
Як наближено можна одержати період згасаючих коливань?
Як практично був виміряний коефіцієнт згасання і логарифмічний декримент згасання в цій лабораторній роботі?
Яке значення добротності коливальної системи було одержано в цій роботі?
Наведіть приклади суттєвих втрат енергії в коливальній системі?
Як можна розрахувати відносну та абсолютну похибки вимірювання періоду коливань в цій роботі?
Лабораторна робота № 4.5