Описание установки

Блок-схема измерительной установки изображена на рис. 5.

Для возбуждения колебаний служит генератор импульсов ГИ, присоединенный к блоку колебательного контура БКК. Колебания в контуре(напряжения на конденсаторе C) наблюдаются с помощью осциллографа ОСЦ. Генератор импульсов вырабатывает 50 раз в секунду импульсы напряжения длительностьюс и амплитудойВ.

При поступлении импульса конденсатор получает начальный заряд. В промежутке между импульсами в контуре совершаются свободные колебания. Затухание колебаний определяется в основном потерями в активном сопротивлении контураR. Шунтирующим влиянием генератора импульсов на колебательном контуре можно пренебречь.

Порядок выполнения измерений

1.Изучение зависимости периода собственных колебаний от величинLиC.

а) собрать схему согласно рис. 5. выход генератора соединить с клеммами “вход” блока колебательного контура, а его “выход” – со входом осциллографа. Клеммы “R” замкнуть накоротко;

б) включить генератор импульсов и осциллографа в сеть и дать им прогреться в течении 10 минут;

в) снять на кальку с экрана осциллографа сигнал, вырабатываемой генератором импульсов.

Для этого переключатели “L” и “C” в блоке колебательного контура поставить в положение “выкл.”, тогда выход генератора импульсов непосредственно подсоединяется к выходу осциллографа. Ручку “синхронизация” осциллографа установить в положение “от сети”. Затем управляя ручками “усиление по горизонтали” и “ослабление”, получить на экране осциллографа полное изображение двух импульсов. Устойчивость изображения добиваются вращением ручек синхронизации “диапазон частот” и “частота плавно”;

Г) включить колебательный контур в схему, поставив ключи “L” и “C” в положениеи(i=1, 2,3). При этом на экране осциллографа возникнут затухающие колебания. ВеличиныLиCколебательного контура выбраны так, что период колебанийTзначительно больше длительности импульса и на много меньше промежутка между импульсами;

Д) определить период колебаний, учитывая, что расстояние между импульсами равно 0,02c() и рассчитав число полных колебаний в промежутке между соседними импульсами;

Е) измерения проводить при разных LиC, и сравнить полученные значения с вычисленным по формуле:

, гдеR– активное сопротивление катушки индуктивности.

Значения R,LиCизмеряются с помощью специального моста (например,E7-4 илиI2-2). Для этого выход блока колебательного контура подсоединить ко входу моста, а генератор импульсов выключить.

Так для измерения емкости Cключ “L” поставить в положение “выкл.”, а ключ “C” поочередно в положение,и, определяя каждый раз с помощью моста значение емкости. ИзмерениеLиRпроизводится аналогично;

Ж) результаты измерений представляют в виде:

-осциллограмма с указанием значений L,RиC, при котором они получены;

-графиков зависимости T=f(C) приL=constиR=const;T=f(L) приC=constиR=const.

2.Определение добротности и логарифмического декремента затухания

а) определить логарифмический декремент затухания . Для этого, срисовав осциллограмму колебаний на кальке, при помощи линейки определяют амплитуду (размах) колебаний А. Тогда, определится из уравнения:

, где А – амплитуда затухающих колебаний;

б) вычислить добротность контура, используя формулу ;

в) определить и при различных значенияхLиCи сравнить их со значениями, рассчитанными по формуле (5) и (6);

г) результаты предоставить в виде таблиц значений и(экспериментальные и теоретические) при разныхLи С.

3.Исследование влиянияRна затухание колебаний и добротность контура

а) подключить к клеммам “R” магазин сопротивлений типаP-33, проследить на экране осциллографа переход колебательной формы разряда конденсатора в апериодически с ростом активного сопротивления;

б) снять осциллограммы на кальку и измерить период колебаний при различных значениях Rдля данных значенийLиC;

в) определить критическое сопротивление исследуемого контура (- сопротивление катушки индуктивности;R– сопротивление, включаемое дополнительно), при котором разряд конденсатора переходит из колебательного в апериодический при различных значенияхLиC;

г) сравнить эти значения с вычисленными по (8) из условия: ;

д) изучить влияние активного сопротивления контура на его добротность и сравнить с вычисленным по формуле (6);

е) результаты исследований представить в виде таблиц значений (экспериментальные и теоретические) при различных LиCи графика.