Описание установки

Схема установки для изучения резонанса токов представлена на рис.3.

Рис.3.

-16-

Для измерения силы тока в неразветвленной части цепи служит амперметр А, а в ветвях с батареей конденсаторов и катушкой индуктивности, соответственно, амперметры А₁ и А₂. Электрический контур питается напряжением = 6.3В, частота изменения которого =50Гц. подход к резонансу достигается изменением частоты собственных колебаний контура, содержащего индуктивность L и емкость C. Из-за малости омических сопротивлений в ветвях, они не указаны на рис.3, хотя катушка индуктивности, содержащая большое количество витков проволоки, неизбежно обладает и активным сопротивлением. Параметры контура подобраны так, что с погрешностью, не превышающей 1% , можно рассчитывать частоту собственных колебаний контура по формуле

(6)

Для получения набора частот в районе резонансной частоты изменяется емкость батареи - путем изменения количества ее конденсаторов, которые соединяются параллельно. Включение конденсаторов в батарею достигается замыканием электрической цепи между точками m и n. Электрическая емкость батареи, состоящей из параллельно включенных конденсаторов, как известно, равна сумме емкостей конденсаторов. Разумеется, может оказаться, что ни одна из полученных таким способом частот не совпадает с частотой вынуждающей колебания ЭДС. Это является одной из причин невыполнения в полной мере условий для наступления резонанса, что уже отмечалось выше. Другой причиной является наличие активного сопротивления в катушке индуктивности.

Приборы и принадлежности: электрический контур из параллельно соединенных катушки индуктивности и батарей конденсаторов; амперметр; провода.

Порядок выполнения работы.

1. Перед началом измерений следует внимательно ознакомиться с установкой и дополнительными указаниями, конкретизирующими условия работы на ней.

2. Из дополнительных указаний переписать в отчет величину L катушки индуктивности, используемой в данной установке, а также величины емкостей конденсаторов, включаемых в батарею.

3. Рассчитать емкость батарей, состоящих из одного, двух, трех конденсаторов и т.д. Результаты записать в таблицу.

-17-

4. По формуле (6) рассчитать частоты собственных колебаний и записать их в таблицу.

5. Включить амперметр в положение А для измерения тока i в неразветвленной цепи.

6. Включить источник тока и провести измерения, включая в контур один конденсатор, потом два, три и т.д. Когда емкость батарей станет максимальной, повторить те же измерения, по-одному выключая конденсаторы из батареи. Записав измеренные значения токов, выключить источник тока.

7. Включить амперметр в положение А₁ для измерения тока i₁ в цепи конденсатора и провести измерения согласно п.6.

8. Включить амперметр в положение А₂ для измерения тока i₂ в цепи индуктивности и провести измерения согласно п.6.

9. Построить на миллиметровой бумаге графики зависимости токов i, i₁, i₂ от частоты  (три графика на одном рисунке).

10. Объяснить полученные экспериментально графики зависимостей i(), i₁() и i₂().