Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение параллельного колебательного контура.

2. Какой резонанс возникает в параллельном колебательном контуре?

3. Чему равен угол φ в момент резонанса токов?

4. Поясните, почему резонанс в параллельном колебательном контуре называют резонанс токов?

5. Что такое избирательность?

6. При каких условиях параллельный контур обладает избирательностью по току? По напряжению?

7. Нарисуйте графики входного напряжения и тока параллельного колебательного контура в зависимости от частоты f при питании от источника напряжения с малым внутренним сопротивлением.

8. Нарисуйте графики входного напряжения и тока параллельного колебательного контура в зависимости от частоты f при питании от источника тока.

9. Запишите формулу эквивалентной добротности параллельного колебательного контура.

10. Поясните, как влияет величина внутреннего сопротивления источника на величину эквивалентной добротности и полосу пропускания параллельного колебательного контура?

Приборы и оборудование

1. Лабораторный стенд ЛКТЦ.

2. Соединительные провода (8 шт.).

Порядок выполнения работы

1. Проверка подготовки студентов к лабораторной работе по вопросам для самопроверки.

2. Подготовка лабораторной установки к работе, получение инструктажа по технике безопасности.

2.1 Ознакомиться с элементами, из которых собирают исследуемую цепь (рисунки 9.1 и 9.2): генератором на блоке Г3, вольтметрами V2 и V3, элементами R_Ш3, R_S’, R_Д, L_В, C_В.

2. Собрать электрическую цепь по схеме (рисунок 9.1). Обозначение пунктир (---) означает, что у данных устройств вторая клемма уже заземлена и ее дополнительно заземлять не надо (V2, V3), V1 подключен к Г3 уже на стенде.

Рисунок 9.1 – Схема для исследования параллельного колебательного контура при питании от источника напряжения

2. Поставьте переключатели в следующие позиции:

– на блоке Г1 тумблер в положение «ВНУТР».

– на блоке Г1 переключатель диапазонов в позицию 2 – 20 кГц, регулятор частоты до отказа против часовой стрелки.

– на блоке Г2 переключатель формы сигнала в положение «f var » (крайняя позиция слева).

– на блоке Г3 тумблеры в положения «НОРМ» и «10 В».

– на блоке «V3-φ» переключатель в положение V3, тумблер напряжения в положение «10 В».

2.4 Пригласите преподавателя проверить собранную цепь.

2.5 Включить тумблеры в следующей последовательности: «СЕТЬ», «ГЕНЕРАТОР», «V2», «V3-φ».

3. Произведите исследования параллельного колебательного контура при питании от источника напряжения с малым внутренним сопротивлением. Для этого:

3.1 На блоке генератора Г3 ручкой регулировки напряжения установите по верхней шкале вольтметра PV1 напряжение на входе цепи 3 В.

ВНИМАНИЕ! При дальнейших опытах поддерживайте это значение напряжения неизменным на всех исследуемых частотах.

2. На блоке генератора Г1 медленно увеличивайте частоту генератора. По мере приближения к резонансной частоте сопротивление параллельного колебательного контура возрастает, значит, ток в неразветвленной части цепи и, следовательно, показания PV2 уменьшаются. Резонансная частота f₀ соответствует минимальному показанию прибора PV2.

3. Занести значение f₀ в таблицу 9.1 в строку 4.

4. Запишите показания приборов PV2 и PV3 на найденной частоте f₀.

5. Плавно изменяя частоту генератора в разные стороны от резонансной частоты на f=1 кГц, снимите показания приборов PV2 и PV3 для остальных значений частот и запишите эти показания в таблицу 9.1.

Внимание! Убедитесь, что выходное напряжение контура, равное показанию прибора PV3, практически остается неизменным.

2. Для каждого значения частоты рассчитайте ток цепи и входное сопротивление.

Таблица 9.1 – Экспериментальные и расчетные данные к схеме рисунка 9.1

	Результаты измерений				Результаты вычислений
№ п/п		f, кГц	U2 (URш2), мВ	U3 (UВЫХ), В	I, мА	ZВХ, кОм
1	f0-3 кГц
2	f0-2 кГц
3	f0-1 кГц
4	f0
5	f0+1 кГц
6	f0+2 кГц
7	f0+3 кГц

2. Постройте графики зависимостей I=F(f), U_ВЫХ=F(f), Z_ВХ=F(f).

4. Произведите исследования параллельного колебательного контура при питании от источника тока. Для этого:

4.1Соберите электрическую цепь по схеме (рисунок 9.2). Внимание!

4.1.1 Включите дополнительно в собранную ранее схему (рисунок 9.1) большое сопротивление R_S’=100 кОм. При таком включении в цепи окажется режим, близкий к режиму источника тока.

1. Вместо R_Ш2=100 Ом, включите резистор R_Д=1 кОм.

2. Поставьте тумблер на блоке «V3-φ» в положение «1В».

1. Пригласите преподавателя проверить собранную цепь.

2. Включите тумблеры в следующей последовательности: «СЕТЬ», «ГЕНЕРАТОР», «V2», «V3-φ».

Рисунок 9.2 – Схема для исследования параллельного

колебательного контура при питании от источника тока

5. На блоке генератора Г3 ручкой регулировки напряжения установите по верхней шкале вольтметра PV1 напряжение на входе цепи 3 В.

6. Плавно изменяя частоту генератора, определите резонансную частоту. По мере приближения к моменту резонанса напряжение на приборе PV3 возрастает и на резонансной частоте будет максимальным.

7. Запишите значение f₀ в таблицу 9.2 в строку 4.

8. Запишите показания приборов PV2 и PV3 на найденной частоте f₀.

9. Плавно изменяя частоту генератора в разные стороны от резонансной частоты на f=1 кГц, снимите показания приборов PV2 и PV3 для остальных значений частот и запишите эти показания в таблицу 9.2.

Внимание! Убедитесь, что показание прибора PV2 (оно пропорционально току цепи) практически остается неизменным.

10. Для каждого значения частоты рассчитайте ток цепи и отношение, гдеU_{ВЫХ 0} – это значение напряжения в момент резонанса.

Таблица 9.2 – Экспериментальные и расчетные данные к схеме рисунка 9.2

	Результаты измерений				Результаты вычислений
№ п/п		f, кГц	U2 (URд), мВ	U3 (UВЫХ), В	I, мА
1	f0-3 кГц
2	f0-2 кГц
3	f0-1 кГц
4	f0
5	f0+1 кГц
6	f0+2 кГц
7	f0+3 кГц

11. Постройте графики зависимостей I=F(f), =F(f).

12. На графике покажите полосу пропускания контура и рассчитайте ее через граничные частоты.