ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ПАРАЛЛЕЛЬНОМ КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ

Цель работы: исследовать избирательные свойства параллельного колебательного контура при питании от источника напряжения и источника тока.

Домашнее задание

1. Изучите по [1], [2] тему «Резонанс токов».

2. Подготовьте бланк отчета.

3. Подготовьте ответы на вопросы для самопроверки.

4 Решите задачу:

В параллельном колебательном контуре, питаемом от источника напряжения с большим внутренним сопротивлением R_i=60 кОм, известны L=4 мГн, R=100 Ом, C равно номеру записи студента в учебном журнале в нФ. Рассчитайте резонансные частоты ω₀ и f₀, характеристическое сопротивление ρ, собственную и эквивалентную добротности, полосу пропускания, нарисуйте схему цепи.

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.

   1. Ознакомление 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. Соберите 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 в стенде.

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

3. 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:

   1. На блоке генератора Г3 ручкой регулировка 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.

6. 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