Методика эксперимента

Рис.4.4

Экспериментальная установка содержит последовательный RLC - контур, изменение элементов которого осуществляется переключателями П1 и П2. Режим работы задается переключателем П3: в положении "ПЕР" - исследуются периодические затухающие и незатухающие колебания; в положении "АПЕР" - апериодический процесс. Подключение внешних источников э. д. с. - генератора синусоидальных колебаний Г1 и генератора импульсов Г2 осуществляется кабелями через разъемы, расположенные на передней панели блока. Возможно использование одного генератора с двумя каналами выхода синусоидальных и импульсных колебаний.

В качестве регистрирующего прибора используется осциллограф, подключенный кабелем к разъему "ОСЦ" на передней панели блока. Градуировка вертикальной развертки осциллографа осуществляется с учетом активного сопротивления нагрузки на его входе , i=1,2,3. Калибровочное напряжение с соответствующего выхода осциллографа U_k или от внешнего генератора Г1 подается на вход и определяется масштаб вертикальной оси, равной отношению амплитуды сигнала к числу делений U_k/Y_k (В/дел). Пересчет этого масштаба в величину отношения тока i₀ в цепи к числу делений y сигнала (А/дел) осуществляется по формуле:

(4.14)

Калибровка горизонтальной оси времени осуществляется аналогичным образом: импульс определенной длительности t с выхода генератора Г2 подается на вход осциллографа, регулировкой длительности развертки находится стабильная картина, определяется длительность импульса в делениях масштабной сетки x_k и по ней определяется масштаб горизонтальной развертки:

(4.15)

В отдельных моделях осциллографов соответствующие масштабы указаны на делителях вертикального и горизонтального отклонения, так что операции калибровки осей не производятся. Суммарное активное сопротивление контура зависит от положения переключателя П2:

(4.16)

Из формулы (4.12) следует, что при резонансе для двух значений активных сопротивлений контура выполняется закон Ома:

из которого получает формулу для расчета активного сопротивления индуктивности:

, (4.17)

Порядок выполнения работы

I. Экспериментальное исследование вынужденных колебаний.

Включить все электронные блоки установки, откалибровать вертикальную и горизонтальную развертки осциллографа или выбрать соответствующий масштаб с помощью делителей.

Подключить кабелем к установке генератор синусоидальных колебаний Г1, задать напряжение на его входе и при дальнейших измерениях его не менять.

Переключатель П3 поставить в положение "ПЕР", задать переключателем П1 величину C₁, а переключателем П2 - значение сопротивления нагрузки R₁. Изменяя частоту колебаний верньером генератора, снять зависимость U на входе осциллографа в делениях масштабной сетки от частоты n.

Изменить переключателем П2 сопротивление R₁ на R₁+R₂ и проделать измерение п.3.

Изменить переключателем П2 сопротивление на R₁+R₂+R₃ и проделать измерение п.3.

Аналогичные измерения п.3, 4, 5 можно проделать в положении переключателя П1 - "C₂".

II. Исследование затухающих колебаний.

Подключить генератор импульсных колебаний Г2 и задать длительность, амплитуду и период повторения импульсов, переключателем на панели генератора.

Делителем горизонтальной развертки добиться устойчивой картины затухающих колебаний.

В положении переключателей П3 "ПЕР", П1 - "C₁", для значения активного сопротивления, устанавливаемого переключателем П2, измерить амплитуду затухающих колебаний в делениях вертикальной масштабной сетки через период для 10 периодов и длительность одного периода в делениях горизонтальной масштабной сетки.

Изменить переключателем П2 сопротивление R₁ на R₁+R₂ и проделать измерение п.3.

Изменить переключателем П2 сопротивление на R₁+R₂+R₃ и проделать измерение п.3.

Аналогичные измерения п.3, 4, 5 можно проделать в положении переключателя П1 - "C₂".

III. Апериодический процесс.

Для наблюдения апериодического процесса переключатель П1 установить в среднее положение "0", а переключатель П3 - в положение "АПЕР".

Переключателем П2 задать значение сопротивления нагрузки R₁ и скопировать на кальку кривую с экрана осциллографа.

Переключателем П2 изменить сопротивление на R₁+R₂ и проделать те же измерения, что и в п.1.

Переключателем П2 изменить сопротивление на R₁+R₂+R₃ и выполнить задание п.1.