Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться со схемой установки, проверить пра-вильность подключения генератора сигнала к осциллогра-фу. Генератор подключается при помощи кабеля к каналу А осциллографа (обозначение: A 1MΩ 25pF).

Установить средние значения регулируемых параметров контура R, L, C и включить приборы. Для получения ус-тойчивой картинки элементы управления осциллографа дол-жны быть поставлены в положения, указанные в таблице:

Таблица установок элементов управления осциллографа

Группа элементов	Элемент управления	Положение
Синхронизация	Уровень	Нажата
	Режим	Ждущий
	Источник	А
	Пауза	Нажата
	X-Y	Отпущена
~ Канал А
	V/дел.	2
Режим верт.	Режим верт.	А
Канал Б	Не задействован
Развертка	Плавно	Крайнее левое
	Время/дел	2

Добиться устойчивого изображения электрического сиг-нала свободных затухающих колебаний в контуре на экране осциллографа (рис.7.1,а).

2. Определить зависимость длительности периода коле-баний от величины емкости контура () при фиксирован-ных значенияхи. Для этого установить и поддерживать в ходе дальнейших исследований неименным фиксирован-ное значение индуктивности.

Схема измерений может быть выполнена в одном из двух вариантов. В первом варианте индуктивность может плавно или дискретно изменяться в некоторых пределах. В этом случае необходимо установить ее произвольное фиксиро-ванное значение вблизи середины шкалы или возможного диапазона изменений. В другом варианте индуктивность не может изменяться и ее значение указано на схеме. Занести в лабораторный журнал фиксированное значение Гн.

Установить значение сопротивления контура вблизи се-редины шкалы или возможного диапазона изменений. За-нести в таблицу 1 значение Ом.

Изменяя емкость от минимального до максимального значения, измерить длительности периодов формируемых колебаний. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ пп.	Величина , Ф			, мкс		, мкс
= Oм; = Гн; = Ом

Определение длительности периодов колебаний произво-дится следующим образом. Измеряется горизонтальное рас-стояние (в больших делениях) между выбранными точками как показано на рис.7.1,а, после чего полученное растояние умножается на коэффициент развертки (см. Приложение 3).

Экспериментальная величина периода колебаний равна:

(7.11)

где -число периодов на интервале времени.

Целесообразно отсчет величины начинать относитель-но второй или третьей от начала отсчета амплитуды ко-лебаний и принимать, как указано на рис.7.1,а.

Рассчитать теоретические значения периодов колебаний:

(7.12)

где – сосредоточенное омическое сопротивление,

–омическое сопротивление индуктивности.

Построить зависимость длительностей теоретических зна-чений периода колебаний от величины емкости. Нанести на полученный график соответствующие экспериментальные значения длительностей .

При расчете погрешности теоретического значения () можно учесть, что в формуле (7.12)и тогда. Тогда относительную ошибку этой величины можно определить по формуле:

, (7.13)

где и– относительные ошибки измеренияи. Они равны систематической погрешности измерения этих вели-чин, деленной на соответствующее значение и.

Например, мГн, тогдамГн,

Рассчитав , нужно вычислить абсолютную ошибку

. (7.14)

При расчете надо указать величину систематической ошибки:

, (7.15)

где – систематическая погрешность прибора при измерении.

Делать вывод о совпадении или несовпадении инадо с учетом ошибок измерения (см. рис. 7.4).

Учитывая, что , относительную ошибкуможно рассчитать по формуле:

, (7.16)

где и– систематические ошибкии(например,Ом, тогдаОм).

Абсолютная ошибка , а ответ указываем в виде:

. (7.17)

Логарифмический декремент затухания рассчитываем по формуле (7.8). Относительную ошибку определениявычислим по формуле:

, (7.18)

где – систематическая погрешность при измерении ам-плитуды, и– наибольшее и наименьшее зна-чения амплитуд, измеренных в данном опыте.

3. Исследовать зависимость логарифмического декремен-та затухания от сопротивления контура и определить доб-ротность контура.

Для этого установить и впредь поддерживать неизменной некоторую величину емкости (вблизи середины возможного диапазона изменений). Занести указанную величину в лабо-раторный журнал. Установить минимальное значение со-противления контура и по шкале осциллографа определить значения (рис.7.1,а) двух амплитуд и, где же-лательно выбирать . Результаты измерений занести в таблицу 2. Повторить измерения при всех положениях пере-ключателя сопротивлений (или для 5 значений сопротив-лений, если оно изменяется плавно).

Полученные результаты каждый раз заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

№ пп.	, Ом	, Ом	, B	, B
= Гн; = Ф; = Ом

Рассчитать экспериментальные значения логарифмичес-кого декремента затухания по формуле (7.8) и соответ-ствующее значение добротности по формуле (7.9). Ре-зультаты расчетов занести в таблицу 3.

Рассчитать и занести в таблицу 3 теоретические значе-ния логарифмического декремента затухания и доброт-ности:

; (7.19)

Рассчитать и занести в таблицу 3 величины отношений ,.

Таблица 3

№ пп.	, Ом

Построить графики зависимостей теоретических знаний и от величины сопротивления . Нанести на указанные графики соответствующие экспериментальные значения и .

4. Определение критического сопротивления колебатель-ного контура.

Установить минимальное значение емкости контура. Из-меняя величину сопротивления от минимального до мак-симального значения, наблюдать изменение формы собст-венных затухающих колебаний. При

(7.20)

форма колебаний будет иметь вид апериодических колеба-ний, приведенных на рис.7.1,б.

Если при минимальном значении емкости не удается до-биться равенства (7.20), следует перейти к следующему значению емкости контура, после чего, изменяя величину от минимального до максимального значения, продолжить поиски условий, при которых будет соблюдаться условие (7.20). Работа продолжается до тех пор, пока не будет опре-делена величина или исчерпаны возможности магазина емкостей.

После определения экспериментального значения необходимо по формуле (7.6) рассчитать теоретическую ве-личину и выполнить сравнительный анализ получен-ных результатов.