Описание экспериментальной установки

В колебательном контуре (рис. 4) индуктивность L посто­янная, а значение емкости C и активного сопротивления R можно менять переключателями. В разрыв контура введен электромаг­нитный вибропереключатель (ВП), который с частотой 50 Гц (50 раз в секунду) вклю­чает конденсатор C, то на за­рядку от источника постоянно­го тока GB, то на разрядку в колебательном контуре. Этим обеспечивается многократное повторение процесса затухания. В контур введено образцовое сопротивление R₀ и к нему под­ключен электронный осцилло­граф ЭО, на его экране наблюдают процесс затухания колебаний напряжения на R₀, которое в любой момент времени пропорцио­нально силе тока в контуре.

Параметры контура подобраны так, чтобы за то время, пока конденсатор подключен к контуру, в нем успевало бы совершиться достаточно много колебаний.

Проведение измерений и обработка результатов

ЗАДАНИЕ I. Изучение влияния активного сопротивления на затухание колебаний.

1. В этом задании емкость конденсатора не меняют, переключа­тель остается в положении .

2. Подготавливают таблицу, содержащую значения (Ом), (Ф), (с), (с^-1) , (дел.), (дел.), (безразмерная величина), (Гн). В качестве в эту таблицу заносят суммарное активное сопротивление контура, которое складывается из активного со­противления катушки, равного 450 Ом, образцового сопротивле­ния, равного 50 Ом, и добавочного сопротивления, которое вво­дят с помощью переключателя.

3. Установив добавочное сопротивление , включают уста­новку и настраивают осциллограф с помощью преподавателя. Ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ (по вертикали) ставят в положение 1 ( - это число делений на вертикальной шкале). Тогда цена деления вертикальной шкалы: 1 В/5 дел. = 0,2 В/дел. Аналогично можно определить цену деле­ния и для любой другой чувствительности.

4. Ручку ВРЕМЕННАЯ РАЗВЕРТКА ставят в положение 1. Цена деления горизонтальной шкалы: 1 мс/5 дел. = 0,001 с/5 дел. = 2 10^-4 с. Аналогично определяют цену деления при другом вре­мени развертки по горизонтали.

5. Ручками смещения луча выводят осциллограмму затухающих колебаний на оси шкалы осциллографа, изображенной на рис. 3 б.

6. Ручкой СИНХРОНИЗАЦИЯ добиваются устойчивости раз­вертки на экране. По горизонтальной шкале с учетом цены деле­ния определяют период колебания . Лучше брать не один пери­од, а несколько, тогда отсчет времени будет точнее. По верти­кальной шкале с учетом цены деления измеряют амплитуды со­седних колебаний и , для расчета логариф­мического декремента затухания. Для удобства измеряемую ам­плитуду можно выводить на вертикальную шкалу осциллографа ручкой смещения луча по горизонтали.

7. Такие же измерения повторяют, включая другие добавочные сопротивления. Рассчитывают для каждого случая частоту колебаний , логарифмический декремент затухания , доброт­ность , коэффициент затухания , индуктивность катушки .

8. Полученные результаты заносят в таблицу, и строят графики зависимости , , от .

ЗАДАНИЕ 2. Изучение влияния емкости на затухание колеба­ний.

1. В этом задании активное сопротивление не меняют, переклю­чатель остается в положении .

2. Задание 2 выполняется по той же схеме, что и задание 1, только значения емкости изменяют от до . Составляют та­кую же таблицу, делают те же измерения, рассчитывают значения , , , по вышеприведенным формулам и строят графики зависимости , , от .