Описание схемы лабораторной работы

В данной работе используется ламповый генератор с автотрансформаторной обратной связью. На рис.4 его схема приведена слева. В этой схеме катушка контура и сеточная катушка совмещены в одну. Вся катушка L входит в состав контура, а часть ее L_g является сеточной катушкой. Дополнительными элементами в схеме генератора являются С_бл, С_св и R_g. Конденсатор С_бл=10000 пФ, который имеет малое сопротивление для токов высокой частоты, блокирует сетку от постоянного напряжения источника анодного питания 300 В, которое имеется и на контуре. Иногда его называют блокировочным конденсатором. Конденсатор С_св=100 пФ (конденсатор связи) и сопротивление R_g-0,5 МОм (сопротивление утечки) включены в цепь сетки лампы с целью выбора определенного режима лампы и лучшего использования линейного участка характеристики триода.

Справа на рис.4 расположен резонансный контур с катушкой индуктивности L₁=0,47510^-3 Гн и конденсатором переменной емкости С₁=10 ÷ 550 пФ. Параллельно им включен микроамперметр. Очевидно, что катушки L и L₁ индуктивно связаны друг с другом.

Выполнение работы

Упражнение 1. Определение периода незатухающих колебаний генератора.

1. Собрать схему лампового генератора (левая часть рис.4), обращая внимание на правильное включение источника анодного питания. Наличие генерации проверяется при помощи индикатора высокочастотного электромагнитного поля на неоновой лампе, которая загорается при приближении его к катушке индуктивности L.

2. Е сли генератор работает, приступают к сборке резонансного контура (резонатора). Так как катушки генератора L и резонатора L₁ связаны между собой индуктивно, то в резонаторе также возникнут колебания, на наличие которых указывает ток в микроамперметре. Если период колебаний резонатора не совпадает с периодом колебаний в контуре генератора, то сила тока в резонирующем контуре будет мала. Изменяя емкость С₁, можно приблизить период колебаний резонатора к периоду колебаний генератора. Чем больше это приближение, тем больше ток в резонаторе и при резонансе ток будет максимальным. В этом случае колебания в резонаторе будут происходить с таким же периодом, как и в генераторе: Т₁=Т, т.е.

или , (13)

где - значение емкости переменного конденсатора С₁, соответствующее максимальному значению тока.

3. Изменяя величину емкости С₁, определяют силу тока в резонаторе, обязательно пройдя через максимальное значение силы тока. Результаты измерений заносят в таблицу и строят график зависимости силы тока в резонаторе от величины емкости С₁ (по оси ординат откладывается сила тока, а по оси абсцисс - емкость переменного конденсатора). На полученной резонансной кривой максимум тока будет соответствовать определенной емкости . Зная эту емкость и величину L, определяют период и частоту колебаний генератора по формулам:

Упражнение 2. Определение неизвестной емкости С_х.

Неизвестную емкость С_х подключают в контур резонатора параллельно С₁ и снова снимают резонансную кривую. Максимум тока будет теперь при другой величине емкости переменного конденсатора С₁. Так как период колебаний генератора не изменился, то условием резонанса будет равенство

Учитывая (13), можно записать

Откуда

Упражнение 3. Определение неизвестной индуктивности L_x.

Для определения L_х студентам предлагается самостоятельно проделать и ответить на некоторые вопросы:

1. Как подключить L_х в контур генератора?

2. Нарисовать схему резонатора с L_х.

3. Получить формулу для определения L_x.

4. При каком подключении L_x к L (последовательном или параллельном) будет верна формула .

При выполнении этого задания внимательно проанализируйте упражнение 2.