Опис лабораторної установки
Принципова схема установки для вивчення згасаючих коливань у контурі зображена на рис. 3.
Схема складається з реального коливального контура, напівпровідникового діода і осцилографа для спостереження коливань. Розглянемо призначення складових частин установки. Напівпровідниковий діод використовується для того, щоб через рівні проміжки часу в коливальний контур подавати порцію енергії (заряду) і тим самим забезпечувати неперервність зображення згасаючих коливань на екрані осцилографа. Півперіоду (0,01 с), коли діод пропускає електричний струм, в конденсатор контура подається порція енергії, і конденсатор підзаряджається. Протягом другої половини періоду змінного струму діод не пропускає електричний струм в контур, він буде від’єднаним від джерела енергії, і в коливальному контурі відбуватимуться згасаючі коливання. Параметри контура підібрані так, щоб період коливань був значно меншим 0,01 с, і за час, поки діод не пропускає струму, відбувалося повне згасання коливань заряду в контурі. Замість діода в деяких модифікаціях установок можуть використовуватись інші схеми періодичної подачі енергії в коливальний контур, наприклад релаксаційний генератор. Коливання, які збуджуються в коливальному контурі, подаються на вхід “Y” осцилографа. На екрані осцилографа візуально спостерігаються згасаючі коливання напруги на конденсаторі С коливального контура. Аналізуючи осцилограму, можна визначити характеристики згасаючих коливань (період Т, логарифмічний декремент згасання l) і характеристику контура – його добротність Q.
Хід роботи Прилади і обладнання:установка для вивчення затухаючих коливань, джерело напруги, електронний осцилограф, підвідні провідники. Ввімкнути джерело живлення і осцилограф в електричну мережу. Через 3-5 хв. прогрівання прилади готові до роботи. Підготувати електронний осцилограф до вимірювань і спостереження осцилограми згасаючих коливань. За незмінної ємності С1=0,1 мкФ послідовно для опорів R1, R2 і R3 за осцилограмою визначити амплітуду одного із перших максимумів Аі та амплітуду коливань через два періоди Аi+2. Результати вимірювань занести в таблицю. За формулою обчислити логарифмічний декремент згасання коливань та добротність контуру за опорів R1, R2 і R3. Результати занести в таблицю. Побудувати графіки залежності l=f(R) i Q=f(R). Проаналізувати ці залежності. За результатами вимірювань та графіком залежності l=f(R) визначити коефіцієнт пропорційності між l та R і порівняти знайдене значення зі значенням, обчисленим за формулою (10). Використовуючи генератор міток осцилографа, визначити експериментальне значення періоду коливань Текс. за незмінного опору R1 і різних значень ємностей С1, С2, С3. Результати вимірювань записати в таблицю.
8. За формулою (10) обчислити теоретичні значення періоду коливань Ттеор. за сталого R1 і різних значень С. Результати вимірювань записати в таблицю. Порівняти значення Текс і Ттеор..
Контрольні запитання 1. З чого складається електричний коливальний контур? Який контур називається ідеальним? 2. Поясніть механізм виникнення електричних коливань у контурі. 3. Коли в контурі будуть відбуватись вільні незгасаючі та згасаючі коливання? Запишіть диференціальні рівняння та їх розв’язання для цих коливань. 4. Що називається логарифмічним декрементом l загасання? Який фізичний зміст l? 5. Як визначається добротність коливального контура? 6. Де використовуються коливальні контури?
Література:[1, с. 414–419; 2, с. 312–318].
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № ЕМ 10 ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|