Порядок выполнения работы. Выполнение измерений

Выполнение измерений

1. Соберите электрическую цепь по монтажной схеме, приведенной на рис. 6.7. Установите сопротивление магазина сопротивлений R_р равным 100 Ом.

2. Включите осциллограф и выведите электронный луч в центр экрана.

Калибровка установки

3. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения, регулятором частоты установите частоту сигнала ν = 200 Гц (период T_и = 0,005 с).

4. На осциллографе получите осциллограмму вида, показанного на рис. 6.5, устанавливая амплитуду импульсов кнопками регулировки амплитуды сигнала блока генераторов. Устойчивое изображение кривой обеспечивается регулировкой осциллографа ручками установки частоты развертки и блока синхронизации, а необходимые размеры осциллограммы можно задать с помощью ручек «Усиление X» и «Усиление Y». При этом, изменяя усиление по оси X, добейтесь, чтобы отрезок l ₀ занял всю сетку экрана. Значение l ₀ запишите в табл. 1.

5. Рассчитайте и внесите в табл. 6.1 следующие параметры контура:

L — индуктивность катушки; C — емкость конденсатора.

R _к = 3 Ом активное сопротивление катушки.

Таблица 6.1

C, мкФ	L, мГн	Rк, Ом	l 0, мм	l, мм	n	Ut, дел.	Ut+T, дел.	Rкр, кОм

Измерение параметров колебательного контура

6. Перенесите осциллограмму колебаний напряжения u (t) с экрана на лист бумаги. По координатной сетке экрана или линейкой измерьте длину участков.

7. Проведите измерения величин l и l ₀, амплитуды U_t и U_t+T (для более точного их отсчета перемещайте измеряемую ординату на центральную линию экрана), определите число полных колебаний n на участке l. Результаты этих измерений запишите в табл. 6.1.

8. Увеличивая сопротивление реостата R_р, наблюдайте изменение затухания колебаний и переход осциллограммы от вида, представленного на рис. 6.3, к виду, показанному на рис. 6.4. Минимальное сопротивление цепи, при котором получена осциллограмма вида рис. 6.4, есть R_кр = R_к + R_р. Запишите значение R_кр в табл. 6.1.

9. Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов, напряжения и осциллографа.

10. Вместо частоты ν₁ установите частоту ν₂ и повторите пункты 3–9.

Обработка результатов измерений

1. По данным табл. 6.1 для каждого значения частоты вычислите расчетные (р) и экспериментальные (э) величины логарифмического декремента λ, коэффициента затухания δ, периода колебаний T и критического сопротивления контура R_кр. Используйте формулы, номера которых указаны в табл. 6.2, предназначенной для записи результатов расчета.

Таблица 6.2

	λ	δ, с^–1	T, мс	Rкр, кОм
	э (7)	р (2)	э (8)	р (5)	э (9)	р (6)	э(R к+ R р)
ν1
ν2

Примечание. Обратите внимание на то, что экспериментальные значения коэффициента затухания больше, чем расчетные, из-за существенных потерь энергии на перемагничивание сердечника катушки.

2. В выводе по работе сделайте анализ полученных данных:

a) укажите характерные изменения осциллограммы и параметров колебаний при изменении емкости контура;

б) опишите изменения зависимости u (t) по мере увеличения активного сопротивления цепи;

в) сравните полученные экспериментальные значения величин T_б и R_кр с расчетными.

Контрольные вопросы

1. По какому закону изменяются при разряде конденсатора в колебательном контуре, содержащем R, L, C, следующие величины:

a) напряжение на конденсаторе;

б) заряд обкладок;

в) ток в цепи?

2. Какие формулы показывают, как зависят от параметров колебательного контура следующие характеристики колебаний:

а) циклическая частота и период затухающих колебаний;

б) коэффициент затухания колебаний;

в) критическое сопротивление контура?

3. При изменении каких параметров контура, содержащего R, L, C:

a) сближаются значения периодов затухающих и незатухающих колебаний;

б) изменяется коэффициент затухания колебаний;

в) изменяется критическое сопротивление контура?

4. Что происходит в колебательном контуре при выполнении условия δ > ω ₀?

5. Какие величины измеряют по осциллограмме колебаний для определения:

a) периода затухающих колебаний;

б) логарифмического декремента затухания колебаний?

6. Какие величины используют для калибровки оси X осциллографа?

7. Как определяют экспериментальное значение критического сопротивления контура? Какой вид принимает осциллограмма u(t) при достижении R_кр?

8. Какое назначение имеют следующие элементы электрической цепи:

a) генератор напряжений специальной формы;

б) реостат?

9. Какой параметр колебательного контура изменяют в работе, чтобы получить апериодический разряд конденсатора?

10. С каких элементов электрической цепи можно подать напряжение на вход Y осциллографа для наблюдения затухающих колебаний?

11. По каким формулам определяют:

a) экспериментальное значение периода колебаний T;

б) экспериментальное значение коэффициента затухания колебаний δ;

в) расчетные (теоретические) значения величин T, δ и R_кр?

Дата добавления: 2015-06-04