Лабораторная работа № 2-9

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2–9

ИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ

Приборы и принадлежности: генератор переменного тока, колебательный контр, добавочное сопротивление, катодный вольтметр (или осциллограф), пере6ключатель.

Цель работы: изучение колебательного контура.

1. Краткая теория

Колебательный контур состоит из емкости С, индуктивности L и сопротивления R, которое характеризует потери энергии в контуре (рис.31).

ε – ЭДС, включенная в цепь; i – сила тока; R – сопротивление; С – конденсатор; L – индуктивность.

Для вычисления напряжения на элементах контура воспользуемся символическим методом. Представим переменный ток i = i_mcosωt, текущий в контуре в качестве вектора, направленного вдоль оси x и величина которого равна амплитуде i_m (рис.32). Расчет дает следующие значения для величин напряжений.
Напряжение на емкости равно , то есть отстает по фазе от тока на угол π/2.
Напряжение на индуктивности и опережает ток на угол π/2.
Напряжение на сопротивлении совпадает по фазе с током.
Суммарное напряжение (амплитуда) равно включенной в цепь ЭДС Отсюда сила тока (амплитуда) равна

Легко видеть, что при условии сила тока достигает максимальной величины (резонанс), и резонансная частота равна

2. Метод измерений

Для исследования колебательного контура используется схема, рис.33.
В данной работе следует снять резонансную характеристику колебательного контура, т.е. зависимость U(f), где U - напряжение на контуре, f - частота генератора и определить добротность контура Q. Для этой целя строят зависимость (Um/U)₂(f) и определяют полосу пропускания f контура (см. рис.34) на уровне (U_m/U)²(f) = 0,5, Δf = f₂–f₁.
Добротность равна

ЗГ - генератор переменного тока, LС - колебательный контур, R_F - добавочное сопротивление, В - катодный вольтметр (или осциллограф), П - переключатель.

Интернет-магазин