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 = imcosωt,
текущий в контуре в качестве вектора, направленного вдоль оси x и величина которого равна амплитуде im (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 (Um/U)2(f) = 0,5, Δf = f2–f1.
Добротность равна
ЗГ - генератор переменного тока, LС - колебательный контур, RF - добавочное сопротивление, В - катодный вольтметр (или осциллограф),
П - переключатель.
Наша кнопка: