Физика \ Физика

Исследование вынужденных колебаний в колебательном контуре (лабораторная работа), страница 7

(см. формулу 33)

                 ;   .        (49)

Решая (48) ) ÷ (49), получаем:  .     (50)

При  амплитуда напряжения на конденсаторе: . Так как при слабом затухании добротность определяется по формуле:

                                               ,                              (51)

то   , где ε0 - амплитуда ЭДС генератора.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Наборы неизвестных конденсаторов, катушек индуктивности, сопротивлений; генератор сигналов ГЗ-35; частотомер  электронносчетный 43-34А; вольтметр цифровой В7-27А/1; осциллограф С1-49 (CI-72).

Описание  установки

Электрическая схема установки приведена на рис 8.Требуемые элементы последовательного колебательного контура выбираются с помощью переключателей (L1 - L4,; С1 – С5, R1— R6). Контур подключается к выходу 2 генератора сигналов ГЗ-З5. К выходу 1 генератора подключается вход А электронносчетного частотомера 4З-34А. Последовательно с элементами контура включено сопротивление R=1 Ом так, что падение напряжения на нём численно равно силе тока в цепи. Его включение вызвано тем, что сила тока измеряется цифровым вольтметром В7-27А/1 по падению, напряжения. Подключение В7-27А/1 к катушкам индуктивности, конденсаторам, активным сопротивлениям и резистору R измерения падения напряжения на них осуществляется переключателями, расположенными вблизи клемм подключения вольтметра.

Сдвиг фаз между силой тока в контуре и приложенной ЭДС измеряется с помощью осциллографа С1-49  (С1-72). На горизонтальный вход X осциллографа подаётся сигнал с генератора, уровень которого регулируется потенциометром Rус. (регулятор «Усиление X» расположен на стенде). На вертикальный вход У осциллографа подаётся напряжение, падающее на активном сопротивлении контура, пропорциональное силе тока в цепи. Таким образом, на электронный луч действуют две колеблющиеся во взаимно-перпендикулярных направлениях силы. Рассмотрим траекторию луча, получающуюся при сложении двух взаимно-перпендикулярных колебаний.

                         ;                     (53)

                         ;

                                ;   .

Рис. 8  Схема установки электрическая принципиальная
 

 


Отсюда, исключая время t, получаем уравнение траектории:

                                                  (54)

Это уравнение эллипса. Ориентация эллипса зависит как от искомого сдвига фаз φ, так и от усиления каналов Х и У. При.  эллипс вырождается в прямую, пересекающую 1 и 3 квадранты экрана осциллографа. При увеличении или уменьшении φ эллипс становится более или менее "полным", но он всегда будет вписан в прямоугольник со сторонами 2а и 2в (рис 9), где , .

Скачать файл