Изучение затухающих колебаний (Лабораторная работа № 10), страница 2

(L1=0.1  Гн,  C=0.1+-10% мкф)

                                                                                                 

_{X1                                   R1                      VD1                                                                  L1}

                                     _C1       

                                                                                    

 

^{X2                                                                                                                                                                        X0}

_X3

                                               

                                                 _{рис.10.3.а}

Выполнение работы.

I.  Соберите электрическую схему рис10.3.а. Подайте на неё вход (клеммы Х1-Х2) прямоугольные импульсы с преобразователя импульсов(кассета ПИ/ФПЭ-09).

II.  Установите значение сопротивления R=0 (зажимы Х5-Х6). Изменяя частоту развёртки осциллографа, добейтесь на экране осциллографа  устойчивой картины затухающих колебаний (рис.10.3.б.) 

                                                                     I₁       I₂  

I

t    

                                                                   t₁        t₂        

Рис.10.3.б.

III.  Убедитесь, что длительность импульсов напряжения, подаваемых на вход схемы, значительно меньше, а промежуток между ними значительно больше периода наблюдаемых колебаний.

IV.  Измерьте с помощью осциллографа период Т собственных колебаний контура (рис 10.3.б). Период Т находится по формуле

Т=t/n, где t-период следования импульсов, а n-число колебаний с периодом Т, укладывающихся в интервале времени t.

V.  Сравните полученные значения Т с его теоретическим значение, рассчитанным по формуле Т=2П/Ö1/LC-(R/2L)²

VI.  Определите погрешность измерения Т данным методом  сделайте вывод о том, как согласуются между собой результаты измерения и теоретические значения Т.

VII.   Включите сопротивление R (зажимы Х5,Х6). Постепенно увеличивая R, добейтесь перехода от колебательной формы разряда к апериодическому разряду (рис.10.3.в).

   U_c                 Рис 10.3.в.

 

                                                                  t

VIII.Сравните полученные значения критического сопротивления со значением, рассчитанным по формуле R_кр=2ÖL/C.

IX Оцените точность, с которой измеряется Rкр. Сделайте вывод о согласовании теоретического и опытного значения.

Х. Зарисуйте осциллограмму при  R=0 (сопротивление контура равно активному сопротивлению катушки индуктивности) и при полном сопротивлении контура, равном Rкр.

XI Из осциллограммы  (рис 10.3.б) найдите добротность контура Q, используя формулу Q=np  при  R=0, R=100 Ом.

XII  Определите по осциллограмме величину амплитуды затухающих колебаний через один или, если затухание невелико, через несколько периодов колебаний. По полученным значениям амплитуды Am and Am+n (m, m+n –числа периодов колебаний) определите логарифмический декремент затухания d  и добротность контура Q из соотношений  d=1/n*ln(Am/Am+n),  Q=p/d.

XIII. Выполните измерения и расчёты (п.4  и п.12) при сопротивлении R=100, 300, 500 Ом.

XIV. Установите сопротивление R=100 Ом, включите развёртку осциллографа и получите на экране осциллографа фазовую кривую, зарисуёте её. Изменяя R  от100 до 600 Ом по фазовым кривым, определите логарифмический декремент затухания  и постройте график  d=f( R).

XV. Сравните полученные значения d b Q  с их теоретическими значениями, рассчитанными по формулам  d=pR/Ö(L/C-L²/4) ,  Q=p/d;

XVI. Сделайте вывод о влиянии параметров R,C,L  на частоту собственных колебаний, на величину логарифмического декремента и добротность контура.

Контрольные вопросы.

I.  Уравнение, описывающее затухающие колебания в контуре, содержащем  R, L и C.

II.  Охарактеризовать параметры: коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность контура.

III.  Критическое сопротивление Rкр контура.