Изучение затухающих колебаний в контуре (Лабораторная работа № 23)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра общей физики

Лабораторная работа №23

«Свободные электромагнитные колебания»

Факультет: ПМИ

Группа: ПМ-71

Студенты: Зубакова М., Ткачева А.

Преподаватель: Баранов А.В.

Новосибирск

2009

1. Цель работы

Изучить затухающие колебания в контуре. Экспериментально и теоретически установить зависимости периода колебаний T, логарифмического декремента , добротности Q от параметров контура (R, L, C).

2. Исходные данные и рабочие формулы

1.                                 5.                       

2.                                                                           

3.

4.

3. Электрическая схема установки

4. Таблицы вычислений и измерений

1. Рассчитаем период затухающих колебаний по формуле (1) для заданных значений С и построим график зависимости периода колебаний от емкости. Затем с помощью осциллографа определим период колебаний экспериментально и нанесем измеренные значения на график.

№	С, мкФ	, мкс	, мкс
1	0.01	76.9	75.0
2	0.02	114.0	105.0
3	0.03	139.7	135.0

2. Для контура со значением емкости С = C₁(см. п.1) измерим логарифмический декремент при различных сопротивлениях R. Построим график зависимости декремента от сопротивления и определим по нему активное суммарное сопротивление генератора импульсов и катушки индуктивности.

№	R, Ом
1	100	1.5	1.3	0.14
2	200	0.7	0.4	0.56
3	300	0.4	0.2	0.69

;;

3. Измерим сопротивление переменного резистора R при критическом активном сопротивлении контура (т.е. при котором на экране осциллографа получается картина апериодической разрядки конденсатора). Найдем , учитывая согласно формуле (2) также и значения , найденные в предыдущем пункте.

=30+1400=1430(Ом)

4. Рассчитаем  по формуле (3), сравним со значением этой же величины, найденным в п.3.

5. Оценим добротность контура по формуле (4) при различных сопротивлениях контура.

№	R, Ом
1	100	0.14	22.43
2	200	0.56	5.61
3	300	0.69	4.55

 ; ;

5. Вывод

1. При сравнении графиков зависимости , полученных по формуле Томсона и практически, мы убедились, что при заранее известном малом затухании значения периодов отличаются незначительно. Следовательно, формулу Томсона можно использовать на практике.

2. Построив график зависимости , мы получили значение активного суммарного сопротивления генератора импульсов и катушки индуктивности . Вывод: с увеличением сопротивления увеличивается логарифмический декремент.

3. При  мы получили значение сопротивления переменного резистора, после чего вычислили значение  по формуле (2). Вывод: при некотором сопротивлении контура происходит апериодическая разрядка конденсатора.

4. Рассчитали  по формуле (13). Значения оказались неравными из-за погрешности измерений сопротивления. Но при большом приближении можно сказать, что формула (13) работает.

5. При вычислении добротности контура мы увидели, что при увеличении сопротивления, добротность уменьшается. Зная, что при увеличении сопротивления колебания затухают быстрее, можем сказать, что добротность действительно является качественной характеристикой колебательного контура.