Свободные электромагнитные колебания (Лабораторная работа № 23)

Министерство образования и науки российской федерации

Новосибирский государственный  технический университет

Кафедра общей физики

Лабораторнаяработа№23

«Свободныеэлектромагнитныеколебания»

Факультет: ФПМИ                                                                     Преподаватель:

Группа: ПМ-73                                                                           Баранов А.В.

Студенты:  Грибач Д.А.

Новосибирск, 2009

1.  Цельработы

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

2.  Таблица измерительных приборов

Название	Фабричный номер	Система	Класс точности	Предел измерений	Цена деления	Доверительная погрешность
Осциллограф

3.  Электрическая схема установки

4.  Исходные данные и рабочие формулы:

С₁ = 0,01 ^.10^-3 мФ±10%

С₂ = 0,022 ^.10^-3 мФ±10%

С₃ = 0,033 ^.10^-3 мФ±10%

L=15мГн±10%

R_крит= (R_L+R_Г) +R

5.  Таблица измерений

№	C, 10-3 мФ	Ттеор, мс	Тпракт, мс
1	0,01	0,086	0,09
2	0,022	0,114	0,11
3	0,033	0,139	0,13

№	R, Ом	U(t), B	U(t+T), B	Λпракт	Q
1	100	2	1.55	0,254	12,36
2	200	1.85	0.8	0,838	3,75
3	300	0.6	0.2	1,097	2,86
4	400	1.15	0.3	1,344	2,34
5	500	0.9	0.2	1,504	2,09

6.  Расчет

 (R_L+R_Г)=90 Ом 

 R_{крит пр} = (R_L+R_Г)+ R_перем = 90+800=890 Ом

  = 1348 Ом                           

7.  Результаты

График зависимости Т от 

График №1

   График зависимости R от λ

График № 2

R_перем= 800 Ом

(R_L+R_Г)= 90 Ом 

 R_{крит пр} =890 Ом

R_{крит теор} = 1348 Ом

8.  Вывод

   1. Измерение периода затухающих колебаний

              По приведенным на графике № 1 данным видно, что теоретическая и практическая зависимости Т от совпадают и являются линейными. Можно сделать вывод, что при нулевом активном сопротивлении переменного резистора R значение периода колебаний можно рассчитывать по приближенной формуле Томсона, так как коэффициент затухания колебаний становится незначительным.

2. Зависимость R от λ

          Приведенная на графике № 2 зависимость R от λ является нелинейной (полиномиальной). По ней видно, что при увеличении сопротивления, логарифмический декремент возрастает, что обуславливается физически: при увеличении сопротивления увеличивается затухание и, следовательно, уменьшается время, за которое амплитуда уменьшается в ℮ раз, и количество колебаний за это время.

3. Измерение критического сопротивления

           Значения критического сопротивления, рассчитанного теоретически, и определенного практически при картине апериодической разрядки конденсатора и по результатам графика №2, не совпадают. Это связано с тем, что суммарное активное сопротивление катушки индуктивности и генератора импульсов определялось по графику №2 достаточно приближенно, и с тем, что  используя картину затухающих колебаний, наблюдаемую на осциллографе, практически невозможно точно зафиксировать момент разрядки, то есть критическое сопротивление переменного резистора тоже было измерено приближенно.

4. Расчет добротности контура

 По результатам второй таблицы измерений видно, что при увеличении сопротивления добротность контура падает. Это объясняется тем, что при увеличении сопротивления увеличивается затухание и, следовательно, увеличиваются относительные потери энергии за период колебаний.