Физика \ Физика

Определение зависимости силы тока в колебательном контуре от частоты вы­нуждающей ЭДС, страница 2

Q = wрез/∆w

здесь ∆w - ширина резонансной кривой на высоте - Imax/Ö2

Рис.2.
 
Из (2.11) следует, что чем "острее" резонансная кривая, тем больше добротность контура.

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ И ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ.

Принципиальная схема установки изображена на рис. 3.

Рис.3.
 
 


PQ – генератор импульсов ГЗ-118;

М – модуль (колебательный контур);

PV – вольтметр В7-38.

Электрическая схема модуля М показана на рис. 4.

Рис.4.
 
 


С выхода генератора звуковых сигналов PQ на вход модуля М подается выну­ждающая ЭДС, изменяющаяся по гармоническому закону.

Для снятия резонансной кривой I0 = f(w) к гнездам PV модуля М подключается вольтметр. Измеряется напряжение U0 на сопротивлении R (ток I в контуре меня­ется синхронно с этим напряжением) при различных частотах n, задаваемых зву­ковым генератором.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

Получение резонансных кривых:

4.1. Собрать схему согласно рис. 3.

4.2. Включить лабораторный стенд.

4.3. Включить генератор звуковых сигналов и установить на нем частоту n = 1000 Гц, а выходное напряжение U = 2B.

4.4. Измерить вольтметром PV амплитудное значение напряжения U0 на сопро­тивлении R. Результат измерений записать в таблицу:

n, Гц

U0,В

w, рад/с

I0, мА

n, Гц

U0,В

w, рад/с

I0, мА

1000

0,01205

6283,2

1,205

1900

0,035

11938,1

3,5

1100

0,01504

6911,5

1,504

2000

0,0296

12566,4

2,96

1200

0,01957

7539,8

1,957

2100

0,0253

13194,7

2,53

1300

0,02763

8168,1

2,763

2200

0,0222

13823

2,22

1400

0,0460

8796,5

4,6

2300

0,0198

14451,3

1,98

1500

0,07425

9424,8

7,425

2400

0,0178

15079,6

1,78

1600

0,0764

10053,1

7,64

2500

0,0162

15708

1,62

1700

0,0542

10681,4

5,42

2600

0,0149

16336,3

1,49

1800

0,0421

11309,7

4,21

4.5. Повторить измерения п.4.4 в диапазоне частот 1000 – 2600 Гц с шагом 100Гц.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЗАМЕРОВ.

5.1. Рассчитать значения циклической частоты по формуле w = 2pn и записать
в таблицу.

5.2. Рассчитать значения амплитуд силы тока в контуре по формуле I0 = U0/R, где R = 10 Ом

5.3. По данным таблицы построить резонансную кривую I0 = f(w).

5.4. Определить добротность Q контура по формуле (2.11).

Расчет.

Определим ширину резонансной кривой на высоте Imax/Ö2

Imax/Ö2 = 7,64мА/­√2 = 5,4мА

Определим добротность контура.

Q = wрез/∆w

wрез = 10053,4 рад/с

∆w = 10681,4 рад/с – 8900 рад/с = 1781,4 рад/с

Q = 10053,1 рад/с / 1781,4 рад/с = 5,64

График зависимости I0 = f(w) (резонансная кривая).

 


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Какие колебания называются вынужденными?

2. Как зависит амплитуда тока в колебательном контуре от частоты внешней ЭДС?

3. Как определить сдвиг фаз между внешней ЭДС и током в цепи?

4. Что такое резонансная частота? Резонансная кривая?

5. Что называется добротностью колебательного контура?

6. Как зависит добротность от активного сопротивления?

7. Докажите, что резонанс наступает при частоте внешней ЭДС, равной соб­ственной частоте колебательного контура?

8. Что называется резонансом? Какова его роль?

Скачать файл