Электромагнитные колебания в простом колебательном контуре, страница 3

 или .                                                       (9)

Добротность контура может быть представлена и так:

где N – полное число колебаний, за которое амплитуда колебаний уменьшается в е раз. Следовательно, чем выше добротность, тем медленнее рассеивается запас энергии контура.

В работе электромагнитные колебания исследуются с помощью электронного осциллографа. Схема собрана на специальной панели.

Для периодического возбуждения затухающих колебаний в контуре используются кратковременные импульсы напряжения, полученные с помощью неоновой лампы и дифференцирующей схемы. Напряжение U₁, снимаемое с неоновой лампы (рис.3), подаётся на вход схемы, изображённой на рис.4 и будет иметь приближённо вид, показанный на рис.5,а. На основании закона Кирхгофа для этой схемы можно составить уравнение:

,

где i – мгновенное значение тока.

            Если R₂ и С₂ достаточно малы, то первым членом можно пренебречь, тогда:

 или .

Напряжение на выходе:

,

т.е. данная схема (рис.4) действует, как дифференцирующая и мы получаем на её выходе ряд прямоугольных импульсов (рис.5, б), которые периодически возбуждают колебательный контур.

В рабочей схеме (рис.6) роль сопротивления дифференцирующей цепи R₂ выполняет активное сопротивление контура R. В контуре, выделенном пунктиром, получаются периодически возобновляющиеся затухающие электромагнитные колебания. Если напряжение U_y подать на вертикальный вход осциллографа, то на экране появятся быстро следующие друг за другом тождественно расположенные кривые, которые для глаза сливаются в единую.

 

При надлежащем подборе частоты горизонтальной развёртки эта кривая будет неподвижной. В схеме предусмотрена возможность включения конденсаторов с различной ёмкостью. Индуктивность катушки можно менять, вдвигая и выдвигая сердечник.

Порядок выполнения работы.

1. Включаем в контур один из конденсаторов и на магазине сопротивлений устанавливаем сопротивление (не более 10 Ом).

2. Включаем в сеть выпрямитель, служащий источником питания схемы.

2.1  Включаем осциллографв сеть.

2.2  Напряжение U подаётся на вход "КАНАЛ I" осциллографа.

2.3  По осциллограмме определяем период колебаний.

Устанавливаем переключатели и ручки группы “КАНАЛ I" в следующие положения:

·  переключатель “ВОЛЬТ / ДЕЛ.” в положение “10” (при этом ручка плавной регулировки растяжки луча по оси напряжений, находящаяся на переключателе, должна быть повернута по часовой стрелке до упора),

·  ручку “   ” в среднее положение (при нажатии кнопки “ПОИСК ЛУЧА” должен появляться луч),

·  переключатель “ ~^“ в положение “~” (вход по переменной составляющей исследуемого сигнала),

·  переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” в положение “I” (работа I канала);

устанавливаем переключатели и ручки группы “СИНХРОНИЗАЦИЯ А” в следующие положения: