Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Введение
Целью данной работы является изучение работы колебательного контура, свободных затухающих колебаний и их характеристик. 1. Описание экспериментальной установки и методики измерений.
Схема установки представлена на рисунке 1.1. Колебания в контуре II возбуждаются с помощью генератора импульсного напряжения, вырабатываемого в контуре I, собранного на резисторе R1, емкости C1 и диоде VD1. Рисунок 1.1-Схема экспериментальной установки. Схема смонтирована на съемной панели лабораторного макета. В качестве резистора в RP1 в колебательном контуре II используется переменное сопротивление, максимальное значение которого находится в зависимости от номера съемной панели (470 Ом , 680 Ом и др.) и устанавливается поворотом ручки потенциометра по часовой стрелке в крайнее положение. При повороте ручки против часовой стрелки в крайнее положение значение сопротивления RP1 =0. В этом случае активное сопротивление колебательного контура складывается из сопротивления соединительных проводов контура и активного сопротивления катушки индуктивности, R=Rx
. В дальнейшем это сопротивление необходимо рассчитать по результатам измерений. Возбуждение контура производится периодически от генератора импульсного напряжения I, регистрируются колебания на осциллографе III. Каждый импульс, подаваемый с генератора на колебательный контур, возбуждает один цуг затухающих колебаний. Измерения амплитуды и периода колебаний осуществляется непосредственно с помощью осциллографа. 2.
Основные расчетные формулы.
где Θ
n
– логарифмический декремент затухания Un
– амплитуда напряжения n-того колебания Un
+1
– амплитуда напряжения (n+1) колебания где L
– индуктивность контура RP
1
– сопротивление нагрузки (RP1=352,5 Ом) δ1
– коэффициент затухания в первом случае δ2
– коэффициент затухания во втором случае где Rx
– сопротивление контура L
– индуктивность контура δ1
– коэффициент затухания в первом случае где ω0
– собственная частота контура L
– индуктивность контура С
– ёмкость конденсатора (С=0,047 мкФ) где ω
– частота затухающих колебаний ω0
– собственная частота контура δ
– коэффициент затухания где T
– период затухающих колебаний ω
– частота затухающих колебаний где R
кр
– критическое сопротивление L
– индуктивность контура С
– ёмкость конденсатора (С=0,047 мкФ) где Q
– добротность контура Θ
– логарифмический декремент затухания где n – количество суммированных значений 3.
Результаты работы и их анализ.
Таблица 3.1 Значение активного сопротивления
R
Номер измеряемой амплитуды
n
Значение амплитуды
Un
, дел.
Значение логарифмического декремента затухания
Θ
Среднее значение
<Θ
>
Период колебаний
T, с.
R=
Rx
1 2 3 4 5 5 3,3 2,2 1,4 0,9 0,416 0,405 0,452 0,442 0,492 0 0,416 0,821 1,273 1,715 10-3
с R=
Rx
+
RP1
1 2 3 4 5 4 1,8 0,8 0,4 0,2 0,799 0,811 0,693 0,693 0,749 0 0,799 1,609 2,303 2,996 10-3
с Рассчитаем значения логарифмических декрементов по формуле (2.1): Вычислим средние значения логарифмического декремента в обоих случаях по формуле (2.9): Построим графики зависимостей Рисунок 3.1 Найдём значение коэффициентов затухания, это угловые коэффициенты прямых: Определим величину индуктивности контура по формуле (2.2) Рассчитаем суммарное активное сопротивление по формуле (2.3): Найдём собственную частоту контура по формуле (2.4): Вычислим частоты затухающих колебаний по формуле (2.5): Определим периоды по формуле (2.6): Найдём значение критического напряжения по формуле (2.7): Определим добротность контура в обоих случаях по формуле (2.8): В ходе выполнения данной лабораторной работы была изучена работа колебательного контура и основные характеристики свободных затухающих колебаний. Проверена справедливость экспоненциального закона убывания амплитуды со временем, что подтверждает зависимость
|