Определение параметров затухания колебаний

1. Получите на экране осциллографа устойчивую и отчетливую картину колебаний по аналогии с рис. 21.

К определению периода и декремента затухания колебании

Рис. 21. К определению периода и декремента затухания колебании

Цена деления указывается в верхнем (светлом) секторе переключателя ВРЕМЯ/ДЕЛ:

3. Измерьте амплитуды колебаний U0i, U02 (рис. 21), взятых через один период колебания, по вертикальной шкале осциллографа в делениях шкалы U (дел). Для определения амплитуды измеряемых сигналов необходимо умножить значение амплитуды, измеренной в делениях шкалы, на цену деления вертикальной шкалы к*.

Цена деления вертикальной шкалы к* указывается в верхнем (светлом) секторе переключателя V/ДЕЛ.

  • 4. Вычислите по формуле (3.18) декремент затухания, по формуле (3.19) определите логарифмический декремент затухания X и коэффициент затухания (3. Результаты измерений занесите в табл. 1.
  • 5. Выполните измерения (пункты 2, 3), включив в магазине МС сопротивления 100, 300, 500, 600 Ом. Результаты измерений и расчетов (пункт 4) также занесите в табл. 1.

Таблица 1

RM, Ом

Т, с

С

о

го

и02

D

X

р

100

300

500

600

6. Определите добротность контура, по амплитудным значениям напряжений U0i и и02, (рис. 21), измеренных с интервалом времени, равным периоду колебания.

Так как полная энергия колебательного контура определяется по формуле

то на основании формулы (3.23) добротность контура будет равна

7. Рассчитайте добротность контура по формуле (3.26)

используя определенные ранее (табл. 1) значения логарифмического декремента затухания X.

8. Сравните между собой результаты расчетов добротности колебательного контура по формулам (3.30) и (3.31), результаты занесите в табл. 2.

Таблица 2

100

300

500

600

Определение индуктивности катушки и емкости конденсатора электрического контура. Апериодический режим

1. Постройте график зависимости логарифмического декремента затухания X от сопротивления RM магазина по аналогии с рис. 22, откладывая значение RM по оси абсцисс, X по оси ординат, и экстраполируйте график к X = 0. Полное сопротивление контура R складывается из сопротивления RL катушки индуктивности (с учетом эффекта самоиндукции) и сопротивления магазина RM :

Поэтому, согласно (3.32), сопротивление RL измеряется отрезком на горизонтальной оси (рис. 22).

Определение сопротивления катушки индуктивности

Рис. 22. Определение сопротивления катушки индуктивности

  • 2. Определите по графику (рис. 22) сопротивление RL, затем по формуле (3.32) вычислите индуктивность катушки L, используя известные значения X и Т.
  • 3. Затем с помощью формулы Томсона[1]

определите электроемкость конденсатора С. Результаты занесите в табл. 3.

Таблм{а 3

Волновое сопротивление контура

I способ

II способ

  • 4. Рассчитайте величину волнового сопротивления контура
  • ??

Результаты занесите в табл. 3.

5. Подберите сопротивление магазина RMK, при котором наблюдается апериодический разряд конденсатора. При этом полное сопротивление контура будет равно (RL+RMK). Согласно формуле (3.16), апериодический разряд начинается при условии

6. Рассчитайте по формуле (3.16) величину волнового сопротивления контура J^> занесите в табл. 3, и сравните с данными, полученными в пункте 4.

Контрольные вопросы

  • 1. Опишите процессы в электрическом колебательном контуре.
  • 2. Запишите дифференциальное уравнение затухающих колебаний в электрическом колебательном контуре и приведите его решение.
  • 3. Что называется коэффициентом затухания, декрементом, логарифмический декрементом затухания колебаний в контуре, временем релаксации. Как данные характеристики связаны между собой?
  • 4. Что называется добротностью колебательного контура?
  • 5. Получите формулу связи добротности колебательного контура с логарифмическим декрементом затухания.
  • 6. Опишите апериодический режим работы колебательного контура. Что называется критическим сопротивлением контура?
  • 7. Укажите основные блоки экспериментальной установки по исследованию затухающих колебаний в электрическом контуре.
  • 8. Опишите графический метод определения декремента затухания.
  • 9. Что называется волновым сопротивлением электрического колебательного контура?
  • 10. Поясните два способа определения волнового сопротивления.
  • 11. Запишите формулу Томсона.

  • [1] Вильям Томсон (лорд Кельвин) (1824-1907) - выдающийсяанглийский физик, один из основоположников термодинамики. В честь лордаКельвина названа одна из семи основных единиц СИ - единица термодинамической температуры: Кельвин - К.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >