Evdokimov_I.N._i_dr._Vynuzhdennye_kolebaniya_v_elektricheskom_konture

3.К клеммам 1-2 подключают звуковой генератор.

4.К клеммам 3-4 подключают миллиамперметр (предел измерений 200 мА), к клеммам 5-6 подключают вольтметр

(предел измерений 100-200 В).

5. После проверки схемы преподавателем включают генератор, подают переменное напряжение ≈5,0 В с частотой ≈1700-1730 Гц, соответствующей резонансной частоте (см. указания и надписи на монтажной схеме – может быть указана иная частота).

6.Измеряют ток и напряжение для одной катушки,

включенной в контур. Результаты заносят в таблицу 2.

Таблица 2

7. Повторяют измерения для 2, 3, 4 и 5 катушек в контуре. Поскольку в работе используется контур с малым затуханием, резонансные частоты для силы тока в цепи и напряжения на конденсаторе практически совпадают,

поэтому показания вольтметра и миллиамперметра достигают максимума при одном и том же значении индуктивности (числе последовательно соединённых катушек в контуре).

8. Строят графики зависимости тока и напряжения от числа катушек в контуре. Сравнивают положение максимумов с результатом, полученным в упр. 1.

31

Упражнение 3.

Получение резонансной кривой.

В этом упражнении исследуется зависимость напряжения на конденсаторе Uc от частоты вынужденных колебаний ω.

1. Собирают схему согласно рис. 13. В контур включаются 3 катушки L1-L3 и конденсатор, для чего тумблеры К3 и К6 переводятся в положение «вкл.»,

остальные тумблеры – в положение «выкл». К клеммам 1-

2 подключен звуковой генератор, клеммы 3-4 замкнуты.

Напряжение измеряется вольтметром или электронным осциллографом, подключенным к клеммам 5-6.

Рисунок 13 – Монтажная схема для исследования зависимости Uc = f (ω).

2. После проверки схемы преподавателем включают в сеть звуковой генератор, устанавливают диапазон 1000 Гц

(«1К»), ручку «Frequency» (частота) выкручивают против часовой стрелки в крайнее положение.

32

3.Включают вольтметр (предел измерений 100-200 В).

4.Ручкой «Freq.» на генераторе устанавливают частоту

150 Гц. Вращением ручки «Amplitude» на генераторе устанавливают напряжение 5,0 В по показаниям вольтметра. Записывают значения частоты и напряжения в таблицу. В ходе выполнения работы ручку «Amplitude»

больше не трогают.

5.Изменяя частоту от звукового генератора с шагом 100-

200 Гц снимают резонансную кривую. Результаты записывают в таблицу 3.

*– при использовании электронного осциллографа для измерения напряжения. При частоте 300 Гц отклонение луча 2Y должно быть не более 1/10 от полной шкалы на экране осциллографа.

**– значения даны для примера, можно использовать свой ряд частот.

33

6.По известным значениям индуктивности и ёмкости

вычисляют резонансную частоту контура

1

ωрез=√1−3C .

7. Строят график зависимости Uc = f (ω), на который наносят значение рассчитанной резонансной частоты.

Сравнивают положение максимума на графике с рассчитанной резонансной частотой.

8.Рассчитывают коэффициент затухания по формуле (8)

и добротность контура по формуле (В.4) для упр. 3.

34

V.Контрольные вопросы.

1.Какие электрические колебания называются собственными, какие вынужденными?

2.Выведите формулу для определения периода (частоты)

затухающих колебаний в контуре.

3.Сформулируйте условие резонанса напряжений.

4.Какая величина называется индуктивностью? От каких параметров зависит индуктивность катушки?

5.Какая величина называется электрической емкостью?

От каких параметров зависит емкость конденсатора?

6.Какие превращения энергии имеют место в колебательном контуре?

7.Отличаются ли резонансные частоты для тока и напряжения? Дайте пояснения.

8.Оцените порядок добротности конура из лабораторной работы. Сделайте вывод о разрешающей способности.

VI. Литература

1.Савельев И.В. Курс физики. Т. 2. – М.: Изд-во «Лань»,

2019. – 468 с.

2.Ильин М.М., Колесников К.С., Саратов Ю.С. Теория колебаний. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 272 с.

3.Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. – М.:

Наука, 1964. – 440 с.

4.Физический энциклопедический словарь. – М.:

Советская энциклопедия, 1983. – 928 с.

5.Черноуцан А.И. Краткий курс физики. – М.:

ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 320 с.

35

УЧЕБНО–МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ЕВДОКИМОВ Игорь Николаевич ЕЛИСЕЕВ Николай Юрьевич ЛОСЕВ Александр Павлович

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ КОНТУРЕ

В АВТОРСКОЙ РЕДАКЦИИ

Компьютерная верстка: А. П. Лосев

Подписано в печать 01.12.2020. Формат 60×901/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Bodoni». Усл. п. л. 2,25. Тираж 300 экз. Заказ № 267

Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

119991, Москва, Ленинский проспект, дом 65 тел./факс: (499) 507 82 12