Выполнение работы

Упражнение 1. Исследование амплитудно-частотной зависимости.

1. Установите частоту генератора 100…200 Гц. Регулируя выходное напряжение генератора, установите напряжение на конденсаторе (измеряется вольтметром V_С), указанное на лабораторном стенде. Поскольку частота в данном случае значительно меньше резонансной ( 0,1), то согласно (12) напряжение на конденсаторе отличается от ЭДС генератора менее чем на 1%, и можно считать . Далее при выполнении первого упражнения ЭДС генератора не меняйте – эффективное значение ЭДС будет оставаться равным установленному значению при низкой частоте.

2. Сопротивление переменного резистора установите равным нулю. Активное сопротивление контура при этом будет равно сумме активного сопротивления катушки и выходного сопротивления генератора. Изменяя частоту в диапазоне (2…10) кГц пронаблюдайте за изменением напряжения на конденсаторе, определите резонансную частоту и напряжение при резонансе . Рассчитайте по формуле (10) добротность контура , а затем при помощи (11) – активное сопротивление контура (значения индуктивности и емкости контура указаны на стенде).

3. Используя (4), (8), подсчитайте теоретические значения и , сравните эти величины с экспериментальным значением резонансной частоты.

4. Измерьте зависимость напряжения на конденсаторе от частоты и постройте график этой зависимости. Число точек следует выбрать таким, чтобы кривая на графике была "прорисована" достаточно подробно. На график нанесите также несколько точек, рассчитанных по формуле (6).

5. При помощи резистора увеличьте сопротивление контура вдвое, измерьте зависимость от и постройте на графике вторую резонансную кривую.

6. Сформулируйте и запишите в лабораторный журнал выводы по данному упражнению.

Упражнение 2. Исследование фазово-частотной зависимости.

Для измерения разности фаз напряжения с конденсатора и выхода генератора подаются на входы Y и X осциллографа. Размеры эллипса на экране можно изменять, регулируя напряжение генератора и чувствительность осциллографа.

Исследование фазово-частотной зависимости проведите при том же сопротивлении контура, что и в п.5 упражнения 1. Убедитесь, что при резонансной частоте фазовый сдвиг равен , при частоте значительно меньшей резонансной фазовый сдвиг стремится к нулю, а при высоких частотах . Измерьте фазовый сдвиг для нескольких значений частот в диапазоне (0,6 …1,4 ). Точки нанесите на график. Нанесите на тот же график несколько точек теоретической зависимости , рассчитанной при помощи (7).

Замечание. Значение определяется по одной из следующих формул:

,

если большая полуось эллипса лежит в первом и третьем квадрантах;

,

если большая полуось эллипса лежит во втором и четвертом квадрантах.

При наблюдении фигуры Лиссажу на экране осциллографа SAGA и С1-94 считайте, что ось X направлена влево. Это связано с особенностью конструкции осциллографа.