Задание для экспериментальной работы

 

3.1. Для экспериментального исследования переходного процесса в последовательном колебательном контуре соберите цепь (рис. 3.2).

 

Рис. 3.2

 

3.2. Подготовьте к работе генератор Г5-60 и осциллограф С1-83. Установите на Г5-60

напряжение 1 В, длительность импульсов t _и =200 мкс, период их следования Т =660 мкс.

На 1-й канал осциллографа подайте напряжение с сопротивления R ₂, а на второй канал – с емкости C. Получите на экране осциллографа с 1-го канала изображение одного импульса размером 4 х 4 дел. Получите на экране осциллографа со 2-го канала изображение напряжения , соответствующее импульсу 1-го канала. При всех дальнейших измерениях ручки «время/дел» и «V/дел» не трогайте.

3.3. Установите С = С 3. Снимите осциллограмму . Нанесите на осциллограмме точки на оси абсцисс, соответствующие началу импульса, его окончание, измерьте период свободных колебаний T _с, u_{c св}(t) и u_{c св}(t+T _c), вычислите их отношение , логарифмический декремент затухания α T _с=lnΔ, Р ₁, Р ₂, результаты эксперимента запишите в табл. 3.2.

3.4. Повторите эксперимент для емкости С = С 2. Сделайте вывод о зависимости периода свободных колебаний и логарифмического декремента от величины емкости контура.

3.5. Установите емкость С = С 1 и снимите соответствующую осциллограмму.

 

 

Таблица 3.2

Результаты расчета и анализа на ПК

 

Предвари- тельный расчет	C, мкс	Q	T с, мкс	Δ=	α T с	Р 1,2 =- α±jωс, 1/с
С 2
С 3
Результаты экспери-мента		Измеряется по графикам	Вычисляется по данным измерений
T с		α T с=ln Δ
С 2
C 3

 

Таблица 3.3

 

Результаты расчета Q, р ₁ и р ₂

 

 

C,мкФ	Q	Р 1=	Р 2=
С 1 задано
С кр

 

 

Указания защите

4.1. Отчет должен содержать:

- схему исследуемой цепи;

-графики напряжений на элементах R, L, C при разных значениях С. На графиках указать, какому режиму колебаний они соответствуют: апериодическому, критическому или колебательному;

-табл. 3.2 и 3.3;

- на комплексной плоскости показать расположение корней характеристического уравнения, рассчитанных по пп.2.5 и 2.6;

- выводы о влиянии величины емкости на добротность контура, период собственных колебаний, декремент затухания и длительность переходного процесса

Контрольные вопросы

1. Какой режим будет в последовательном RLС -контуре при R = 2 = R _кр, R > R _кр,

R < R _кр?

2. Что следует понимать под начальными условиями для контура RLC?

3. Какие режимы собственных колебаний возможны в последовательном RLC -контуре?

5. Какие корни характеристического выражения соответствуют каждому из режимов?

6. Какой физический смысл имеют вещественная и мнимая составляющие корней?

7. Как должны измениться потери в цепи, чтобы критический режим перешел в апериодический? в колебательный?

8. Какой вид будет иметь свободная составляющая u_{c св}(t), если корни характеристического уравнения отрицательные вещественные числа? Комплексно-сопряженные числа? Кратные корни?

8. Может ли частота свободных колебаний ω _св в контуре RLС быть выше (равна, ниже) резонансной частоты ω _о этого же контура?