2017-11-01
840ОТЧЕТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Дисциплина: Теория электрических цепей
Тема: Свободные колебания в LC-контурах
Выполнили студенты гр. 23422/1 Дыдалева А., Тузова А.
Преподаватель Котов О.И.
Цель работы:
Исследование свободных колебаний в одиночном контуре и в системе двух индуктивно связанных между собой колебательных контуров при импульсном воздействии электродвижущей силы.
Схема измерений:
Свободные колебания в одиночном контуре.
1. Сняли осциллограмму напряжения на С1 при 
=0 Ом:
Используя осциллограмму, определили для =0 Ом затухание контура d=0.022 и добротность Q=45.59
2. Сняли осциллограммы напряжения на С1 при различных значениях :
· При 
Ом
 |
Используя осциллограмму, определили для =75 Ом затухание контура d=0.115 и добротность Q=8,65
· 
При 
Ом
Используя осциллограмму, определили для =200 Ом затухание контура d=0.242 и добротность Q=4,12
· При 
Ом
Используя осциллограмму, определили для =300 Ом затухание контура d=0.383 и добротность Q=2,6
|
|
|
По полученным значениям построим график d=f() и из него найдём собственное сопротивление контура:
| Номер |
| d |
| 0.022 | ||
| 0.115 | ||
| 0.242 | ||
| 0.383 |
Из графика видно, что собственное сопротивление контура r = 18 Ом.
3. 
Изменяя , определили значение 
=1200 Ом, соответствующее моменту перехода от колебательного режима к апериодическому:
4.
5. Определили зависимость частоты собственных колебаний контура от величины С1:
| 
|  , 
|
| 5,406 | ||
| 5,251 | ||
| 4,691 | ||
| 4,444 | ||
| 4,056 | ||
| 3,718 | ||
| 3,585 | ||
| 3,460 | ||
| 3,018 | ||
| 2,770 | ||
| 2,333 | ||
| 2,066 | ||
| 1,857 | ||
| 1,721 |
Используя полученные данные, построим график 
:
Из графика находим ёмкость катушки индуктивности контура 
.
Рассчитаем величину индуктивности L:
Из формулы 
выразим L, пологая, что Cэ = 0 (эталонная ёмкость)
=> 
=
6. Найдём теоретическое значение добавочного сопротивления:
Свободные колебания в двух связанных колебательных контурах.
1. Установили малую связь между первым и вторым контурами. Настроили второй контур на собственную частоту первого, изменяя C2:
C2= 880 пФ.
=188 кГц.
2. По осциллограммам определили отношение периода огибающей (
) к периоду высокой частоты (
) при разных коэффициентах связи. Рассчитали 
и сравнили полученный значения со значениями на градуировочной кривой:
| α=10° Ксв теор = 0,18 Тогиб= 7,2 мкс Тв= 1,1 мкс Кпр= 1,1/7,2=0,15 Разница 16% | α=20° Ксв теор = 0,094 Тогиб= 6,5 мкс Тв= 0,6 мкс Кпр= 0,092 Разница 2% | α=15° Ксв теор = 0,134 Тогиб= 4,6 мкс Тв= 0,6 мкс Кпр= 0,13 Разница 3% |
|
|
|
3. Произвели измерения частот связи F1 и F2 при различных коэффициентах связи k и построили график:
| Ксв | F1, кГц | F2, кГц | 
| 
|
| 0,18 | 0,861702 | 1,021277 | ||
| 0,134 | 0,87234 | 1,010638 | ||
| 0,094 | 0,893617 | 1,005319 | ||
| 0,08 | 0,904255 | 0,973404 |
; 
4. Расстраивая второй контур относительно первого, измерили частоты связи F1 и F2 при фиксированном значении k и построили график:
f01=197 кГц.
| x | f02, кГц | F1, кГц | F2, кГц | 
| 
|
| 0,741 | 146 | 138 | 173 | 0,700508 | 0,878173 |
| 0,787 | 155 | 147 | 179 | 0,746193 | 0,908629 |
| 0,847 | 167 | 155 | 198 | 0,786802 | 1,005076 |
| 1 | 197 | 162 | 192 | 0,822335 | 0,974619 |
| 1,02 | 201 | 169 | 206 | 0,857868 | 1,045685 |
| 1,116 | 220 | 171 | 224 | 0,86802 | 1,137056 |
| 1,198 | 236 | 174 | 245 | 0,883249 | 1,243655 |
Вывод:
В ходе выполненной работы изучили характеристики свободных колебаний одиночного колебательного контура и системы из двух индуктивно связанных контуров.
Используя осциллограф и возможность изменять добавочное сопротивление нашли сопротивление, при котором колебания на контуре становятся апериодическими, установили собственное сопротивление контура.
Изучили принцип работы резонансного волномера и с его помощью определили зависимость частоты колебаний контура от величины ёмкости конденсатора. Из зависимости нашли емкость катушки исследуемого контура.
Наглядно показали на двухконтурной цепи расщепление частоты на быструю и медленную в зависимости от величины коэффициента связи.
Исследовали свободные колебания двухконтурной системы, как зависимость относительных частот связи от коэффициента расстройки второго контура относительно первого. Графически показали, что взаимодействие контуров максимально при близких собственных частотах.
Показания, полученные в ходе выполнения заданий, считаем удовлетворительными, отклонение от теоретических подсчетов допустимые (искл. п.8).
