Выполнение работы. Описание лабораторной установки

Описание лабораторной установки

Схема экспериментальной установки представлена на рис.13.2.

Рис. 13.2.

На вход 1-2 цепи подаются прямоугольные импульсы напряжения. На вход Y₁ осциллографа подается напряжение, снимаемое с конденсатора С (точки 2-3). Затухающие колебания наблюдаются на экране осциллографа в течение времени, определяемом длительностью подаваемого прямоугольного импульса. Переменное сопротивление R позволяет плавно изменять затухание в цепи.

Выполнение работы

1) Собрать схему рис.13.2, используя в качестве генератора прямоугольных импульсов генератор Л31.

2) Изменяя постоянную развертки осциллографа, при Ом (сопротивление контура равно 0, учитывается только выходное сопротивление генератора) получить на экране статическую картину осциллирующего сигнала, соответствующего затухающим колебаниям в контуре в течение времени, равного длительности одного возбуждающего импульса..

3) Провести серию измерений, последовательно заменяя сопротивление R на R₁, R₂, R₃ (полное сопротивление контура R при этом равно сумме R₀ и соответствующего R_i, т. е. R₀ будет равно 700 Ом, 1100 Ом и 1700 Ом). Полученные осциллограммы перенести на кальку. Для каждого случая записать постоянную развертки осциллографа.

4) По данным измерений для каждого из значений R (R₀, R_1, R_2, R₃):

1. определить периоды затухающих колебаний ;

2. рассчитать коэффициенты затухания ;

3. рассчитать величины логарифмических декрементов затухания l_i и добротностей контуров Q_i.

4. воспользовавшись ф-лой (13.8), рассчитать L при заданном значении емкости С.

5. оценить погрешность определения L.

5) Плавно увеличивая сопротивление контура, получить на экране осциллографа кривую, отображающую апериодический процесс. По известным значениям С и L контура оценить величину R_кр.

Контрольные вопросы

1. Запишите закон Ома в дифференциальной и интегральной формах.

2. Что такое электрический ток? Как определяется сила тока I.

3. Дайте определения разности потенциалов, электродвижущей силы, напряжения.

4. Что такое колебательный контур?

5. Дайте определения емкости и индуктивности. В каких единицах они измеряются?

6. Запишите и сформулируйте закон электромагнитной индукции.

7. Чему равна Э.Д.С. самоиндукции? Работа каких сил равна Э.Д.С. самоиндукции?

8. Запишите дифференциальное уравнение для свободных незатухающих колебаний и его решение.

9. Чему равна собственная частота колебаний в L-C контуре без активного сопротивления?

10. Запишите формулу Томпсона.

11. Как в L-C контуре происходит превращение одного вида энергии в другой?

12. Запишите дифференциальное уравнение для свободных затухающих колебаний в L-C-R контуре и его решение.

13. Определите параметры затухания (время релаксации, декремент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность) и выразите их через L, C и R.

14. Выведите уравнения колебаний в контуре L-C для q(t) и для U(t).

15. По какому закону будет происходить изменение тока в цепи?

16. Что собой представляет добротность колебательной системы и каков ее физический смысл?

17. Какое сопротивление контура называется критическим?

18. Объясните, как возбуждаются и наблюдаются колебания в выполняемой работе.