1 Проверка подготовки студентов к лабораторной работе по вопросам для самопроверки.
2 Подготовка лабораторной установки к работе, получение инструктажа по технике безопасности.
2.1 Ознакомиться с элементами, из которых собирают исследуемую цепь (рисунки 9.1 и 9.2): генератором на блоке Г3, вольтметрами V2 и V3, элементами RШ3, RS’, RД, LВ, CВ.
2.2 Собрать электрическую цепь по схеме (рисунок 9.1). Обозначение пунктир (---) означает, что у данных устройств вторая клемма уже заземлена и ее дополнительно заземлять не надо (V2, V3), V1 подключен к Г3 уже на стенде.
Рисунок 9.1 – Схема для исследования параллельного колебательного контура при питании от источника напряжения
2.3 Поставьте переключатели в следующие позиции:
– на блоке Г1 тумблер в положение «ВНУТР».
– на блоке Г1 переключатель диапазонов в позицию 2 – 20 кГц, регулятор частоты до отказа против часовой стрелки.
– на блоке Г2 переключатель формы сигнала в положение «f var » (крайняя позиция слева).
– на блоке Г3 тумблеры в положения «НОРМ» и «10 В».
– на блоке «V3-φ» переключатель в положение V3, тумблер напряжения в положение «10 В».
2.4 Пригласите преподавателя проверить собранную цепь.
2.5 Включить тумблеры в следующей последовательности: «СЕТЬ», «ГЕНЕРАТОР», «V2», «V3-φ».
3 Произведите исследования параллельного колебательного контура при питании от источника напряжения с малым внутренним сопротивлением. Для этого:
3.1 На блоке генератора Г3 ручкой регулировки напряжения установите по верхней шкале вольтметра PV1 напряжение на входе цепи 3 В.
ВНИМАНИЕ! При дальнейших опытах поддерживайте это значение напряжения неизменным на всех исследуемых частотах.
3.2 На блоке генератора Г1 медленно увеличивайте частоту генератора. По мере приближения к резонансной частоте сопротивление параллельного колебательного контура возрастает, значит, ток в неразветвленной части цепи и, следовательно, показания PV2 уменьшаются. Резонансная частота f0 соответствует минимальному показанию прибора PV2.
3.3 Занести значение f0 в таблицу 9.1 в строку 4.
3.4 Запишите показания приборов PV2 и PV3 на найденной частоте f0.
3.5 Плавно изменяя частоту генератора в разные стороны от резонансной частоты на f=1 кГц, снимите показания приборов PV2 и PV3 для остальных значений частот и запишите эти показания в таблицу 9.1.
Внимание! Убедитесь, что выходное напряжение контура, равное показанию прибора PV3, практически остается неизменным.
3.6 Для каждого значения частоты рассчитайте ток цепи и входное сопротивление .
Таблица 9.1 – Экспериментальные и расчетные данные к схеме рисунка 9.1
Результаты измерений | Результаты вычислений | |||||
№ п/п | f, кГц | U2 (URш2), мВ | U3 (UВЫХ), В | I, мА | ZВХ, кОм | |
f0-3 кГц | ||||||
f0-2 кГц | ||||||
f0-1 кГц | ||||||
f0 | ||||||
f0+1 кГц | ||||||
f0+2 кГц | ||||||
f0+3 кГц |
3.7 Постройте графики зависимостей I=F(f), UВЫХ=F(f), ZВХ=F(f).
4 Произведите исследования параллельного колебательного контура при питании от источника тока. Для этого:
4.1Соберите электрическую цепь по схеме (рисунок 9.2). Внимание!
4.1.1 Включите дополнительно в собранную ранее схему (рисунок 9.1) большое сопротивление RS’=100 кОм. При таком включении в цепи окажется режим, близкий к режиму источника тока.
i. Вместо RШ2=100 Ом, включите резистор RД=1 кОм.
ii. Поставьте тумблер на блоке «V3-φ» в положение «1В».
3 Пригласите преподавателя проверить собранную цепь.
4 Включите тумблеры в следующей последовательности: «СЕТЬ», «ГЕНЕРАТОР», «V2», «V3-φ».
Рисунок 9.2 – Схема для исследования параллельного
колебательного контура при питании от источника тока
5 На блоке генератора Г3 ручкой регулировки напряжения установите по верхней шкале вольтметра PV1 напряжение на входе цепи 3 В.
6 Плавно изменяя частоту генератора, определите резонансную частоту. По мере приближения к моменту резонанса напряжение на приборе PV3 возрастает и на резонансной частоте будет максимальным.
7 Запишите значение f0 в таблицу 9.2 в строку 4.
8 Запишите показания приборов PV2 и PV3 на найденной частоте f0.
9 Плавно изменяя частоту генератора в разные стороны от резонансной частоты на f=1 кГц, снимите показания приборов PV2 и PV3 для остальных значений частот и запишите эти показания в таблицу 9.2.
Внимание! Убедитесь, что показание прибора PV2 (оно пропорционально току цепи) практически остается неизменным.
10 Для каждого значения частоты рассчитайте ток цепи и отношение , где UВЫХ 0 – это значение напряжения в момент резонанса.
Таблица 9.2 – Экспериментальные и расчетные данные к схеме рисунка 9.2
Результаты измерений | Результаты вычислений | |||||
№ п/п | f, кГц | U2 (URд), мВ | U3 (UВЫХ), В | I, мА | ||
f0-3 кГц | ||||||
f0-2 кГц | ||||||
f0-1 кГц | ||||||
f0 | ||||||
f0+1 кГц | ||||||
f0+2 кГц | ||||||
f0+3 кГц |
11 Постройте графики зависимостей I=F(f), =F(f).
12 На графике покажите полосу пропускания контура и рассчитайте ее через граничные частоты.