36705

Изучение затухающих электромагнитных колебаний в колебательном контуре с помощью осциллографа

Лабораторная работа

Физика

Изучение с помощью электронного осциллографа электромагнитных колебаний, возникающих в колебательном контуре, содержащем индуктивность, емкость и активное сопротивление; изучение условий возникновения затухающих колебаний в контуре; расчет основных физических величин, характеризующих эти колебания.

Русский

2013-09-23

550 KB

6 чел.

PAGE  7

Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа        ИУИТ, УИС-111               К работе допущен___________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент    Дмитриева Елена Владимировна       Работа выполнена___________________

 (ФИО студента)      (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов И. В .                              Отчёт принят_______________________          (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №29

Изучение затухающих электромагнитных колебаний в колебательном контуре с помощью осциллографа.

Цель работы:

Изучение с помощью электронного осциллографа электромагнитных колебаний, возникающих в колебательном контуре, содержащем индуктивность, емкость и активное сопротивление; изучение условий возникновения затухающих колебаний в контуре; расчет основных физических величин, характеризующих эти колебания.

2. Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

Схема установки для исследования

затухающих колебаний              

в контуре RLC     

 

 C1, C2конденсаторы;

 L1, L2  катушки;

 Rм – магазин сопротивлений;

 Rl – активное сопротивление катушки;

 K1, K2 – ключи;

 C0 – разделительный конденсатор;

 X, Y – вход, выход осциллографа;

 A, B – клеммы колебательного контура.

                    

3. Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

                       Для возбуждения колебаний в данной работе используется пилообразное напряжение генератора развертки луча осциллографа. Напряжение U снимается с выхода Х-пластин, расположенного на задней панели осциллографа, и подается к клемме В колебательного контура, перераспределяясь между конденсаторами С0, С1 и С2. Поскольку в схеме подобрано С0 << С1 и С0 << С2 то

                                       

                                    т. е. все напряжение падает почти полностью на конденсаторе C0

При линейном возрастании пилообразного напряжения развертки линейно возрастает напряжение на конденсаторе С0:                   . Устанавливается постоянный ток зарядки конденсатора С0:

 

и, следовательно, на участке аb линейно возрастаюшего напряжения ЭДС самоиндукции в катушках L1,L2 не возникает:

Таким образом, в контуре напряжение отсутствует как на кондемсаторах С1, С2, так и в катушках L1,L2 ,и колебаний не возникает.

В момент начала быстрого нелинейного спадa пилообразного напряжеиия : dUco/dt изменяется, т.е. и ток разрядки конденсатора С0 непостоянен (Iconst), а следовательно, в катушках L1,L2 возникает ЭДС L1,L2,                           

 которая и является источником энергии, вызывающим появление затухающих колебаний. Возникающие в контуре затухающие колебания будут продолжаться и во время следующего периода нарастания напряжения развертки, смещающего луч по горизонтальной оси (X) экрана осциллографа. Их можно наблюдать на экране осциллографа при подаче напряжения Uс (клемма А контура) на вход Y осциллографа. Клемма «вход Y» расположсна на передней панели осциллографа. Клемма Е («земля») контура соединя-ется с земляной клеммой осииллографа.. Устойчивое изображение затухающих колебаний можно получить на экране осциллографа при правильном подборе частоты развертки, частоты синхронизации, усиления сигнала по вертикальной (Y) и горизонтальной (X) осям.

4. Таблицы и графики

2. (L - min, C - max)

               Количественное исследование влияния сопротивления R контура на    

                                    характеристики затухающих колебаний.

                                                 Результаты измерений:

1

Rм

R=Rм+RL+Rц

U01

U02

U03

U04

U01/ U02

U02/ U03

U03/ U04

1

0

3,5

3,9

2,4

1,5

1,1

1,625

1,6

1,363

2

0,3

3,8

3,6

2,2

1,3

0,8

1,636

1,692

1,625

3

0,7

4,2

3,4

2

1,2

0,6

1,7

1,666

2

4

1

4,5

3,3

1,7

1

0,4

1,941

1,7

2,5

С= 2 мкФ    ;   Rц= 1,5 Ом      ;  L= 3 мГн        ;  Rкр= 77 Ом     ;  RL=1,5 Ом           ;

           

                                     Результаты измерений:

2

δi=ln(U0i/U0i+1)

Q=π/δ

β=R/2L

δT= βTo

QT=ρ/R

δ1

δ2

δ3

Q1

Q2

Q3

1

0,485

0,47

0,31

6,46

6,68

10,1

583

0,284

11,065

2

0,492

0,526

0,485

6,37

5,96

6,46

633

0,308

10,192

3

0,53

0,51

0,693

5,91

6,14

4,53

        700

0,340

9,221

4

0,663

0,53

0,916

4,73

5,91

3,42

750

0,364

8,607


                                                                                                                                                  (paд\с)                      (Ом)       

                                       (Ом)              (с)

 1. (L - max, C - min)

                 Количественное исследование влияния сопротивления R контура на    

                                    характеристики затухающих колебаний.

                                                 Результаты измерений:

1

Rм

R=Rм+RL+Rц

U01

U02

U03

U04

U01/ U02

U02/ U03

U03/ U04

1

0

3

4,4

2,5

1,6

1,1

1,76

1,56

1,45

2

0,3

3,3

4,1

2,3

1,4

0,8

1,78

1,64

1,75

3

0,7

3,7

4

2,1

1,3

0,7

1,9

1,61

1,85

4

1

4

3,6

1,9

1

0,6

1,89

1,9

1,6

С= 1,43 мкФ    ;   Rц= 1,5 Ом      ;  L= 5,5 мГн        ;  Rкр= 124 Ом     ;  RL=1,5 Ом           ;

           

                                     Результаты измерений:

2

δi=ln(U0i/U0i+1)

Q=π/δ

β=R/2L

δT= βTo

QT=ρ/R

δ1

δ2

δ3

Q1

Q2

Q3

1

0,57

0,44

0,37

5,55

7,06

8,45

272

0,152

20,672

2

0,58

0,51

0,56

5,45

6,35

5,61

     300

0,167

18,793

3

0,64

0,48

0,62

4,89

6,59

5,11

336

0,187

16,761

4

0,64

0,64

0,47

4,93

4,89

6,68

363

0,203

15,504

                                                                                                                             

(рад\с)                          (Ом)       

                                       (Ом)               (с)

5. Расчёт погрешностей измерений 

(указать метод расчёта погрешностей).

Среднее арифметическое значение добротности контура:

1.            = 7,022

2.            = 7,757

(n – число полученных значений добротности)

Абсолютная погрешность:

1.            = 1,079

2.            = 1,577

Относительная погрешность измерений:

1.             15,36

2.                 20,34

6. Окончательные результаты:

1. 7,0211,079

2. 7,7571,577

Подпись студента:


Лист – вкладыш

5. Расчёт погрешностей измерений (продолжение):


7. Дополнительная страница

(для размещения таблиц, теоретического материала и дополнительных сведений).


EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2466. Усний твір, що містить опис тварини. 33.38 KB
  Мета організації уроку. Сформувати в учнів поняття про опис зовнішності тварини; навчити правильно будувати текст-опис зовнішності тварини, через зовнішність описати її характер, знаходити основне, неповторне в образі конкретної тварини і описувати свої спостереження.
2467. Загальновживані (нейтральні) та стилістично забарвлені слова. 33.86 KB
  Мета організації уроку. Сформувати в учнів поняття про загальновживані та стилістично забарвлені слова, навчити розпізнавати і використовувати їх у власному мовленні, виховувати любов до слова.
2468. Розряди займенників за значенням 30.37 KB
  Мета організації уроку. Сформувати загальне поняття про розряди займенників, їх диференційні ознаки, повторити співвідносні з ними частини мови, закріпити поняття про текст і використання займенників як засобів зв’язку в ньому.
2469. Омоніми та їх використання 25.79 KB
  Мета організації уроку: розширити уявлення учнів про омоніми; поглибити отримані на попередньому уроці знань, навчити учнів розрізняти омоніми, свідомо підходити до розуміння значення і використання омонімів у мовленні.
2470. Групи сполучників за будовою. Конспект уроку 23.85 KB
  Мета організації уроку: згадати про службові частини мови, а саме про сполучник, сформувати в учнів поняття про класифікації сполучників, зокрема за будовою.
2471. Неозначені й заперечні займенники, їх утворення. Дефіс у неозначених займенниках 23.9 KB
  Мета організації уроку. Дати відомості про творення та вживання неозначених і заперечних займенників, формувати вміння визначити орфограми Дефіс у неозначених займенниках та обгрунтувати вибір написання відповідними орфографічними правилами, розвивати зорову і слухову увагу,спостережливість, культуру усного і писемного мовлення.
2472. Правопис прислівників. – Н і нн у прислівниках 15.86 KB
  Мета: ознайомити учнів з правилами написання прислівників на - е, -о, пояснити причини написання -н та –нн прислівниках, формувати уміння, знаходити орфограми одна і дві букви н у прислівниках, правильно писати слова з виучуваною орфограмою, на основі попередньо засвоєних знань з теми Прислівник як частина мови.
2473. Оборудование, механизация и автоматизация сварочного производства 391.59 KB
  Данный сборник направлен на формирование умений применять полученные знания на практике, на реализацию единства интеллектуальной и практической деятельности. Механизация и автоматизация являются важнейшим средством повышения производительности труда, улучшения качества и условий труда в сварочном производстве.
2474. Теория электрических цепей. Автогенераторы 895.56 KB
  Изучение и компьютерное моделирование работы LC-автогенератора с трансформаторной обратной связью. В работе необходимо исследовать условия самовозбуждения автогенератора, а также научиться определять амплитуду напряжения на выходе автогенератора в стационарном режиме.