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

7 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

64936. Тайна могилы Чингисхана 57 KB
  Речь идет о Могиле Чингисхана о тайне его захоронения. Листая древние манускрипты Жизнь Чингисхана послужила основой для двух монгольских хроник из которых до нас дошли две редакции видимо составленные вскоре после смерти великого хана писал исследователь...
64937. Тактика и стратегия монгольской армии в правление Чингиcхана 84 KB
  Передовой отряд силою в две-три сотни предшествовавший армии на расстоянии двух переходов и такие же боковые отряды исполняли задачи не только охранения марша и разведки противника но также и хозяйственной разведки они давали знать где подножный корм и водопой лучше.
64938. К вопросу о численности и этническом составе монгольской армии в 1-й четверти XIII века 57.5 KB
  Видимо они руководили соединениями численностью менее 10 тысяч воинов. После этого согласно Тайной истории монголов на реке Халха Тэмуджин произвел пересчет и реорганизацию армии сформировал личную тысячу тургаутов назначил новых офицеров в том числе 6 черби...
64940. «Яса» Чингисхана и ее роль в монгольской правовой системе 105.5 KB
  Свод законов и установлений получил название Великая Яса или просто Яса Чингисхана. Яса Чингисхана санкционированный Чингисханом монгольский свод законов и установлений. Вместе взятые все эти реформы и их воплощение создали основу нового монгольского императорского закона Великой Ясы Чингисхана...
64941. Отечественная историография монгольского завоевания Руси 289.5 KB
  После монгольского завоевания Руси само возникновение Московского княжества его территориальный рост и усиление выдвижение на ведущие позиции в Северо-Восточной Руси объединение под властью московских великих князей значительной части северных русских земель происходили на фоне отношений...