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

9 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

8366. Демографический кризис в Китае и проблемы связанные с ним 32.41 KB
  Введение. Весь мир взволнован проблемами постоянно растущей численности населения Китая. Приводятся все новые факты, подтверждающие реальность китайской демографической угрозы. Огромное население придает всем проблемам в Китае масштабность, глубину...
8367. Заметки о китайском социализме 88 KB
  Заметки о китайском социализме. Опыт Китая позволяет понять, что необходимо сделать для строительства эффективного социалистического общества XXI века. Понятно, что это будет общество, отличающееся от социализма, обоснованного в других условиях К. М...
8368. Основы разговорного китайского языка 103.5 KB
  Основы разговорного китайского языка В пособии приводиться базовые фразы в форме диалогов, упражнения для повторения пройденной лексики, упражнения для перевода с русского языка на китайский для закрепления грамматических форм. Тексты, приведенные...
8369. Все о китайском чае 103 KB
  Во все времена Китай считался одним из главных производителей чая. За долгую историю производства чая в это стране были открыты и внедрены в практику различные способы выращивания чайного листа, продуманы и апробированы принципы его предварительной ...
8370. Китайский и японский новый год 41.5 KB
  Китайский новый год. Существует древнее суеверие, которое не позволяет в первый день Нового года есть мясо. Считается, что такая пища способна отвратить от человека счастье на целый год. Также не полагается мыть волосы в этот день, поскольку можно с...
8371. Китайское изобразительное искусство 53 KB
  Китайское изобразительное искусство Китайская национальная живопись гохуа появилась в глубокой древности. Она отличается большим своеобразием и совершенно отлична по материалу, технике и художественным средствам от европейской живописи. Китайские ка...
8372. Великая китайская стена 32 KB
  Великая китайская стена (кит.трад., упр, пинь инь: буквально: Длинная стена или кит. трад., упр., пиньинь, буквально: Длинная стена в 10 000 ли)...
8373. Великая китайская стена. Архитектурное сооружение 27.5 KB
  Великая китайская стена Эта очень однородная традиционная архитектура повторяется на протяжении веков установлением типов простых прямоугольных зданий невысокого силуэта, построенных в соответствии с канонами пропорций и методов строительства, котор...
8374. Велика Китайська стіна 24.5 KB
  Велика Китайська стіна - символ Китаю, одна із найграндіозніших споруд усіх часів і народів. Стіна починається недалеко від Ляодунської затоки і проходить по горах через Північний Китай і пустелю Гобі, довжина стіни зі сходу на захід - 6700 км....