50513

Изучение затухающих электромагнитных колебаний в колебательном контуре с помощью осциллографа

Лабораторная работа

Физика

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...

Русский

2014-01-25

519.5 KB

8 чел.

PAGE  2

Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа   ИСУТЭ, АТС-152                    К работе допущен___________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент               Литенков Г.                                  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 конденсаторах 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.

 

Ход работы.

  1.  Собираем схему как показано на рисунке.
  2.  Подключаем осциллограф к внешней  сети, и даем прогреться 2-3 минуты, отрегулируем яркость и фокусировку луча. Переключатель «синхронизация» поставим в положение «внутр.», тумблер «делитель» на передней панели осциллографа—в положение «до 5 В».
  3.  Выставим на магазине сопротивлений R=0. С помощью ручек усиления и установки частоты развертки и синхронизации осциллографа получим на экране устойчивое изображение затухающих колебаний.
  4.  Установим некоторое значение индуктивности и емкости в контуре.
  5.  Проведите количественное исследование влияния сопротивления R контура на характеристики затухающих колебаний

а) установите с помощью ключей К1 и К2 максимальное Lоб и минимальное Соб для исследуемого контура. Получите изображение затухающих колебаний при сопротивлении Rм=0. Пользуясь калибровочной сеткой осциллографа, измерьте величины любых четырех последовательно расположенных (через период) амплитуд колебаний: U01; U02;U03;U04 (см. рис. 2,б). Данные измерений занесите в табл. 1. Рассчитайте величины логарифмического декремента d1, d2, d3 и значения добротности Q1, Q2, Q3 : результаты занесите в табл. 2.

    Запишите в таблицу 1 параметры контура С, L, RL., Rц и величину сопротивления Rкр, при котором колебательный процесс переходит в апериодический (рис. 2,в).

    б) не изменяя величины индуктивности и емкости контура, проведите измерения, описанные в п. 5а при трех различных значениях сопротивления Rм << Rкр. Выполните соответствующие расчеты d1, d2, d3 и Q1, Q2, Q3.

     в) повторите все измерения, проделанные в п. 5а, 5б для положения ключей К1, К2, при которых Lоб  —минимальна, а Соб — максимальна

  1.  Рассчитайте для заданных значений С, L, RL., Rм, Rц величины характеристического сопротивления r ,критиче-ского сопротивления Rкр,собственной частоты w0 и периода Т0 колебаний контура, коэффициента затухания b, декремента за тухания dт и добротности Qт контура  и занесите расчеты в таб -лицу 2. Сравните полученные расчетные значения Rкр, dт, и Qт с экспериментальными.

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

2

3

4

С=           ;   Rц=             ;  L=           ;  Rкр=              ;  RL=             ;

           

                                     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

2

3

4


                                                                                                                                                  

 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

2

3

4

С=            ;   Rц=               ;  L=           ;  Rкр=              ;  RL=          ;

           

                                     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

2

3

4

5. Расчёт погрешностей измерений 

(указать метод расчёта погрешностей).

6. Окончательные результаты:

Подпись студента:


EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29113. Принципы исполнения обязательств 25 KB
  Исполнение обязательств выражающееся в совершении или в воздержании от действий составляющих предмет обязательства базируется на ряде принципов. Принцип надлежащего исполнения обязательства должны исполняться надлежащим образом в соответствии с условиями обязательства и требованиями закона иных правовых актов а при их отсутствии – в соответствии с обычаями делового оборота или иными обычно предъявляемыми требованиями надлежащему лицу в день или период времени предусмотренный обязательством в установленном месте. Принцип...
29114. Срок исполнения обязательств 24.5 KB
  Срок исполнения обязательств. Под сроком исполнения обязательства понимается наступление определенного срока когда обязательство должно быть выполнено. Сроки исполнения могут быть общие на весь период действия длящегося договора частные для исполнения отдельных обязанностей. От сроков исполнения договора или отдельных договорных обязанностей следует отличать срок действия договора.
29115. Множественность лиц в обязательствах 25 KB
  Множественность лиц в обязательствах В обязательстве в качестве каждой из его сторон – кредитора или должника – могут участвовать одно или одновременно несколько лиц. Наличие на стороне должника кредитора или обеих сторон нескольких лиц множественностью лиц в обязательствах. Виды обязательств в множественности лиц: Активное Пассивное Долевые обязательства – презумпция равенства долей; объем ответственности определен Солидарные обязательства – долг неделим при солидарности; каждый субъект обязан либо управомочен требовать всю сумму...
29116. Очередность погашения требований по денежному обязательству 24 KB
  Сумма произведенного должником платежа недостаточная для исполнения денежного обязательства полностью при отсутствии иного соглашения погашает . прежде всего издержки кредитора по получению исполнения затем – проценты лишь в оставшейся части – основную сумму долга.
29117. Форма сделки. Государственная регистрация сделок 33.5 KB
  Форма сделки. Сделки совершаются устно или в письменной форме простой или нотариальной. Устные сделки Сделка для которой законом или соглашением сторон не установлена письменная простая или нотариальная форма может быть совершена устно. Сделки во исполнение договора заключенного в письменной форме могут по соглашению сторон совершаться устно.
29118. Недействительные сделки. Последствия недействительности сделок 30 KB
  Недействительные сделки. Оспоримые и ничтожные сделки Сделка недействительна по основаниям в силу признания ее таковой судом оспоримая сделка – одна из сторон независимо от такого признания ничтожная сделка любое заинтересованное лицо. Общие положения о последствиях недействительности сделки Недействительная сделка не влечет юридических последствий. При недействительности сделки каждая из сторон обязана возвратить другой все полученное по сделке.
29119. Представительство в гражданском праве (понятие, основания возникновения, ограничение полномочий представителя) 31 KB
  Сделка совершенная одним лицом представителем от имени другого лица представляемого в силу полномочия основанного на доверенности указании закона либо акте уполномоченного на то государственного органа или органа местного самоуправления непосредственно создает изменяет и прекращает гражданские права и обязанности представляемого. Основания возникновения: Доверенность Акт органов МСУ Акт государственного органа На основании закона Не являются представителями: лица действующие хотя и в чужих интересах но от собственного имени...
29120. Виды законного представительства 32.5 KB
  Виды законного представительства Представительство – сделка совершенная лицом представителем от имени другого лица представляемого в силу полномочия основанного на законе доверенности акта органов государственного управления местного управления непосредственно изменяет прекращает гражданские правоотношения. Виды представительства: Законное Фактическое Добровольное Административное Виды законного представительства: Представительство родителями – родители выступают от имени своего ребенка до 18 лет в защиту прав и интересов в...
29121. Представительство по доверенности (понятие и виды доверенности, сроки в доверенности) 30 KB
  Представительство по доверенности понятие и виды доверенности сроки в доверенности. Представительство – сделка совершенная лицом представителем от имени другого лица представляемого в силу полномочия на основании доверенности. Три вида доверенности: – генеральная доверенность для управления и распоряжения имуществом доверителя совершения всех возможных сделок и представительства перед любыми третьими лицами доверенность директора филиала. Срок действия доверенности: не может превышать 3 лет Если срок не указан в течение года...