ссылка для скачивания doc. файла ЛР №59

Контрольные вопросы:
1.Что называется периодом, частотой, амплитудой, фазой
гармонического колебания?
2.Запишите уравнение смещения колеблющейся точки при
гармонических колебаниях и объясните все величины, входящие в
него.
3.Графическое изображение гармонических колебаний.
4.По какому закону изменяется амплитуда при затухающих
колебаниях.
5.В чем заключается явление резонанса?
6.Нарисуйте последовательный и параллельный колебательные
контуры.
7.Объясните явления, протекающие в колебательном контуре.
8.Что называется добротностью колебательного контура?
9.Нарисуйте график резонансной кривой.
10.Напишите выражения для емкостного.
11.Напишите выражение для емкостного сопротивления.
12.Напишите выражение для индуктивного сопротивления.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 59
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА
Фамилия И.О. _____________ Группа ______
Дата ______
Введение
Электрическая
цепь,
образованная
последовательным
соединением
индуктивности L, емкости С и активного сопротивления R незначительной
величины, называется колебательным контуром.
В зависимости от способа подключения к контуру ЭДС колебательный контур
называется параллельным (рис. 1) или последовательным (рис. 2).
Ток в контуре зависит не только от величины подводимой к контуру ЭДС, но и
от ее частоты. Эта зависимость называется резонансной характеристикой контура
(рис. 3)
При
некоторой
частоте
колебаний,
подводимых к контуру, как это видно из закона
Ома для полной цепи переменного тока
I0 
E0
1 

R 2   L 

C 

2
ток в контуре принимает максимальное значение,
если
1
L 
0
C
где ωL – индуктивное сопротивление;
1 - емкостное сопротивление;
C
ω – циклическая частота внешней ЭДС.
Индуктивное
и
емкостное
сопротивление
сопротивлением.
называют
реактивным
резонансную характеристику контура, то есть не I0 от частоты, а
2
 I0 

 1
 I 0рез 
2


Откуда находим, что
E
R
то есть
I0 ≥ 0,707·I0 рез
График зависимости резонансной кривой от частоты изображен на рис. 5.
1
).
wC
В работе требуется снять приведённую
резонансную характеристику контура и по ней
определить добротность контура. Добротность
контура определяется формулой:
рез
Q
2  1
Однако следует помнить, что эта формула верна
лишь при больших Q, то есть когда затухание
собственных колебаний в контуре мало.
Мощность потерь определяется формулой:P = I2 R.
По определению
1 

1
I 2  p L 
 L 

C


C
Q

R
I2R
где ωр – резонансная частота.
Как показывает теория, добротность контура может быть определена также по
его резонансной характеристики (см.рис. 3).
p
Порядок выполнения работы
Включить генератор в сеть.
Плавно вращая ручку оси конденсатора контура связи, найти максимальный ток
по прибору и записать частоту, против которой расположена стрелка.
Поставить стрелку, укрепленную на оси конденсатора в левое крайнее
положение.
Плавно меняя угол поворота конденсатора через каждые 10°, записать
показания прибора в цепи катушки связи, Показания снять от 10° до 180°.
Зная максимальное показание прибора, подсчитать значение I 0 для каждой
1.
2.
3.
4.
5.
I 0 рез
180˚
170˚
160˚
150˚
140˚
130˚
120˚
110˚
100˚
60˚
50˚
40˚
30˚
20˚
10˚
ω0
частоты.
Данные занести в таблицу.
0
2  1
Чтобы отобрать энергию от контура, его необходимо нагрузить, Часто нагрузкой
является другой индуктивно связанный с ним контур (рис. 4).
Здесь нагрузкой является контур Lсв
связи С1 и Rн, настроенный на частоту ЭДС
и представляющий поэтому чисто активное
сопротивление rн, так как
1
Lсв 
0
С1
При нормальных условиях контур связи
может отобрать половину энергии от
колебательного контура.
Как известно, энергия излучения пропорциональна квадрату амплитуды тока в
контуре. Для большей наглядности принято рассматривать приведенную
I
Q
1
I 0рез
2
90˚
P = I2 (ωL -
I0 
80˚
Качество колебательного контура определяется добротностью Q, которая
является основным параметром контура. Добротностью контура называется
отношение реактивной мощности к мощности потерь в контуре .
Реактивная мощность определяется формулой:
от частоты.
Поэтому ширину резонансной кривой характеризуют интервалом частот в пределах:
LC
В случае резонанса ток в контуре принимает максимальное значение, то есть
Imax =
I0
I 0 рез .
70˚
Если частота внешней ЭДС (ω) равна частоте собственных свободных колебаний
(ω0) в колебательном контуре, то имеет место явление резонанса, а частота внешней
ЭДС называется резонансной и связана с параметрами контура следующим
соотношением
ω= 1
рез
I0/I
6. По данным таблицы построить график резонансной кривой, как это показано на
рис. 5, и найти добротность колебательного контура.