Исследование основных параметров колебательного контура и обработка результатов
2.1. В контур подсоединить соосно с катушкой возбуждения L катушку №1 в соответствии с таблицей 2 в Приложении.
2.2. Добиться неподвижной картинки на экране осциллографа.
2.3. По экрану осциллографа и положению ручек переключения периода развертки определить период колебаний Тэкс. и величины двух последующих амплитудзатухающих колебаний (qn и qn+1), как обозначено на рисунке 2.
2.4. Пункты 1.1 – 1.3 повторить для других катушек индуктивности. Если на экране наблюдается одновременно N периодов, то следует замерить их общую длительность åТэксп, а искомую величину периода найти делением: åТэксп/N. Результаты измерений занести в таблицу 1:
Таблица 1. Измерение основных параметров LC-контура
№
катушки
| С
| qn
| qn+1
| Тэксп
| Трасч
| L1 эксп
| L1 расч
| ln(qn/qn+1)
| a
| Q
| мкФ
| мм
| мм
| с
| с
| мГн
| мГн
|
| c-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.5. Рассчитать: период колебаний Трасч по формуле (7), индуктивности L1 эксп, и L1 расч соответственно по формулам (16) и (14), логарифмический декремент затухания ln(qn/qn+1), по формулам (8) и (9) соответственно коэффициент затухания a и добротность Q.
2.6. Построить графики зависимостей (тип графиков точечный с добавлением к точкам кривой по методу наименьших квадратов; для удобства при сравнении совместить на один график расчетные и экспериментальные кривые):
L1 = f(N) для катушек №№ 3,6,7, где N – количество витков в катушках;
L1/N 2 = f(l) для катушек №№ 1,4,5, где l – длина катушек;
L1 = f(r) для катушек №№ 1,2,3, где r – радиус катушек;
Т = f(L1) для всех катушек.
2.7 На основании формулы (2) рассчитать сопротивление контуров (практически оно равно сопротивлению используемой катушки):
, (17)
где коэффициент затухания a находится по результатам экспериментов и с использованием формулы (8).
Записать полученные значения сопротивлений для каждой катушки и сравнить с их номинальными значениями, указанными на катушках.
2.8. Определить погрешности косвенных измерений.
Содержание отчёта
Отчёт оформляется в печатном виде на листах формата А4 в соответствии с требованиями, предъявляемыми кафедрой ОТФ, в котором помимо стандартного титульного листа должны быть раскрыты следующие пункты:
I. Цель работы.
II. Краткое теоретическое содержание:
1. Явление, изучаемое в работе.
2. Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин.
3. Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчётные формулы.
4. Пояснения к физическим величинам.
III. Электрическая схема.
IV. Расчётные формулы.
V. Формулы погрешностей косвенных измерений.
VI. Таблицы с результатами измерений и вычислений.
(Таблицы должны быть пронумерованы и иметь название. Единицы измерения физических величин должны быть указаны в отдельной строке.)
VII. Пример вычисления (для одного опыта):
1. Исходные данные.
2. Вычисления.
3. Окончательный результат.
VIII. Графический материал:
1. Аналитическое выражение функциональной зависимости, которую необходимо построить.
2. На осях координат указать масштаб, физические величины и единицы измерения.
3. На координатной плоскости должны быть нанесены экспериментальные точки.
4. По результатам эксперимента, представленным на координатной плоскости, провести плавную линию, аппроксимирующую функциональную теоретическую зависимость в соответствии с методом наименьших квадратов.
IX. Анализ полученного результата. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Что такое индуктивность и емкость? Какую роль они играют в электромагнитном колебательном контуре? Расскажите о превращениях энергии в контуре.
2. Какую роль в колебательном контуре играет активное сопротивление?
3. От чего и как зависит индуктивность соленоида?
4. Каков физический смысл коэффициента затухания a и добротности Q?
5. Какие параметры контура задают величины a и Q?
6. За какое время амплитуда колебаний уменьшится в “е” раз (возьмите любой коэффициент затухания по выбору).
библиографический список
учебной литературы
1. Калашников Н.П. Основы физики. М.: Дрофа, 2004. Т. 1
2. Савельев И.В. Курс физики. М.: Наука, 1998. Т. 2.
3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 2000.
4. Иродов И.Е Электромагнетизм. М.: Бином, 2006.
5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1998.
Приложение
Таблица 2. Характеристики катушек индуктивности
№ катушки
|
| мм
| мм
| № по каталогу
|
|
|
|
| 11006.01
|
|
|
|
| 11006.02
|
|
|
|
| 11006.03
|
|
|
|
| 11006.04
|
|
|
|
| 11006.05
|
|
|
|
| 11006.06
|
|
|
|
| 11006.07
|
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|