Лаба 23
.docx
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
НГТУ
Кафедра общей физики
Лабораторная работа № 23
Свободные электромагнитные колебания
Факультет: ПМИ
Группа: ПМИ-31
Студенты: Челдаев А.В.
Преподаватель: Белоусов А.П.
Новосибирск
2015
-
Цель работы
Изучить затухающие колебания в контуре. Экспериментально и теоретически установить зависимости периода колебаний T, логарифмического декремента λ, добротности Q от параметров контура (R,L,C).
-
Таблица измерительных приборов
Название |
Фабричный номер |
Система |
Класс точности |
Предел измерений |
Цена деления |
Доверительная погрешность |
Осциллограф |
|
|
|
|
|
|
-
Исходные данные и рабочие формулы
L = 15 мГн ± 10%
C1 = 0,01 мкФ ± 10%
C2 = 0,022 мкФ ± 10%
C3 = 0,033 мкФ ± 10%
R1 = 68 Ом ± 10%
R2 = 150 Ом ± 10%
R3 = 300 Ом ± 10%
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
(2.5)
(2.6)
-
Электрическая схема установки
-
Генератор импульсов
-
Контур
-
Осциллограф
-
Таблицы измерений
Рассчитаем период затухающих колебаний контура для трех значений емкости по формуле (2.1).
Таблица №1
№ |
C, 10-6 Ф |
Tтеор, 10-5 с |
, 10-3 Ф0,5 |
Tпракт, с |
R, Ом |
1 |
0,01 |
0,769 |
0,1 |
0,8 |
0 |
2 |
0,022 |
3,608 |
0,148 |
1,2 |
|
3 |
0,033 |
4,419 |
0,181 |
1,4 |
Построим график зависимости T от (График 1).
Выберем значение емкости С3 и измерим логарифмический декремент λ.
Таблица №2
№ |
С, 10-6 Ф |
R, Ом |
a(t) |
а (t +T) |
λ |
RL+Rr, Ом |
Q |
1 |
0,033 |
68 |
1,3 |
1,1 |
0,16 |
20 |
19,63 |
2 |
150 |
1,2 |
0,8 |
0,41 |
7,65 |
||
3 |
300 |
1,1 |
0,4 |
1,01 |
3,11 |
Построим график зависимости λ от R (График 2).
Рассчитаем Rкрит(теор) по формуле (2.4).
Таблица №3
С, Ф |
Rакт, Ом |
R, Ом |
Rкрит(пр), Ом |
Rкрит(теор), Ом |
0,022 |
20 |
300 |
320 |
1651 |
-
Расчёты
-
Результаты
-
Графики
-
Вывод
-
Замечено, что колебания в контуре затухают. Выполнив изменения в емкости конденсатора, можно заметить, что с ее увеличением растет период колебаний.
-
Амплитуда колебаний уменьшается со временем. Находя логарифмический декремент, видим, что он нелинейно зависит от сопротивления. При большем сопротивлении декремент меньше, соответственно, больше добротность.
-
Увеличивая сопротивление, находим критическое сопротивление, при котором колебательный процесс переходит в апериодический. Рассчитав теоретически и измерив практически критическое сопротивление, видим их несовпадение. Это, возможно, является следствием неисправности переменного резистора.