Ознакомьтесь с теорией в конспекте, учебнике (Савельев, т.2, §89, §90). Запустите программу «Эл-магн.Кванты». Выберите «Электричество и магнетизм» и «Свободные колебания в RLC контуре». Нажмите вверху внутреннего окна кнопку с изображением страницы. Прочитайте краткие теоретические сведения. Необходимое запишите в свой конспект. (Если вы забыли, как работать с системой компьютерного моделирования, прочитайте ВВЕДЕНИЕ стр.5 еще раз).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
* Знакомство с компьютерной моделью процесса свободных затухающих колебаний в электрическом колебательном контуре.
* Экспериментальное исследование закономерностей свободных затухающих колебаний.
* Экспериментальное определение величины индуктивности контура.
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ:
КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ КОНТУРОМ называется замкнутая цепь, содержащая катушку индуктивности с индуктивностью L и конденсатор с емкостью С. Если в цепи нет активного сопротивления R (резистора), то в контуре возможны гармонические (незатухающие) колебания тока I, заряда конденсатора q и напряжения на элементах.
НАПРЯЖЕНИЕ НА КОНДЕНСАТОРЕ .
ЭДС самоиндукции в катушке .
НАПРЯЖЕНИЕ НА РЕЗИСТОРЕ .
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА .
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ свободных незатухающих колебаний
, где w0 = - собственная частота контура.
Период Т = 2p .
Его решение q(t) = qv cos(w0 t + a), где a - начальная фаза.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ свободных затухающих колебаний
, где b = - коэффициент затухания.
Его решение q(t) = qv0 е-bt cos(wt + a), где - частота затухающих колебаний..
ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ ЗАТУХАНИЯ в контуре t есть время, за которое амплитуда колебаний уменьшается в е = 2.73 раз. На графике зависимости амплитуды затухающих колебаний от времени касательная, проведенная к этому графику в начальный момент времени, пересекает ось времени в точке t = t.
q(t)
А1
А2 ---- касательная
А3
t
t
t2=Т t3=2Т
ЛОГАРИФМИЧЕСКИМ ДЕКРЕМЕНТНОМ ЗАТУХАНИЯ называется величина, определяемая формулой . ДОБРОТНОСТЬ контура равна Q = .
МЕТОДИКА и ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ
Закройте окно теории. Внимательно рассмотрите рисунок, найдите все регуляторы и другие основные элементы и зарисуйте их в конспект.