На рис.3 изображена схема установки для исследования затухающих колебании в контуре RLC. В состав установки входят функциональный генератор ФГ-100 (1), колебательный контур, смонтированный в блоке ФПЭ-10 (2), магазин сопротивлений (3) и электронный осциллограф (4).
 |
 |
Для возбуждения колебаний в данной работе используется импульсное напряжение функционального генератора, которое подается на вход колебательного контура, имеющего определенные значения ёмкости и индуктивности (указаны на установке) и сопротивление, задаваемое сопротивлением элементов цепи контура R Ц и переменным сопротивлением магазина сопротивлений R М. Возникающие в контуре затухающие колебания (рис. 4) подаются на вход Y осциллографа, развертка которого синхронизирована подачей на вход Х сигналов с функционального генератора.
Нахождение параметров затухающих колебаний (логарифмического декремента d, коэффициента затухания b, добротности контура Q) основывается на измерениях последовательных амплитуд U 01, U 02, U 03, U 04затухающих колебаний, отстоящих по времени на период колебаний. На основании соотношения (9), получаем:
d = ln { A (t)/ A (t + T)} = ln (U 01/ U 02) = ln (U 02/ U 03) = ln (U 03/ U 04). (14)
Из зависимости логарифмического декремента d от сопротивления R, которое складывается из переменного сопротивления магазина сопротивлений R М и сопротивления элементов цепи колебательного контура R Ц (это и сопротивление проводов, индуктивности и т.д.): R = R М + R Ц, на основании формулы (10)
δ =(R М + R Ц) T /2 L
можно определить сопротивление цепи R Ц.
Действительно, строя график зависимости d(R М) и экстраполируя прямую к d → 0 (рис. 5), можно найти значение R Ц(при d = 0: R Ц = - R М).
 |
Добротность можно найти непосредственно из полученных значений логарифмического декремента по формуле (12) или через измеренное сопротивление R = R М + R Ц контура по формуле (14).
Q T = r/ R = 
/(R М + R Ц). (15)
Увеличивая сопротивление магазина R М, можно получить апериодический процесс (см. рис. 2в) при некотором критическом сопротивлении R КР.
