При сборке колебательных контуров используются катушка индуктивности и магазин ёмкостей. Питание контуров осуществляется от генератора синусоидальных сигналов. Ток на входе колебательного контура определяется косвенным методом – измерением напряжения на измерительном резисторе с известной величиной сопротивления. В качестве измерительного резистора используется магазин сопротивлений. Напряжения измеряются с помощью цифрового мультиметра.
Рабочее задание
1. Собрать последовательный колебательный контур, включив на вход контура измерительное сопротивление величиной 50 Ом
(рис. 3.1) На вход электрической цепи подключить генератор синусоидального напряжения.
 |
Рис. 3.1
2. Установить емкость С = 0,5 мкф. Включить генератор сигналов. Установить на входе колебательного контура максимально возможное напряжение (ручка «регулирование сигнала» ГС до упора по часовой стрелке). Изменяя частоту входного сигнала, настроить колебательный контур в резонанс напряжений. Значение резонансной частоты f 0 записать в табл. 3.1.
Таблица 3.1
| f, Гц | U вх, В | U к, В | UС, В | U И, В | I, мА |
| f 0 = f н = f в = |
Установить на входе колебательного контура напряжение U вх = 3 В. Измерить значения напряжений на катушке индуктивности U к, конденсаторе U С и измерительном сопротивлении U и. Величины напряжений занести в табл. 3.1. Значение тока в контуре I (I = U и/ R и)
5. Экспериментально найти значения нижней и верхней граничных частот f н и f в, при которых ток в контуре I = 0,1 I рез.
6. (или U и = 0,1 U и рез.). Повторить измерения п. 2 при f н и f в, результаты измерений занести в
табл. 3.1.
4. По результатам пп. 2 и 3 методом засечек построить векторные диаграммы токов и напряжений при частотах f 0, f н и f в.
5. Собрать параллельный колебательный контур, на входе контура включить измерительное сопротивление величиной R и = 2 кОм.
(рис. 3.2). На вход электрической цепи подать напряжение с генератора синусоидального напряжения.
 |
Рис. 3.2
5. Установить емкость С = 0.5 мкф. Включить генератор сигналов, установить на входе колебательного контура напряжение U вх = 1 В. Настроить колебательный контур в резонанс токов, изменяя частоту входного сигнала (добиваясь наименьшего тока, потребляемого от ИП, т.е. наименьшего U и). Данные измерений занести в табл. 3.2. В две последующие строчки таблицы записать частоты генератора соответсвенно больше и меньше на 100гц резонансной частоты f рез. Рассчитать токи в ветвях с катушкой и ёмкостью (см. методические указания) и записать их в табл. 3.2.
Таблица 3.2
| Частота, Гц | Токи, А | ||
| Iк | Iс | Iи | |
| f рез.= | |||
| f <fpeз= | |||
| f >fрез= |
По данным табл. 3.2 построить векторные диаграммы.
Методические указания
1. О настройке последовательного контура в резонанс напряжений можно судить по наибольшему току в электрической цепи (т.е. по наибольшему U и).
2. О настройке колебательного контура в резонанс тока можно судить по наименьшему току входной цепи контура.
3. При построении векторной диаграммы параллельного контура токи I к и IС следует рассчитать. Параметры катушек L1, R1 или L2, R2 даны на стенде. Зная параметры катушки можно определить: Zк и I к = U вх/ Z к; ток IС определяется
по формуле 
, где С = 0,5 мкф, а значение f берется из таб.3.2 Считая IC опережающим входное напряжение на угол π/2, построить векторные диаграммы методом засечек. Задаёмся на диаграмме вектором U вх, откладываем относительно U вх ток I С, а затем, зная I к и I, достраиваем треугольник токов: из конца вектора тока IС делаете засечку радиусом равным току I к, а из начала координат делаем засечку радиусом равным I. Две дуги пересекутся в одной точке, которая и будет вершиной треугольника тока.
