Обработка результатов измерений

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕЗОНАНСА

В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ

КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ

Выполнил(а):

студент(ка) группы _____________________

____________________________________

Проверил(а):____________________________

____________________________________

Дата сдачи отчета:_____________________

Лабораторная работа 6-1

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕЗОНАНСА

В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ

Цель работы: изучить зависимость амплитуды напряжения на конденсаторе последовательного колебательного контура от частоты вынуждающей ЭДС; определить по результатам измерений параметры колебательного контура.

Приборы и принадлежности: работа выполняется на компьютере.

Краткая теория

На рис. 1 приведена схема электрической цепи, называемой …………………………………………………..

……..................……………………………, включающей следующие элементы: …………………………………..........

…………………………………………………………………

В этой цепи создаются ………………………. колебания, вызываемые источником ……………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………..,

при этом Ω – это ………………………………………………………………………….

E₀ – ………………………………………………………………………………

Вынужденные колебания напряжения на конденсаторе происходят по закону:

(2)

В данной формуле:

U - ……………………………………………………………………………

U_с - ……………………………………………………………………………

Амплитуда вынужденных колебаний определяется формулой:

(3)

В данной формуле:

L - ……………………………………………………………………………

C - ……………………………………………………………………………

w₀ - ……………………………………………………………………………

b - …………………………………………………………………………….

Вынужденные колебания напряжения на конденсаторе происходят с частотой

…………………………………………………………………………………………….

В работе изучается явление ………………………………, заключающееся в ……………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………...

Резонансной кривой называется …………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………...

Положение и величина максимума резонансной кривой зависит от …………..

……………………………………………………………………………………………...

Функция U_с= U_с(W) обладает максимумом U_с_m при частоте …………..…….…,

равной …………………………………….…..

Добротность контура рассчитывается по формуле:

(5)

Эффективное собственноесопротивление, учитывающее потери энергии в контуре, вычисляется по формуле:

(7)

При выполнении условия ………………. резонансная частота слабо зависит от ………………………………………………………………………. и приблизительно равна ……………………………………………………………………………………(8)

где n_pm– ……………………………………………………………………………….

Индуктивность контура может быть вычислена:

(9)

Коэффициенты затухания вычисляются по соотношению:

(10)

Экспериментальная часть

В процессе выполнения работынеобходимо в диалоговом окне компьютерной программы получить поочередно изображения 3-х резонансных кривых при заданных значениях сопротивления резистора, значении Е₀ и установленном по заданию преподавателя значении емкости конденсатора С. Значения С, Е₀ и измеренные значения U_cдля 10 частот из диапазона масштабирования следует занести в табл. 1.

Для всех резонансных кривых следует дополнительно измерить значения резонансной частоты n_pm, при которой наблюдается резонанс напряжения на конденсаторе, и занести n_pm и соответствующие значения U_сm в табл.1.

Таблица 1

	Е₀ =				С =
	R_м= 0 Ом		R_м= 100 Ом		R_м= 250 Ом
	n, кГц	U_с, В	n, кГц	U_с, В	n, кГц	U_с, В
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
n_pm, кГц
U_cm, В

Студент(ка) гр. ____ _________________________________ (указать ФИО)

Дата выполнения _________ Преподаватель _________________

Таблица 2

№ опыта, i	R_м, Ом	Q_i	R_К_i,Ом	áR_кñ, Ом	L, Гн	W_р_i, с^-1	b_i, с^-1
1	0		R_К_i,Ом	áR_кñ, Ом	L, Гн
2	100
3	250

Обработка результатов измерений

1. По данным табл. 1 построить на одном графике три резонансные кривые U_c = U_c(n), подписав недостающие обозначения и масштаб построения по горизонтальной оси, указать для каждой кривой значение положения максимума кривой.

2. Рассчитать величину добротности по формуле (5):

R_м = 0 Q₁ =

R_м = 100 ОмQ₂ =

R_м = 250 ОмQ₃ =

Результаты занести в табл. 2.

3. Вычислить собственноесопротивление контура по формуле (7):

R_м = 100 Ом R_к1 =

R_м = 250 Ом R_к2 =

3.1Найти среднее значение собственного сопротивления контура:

<R_к> =

Результаты занести в табл. 2.

4. Вычислить по формуле (8) резонансные значения циклической частоты:

R_м = 0 W_р1 =

R_м = 100 Ом W_р2 =

R_м = 250 Ом W_р3 =

Результаты занести в табл. 2.

5. Вычислить индуктивность контура по формуле (9):

R_м = 0 L =

6. Вычислить коэффициенты затухания по формуле (10):

R_м = 0 b₁ =

R_м = 100 Ом b₂ =

R_м = 250 Ом b₃ =

Результаты занести в табл. 2.

Выводы

В работе моделировалось и изучалось явление ….…………………………….

……………………………………………………………………………………………

При заданных значениях …………………………………………………………

С = ……….., ……………………………………………………………. R_ми …………………………………………………………………………….……………….

………………… Е₀ = ………… измерены по 10 значений …………………..………

………………………………………………………………….., при соответствующих частотах вынуждающей ЭДС.

По этим данным построены резонансные кривые. При увеличении сопротивления контура ………………………… резонансное значение амплитуды напряжения на конденсаторе, при этом положение максимума кривой ……………

……………………………………………………………………………………………..,

то есть резонансная частота ……………………………., что (соответствует, не соответствует теории – почему – высказать предположение) ……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

Вычислена добротность контура при заданных значениях сопротивления резистора R_м. Получено, что с увеличением R_м добротность ………………………., что (соответствует, не соответствует теории – почему – высказать предположение) …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

Рассчитано собственное сопротивление контураR_к =

Вычислены резонансные значения циклической частотыΩ_р_iикоэффициенты затуханияb_i для каждого значения R_м. Полученные значения (подтверждают, не подтверждают – почему – высказать предположение) ………………………………………

………………………………………………………….………………………………….

справедливость соотношения b<<w₀, что объясняет ………………………………..

………………………………………………………….………………………………….