Описание экспериментальной установки. Схема экспериментальной установки приведена на рис

 

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 9. В ее состав входят источник (генератор) переменного напряжения с изменяемой часто-той и стенд, на котором установлены резистор, катушка индуктивности, конденсатор, 4 вольтметра и амперметр, измеряющие амплитудные зна-чения напряжения и тока.

На лицевой панели генератора расположены следующие органы управления:

1 – тумблер включения прибора;

2 – индикаторная лампочка, загорающаяся при включении прибора;

3, 4, 5 – ручки установки частоты выходного сигнала;

6 – переключатель формы выходного сигнала;

7, 8 – ручки установки амплитуды выходного сигнала;

9 – выходной разъем.

Рис. 9

 

Порядок проведения измерений

 

1. Включить вилку сетевого шнура в розетку 220 В и включить сетевой щиток.

2. Перевести тумблер 1 на панели генератора в положение «Вкл», при этом должна загореться индикаторная лампочка 2.

3. Установить переключатель 5 «Множитель» в положение «100».

4. Установить переключатель 6 в положение «~».

5. Установить переключатель 7 «» в положение «0».

6. Повернуть ручку 8 по часовой стрелке до упора.

7. С помощью ручек 3 (грубо) и 4 (точно) установить на шкале генератора значение 10.

После выполнения указанных действий на выходе генератора появляется переменное напряжение с амплитудой около 10 В и частотой 1000 Гц, которое подается на исследуемую цепь.

8. Изменяя частоту переменного напряжения на выходе генератора (с помощью ручек 3 и 4) от 1 кГц до 10 кГц с шагом 1 кГц, записать в таблицу 1 показания стрелочных приборов, размещенных на стенде.

9. По данным таблицы 1 построить графики зависимостей U_R, U_L, U_C и U_LC от частоты. По графикам определить резонансную частоту цепи.

10. По данным таблицы 1 рассчитать сопротивления резистора, катушки индуктивности и конденсатора для каждого значения частоты. Результаты записать в таблицу 2.

11. По данным таблицы 2 построить графики зависимостей сопротивления резистора(R),катушки индуктивности (R_L) и конденсатора (R_C)от частоты. По графикам найти величину индуктивности L и емкости С.

12. Используя полученные значения L и C, рассчитать резонансную частоту, волновое сопротивление и добротность данной RLC -цепи. Сравнить рассчитанное значение ω ­­­_ос полученным из графиков.

 

Таблица 1

Частота, кГц	UR	UL	UC	ULC

 

 

Таблица 2

Частота, кГц	R	RL	RC

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какая электрическая цепь называется цепью с сосредоточенными параметрами, с распределенными параметрами?

2. Как зависит сопротивление резистора, катушки индуктивности, кон-

денсатора от частоты переменного тока?

3. Чему равен сдвиг фаз колебаний тока и напряжения в цепи, содержащей резистор, катушку индуктивности, конденсатор?

4. Что такое резонанс? Чему равна резонансная частота для тока в RLC -цепи?

5. Чему равна разность фаз между током и напряжением в RLC -цепи в момент резонанса, при частоте, близкой к нулю и при бесконечно высокой частоте внешней ЭДС?

6. Что такое волновое сопротивление? Что такое добротность колеба-тельной системы?

7. Нарисуйте векторную диаграмму для RLC -цепи при w = w _о.