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 UR, UL, UC и ULC 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 (RL) и конденсатора (RC)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.
