Подготовка лабораторной установки к работе

Лабораторная работа №15 .

Резонанс напряжений и резонанс токов

1. Цель работы: закрепление теоретических знаний по теме 3.8. “Электромагнитные колебания”,

приобретение практических навыков работы с цепями переменного тока,

изучение методики расчетов цепей переменного тока.

2. Порядок подготовки к выполнению работы: изучить тему и материал лабораторной работы

3. Порядок выполнения лабораторной работы дан в упражнениях

4. Подведение итогов выполнения работы:

предъявить результаты, подготовка и оформление отчета, заполнить таблички, произвести обработку результатов измерений

5. техника безопасности при выполнении лабораторной работы - стандартная с электрическими цепями

Цель работы: изучить вынужденные колебания в электрическом колебательном контуре и определить добротность контура.

Оборудование: звуковой генератор, миллиамперметр переменного тока, вольтметр, магазин сопротивлений, соединительные провода.

Ход работы:

Таблица 1

f*102, Гц
I, мА			2,5						26,5		20,5

		2,7	2,5		1,7	1,5

Таблица2

f*102, Гц
I, мА		1,5	2,5	3,5			9,5			11,5	10,5	9,5	7,5	5,5	4,5

		2,7	2,1		1,9	1,5

1 способ нахождения добротности –

2 способ нахождения добротности –

; (L = 0 ,026 Гн, C = 0,01*10^-6Ф).

3 способ нахождения добротности –

Данные берем из графика:

Подготовка лабораторной установки к работе

1.1. Установить органы управления генератора сигналов в следующие положения:

- шкала вольтметра – 31,6 В

- пределы шкалы вольтметра – 30 В

- внутр. 600 Ω - Выкл.

- внеш. нагрузка - 5000

- множитель частоты - *10²

- частота Н_z – 20

1.2. На миллиамперметре предел шкалы на 30 мА.

1.3. На милливольтметре установить предел шкалы – 100 В.

1.4. На установке тумблер установить в положении 3Г.

1.5. Включить установку и приборы в сеть.

2. Определение резонансной частоты колебательного контура.

2.1. Переключатель магазина сопротивления установить в положение 0. на шкале вольтметра генератора сигналов установить ручной «Рег. выхода» напряжение 5 В (верхняя шкала), ручной «Частота Н_z». На генераторе сигналов увеличить частоту:

- от 2000 Гц до 7000 Гц с шагом 1000 Гц

- от 7000 Гц до 10000 Гц с шагом 500 Гц

- от 10000 Гц до 20000 Гц с шагом 1000 Гц

и отрегулировать на миллиамперметре соответствующие значения тока.

Данные занести в таблицу 1.

f*102, Гц

I, мА

2.2. Повторите измерения по п. 2.1., включив в контуре с помощью магазина сопротивления активное сопротивление 300 Ом. Данные занесите в таблицу 2.

f*102, Гц

I, мА

2.3. По полученным данным п. 2.1. и 2.2., используя одну систему координат, постройте графики зависимости тока от частоты при R=0 Ом и R=300 Ом. Из графиков определите значение резонансной частоты колебательного контура.

3. Определение добротности колебательного контура

3.1. С помощью милливольтметра измерьте напряжение на индуктивности (между точками 1-2) U_L и емкости (между точками 2-3) U_С при резонансной частоте и активном сопротивлении с формулами (16) и (17) имеем расчетную формулу для добротности контура:

U_L= U_C= U, , где I_p - значение минимального тока, взятых из графика, построенного по данным таблицы 2.

3.2. Из графика, построенного по данным таблицы 2, определите добротность контура в соответствии с рис. 4 и формулой (19):

3.3. Сопоставьте экспериментальные величины Q, полученные разными методами, и сравните их с расчетными значениями – формула (18) (L = 0,026 Гн, C = 0,01*10^-6Ф).

Контрольные вопросы

1.В чем различие между резонансом токов и резонансом напряжений?

2. Что такое емкостное и индуктивное сопротивление?

3. Чем определяется добротность колебаний в электрических цепях?

4. Какому механическому резонансу соответствует резонанс в электрических цепях?

Литература

1. И.В. Савельев. Курс общей физики М., Наука, 1988г(§ 22, стр. 270)

2. С.Г. Калашников. Электричество М., Наука.