Экспериментальная установка

Блок-схема установки для исследования затухающих колебаний показана на рис. 3а. Здесь ГИ – генератор кратковременных импульсов, RCL – колебательный контур, МУ – мостик Уитстона, ЭО – электронный осциллограф. Развернутая схема колебательного контура приведена на рис. 3б.

Рис. 3а

Рис. 3б

Варьирование параметрами контура (емкостью, индуктивностью и омическим сопротивлением) на установке осуществляется следующим образом: емкость изменяется переключателя «С»; индуктивность ─ переключателем «L»; активное сопротивление подбирается с помощью переключателей «R». Значения емкостей и индуктивностей указаны на установке. Полное омическое сопротивление контура с учетом сопротивления обмоток катушек индуктивностей измеряется встроенным в установку стандартным мостиком Уитстона (МУ).

Заряд конденсатора C осуществляется кратковременными (t₁) импульсами напряжения с большими промежутками между ними, выдаваемыми генератором импульсов ГИ. В промежутках t₂ (t₂>>t₁) происходят затухающие колебания в контуре (рис. 4; 2а), наблюдаемые на экране осциллографа, подключенного к омическому сопротивлению R.

А мплитуда напряжения на обкладках конденсатора изменяется по закону:

,

где U₀ ─ начальное амплитудное напряжение.

Рис.4

Результаты эксперимента и расчетов

Задание 1. Исследование зависимости периода колебаний от параметров колебательного контура: емкости С и индуктивности L

Таблица 1

№ п/п	L (мГн)	С (нФ)	R (Ом)	N	t  (сек)	T х (сек)	T х (сек)	, (%)
1.
2.
3.
4.

Степень расхождения экспериментальных и теоретических значений периодов колебаний определяется выражением

Е = |Т - Т |/Т .

Задание 2. Определение логарифмического декремента колебаний и добротности колебательного контура

Таблица 2а

№ п/п	L (мГн)	C (нФ)	R (Ом)	A	A	δ	δ	θ	θ	E (%)	E (%)
1.
2.
3.
4.

Таблица 2б

№ п/п	L (мГн)	C (нФ)	R (Ом)	A	A	δ	δ	θ	θ	E (%)	E (%)
1.
2.
3.
4.

Степень расхождения экспериментальных и теоретических значений логарифмических декрементов колебаний и добротностей контуров определяется выражениями:

E = (δ - δ )/ δ и E = (θ - θ )/ θ .

Задание 3. Определение критического сопротивления колебательного контура при заданных значениях емкости и индуктивности

Таблица 3

№ п/п	L (мГн)	C (нФ)	(Ом)	(Ом)	E (%)
1.
2.
3.
4.

Степень расхождения экспериментальных и теоретических значений критических сопротивлений определяется выражением

E = (R - R )/ R .

8