2. Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на универсальном стенде с наборным полем, предназначенном для сборки исследуемой цепи. Электрическая цепь для исследования резонансных свойств параллельного колебательного контура приведена на рис. 7. В качестве источника гармонического сигнала используется звуковой генератор, а для измерения напряжения на контуре – вольтметр В7-26. Резистор R_г служит для увеличения внутреннего сопротивления генератора гармонического сигнала и при выполнении данной работы R_г = 330 кОм.

Колебательный контур состоит из реальной катушки индуктивности, параметры которой приведены в таблице заданий, и двух конденсаторов: постоянного C^* и переменного С_n Емкость конденсатора С_n меняется в пределах от C_nmin = 12 пф до C_nmin = 495 пф, и он служит для настройки контура на заданную резонансную частоту. Необходимость использования конденсатора постоянной емкости C^* определяется расчетным значением емкости C_расч, необходимой для обеспечения заданной резонансной частоты. Если C_расч  C_L + 0,8 C_nmax то C^* = 0 и конденсатор постоянной емкости из схемы исключается. Если же C_расч  C_L + 0,8 C_nmax, то значение конденсатора постоянной емкости C^* выбирается из условия

C_расч – (C_L + 0,8 C_nmax)  C^*  C_расч – (C_L + 0,2 C_nmax).

Такой выбора конденсатора C^* обеспечивает то, что расчетное значение емкости контура, необходимое для его настройки на заданную резонансную частоту, лежит внутри диапазона регулирования емкости, обеспечиваемого изменением емкости C_n. Это гарантирует точную настройку контура на заданную резонансную частоту за счет изменения емкости C_n. При выборе конденсатора C^* следует учитывать то, что в кассетнице радиодеталей имеются конденсаторы с номинальными значениями 380 пф, 470 пф, 750 пф, 2200 пф и т. д.

3. Домашнее задание

1. Изучить краткие теоретические сведения и описание лабораторной установки.

2. Из таблицы заданий выбрать значение резонансной частоты f₀ исследуемого колебательного контура и параметры его катушки индуктивности L, R_L, и C_L. Номер варианта определяется номером лабораторного стола, за которым выполняется работа.

3. По заданным значениям f₀ и L определить значение емкости C_расч, необходимое для обеспечения заданной резонансной частоты. По найденному значению C_расч определить в соответствии с рекомендацией раздела 2 номинальную величину дополнительного конденсатора постоянной емкости C^*.

4. Рассчитать волновое сопротивление и добротность колебательного контура с учетом шунтирующего влияния сопротивления R_г и дополнительном шунтировании контура сопротивлениями R_ш → ∞, R_ш1 или R_ш2, приведенным в таблице заданий.

5. Теоретически рассчитать и построить графики резонансных кривых n(f), φ(f) и U_тк(f) колебательного контура с учетом шунтирующего влияния сопротивления R_г и дополнительном шунтировании контура сопротивлениями R_ш → ∞, R_ш1 или R_ш2. При этом считать, что звуковой генератор генерирует гармоническое напряжение амплитудой U_гт = 5 В.

6. Теоретически рассчитать и построить графики безразмерных резонансных кривых n(α) и фазовых характеристик φ(α) колебательного контура с учетом шунтирующего влияния сопротивления R_г и дополнительном шунтировании контура сопротивлениями R_ш → ∞, R_ш1 или R_ш2.

7. Теоретически найти значения полосы пропускания исследуемого контура с учетом шунтирующего влияния сопротивления R_г и дополнительном шунтировании контура сопротивлениями R_ш → ∞, R_ш1 или R_ш2.

При выполнении всех теоретических расчетов необходимо:

– помнить о том, что частота f гармонического сигнала, генерируемого звуковым генератором, связана с круговой частотой , используемой при теоретических расчетах, выражением  = 2πf;

– пренебречь сопротивлением потерь R_, вносимым в контур сердечником катушки индуктивности.

Рис. 7. Схема лабораторной установки для исследования резонансных свойств параллельного колебательного контура

Таблица заданий для исследования

резонансных свойств параллельного контура

Вариант Параметры	1	2	3	4	5	6
f0, кГц	75	40	25	25	30	60
L, мГн	5,17	86,75	1,46	1,54	87,7	42,74
RL, Ом	0,47	44,0	0,54	0,57	42,2	25,4
CL, пФ
Rш1, кОм	100	130	180	100	130	75
Rш2, кОм	20	24	27	18	30	12

Таблица экспериментальных данных

Rш → ∞				Rш = Rш1				Rш = Rш2
f, кГц	Uтк, В	n	α	f, кГц	Uтк, В	n	α	f, кГц	Uтк, В	n	α