4. Порядок выполнения лабораторной работы

1. Собрать электрическую цепь для исследования резонансных свойств параллельного колебательного контура в соответствии с рис. 7.

2. Включить звуковой генератор и вольтметр. Установить частоту гармонического сигнала на выходе генератора, равную заданной резонансной частоте f₀. Установить выходное напряжение генератора, равное U_гт =5 В.

3. Подключить звуковой генератор и вольтметр к исследуемой цепи в соответствии со схемой, приведенной на рис. 7.

4. С помощью конденсатора переменной емкости настроить колебательный контур в резонанс по максимуму показания вольтметра. При этом следует иметь в виду, что паразитная входная емкость вольтметра и соединительных шлангов входит в общую емкость контура. Поэтому при смене вольтметра или соединительного шланга настройку контура в резонанс необходимо осуществлять вновь.

5. Снять резонансные кривые контура U_тк(f) при R_ш → ∞, R_ш = R_ш1, R_ш = R_ш2. Экспериментальные данные занести в таблицу. При изменении частоты необходимо следить за постоянством выходного напряжения звукового генератора.

6. По экспериментальным данным построить графики U_тк(f) и n(f) в одной системе координат с теоретически полученными зависимостями.

7. По экспериментальным данным определить добротность колебательного контура для всех значений шунтирующего сопротивления, вычислить значения безразмерного резонансного коэффициента n и обобщенной расстройки α. Полученные значения n и α занести в таблицу экспериментальных данных.

8. По экспериментальным данным построить графики n(α) в одной системе координат с теоретически полученными зависимостями.

9. Убрать рабочее место.

10. Оформить отчет.

5. Содержание отчета

1. Название и цель лабораторной работы.

2. Схема лабораторной установки для исследования колебательного контура и его заданные параметры.

3. Теоретический расчет значения емкости C_расч, необходимого для обеспечения заданной резонансной частоты, емкости дополнительного конденсатора C^*, волнового сопротивления и добротности колебательного контура с учетом шунтирующего влияния сопротивления R_Г и шунтирования контура сопротивлениями R_ш → ∞, R_ш1 и R_ш2 с подробными математическими выкладками.

4. Теоретический расчет и графики резонансных кривых n(f), φ(f), U_тк(f), n(α) и φ(α) с учетом шунтирующего влияния сопротивления R_Г и шунтировании контура сопротивлениями R_ш → ∞, R_ш1 и R_ш2.

5. Теоретический расчет значения полосы пропускания для всех значений шунтирующего сопротивления.

6. Таблица экспериментальных данных и вычисленные значения добротности для всех значений шунтирующего сопротивления.

7. Вычисленные по экспериментальным данным значения n и α, занесенные в таблицу.

8. Экспериментальные графики n(f), U_тк(f) и n(α) для всех значений шунтирующего сопротивления, построенные в одной системе координат с соответствующими теоретическими зависимостями.

9. Выводы.

6. Контрольные вопросы

1. Что такое параллельный колебательный контур? Схема простейшего контура и ее элементы?

2. Каковы важнейшие характеристики колебательного контура? Их связь с элементами контура? Из чего складываются общие потери в контуре?

3. Условие возникновения резонансов токов? Зависимость резонансной частоты контура от параметров его элементов?

4. Что является резонансной кривой параллельного колебательного контура? Ее выражение через параметры контура?

5. Что является безразмерной резонансной кривой параллельного контура? Ее выражение через параметры контура?

6. Что такое резонансное сопротивление контура? Какими путями можно увеличить или уменьшить его?

7. Что такое полоса пропускания контура? Как она связана с добротностью контура?

8. Что такое обобщенная расстройка колебательного контура? Ее значения на границах полосы пропускания и резонансной частоте?

9. Как определить добротность контура по экспериментальным данным?

10. Каков физический смысл добротности параллельного колебательного контура?

11. Как можно определить сопротивление потерь, вносимое в контур сердечником катушки индуктивности?

12. Что такое фазовая характеристика контура? Какое общее реактивное сопротивление имеет параллельный контур на частотах меньших и больших резонансной?

13. Параллельная схема замещения колебательного контура? Соотношение между параметрами основной и эквивалентной схем контура?

14. Как влияет сопротивление, шунтирующее контур, на его волновое сопротивление, добротность, полосу пропускания, резонансное сопротивление и напряжение?

15. От какого источника электрической энергии должен питаться параллельный контур: источника тока или напряжения и почему?

16. Как рассчитываются характеристики контура при его питании от источника напряжения? Зачем при исследовании контура ставить сопротивление R_Г? Из каких соображений выбирается его значение?