Задание на выполнение работы.

Упражнение 1. Произвести коммутацию модуля ФПЭ-11м таким образом, чтобы . Рассчитать частоту резонанса, учтя собственное сопротивление катушки индуктивности, а значение емкости выбрать по согласованию с преподавателем. Установить частоту генератора вблизи расчетного значения. Изменяя частоту, настроиться на резонансный режим, основываясь на максимум тока на контуре по картинке на экране осциллографа. Измерить частоту генератора с помощью частотомера и сравнить полученное значение с расчетным.

Упражнение 2. Исследовать влияние сопротивления в индуктивной ветви контура на резонансную частоту.

Установить магазин емкостей на значение емкости, указанное преподавателем. Меняя установки магазина сопротивлений в индуктивной ветви, снять по точкам зависимость резонансной частоты от этого сопротивления. Используя формулу для расчета резонансной частоты параллельного контура, найти теоретические значения для условий опыта и сравнить их с экспериментальными точками.

Упражнение 3. Исследование влияния сопротивления в емкостной ветви контура на условия резонанса.

Для этого соединить гнезда для подключения магазина сопротивлений проводником (закоротить), а магазин сопротивлений включить последовательно с магазином емкостей. Установить магазин емкостей на то же значение емкости, что и в предыдущем упражнении, снять по точкам зависимость резонансной частоты от сопротивления магазина. Провести сравнение экспериментальных результатов с теорией.

Работа №5. Исследование связанных осцилляторов.

Изучение связанных осцилляторов является шагом к изучению колебательных систем с распределёнными параметрами. Примером простейших систем – связанных осцилляторов могут служить два маятника, массы которых связаны пружиной, массивный брусок, концы которого подвешены на пружинах, два колебательных контура, имеющих между собой ёмкостную или индуктивную связь (рис.5.1). Подробно теоретические основы анализа колебаний в связанных осцилляторах изложены в [1]. Обобщённые уравнения в координатах первого и второго осцилляторов, если они идентичны, имеют вид:

Рис 5.1

(5-1)

(5-2)

При нулевых начальных условиях и

«раскачке»первого осциллятора

короткими импульсами их колебания

(5-3)

_(5-4)

При условии слабой связи между осцилляторами

(5-5)

(5-6) и колебания осцилляторов можно записать в виде:

(5-7)

(5-8)

Графики и приведены на рис.5.2

Наблюдение колебаний наиболее просто и с достаточной точностью осуществляется в электрических цепях. В данной работе исследуются колебания в двух связанных по ёмкостному типу колебательных контурах.

Рис.5.3. Блок-схема установки для исследования

связанных контуров.

Экспериментальная установка включает в себя функциональный модуль , магазин ёмкостей, низкочастотный генератор, источник питания, электронный осциллограф. Блок-схема установки приведена на рис.5.3.

Функциональный модуль содержит два последовательных контура и формирователь ударных импульсов, который преобразует сигнал низкочастотного генератора в короткие импульсы той же частоты. Связь между контурами осуществляется подключением к их общим точкам магазина ёмкостей.

На экране осциллографа отображается напряжение на индуктивности второго контура при поступлении на первый контур импульсов ударного возбуждения.

Задание на проведение эксперимента.

1. Собрать экспериментальную установку в соответствии с описанием.

2. Включить низкочастотный генератор в режим синусоидальных колебаний частотой , амплитудой .

3. Электронный осциллограф включить в режим временной развёртки частотой и чувствительности по входу «Y» .

4. Добиться стабильной картины колебаний на экране.

5. По количеству периодов собственных колебаний контуров и длительности развёртки вычислить период колебаний и соответствующую ему частоту .

6. Измерить периоды «биений» при разных значениях ёмкости связи ( ) и построить график зависимости от ёмкости связи .