Составители:
Рубрика:
5. По графикам при R=1 Ом и R=300 Ом найти ширину резонанса кривой Δf (рис. 4) и рассчитать значение
добротности контура по формуле:
f
f
Q
р
Δ
≈
Упражнение 2. Определение зависимости резонансной частоты от емкости С
1. Установить сопротивление R=1 Ом, емкость С=1⋅10
-2
мкФ.
2.
Нажать кнопку « Х» на осциллографе (т.е. выключить развертку осциллографа). На экране осциллографа
наблюдать эллипс (рис. 6), изменяя частоту звукового генератора, добиться превращения эллипса в прямую. При
этом частота звукового генератора равна резонансной частоте
f
р
. Значение f
р
записать в таблицу 3 (первый
столбец).
3.
Произвести измерения f
р
при других значениях С от 2⋅10
-2
до 10⋅10
-2
мкФ с интервалом 1⋅10
-2
мкФ. Значения f
р
записать в таблицу 3.
4.
Вычислить значения
2
)2(
1
р
f
Z
π
=
и построить график зависимости Z от С, который должен представлять
собой прямую линию, проходящую через начало координат.
Таблица 3
С⋅10
-2
, мкФ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
f
р
, кГц
Z
5.
Рассчитать значение индуктивности катушки как тангенс угла наклона прямых на графике
(
)
CfZ = :
C
Z
L
Δ
Δ
= ;
2
21
LL
L
ср
+
= .
Оцените относительную погрешность определения
L :
ср
ср
ср
L
LL
L
L
−
=
Δ
=
2
δ
.
Контрольные вопросы
1. Какие изменения энергии происходят в реальном колебательном контуре, к которому не подключена внешняя
переменная ЭДС?
2.
Вывести дифференциальное уравнение, вынужденных колебаний и представить его решение.
3.
Вывести формулу зависимости амплитуды тока в колебательном контуре от частоты внешней ЭДС.
4.
Что такое резонанс? При каком условии он возникает?
5.
Когда возникает резонанс токов, а когда – резонанс напряжений?
6.
Показать, как с помощью фигур Лиссажу можно вычислить сдвиг фаз.
7.
Что такое добротность контура, от чего она зависит, на что влияет?
Литература:
1. И.Е. Иродов. Электромагнетизм (основные законы), 2001, глава 11.
2.
А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. Курс физики, 2000, главы 27 и 28.
3.
Т.И. Трофимова. Курс физики, 1985, глава 18
5. По графикам при R=1 Ом и R=300 Ом найти ширину резонанса кривой Δf (рис. 4) и рассчитать значение
добротности контура по формуле:
fр
Q≈
Δf
Упражнение 2. Определение зависимости резонансной частоты от емкости С
1. Установить сопротивление R=1 Ом, емкость С=1⋅10-2 мкФ.
2. Нажать кнопку « Х» на осциллографе (т.е. выключить развертку осциллографа). На экране осциллографа
наблюдать эллипс (рис. 6), изменяя частоту звукового генератора, добиться превращения эллипса в прямую. При
этом частота звукового генератора равна резонансной частоте fр. Значение fр записать в таблицу 3 (первый
столбец).
3. Произвести измерения fр при других значениях С от 2⋅10-2 до 10⋅10-2 мкФ с интервалом 1⋅10-2 мкФ. Значения fр
записать в таблицу 3.
1
4. Вычислить значения Z = и построить график зависимости Z от С, который должен представлять
(2πf р ) 2
собой прямую линию, проходящую через начало координат.
Таблица 3
-2
С⋅10 , мкФ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
fр , кГц
Z
5. Рассчитать значение индуктивности катушки как тангенс угла наклона прямых на графике Z = f (C ) :
ΔZ L + L2
L= ; Lср = 1 .
ΔC 2
Оцените относительную погрешность определения L :
ΔL L2 − Lср
δ= = .
Lср Lср
Контрольные вопросы
1. Какие изменения энергии происходят в реальном колебательном контуре, к которому не подключена внешняя
переменная ЭДС?
2. Вывести дифференциальное уравнение, вынужденных колебаний и представить его решение.
3. Вывести формулу зависимости амплитуды тока в колебательном контуре от частоты внешней ЭДС.
4. Что такое резонанс? При каком условии он возникает?
5. Когда возникает резонанс токов, а когда резонанс напряжений?
6. Показать, как с помощью фигур Лиссажу можно вычислить сдвиг фаз.
7. Что такое добротность контура, от чего она зависит, на что влияет?
Литература:
1. И.Е. Иродов. Электромагнетизм (основные законы), 2001, глава 11.
2. А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. Курс физики, 2000, главы 27 и 28.
3. Т.И. Трофимова. Курс физики, 1985, глава 18
