Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Выемочно-погрузочные работы и транспортирование горной массы карьеров: Лабораторный практикум / Сост. Б.П. Караваев; ГОУ ВПО «СибГИУ». – 2003 (4)
(Методические материалы)

Значок файла Проект кислородно-конвертерного цеха. Метод. указ. / Сост.: И.П. Герасименко, В.А. Дорошенко: ГОУ ВПО «СибГИУ». – Новокузнецк, 2004. – 25 с. (4)
(Методические материалы)

Значок файла Веревкин Г.И. Программа и методические указания по преддипломной практике. Методические указания. СибГИУ. – Новокузнецк, 2002. – 14 с. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Программа и методические указания по производственной специальной практике / Сост.: И.П. Герасименко, В.А. Дорошенко: СибГИУ. – Новокузнецк, 2004. – 19 с. (2)
(Методические материалы)

Значок файла Определение величины опрокидывающего момента кон-вертера (2)
(Методические материалы)

Значок файла Обработка экспериментальных данных при многократном измерении с обеспечением требуемой точности. Метод. указ. к лабораторной работе по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» / Сост.: В.А. Дорошенко, И.П. Герасименко: ГОУ ВПО «СибГИУ». – Новокузнецк, 2004. – 20 с. (8)
(Методические материалы)

Значок файла Методические указания по дипломному и курсовому проектированию к расчету материального баланса кислородно-конвертерной плавки при переделе фосфористого чугуна с промежуточным удалением шлака / Сост.: В.А._Дорошенко, И.П _Герасименко: ГОУ ВПО «СибГИУ». – Новокузнецк, 2003. – с. (8)
(Методические материалы)

Каталог бесплатных ресурсов

Изучение вынужденных колебаний в последовательном колебательном контуре

Изучение вынужденных колебаний в последовательном колебательном контуре

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение, работы последовательного колебательного контура, снятие его резонансных характеристик и определение добротности контура.

2 БИБЛИОГРАФИЯ

1 Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособие для студентов втузов.- [В 3-х т.].- Т.1: Механика. Молекулярная физика.- М.: Наука, 1989.- 350 с.

2 Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособие для студентов втузов.- [В 3-х т.].- Т.2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика.- М.: Наука, 1989.- 496 с.

3 Черкашин В.П. Физика. Электричество и магнетизм.- Киев: Выща шк., 1986.- 168 с.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Рисунок 1

Принципиальная схема последователь-ного колебательного контура изображена на рисунке 1. Чтобы в контуре совершались вынужденные колебания, необходимо включить последовательно с элементами контура переменную ЭДС, создающую на контактах разрыва цепи переменное напряжение.Уравнение колебательного контура для вынужденных колебаний имеет вид,где собственная частота колебаний контура и коэффициент затуха-ния определяются по формулам        и        .При установившихся вынужденных колебаниях изменение величины заряда на обкладках конденсатора описывается уравнением,где

;

.Сила тока в контуре при установившихся колебаниях изменяется по закону,где  - сдвиг по фазе между током в контуре и приложен-ным напряжением . Значения  и  определяется из формул

                              (1)

и                                      .                                  (2)Можно считать, что сумма падений напряжения в колебательном контуре равна напряжению, приложенному извне,где напряжения на каждом из элементов контура равны,,.Значения  и  связаны с  соотношениями

    и     .

Фазовые соотношения между ,  и  можно представить с помощью векторной диаграммы, показанной на рисунке 2. Напряжение на ёмкости отстаёт по фазе от тока на , а на индуктивности опережает ток на .

Рисунок 2

Напряжение на активном сопротивлении изменяется в фазе с током. При  приложенное к контуру нап-ряжение  опережает ток по фазе и  (в соответствии с формулой (2)); при  ток будет опере-жать напряжение и . При  ток в контуре будет определяться значением активного сопротивления  и будет максимальным:.

Это явление называется резонансом напряжений, так как при этом напряжение на конденсаторе  в каждый момент времени будет равно по величине напряжению на индуктивности , но противоположно ему по фазе. Резонансная частота для тока в контуре , т.е. резонансная частота для тока равна собственной частоте контура.

Рисунок 3

Кривая зависимости амплитуды си-лы тока  в контуре   от  частоты внешнего источника  (формула  (1)) называется резонансной кривой  для тока. Вид этой кривой для различных значений коэффициента затухания  показан на рисунке 3, из которого вид-но, максимум при резонансе тем выше и острее, чем меньше активное сопро-тивление  и больше индуктивность L. При  ток I = 0, т. е. при пос-тоянном напряжении установившийся ток в цепи с конденсатором проходить не может.

Амплитудное значение напряжения на конденсаторе  также за-висит от частоты  внешнего источника ЭДС. При этом максимальное значение Ucm достигается при частоте

называемой резонансной частотой для напряжения, которая в реальном контуре меньше собственной частоты контура w0 .

Рисунок 4

Вид резонансных кривых для напря-жения на конденсаторе показан на рисунке 4 для различных b. При w®0 резонансные кривые сходятся в одной точке с ординатой Ucm=Um равной напряжению на конденсаторе при подключении его к источнику постоянного напряжения Um.

Широко используемой характе-ристикой колебательного контура является его добротность Q. Это безразмерная величина, характери-зующая относительную величину по-терь энергии в контуре: , где DW - потеря энергии за один период и W - энергия в контуре в данный момент. Добротность связана с логарифмическим декрементом затухания l и числом колебаний Ne, совершаемых за промежуток времени, в течение которого амплитуда уменьшается в e раз, соотношением .

При малом затухании  (b2 << )

  .

Таким образом, добротность контура показывает, во сколько раз напряжение на конденсаторе контура может превышать приложенное напряжение.

Добротность контура определяет также остроту резонансных кривых. На рисунке 5 показана ширина резонансной кривой Dw для амплитуды тока, равной 0,7Imрез, что соответствует 0,72 » 0,5 мощности при резонансе. Можно показать, что при малом затухании

,                                              (3)

т.е. чем меньше ширина резонансной кривой, тем выше добротность.

Рисунок 5

4 ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

1 Звуковой генератор.

2 Электронный осциллограф.

3  Переменный резистор.

4 Катушка индуктивности.

5 СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Рисунок 6

Для изучения вынужденных колебаний в контуре используется установка, изображенная на рисунке 6, а). С помощью этой установки можно изучать зависимость амплитудного напряжения на конденсаторе Ucm от частоты w внешнего источника эдс. При этом на вход Y осциллографа подается напряжение с конденсатора С. В качестве внешнего источника переменного напряжения используется звуковой генератор ЗГ. Активное сопротивление контура можно менять с помощью переменного резистора R.

6 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1 Включить осциллограф и звуковой генератор в сеть и дать им про-греться 5...7 минут.

2 Установить на выходе генератора напряжение до 3 В.

3 Усиление осциллографа и его временную развертку установить так, чтобы на экране наблюдалось около 10 периодов колебаний.4 Меняя частоту генератора wi и усиление на входе Y осциллографа добиваемся того, чтобы при резонансе (максимальная амплитуда      Uсmрез) сигнал не выходил за рамки экранной сетки. Сопротивление контура должно быть при этом минимальным.5

Снять зависимость амплитуды напряжения Uсmi (в делениях экранной сетки)          и осциллографа) от частоты wi (всего 8...10 измерений). Резонансные значения должны находиться примерно посередине диапазона измерений. Зависимость Uсmi(wi) снять Повторить измерения, указанные в пунктах 3-4, для 3-4 разных значений сопротив-ления Ri. Результаты измерений занести в таблицу 1.

6 Не меняя усиления входа Y осциллографа, подать на этот вход вместо исследуемого напряжения Ucm напряжение непосредственно со

Размер файла: 808.5 Кбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)

Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров