Расчет добротности контура

Московский государственный университет

Путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа ИТТСУ, ВПЛ-111К работе допущен __________________

(Дата, подпись преподавателя)

Студент Работа выполнена__________________

(Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов. И. В. Отчёт принят_______________________ (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 30

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ КОНТУРЕ

1.Цель работы: изучение вынужденных колебаний в последовательном электрическом контуре, определение добротности контура и внутреннего сопротивления генератора синусоидальных колебаний.

2.Приборы и принадлежности: колебательный контур, генератор синусоидальных колебаний, электронный осциллограф, соединительные провода.

R-резистор

С-конденсатор

L-индуктивность

E-ЭДС
3. Метод измерения и описание аппаратуры

Для выполнения работы используется простейший колебательный контур, состоящий из последовательно соединенных катушки индуктивности L, конденсатора C и сопротивления R. Резонансные кривые снимают при различных сопротивлениях, включенных в контур. Наблюдение за изменением амплитуды колебаний на конденсаторе производится с помощью электронного осциллографа. Для этого сигнал с конденсатора подается на вход «Y» осциллографа, и при изменении частоты генератора измеряется амплитуда напряжения. При этом диапазон частот выбирается достаточно широким в обе стороны по отношению к резонансной частоте. Резонансная частота соответствует наибольшей амплитуде измеряемого напряжения при заданном сопротивлении контура. Определение добротности контура производится двумя из вышеописанных способов: по ширине резонансной кривой и по отношению резонансного напряжения к амплитуде вынуждающей э. д. с. Полученные результаты позволяют вычислить омическое сопротивление контура и оценить значение внутреннего сопротивления генератора.

Порядок выполнения работы

1. Включяем генератор синусоидальных колебаний и электронный осциллограф и собераем схему для измерений в соответствии с указаниями на стенде.

2. Рассчитываем собственную частоту контура по формуле

f0 ==.

Параметры L, C, RL, r контура указаны на стенде. Значения L, C и f0 запишем в табл. 1.

3. Определяем по осциллографу амплитуды вынужденных колебаний напряжения U0, снимаемого с конденсатора в делениях масштабной сетки на экране осциллографа, при фиксированных значениях частоты f генератора в выбранном диапазоне частот при R1. Полученные данные заносим в табл. 1.

4. Повторим опыт (пункт 3) при другом сопротивлении R2, включенном в контур.

5. Не изменяя настройки генератора, определим амплитуду колебаний э. д. с. генератора, соответствующую резонансной частоте, полученной экспериментально в п. 3, 4. Для этого установим на генераторе резонансную частоту, выход генератора подключим непосредственно к входу электронного осциллографа с помощью переключателя на стенде, и зафиксируем амплитуду сигнала E0. Результат заносим в табл. 1 и табл. 2.

6. По данным табл. 1 построим резонансные кривые при различных сопротивлениях контура R1 и R2.

7. На каждой резонансной кривой отметим уровень, соответствующий 0, U0 РЕЗ.

Расчет добротности контура

8. По резонансным кривым, снятым экспериментально, определяем частоты f1 и f2, соответствующие границам полосы пропускания контура и их разность Df = f2 — f1. Результаты измерений заносим в табл. 2.

9. Вычислим значения добротности Q1 и Q2 по формулам для различных значений сопротивлений контура. Результаты заносим в табл. 2.

10. Определим среднее арифметическое значение добротности при различных фиксированных значениях сопротивлений контура:

QСР = (Q1 + Q2)/2.

Вычислим теоретическое значение добротности контура по формуле и сравним его с результатами расчета по формулам. Проанализируем возможные причины расхождения результатов измерений и расчета.

4. Таблицы и графики[1].

Таблица 1

№ п/п	Частота f, МГц	U0, В
R1 = Ом	R2 = Ом












C = Ф	f0 = кГц
L = Гн	E0 = В

Таблица 2

Сопротивление контура, Ом	R1	R2
U0 РЕЗ, В
0,7U0 РЕЗ, В
fРЕЗ,МГц
f1, МГц
f2, МГц
Df, МГц
Q1 =
E0, В
Q2 =
QСР = (Q1+ Q2)/2
QТЕОР = Q =

5. Расчёт погрешностей измерений

Оценим относительную погрешность определения добротности по косвенным измерениям:

dQ1 ==++,

dQ2 ==+,

где DfРЕЗ, Df1, Df2,DU0 РЕЗ, DE0 – ошибки в определении соответствующих значений fРЕЗ, f1, f2, U0 РЕЗ, E0.

6. Окончательные результаты:

Подпись студента:

Лист – вкладыш

5. Расчёт погрешностей измерений (продолжение):

Дополнительная страница

(для размещения таблиц, теоретического материала и дополнительных сведений).

[1] Графики выполняются на миллиметровой бумаге или в компьютерном виде с использованием программ построения графиков. Необходимо соблюдать правила построения графиков.

Статьи к прочтению:

Урок №16. Колебательный контур. Резонанс

Похожие статьи: