1. Собрать цепь по схеме в соответствии с рисунком 2. После проверки схемы преподавателем включить блок питания и осциллограф в сеть 220В.
2. Установить на магазине сопротивлений значение R = 0, а на магазине ёмкостей одно из значений ёмкости С в диапазоне (0,1÷0,5) мкФ (по указанию преподавателя).
3. Получить на экране осциллографа устойчивое изображение затухающих колебаний (должно наблюдаться не менее пяти периодов).
Примечание:
На передней панели осциллографа переключатель «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» необходимо установить в положение «200 μs/см»; переключатель «МНОЖИТЕЛЬ» – в положение «×5»; переключатель «ЗАПУСК» – в положение «+».
Ручками «УСИЛЕНИЕ» канала Y (дискретно и плавно) установить максимальную амплитуду колебаний порядка 40÷50 мм. Устойчивость изображения достигается вращением ручек «СИНХРОНИЗАЦИЯ» и «ПОДСТРОЙКА СИНХРОНИЗАЦИИ», а четкость изображения – вращением ручек «ФОКУС» и «АСТИГМАТИЗМ».
Перемещение изображения вдоль осей Х и Y производится соответственно ручками «Х↔» и «Y↨».
Задание 1. Проверка зависимости периода колебаний Т от емкости контура С.
1.1 Установить на магазине сопротивлений значение R = 0 Ом.
1.2 Установить на магазине ёмкостей начальное значение С в диапазоне 0,05÷0,25 мкФ (по указанию преподавателя).
1.3 Совместить максимальное значение амплитуды колебания, принятого за начальное, с левой вертикальной линией сетки шкалы (см. рис. 3). Подсчитать число периодов N, умещающихся на сетке экрана и занимаемую ими длину экрана l N в сантиметрах. Результаты измерений занести в таблицу 2.
Указание. При счете числа периодов по числу максимумов начальная амплитуда в расчет не принимается.
1.4 Изменяя значение емкости С магазина ёмкостей с шагом, заданным преподавателем, провести необходимое количество измерений по п.1.3.
Таблица 2- Зависимость периода затухающих колебаний от ёмкости контура.
Параметры: R = 0 Ом; «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» = 200 μs/см; «МНОЖИТЕЛЬ» ×5 | ||||||
Экспериментальные данные | Расчетные данные | |||||
№ | С, мкФ | N | l N, см | l Т, см | Т, мс | |
Задание 2. Исследование зависимости коэффициента затухания δ от активного сопротивления R контура.
2.1 Установить на магазине ёмкостей значение С в диапазоне 0,1÷0,5 мкФ (по указанию преподавателя).
2.2 Установить на магазине сопротивлений начальное значение R = 0 Ом.
2.3 Выбрать одну из горизонтальных осей сетки экрана в качестве оси Х. Установить изображение колебаний симметрично относительно выбранной оси.
2.4 С помощью ручек «УСИЛЕНИЕ» Y (дискретно и плавно) установить максимальную амплитуду колебания порядка 40÷50 мм (см. рис.4).
2.5 Измерить (в миллиметрах) амплитуду первых четырёх колебаний, каждый раз совмещая измеряемую амплитуду с вертикальной осью, имеющей миллиметровые деления; результаты измерений занести в таблицу 4.
2.6 Изменяя сопротивление R магазина сопротивлений с шагом, заданным преподавателем, провести необходимое количество измерений по п.3.4. При этом максимальную амплитуду колебания необходимо поддерживать на уровне 40÷50 мм с помощью ручек «УСИЛЕНИЕ» Y (дискретно и плавно).
Таблица 3- Зависимость коэффициента затухания колебаний δ от сопротивления R контура
Параметры: С = ___ мкФ | ||||||||||||
Экспериментальные данные | Расчетные данные | |||||||||||
№ | R, Ом | Амплитуда U, мм | Логарифмический декрементæ | δ, с-1 | ||||||||
U 1 | U 2 | U 3 | U 4 | U 5 | æ 1 | æ 2 | æ 3 | æ 4 | < æ > | |||
Задание 3. Проверка применимости формулы Томсона к контуру с потерями.
3.1 Установить на магазине ёмкостей значение С в диапазоне 0,1÷0,5 мкФ (по указанию преподавателя).
3.2 Установить на магазине сопротивлений начальное значение R = 0 Ом.
3.3 Произвести измерения периода затухающих колебаний Т по пункту 1.3; результаты измерений занести в таблицу 3.
3.4 Изменяя сопротивление R магазина сопротивлений с шагом, заданным преподавателем, провести необходимое количество измерений по п.1.3.
Таблица 4- Зависимость периода затухающих колебаний от сопротивления R контура.
Параметры: С = ___ мкФ; «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» = 200 μs/см; «МНОЖИТЕЛЬ» ×5 | |||||||||
Экспериментальные данные | Расчетные данные | ||||||||
№ | R, Ом | N | l N, см | l Т, см | Т, мс | <Т>, мс | ∆ Т, мс | ||
1. | |||||||||
2. | |||||||||
3. | |||||||||
4. | |||||||||
5. | |||||||||