Главная страница
Навигация по странице:

  • Санкт-Петербург 2013 год.Цель работы

  • Основные расчётные формулы

  • Таблица результатов эксперимента

  • С, мкФ

  • Таблица Характеристики катушек

  • Примеры расчётов( на примере первой катушки)

  • Графики. График зависимости L

  • График зависимости

  • Конечные результаты

    		•

    Измерение параметров электромагнитного контура


    Скачать 119.39 Kb.
    НазваниеИзмерение параметров электромагнитного контура
    Дата18.05.2021
    Размер119.39 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаEl-vo_4_Izmerenie_parametrov_elektromagnitnogo_kontura.docx
    ТипОтчет
    #206258



    Министерство образования Российской Федерации

    Санкт-Петербургский государственный горный университет.







    Отчёт по лабораторной работе № 4.


    По дисциплине: Общая и техническая физика

    (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)


    Тема: Измерение параметров электромагнитного контура


    Выполнил: студент гр.СПС-12 ______________ /Половинкин М.Ю./

    (подпись) (Ф.И.О.)
    Дата: __________________




    ПРОВЕРИЛ:



    Преподаватель: ______ ____________ /Грабовский А.Ю./


    (должность) (подпись) (Ф.И.О.)


    Санкт-Петербург

    2013 год.


    Цель работы: Экспериментальное определение индуктивности и добротности электромагнитного контура
    Общие сведения
    Период колебаний - время одного полного колебания.

    Индуктивностьконтура равна отношению собственного магнитного потока, созданного некоторым током, протекающим по контуру, к силе этого тока. Зависит от числа витков, а ещё от длины соленоида, от диаметра, от магнитной проницаемости сердечника, от его длины и диаметра.

    Электроёмкость данного проводника это величина равная отношению заряда, сообщённого проводнику, к изменению потенциала, вызванному этим зарядом.

    ДобротностьQ , величина обратно пропорциональная логарифмическому декременту затухания.

    Коэффициент затухания  есть физическая величина, обратная времени, в течение которого амплитуда уменьшается в некоторое число раз.

    Электрический колебательный контур состоит из ёмкости С, индуктивности L1 и активного сопротивления R проводов (рис.2). При помощи функционального генератора (FG) напряжение прямоугольных импульсов низкой частоты подается на катушку возбуждения L. Резкое изменение магнитного поля вызывает появление напряжения в катушке L1и создает за счёт активного сопротивления затухающие свободные колебания в колебательном L1C–контуре, частота ƒ (период Т) и амплитуда напряжений которых измеряется с помощью осциллографа (Аналоговый вход CH1). Для контура L1C имеются катушки различных длин l, диаметров 2rи числа витков N(соответствующие значения для номера каждой катушки представлены в таблице 2), емкость считается известной и установлена в разъёмник.

    Таким образом, благодаря импульсному характеру наведенного внешнего магнитного поля с катушки L на катушку L1, в последней возникает индукционный ток, впоследствии чего конденсатор С начинает заряжаться, а потом разряжаться. Такие периодические изменения зарядов, напряжений и токов в контуре носят название электромагнитных колебаний. При этом происходит непрерывный переход энергии электрического поля в конденсаторе в энергию магнитного поля в катушке и обратно.

    Основные расчётные формулы:


    1. Коэффициент затухания

    ,

    где qn и qn+1 – амплитуды заряда конденсатора в момент времени tn и tn+1; Т – период колебаний.

    1. Добротность контура






    1. Период колебаний




    где L – индуктивность; R – активное сопротивление; C – емкость.
    4.Индуктивность

    , при

    где l-длина, N-количество витков, r-радиус.
    5. Индуктивность



    где f-частота, C-емкость.

    Формулы погрешности:


    1. Относительная погрешность косвенных измерений периода колебаний




    2. Относительная погрешность косвенных измерений коэффициента затухания


    3. Относительная погрешность косвенных измерений добротности контура


    Схема установки:




    Таблица результатов эксперимента:


    № катушки
    С, мкФ
    qn, мм
    qn+1, мм
    Тэксп, с

    Трасч, с
    L1 эксп, мГн
    L1 расч, мГн
    ln(qn/qn+1)
    , c-1
    Q

    1
    0,47
    0,27
    0,2
    0,146
    0,00022
    2,15*10-4
    2,67
    0,30
    2,06
    0,223

    2
    0,47
    0,1475
    0,115
    0,14
    0,00018
    2,15*10-4
    1,81
    0,25
    1,78
    0,247

    3
    0,47
    0,1
    0,085
    0,1
    0,00015
    2,15*10-4
    1,26
    0,16
    1,63
    0,193

    4
    0,47
    0,2075
    0,1625
    0,14
    0,00017
    2,15*10-4
    1,63
    0,24
    1,75
    0,252

    5
    0,47
    0,1325
    0,115
    0,09
    0,00011
    2,15*10-4
    0,68
    0,14
    1,57
    0,180

    6
    0,47
    0,06
    0,0525
    0,06
    0,00008
    2,15*10-4
    0,31
    0,13
    2,23
    0,085

    7
    0,47
    0,05
    0,15
    0,04
    0,00005
    2,15*10-4
    0,25
    0,11
    1,76
    0,072

    Таблица Характеристики катушек

    № катушки


    мм
    мм
    № по каталогу

    1
    300
    40
    160
    11006.01

    2
    300
    32
    160
    11006.02

    3
    300
    26
    160
    11006.03

    4
    200
    40
    105
    11006.04

    5
    100
    40
    53
    11006.05

    6
    150
    26
    160
    11006.06

    7
    75
    26
    160
    11006.07


    Примеры расчётов( на примере первой катушки):










    Расчет погрешности:






    Графики.

    1. График зависимости L1= f(N):




    1. График зависимости L1= f(l):




    1. График зависимости L1= f(r):




    1. График зависимости Т = f(L1) :


    Конечные результаты:

    c
    c-1

    Вывод

    В данной лабораторной работе мною и Юлей были произведены измерения и вычисления для определения индуктивности и добротности электромагнитного контура. Для этого измерения проводились на 7 различных катушках, разных по свойствам. Полученные результаты были обработаны и представлены в виде таблицы и графиков зависимости.

    Полученная погрешность имеет небольшое значение, что даёт право говорить об отсутствии грубых ошибок при измерениях и вычислениях.

    написать администратору сайта