Ваа. затухающие колебания. Лабораторная работа по курсу общей физики изучение затухающих электромагнитных колебаний
![]()
|
Министерство образования и науки РФ Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра Физики ОТЧЁТ Лабораторная работа по курсу общей физики ИЗУЧЕНИЕ ЗАТУХАЮЩИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ Преподаватель Студенты гр. 351-1 __________Д.Б.Золотухин. _________А.Аскаров _________А.Глухих “__” сентябрь 2022г. _________Б.Цыбенжапов 2022 ВВЕДЕНИЕ Целью данной работы является изучение работы колебательного контура, свободных затухающих электромагнитных колебаний и их характеристик. 1 ОПИСАНИЕ ЭКСПИРЕМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ Для возбуждения и поддержания электромагнитных колебаний используют колебательный контур. Принципиальная схема колебательного контура приведена на рисунке 1.1. ![]() Рисунок 1.1 – Колебательный контур Схема установки представлена на (рис. 1.2). Колебания в контуре II возбуждаются с помощью генератора импульсного напряжения, вырабатываемого в контуре I, собранного на резисторе R1 , емкости C1 и диоде VD1 (в качестве генератора импульсного напряжения можно использовать стандартный генератор импульсов или генератор релаксационных колебаний). ![]() Схема смонтирована на съемной панели лабораторного макета. В качестве резистора RP1 в колебательном контуре II используется переменное сопротивление, максимальное значение которого RP1 = 470 Ом устанавливается поворотом ручки потенциометра по часовой стрелке в крайнее положение. При повороте ручки против часовой стрелки в крайнее положение значение сопротивления RP1= 0. В этом случае активное сопротивление колебательного контура R складывается из сопротивления соединительных проводов контура и активного сопротивления катушки индуктивности. Возбуждение контура производится периодически от генератора импульсного напряжения I, регистрируются колебания на осциллографе III. Каждый импульс, подаваемый с генератора на колебательный контур, возбуждает один цуг колебаний. 2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ Значения логарифмического декремента затухания: ![]() ![]() где n - номер измерений амплитуды. ![]() ![]() где Rx – активное сопротивление проводника; RP = 141 Ом. ![]() ![]() где L – индуктивность контура, ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() С – емкость конденсатора, C = 0,05*10-6Ф. ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() где T – период колебаний. ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() где Q – добротность контура. 3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ Результаты прямых и косвенных измерений приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Результаты прямых и косвенных измерений
Построим графики зависимости ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рисунок 3.1(a) – Зависимость ![]() Из графиков определим значения коэффициентов затухания δ1 и δ2 , в которых они являются угловыми коэффициентами прямых. ![]() ![]() ![]() По формуле (2.3) найдем индуктивность контура: ![]() По формуле (2.2) найдем активное сопротивление проводника: ![]() По формуле (2.4) найдем собственную частоту контура: ![]() Рассчитаем значения частот свободных затухающих колебаний, по формуле (2.5), для двух ситуаций: ![]() ![]() Рассчитаем значения периода колебаний, по формуле (2.6), для двух ситуаций: ![]() ![]() ![]() ![]() По формуле (2.7) найдем критическое значение сопротивления: ![]() Рассчитаем добротность контура по формуле (2.8), для двух ситуаций: ![]() ![]() ![]() ![]() ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе данной работы мы исследовали влияние величины активного сопротивления контура на характер затухания колебаний. Убедились в наличии экспоненциального закона убывания амплитуды со временем. На основе экспериментальных данных определили параметры затухающих колебаний: δ, ω0, ω, T, Rх, Rкр, Q, где Rх – сопротивление соединительных проводов и катушки: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() L = 0,72 Гн, ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Rкр = 7589 Ом, Q1 = 4.7, Q2 = 4.36. |