Вивчення вимушених електричних коливань у коливальному контурі. Лабораторна робота з Фізика напівпровідників та діелектриків. Робота № 530197

Вивчення вимушених електричних коливань у коливальному контурі

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

КН

Кафедра:

Кафедра фізика

Інформація про роботу

Рік:

2018

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Фізика напівпровідників та діелектриків

Група:

БІ 11

Варіант:

Варіант 1 2

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Національний університет «Львівська політехніка» Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології Кафедра Фізики Звіт Лабораторна робота № 17 «Вивчення вимушених електричних коливань у коливальному контурі» Мета роботи Дослідити вимушені коливання в коливальному контурі; за резонансною кривою обчислити величину активного опору R, добротність коливального контуру Q, його індуктивність L і ємність C. Короткі теоретичні відомості Вільні коливання, що виникають у коливальному контурі завжди є згасаючими. Для того, щоб коливання були незгасаючими, необхідно компенсувати втрати енергії в контурі. З цією метою коливальний контур необхідно під’єднати до зовнішнього джерела струму, ЕРС якого періодично змінюється: . Коливання, які відбуваються у такому коливальному контурі, називаються вимушеними. Коливальний контур , що складається з послідовно з’єднаних котушки індуктивності L, конденсатора відповідної ємності C й активного опору R, під’єднаних до джерела змінної ЕРС, називають послідовним коливальним контуром. При протіканні змінного струму на ділянці контуру, що містить індуктивність L, виникає ЕРС самоіндукції , де і - сила струму в колі. Повна ЕРС, що діє в контурі, дорівнює . Щомиті вона повинна дорівнювати сумі спадів напруг вздовж кола, тобто різниці потенціалів на обкладинках конденсатора та спаду потенціалу іR на омічному опорі R . Отже, . ( 6.13 ) Підставивши замість його значення, дістанемо . ( 6.14 ) Напруга на конденсаторі U пов’язана з зарядом q обкладок співвідношенням q = UC . Сила струму , або . Диференціюючи ( 6.14 ) за часом, отримуємо . (6.15) Розв’язок цього рівняння має вигляд: , де - амплітудне значення струму а - початкова фаза. Ці величини можна визначити за формулами: , ( 6.16) . ( 6.17 ) Величина ( де і ) називається повним опором і залежить від R, L, C, ω. При частоті , що задовольняє співвідношення ,Отримуємо вираз для резонансної частоти ( 6.18 ) При резонансній частоті повний опір досягає мінімуму; при цьому амплітуда сили струму досягає максимального значення: . (6.19) При цьому зсув фаз між напругою й струмом з (6.16) . Явище різкого зростання амплітудного значення струму при наближенні частоти вимушувальної ЕРС до власної частоти контуру називається явищем резонансу напруг. Відношення напруги на будь-якій з реактивних ділянок до напруги на затискачах ЕРС при резонансі . (6.20) Величину Q називають добротністю контуру. Якщо параметри кола вибрані так, що Q > 1 , то при резонансі напруг і більші за вхідну напругу в Q разів. На рисунку 6.6 показано резонансні криві струму для послідовного контуру при однакових L і C для двох значень добротності Q1 і Q2 >Q1. З рисунку видно, що інтенсивні коливання струму в контурі виникають лише тоді, коли частота ЕРС живлення близька до частоти власних коливань контуру. Контур пропускає коливання певного діапазону частот. Цю властивість характеризують смугою пропускання контуру - різниця частот, для яких Можна довести, що . (6.21) Отже, чим більше значення добротності контуру Q ( чим менший активний опір контуру ), тим вужчою буде резонансна крива і тим менша смуга пропускання контуру ( див.рис.6.6 ). Знаючи добротність Q , активний опір R і користуючись ( 6.20 ), визначаємо індуктивність ( 6,22 ) і ємність Послідовність виконання роботи 1. Скласти схему згідно з рисунком 6.5. 2. Встановити напругу U вихідних коливань генератора, вказану на робочому місці. 3. Зняти резонансну криву. Для цього при заданому значенні U, плавно змінюючи частоту ЕРС генератора, для кожного значення частоти f записати значення струму I. Результати занести в табл.1. Дослід повторити для двох значень U. 4. Побудувати криві залежності . 5. З графіків визначити резонансну частоту і (див. рис. 6.6). 6. Знайти R за формулою (6.21). 7. Визначити добротність, індуктивність і ємність за формулами (6.23) - (6.25). 8. Результати записати в табл. 2.

Лабораторна робота Фізика напівпровідників та діелектриків

Alex_Akulenko

08.05.2018 22:52

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись