- •Морозова Зоя Григорьевна. Изучение затухающих колебаний крутильного маятника и колебательного разряда конденсатора
- •I. Затухающие колебания
- •II. Крутильные колебания
- •III. Затухающие колебания в электрическом колебательном контуре
- •IV. Описание электронного осциллографа
- •V . Порядок выполнения работы Техника безопасности
- •Помните! Высокое напряжение опасно для жизни!
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
V . Порядок выполнения работы Техника безопасности
К проведению работ допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности.
При выполнении работы необходимо соблюдать меры предосторожности, не касаться проводников и контактов без изоляции.
Помните! Высокое напряжение опасно для жизни!
При возникновении аварийной ситуации необходимо выключить электропитание установки.
После окончания измерений выключить и обесточить установку.
ЗАДАНИЕ 1. Исследование влияния среды на движение крутильного маятника
Опустить стакан с маслом
так, чтобы маятник оказался в воздухе
(рис. 3) и привести его в движение поворотом
на малый угол
.
ВНИМАНИЕ: Изменяя положение стакана с трансформаторным маслом, не допускайте разбрызгивания масла.
По отклонению светового «зайчика» на шкале определить начальную амплитуду колебаний и, отсчитывая число полных колебаний , по истечению которых амплитуда уменьшится в два-три раза, измерить амплитуду . При этом с помощью секундомера измерить соответствующий промежуток времени .
Рассчитать период колебаний
.По формулам (15),учитывая результаты, полученные в пунктах 2 и 3, рассчитать , .
По формуле (11) рассчитать добротность контура .
Полученные результаты занести в таблицу 1
Таблица 1
Состояние маятника |
мм |
мм |
|
с |
с |
|
с |
|
в воздухе
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тело погружено на половину |
|
|
|
|
|
|
|
|
тело погружено полностью |
|
|
|
|
|
|
|
|
Поднимая стакан , погрузить маятник в масло до половины и повторить действия описанные в пунктах2-6.
Поднимая стакан , полностью погрузить маятник в масло и повторить действия описанные в пунктах 2-6.
Поднимая стакан , погрузить маятник в масло до половины и повторить действия описанные в пунктах2-6.
10. Поднимая стакан , полностью погрузить маятник в масло и повторить действия описанные в пунктах 2-6.
11. Проанализировать данные таблицы 1 и сделать вывод о влиянии среды на движение маятника.
12. Используя формулу (15) и заданные модуль кручения, радиус и массу цилиндра, рассчитать коэффициент сопротивления воздуха.
ЗАДАНИЕ 2. Изучить затухающие колебания в контуре RLC с помощью осциллографа
Собрать цепь по схеме, изображенной на рисунке 8.
Пригласить лаборанта для проверки собранной цепи.
Установить значение магазина сопротивлений равным нулю. Включить питание генератора и осциллографа. Отрегулировать усиление и частоту развёртки осциллографа так, чтобы на экране колебания напряжения занимали, примерно 2/3 экрана и изображение было устойчивым.
Зарисовать по клеткам координатной сетки экрана кривую затухающих колебаний.
Измерить амплитуду для различных участков кривой
и
,
а также, пользуясь формулой (15) вычислить
логарифмический декремент затухания
Рассчитать число колебаний N в цуге. Время между двумя последовательными заряжающими конденсатор импульсами ТГ = 0,02с (рис. 9). Оценить период затухающих колебаний
.По формуле (15) вычислить коэффициент затухания .
По формуле (11) рассчитать добротность контура .
9. Полученные результаты занести в таблицу 2.
Таблица 2
-
№
п/п
,Ом
,дел. шк.
,дел. шк.
,
с
,
с
1.
10.
Исходя из параметров системы, по формуле
(21) рассчитать
.
11.
Изменяя сопротивление магазина
от 0 до
(данные занести в таблицу 2), проследить
переход из колебательной формы разряда
в апериодическую.
12. Сравнить из опыта с теоретическим значением .
13. Для 5-6 значений сопротивлений магазина сопротивлений из
интервала возможного изменения от 0 до и повторить действия,
проводимые в пунктах 5-9.
14. Результаты занести в таблицу 2.
15.
Исходя из параметров системы, по формуле
периода гармонических колебаний контура
рассчитать
.
Сравнить полученный ре-зультат Т0
с
найденным в опыте периодом затухающих
колебаний Т.
16.
Исходя из параметров установки, рассчитать
коэффициент затухания
по формуле
.
Сравнить полученное значение найденным
в опыте коэффициентом затухания колебаний
.
17. Сделать вывод о влиянии омического сопротивления контура на затухание колебаний.
