3. Добротність коливального контуру

Добротністю коливального контуру називають величину, що показує, у скільки разів напруга на реактивних елементах контуру (ємності чи індуктивності) на резонансній частоті більша від напруги на резисторі:

. (10)

Добротність можна розраховують і за параметрами коливального контуру:

. (11)

З іншого боку, добротність можна визначити також із резонансної кривої АЧХ. Гостроту піку АЧХ поблизу резонансної частоти характеризують шириною резонансної кривої , яку визначають на рівні 0,7 від її максимуму, як наведено на мал. 2. Чим менша ширина резонансної кривої, тобто чим гостріша резонансна крива (АЧХ поблизу резонансної частоти), тим більшою буде добротність:

. (12)

Добротність коливального контуру більша від одиниці й складає десятки чи сотні одиниць (якщо <1, то в такому контурі не виникають власні коливання). Саме тому на резонансній частоті напруга на реактивних елементах може значно перевищувати напругу зовнішньої вимушуючої сили:

. (13)

Резонанс широко використовують у радіотехніці для виділення радіоприймачем частот окремих радіостанцій в ефірі, при побудові різних фільтрів частот, конструюванні музичних інструментів та інше.

Залежність зсуву фази вимушених коливань від частоти називають фазочастотною характеристикою. Для коливального контуру фазочастотна характеристика визначається формулою (8).

Порядок виконання роботи

1. З ібрати схему відповідно до рис. 3. Дані про характеристики елементів контуру занести до табл. 1. Опір дорівнює сумі вихідного опору звукового ґенератора , активного опору котушки індуктивності та виставленого на магазині опорів : .

2. За формулами (4), (8), (9) та (11) обчислити значення , , та добротності . Результати обчислень занести до табл. 1.

3. Увімкнути звуковий ґенератор (ЗҐ) та ламповий вольтметр (ЛВ) і дати їм прогрітись протягом 2-3 хв.

Табл. 1.

4. Зняти резонансну криву для напруги на ємності у вказаному викладачем діапазоні частот (як правило від 0,5 до 1,5 ). Дані занести до табл. 2.

Табл. 2.

5. На міліметровому папері побудувати АЧХ, з якої експериментально визначити резонансну частоту та і за формулою (12) обчислити добротність коливального контуру.

6. Дані розрахунків занести до табл. 3, а графік АЧХ приєднати до звіту. Порівняти отримані значення та і , та .

Табл. 3.