Описание лабораторной установки

Принципиальная схема опытной установки изображена на рис. 7, а монтажная – на рисунке 8.

Колебательный контур содержит катушку индуктивности (L), имеющую сопротивление R_к, конденсатор ёмкостью С и добавочное сопротивление R_доб, величину которого можно изменять. Для возбуждения свободных колебаний в контуре используется генератор, формирующий короткие однополярные импульсы напряжения.^ При работе схемы в качестве вольтметров (V₀) и (V₁) используются виртуальные приборы. Для визуального наблюдения колебаний в контуре и измерения соответствующих характеристик затухающих колебаний используется виртуальный осциллограф, напряжение на который подается с конденсатора.

Порядок выполнения работы

Соберите цепь, принципиальная схема которой показана на рис. 7 а монтажная – на рис. 8. Для этого необходимо выполнить следующие операции.

1. Из набора миниблоков выберите одноэлементные миниблоки:

• конденсатор (С=0,1 или 0,22 мкФ, 63 В;),

• катушку (L=10 или 40 мГн, 90 мА),

• потенциометр (подстроечный резистор, R_доб=01 кОм).

Вставьте эти миниблоки в соответствующие гнезда (разъёмы) наборного поля.

2. Измерьте омметром и запишите активное сопротивление катушки индуктивности: R_к= Ом.

3. Измерительные приборы V₀ и V₁ и необходимо подключить к схеме путем подсоединения соответствующих пар гнезд коннектора^ (рис. 8). На коннекторе установить пределы: 20 В.

4. После проверки схемы преподавателем подключите стенд к источнику питания.

5. Выведите подстроечный резистор R_доб на ноль. Установите на генераторе напряжений специальной формы однополярные прямоугольные импульсы частотой 200 Гц максимальной амплитуды.

6. Включите компьютер и откройте блок виртуальных приборов «Приборы I». Активизируйте в первом сверху окне этого блока прибор V₀, а во втором сверху окне - прибор V₁ и установите род измеряемой величины – «Амплитуда (+)».

7. Включите виртуальный осциллограф. Для этого необходимо выбрать в меню блока «Приборы I» строку «Осциллограф». Для получения осциллограммы напряжения на конденсаторе необходимо подать на вход Y сигнал V₁ и установить длительность развёртки 500 мкс/дел. На экране осциллографа появится затухающая синусойда.

8. Из графика определите период затухающих колебаний T. Для этого необходимо измерить время нескольких полных колебаний. Результат занесите в строку экспериментальных данных таблицы.

Таблица

Величины	c	1/c	 1/c	T, мкc		Q	Rкр, Ом
Расчётные
Экспериментальные	-	-	-

9. Определите логарифмический декремент затухания по формуле: . Для этого необходимо измерить две соседние амплитуды затухающих колебаний и . Результат занесите в строку экспериментальных данных таблицы.

10. Определите добротность колебательного контура по формуле . Результат занесите в строку экспериментальных данных таблицы.

11. Увеличивайте добавочное сопротивление и наблюдайте за изменением параметров колебаний. Зафиксируйте момент перехода от колебательного к апериодическому процессу. Измерьте омметром величину добавочного сопротивления и вычислите критическое сопротивление: R_кр = R_к + R_доб.. Результат занесите в строку экспериментальных данных таблицы.

12. Вычислите по известным параметрам элементов схемы и занесите в строку расчётных данных таблицы следующие величины:

• коэффициент затухания ,

• циклическую частоту ,

• циклическую частоту затухающих колебаний ,

• период затухающих колебаний ,

• логарифмический декремент затухания ,

• добротность контура ,

• критическое сопротивление

13. Сравните расчётные величины и полученные экспериментально. Объясните различие между ними.