Порядок работы.

1. Перед началом работы ознакомится с принципиальной блок-схемой установки и разобраться в назначении управляющих кнопок.

2. Проверить целостность сетевых проводов и соединительного измерительного провода.

3. Подключить выход «ВЫХОД Y» учебной установки соединительным проводом к входу Y электронного осциллографа.

4. Включить установку и электронный осциллограф в сеть напряжением ~ 220 В. Поставить переключатели «СЕТЬ» на панели осциллографа и установки в положение «вкл», при этом должны загореться соответствующие световые индикаторы.

5. Кнопкой «ЁМКОСТЬ С» установить одно из значений емкости колебательного контура. Кнопкой «УСТАНОВКА R +» установить первое наименьшее значение активного сопротивления R контура. Для включения генератора импульсов нажать на кнопку «ГЕНЕРАТОР».

6. Установить на осциллографе режим, позволяющий наиболее оптимально наблюдать и измерять параметры колебательного контура. Для этого: перевести осциллограф в режим синхронизации исследуемым сигналом, для чего поставить переключатель «INT-LINE-EXT» (слева от входа X) – переключающий режим внутренней и внешней синхронизации – в положение INT (режим внутренней синхронизации); переключатель «AUTO NORM TV» (способ развертки) поставить в положение «AUTO» (автоматическая). Рекомендуемы положения для других переключателей: VOLTS/DIV (Вольт/дел) в положение.5 V;.2 V или другое удобное для наблюдения, переключатель TIME/DIV (Время/дел) в положение.5 ms;.2 ms или любое другое удобное для наблюдения. Переключатель «+ ─ X-EXT» (тип развертки) в положение «+» либо «─». ПРИ ЭТОМ РУЧКА ПЛАВНОЙ РЕГУЛИРОВКИ РАСТЯЖЕНИЯ ПО ОСИ X TIME VAR. ДОЛЖНА БЫТЬ ПОВЕРНУТА ДО УПОРА ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ – только в этом положении показания ручки «TIME/DIV» соответствуют надписям у этой ручки. Добиться устойчивого изображения сигнала, плавно вращая ручку «LEVEL» («УРОВЕНЬ»).

 

7. Разместить ВАХ так, чтобы изображение занимало большую часть экрана и располагалось строго симметрично относительно оси абсцисс аналогично рис.2: для перемещения всей картинки по оси X вращать ручку POSITION входа X. Аналогичную функцию выполняет ручка POSITION оси Y. Для растяжения графика по оси Y можно использовать ручку плавной регулировки VOLT VAR.

 

 

8. Зарисовать вид затухающих колебаний с экрана осциллографа по клеткам на миллиметровую бумагу.

 

9. Оценить по осциллограмме, а затем рассчитать период колебаний T по формуле (2.13); коэффициент затухания β по формуле (2.11); по осциллограмме оценить логарифмический декремент затухания как натуральный логарифм отношения амплитуд двух соседних колебаний (например «нулевого» - начального колебания с n=0 и первого с n=1):

и сравнить эти данные с расчетом логарифмического декремента по формуле:

10. Оценить добротность контура, используя формулу (2.19). Все необходимые текущие параметры контура для расчета выводятся на LCD индикатор.

11. Изменить параметры колебательного контура, для чего необходимо выключить генератор импульсов нажатием кнопки «ГЕНЕРАТОР». Установить другое значение R при неизменной емкости С и наблюдать за изменением формы сигнала при увеличении активного сопротивления контура. Повторить расчеты пп. 7-10. При сопротивлении контура R>600 Ом наблюдается очень сильное затухание, переходящее в апериодический разряд конденсатора.

 

 

12. Изменить емкость С колебательного контура, предварительно выключив кнопкой генератор импульсов. Повторить действия пп. 7-11.

С
R, Ом
А0+А1, в ед.шкалы
А2+А3, в ед.шкалы
Qпр=
Тпр, по осциллограмме
Ттеор=
λ;теор = βТ теор
Qтеор =

13. Все полученные и рассчитанные величины занести в таблицу:

 

14. По окончании работы выключить установку и электронный осциллограф выключателями «СЕТЬ», при этом должны погаснуть соответствующие световые индикаторы и вынуть вилки из розеток.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется колебательным движением? Дайте определение периода, частоты коле­баний.

 

2. Какие колебания называются гармоническими? Напишите дифференциальное уравне­ние гармонических колебаний.

 

3. Что такое затухающие колебания? Приведите дифференциальное уравнение затухаю­щих колебаний для случая, когда сила трения пропорциональна скорости тела.

 

4. Каковы условия возникновения собственных колебаний?

 

5. Дайте определение декремента затухания, логарифмического декремента затухания.

 

6. Напишите закон убывания амплитуды колебаний при затухающих колебаниях. Как в этом случае понимают термин "амплитуда".

 

7. При каком условии периодическое колебание переходит и затухающее?

 

8. В чем состоит методика определения логарифмического декремента затухания в данной работе?

 

10. Каким образом в настоящей работе происходит возбуждение колебаний в колебательном контуре? Поясните работу принципиальной блок-схемы установки на рис. 4

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. И.Е. Иродов. Электромагнетизм (основные законы), 2001г., глава 11

 

2. А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. Курс физики, 2000, главы 27 и 28.

 

 

3. Т.И. Трофимова. Курс физики, 1985, глава 18

 

4. И.В. Боднарь, Л.Г. Березуцкий «Методическое пособие к лабораторным работам по курсу ФХОМКиТ РЭС и ЭВС». Мн.; БГУИР, 1997 г.

 

5. Б. Ф. Алексеев, К. А. Барсуков«Лабораторный практикум по физике: Учебное пособие для студентов втузов», М., Высш. шк., 1988 г.

 

ДЛЯ СВОБОДНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ,

НПО учебной техники «ТУЛАНАУЧПРИБОР»