Файл: Лабораторная работа по курсу общей физики изучение затухающих электромагнитных колебаний.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.04.2024

Просмотров: 14

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Министерство образования и науки РФ
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра Физики

ОТЧЁТ

Лабораторная работа по курсу общей физики

ИЗУЧЕНИЕ ЗАТУХАЮЩИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ
Преподаватель Студенты гр. 351-1

__________Д.Б.Золотухин. _________А.Аскаров

_________А.Глухих

“__” сентябрь 2022г. _________Б.Цыбенжапов


2022

ВВЕДЕНИЕ
Целью данной работы является изучение работы колебательного контура, свободных затухающих электромагнитных колебаний и их характеристик.
1 ОПИСАНИЕ ЭКСПИРЕМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
Для возбуждения и поддержания электромагнитных колебаний используют колебательный контур. Принципиальная схема колебательного контура приведена на рисунке 1.1.


Рисунок 1.1 – Колебательный контур

Схема установки представлена на (рис. 1.2). Колебания в контуре II возбуждаются с помощью генератора импульсного напряжения, вырабатываемого в контуре I, собранного на резисторе R1 , емкости C1 и диоде VD1 (в качестве генератора импульсного напряжения можно использовать стандартный генератор импульсов или генератор релаксационных колебаний).



Схема смонтирована на съемной панели лабораторного макета. В качестве резистора RP1 в колебательном контуре II используется переменное сопротивление, максимальное значение которого RP1 = 470 Ом устанавливается поворотом ручки потенциометра по часовой стрелке в крайнее положение. При повороте ручки против часовой стрелки в крайнее положение значение сопротивления RP1= 0. В этом случае активное сопротивление колебательного контура R складывается из сопротивления соединительных проводов контура и активного сопротивления катушки индуктивности. Возбуждение контура производится периодически от генератора импульсного напряжения I, регистрируются колебания на осциллографе III. Каждый импульс, подаваемый с генератора на колебательный контур, возбуждает один цуг колебаний.

2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Значения логарифмического декремента затухания:

, (2.1)

где n - номер измерений амплитуды.

, (2.2)

где Rx – активное сопротивление проводника;

RP = 141 Ом.

, (2.3)

где L – индуктивность контура,

- коэффициенты затухания.

, (2.4)

где - собственная частота контура;

С – емкость конденсатора, C = 0,05*10-6Ф.
, (2.5)

где - частота свободных затухающих колебаний.

, (2.6)

где T – период колебаний.
, (2.7)

где - критическое значение сопротивления.

, (2.8)

где Q – добротность контура.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Результаты прямых и косвенных измерений приведены в таблице 3.1.


Таблица 3.1 – Результаты прямых и косвенных измерений


Активное сопр.

контура R
Номер измерения n


Амплитуда

Un

Логарифмический декремент Θ
Среднее значение

< Θ >




Период колебаний T


R=Rx
1
7,55
0,8


0,72
0
0,0013

2
3,37
0,71
0,8
0,0013

3
1,65
0,65
1,5
0,0013

4
0,86



2,17
0,0013


R=Rx+RP2
1
7,4
0,86


0,776
0
0,0013

2
3,11
0,78
0,86
0,0013

3
1,42
0,69
1,65
0,0013

4
0,71



2,35
0,0013



Построим графики зависимости от t и проверим справедливость экспоненциального закона убывания амплитуды со временем для первого и второго опыта. В данном случае время удобнее выражать в периодах t = nT. Эта зависимость приведена на рисунках 3.1 (а).




Рисунок 3.1(a) – Зависимость от nT

Из графиков определим значения коэффициентов затухания δ1 и δ2 , в которых они являются угловыми коэффициентами прямых.





По формуле (2.3) найдем индуктивность контура:


По формуле (2.2) найдем активное сопротивление проводника:


По формуле (2.4) найдем собственную частоту контура:

5270 рад/c
Рассчитаем значения частот свободных затухающих колебаний, по формуле (2.5), для двух ситуаций:

= 5240.8 рад/c

= 5235.4 рад/c
Рассчитаем значения периода колебаний, по формуле (2.6), для двух ситуаций:

= 1.19*

= 1.2*

По формуле (2.7) найдем критическое значение сопротивления:

= 7589 Ом

Рассчитаем добротность контура по формуле (2.8), для двух ситуаций:

= = 4,7

= = 4.36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ



В ходе данной работы мы исследовали влияние величины активного сопротивления контура на характер затухания колебаний. Убедились в наличии экспоненциального закона убывания амплитуды со временем. На основе экспериментальных данных определили параметры затухающих колебаний: δ, ω0, ω, T, Rх, Rкр, Q, где Rх – сопротивление соединительных проводов и катушки:

= 554.615 c-1

= 603.077 с-1

= 798.645 Ом,

= 70 Ом,

L = 0,72 Гн,

5270 рад/c

= 5 240.8 ,

=5235.4 ,

=1.19 мc ,

= 1.2 мc,

Rкр = 7589 Ом,

Q1 = 4.7,

Q2 = 4.36.


Смотрите также файлы