Ćwiczenie nr 65 c

Temat: Badanie rezonansu obwodów drgających.

LITERATURA:

1. D. Halliday, R. Resnick Fizyka t. 2 PWN Warszawa 1984

2. B. Jaworski, A. Dietłaf, Kurs fizyki t. 2, PWN Warszawa 1984

3. A. Piekara, Elektryczność i magnetyzm, PWN Warszawa 1970

4. E. Purcell, Elektryczność i magnetyzm

5. Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna cz. III, PWN Warszawa 1980

ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:

1. Mechanizm drgań elektrycznych. Rezonans obwodów drgających

2. Równania Maxwella. Falowe równania pola elektromagnetycznego

3. Wytwarzanie fal elektromagnetycznych

PRZEBIEG ĆWICZENA:

1. Przeanalizować schematy elektryczne generatora drgań (pkt. a) i obwodu rezonansowego (pkt.b).

a) b)

Połączyć generator z zasilaczem jak na schemacie a).

2. Umieścić obwód rezonansowy w bliskiej odległości od generatora. Opór R obwodu rezonansowego ustawić w pozycji 0. Do gniazd „mV” tego obwodu podłączyć miliwoltomierz. Kondensator strojeniowy generatora ustawić w połowie maksymalnej pojemności.

3. Włączyć zasilanie generatora. Wykonać pomiary przebiegu krzywej rezonansu. W tym celu należy zbadać zależność wskazań miliwoltomierza od pojemności kondensatora obrotowego w obwodzie rezonansowym. Pojemność tę można zmieniać w zakresie od 0 do 180 działek skali pokrętła odczytując wartość pojemności z załączonej krzywej wzorcowania. Punkty pomiarowe trzeba zagęścić w okolicy maksimum krzywej.

4. Wykreślić krzywą rezonansową jako zależność napięcia U na kondensatorze od jego pojemności C. Punkty pomiarowe należy umieścić w tzw. prostokątach błędów. Przyjąć, że błąd odczytu pojemności z krzywej wzorcowania wynosi
   . Błąd pomiaru U można ocenić na podstawie instrukcji miliwoltomierza.

5. Na podstawie krzywej rezonansu wyznaczyć dobroć obwodu rezonansowego ze wzoru

,

gdzie C_r oznacza pojemność rezonansową odpowiadającą maksymalnej

wartości U, a
szerokość krzywej rezonansu mierzoną w połowie jej

wysokości.

6. Wykonać pomiary krzywej rezonansu i wyznaczyć dobroć obwodu rezonansowego przy dwóch innych wartościach oporu R tego obwodu.

7. Wyznaczyć nieznaną wartość pojemności C_x z warunków rezonansu. W tym celu należy doprowadzić układ do rezonansu i odnotować pojemność C_r , przy której rezonans zachodzi. Następnie do gniazdek oznaczonych symbolem C_x dołączyć kondensator o nieznanej pojemności i ponownie doprowadzić układ do rezonansu zmieniając pojemność kondensatora obrotowego do wartości C_r ΄. Ze względu na to, że kondensator o nieznanej pojemności C_x jest podłączony równolegle z kondensatorem obrotowym mamy związek:

C_r΄ + C_x = C_r ,

z którego można wyznaczyć C_x .

Aparatura:

zasilacz, generator drgań nietłumionych, obwód rezonansowy, miliwoltomierz cyfrowy, kondensator.