WPPT(Fizyka) I rok

17.03.1997r.

SPRAWOZDANIE NR 4

Temat : Badanie zjawiska rezonansu elektromagnetycznego.

Schemat układu pomiarowego.

A	- amperomierz
R	- opornik
L	- cewka
V	- woltomierz
G	- generator napięć zmiennych o regulowanej częstotliwości

1. Przebieg ćwiczenia

Ćwiczenie polega na zmierzeniu zależności natężenia prądu płynącego przez amperomierz od częstotliwości dla stałej wartości napięcia zasilającego obwód i na podstawie tych zależności zbadanie zjawiska rezonansu elektromagnetycznego.

Pomiary zostały wykonane dla 3 różnycz rezystancji (R₁ , R₂ , R₃) przy stałej pojemności kondenstatora C₁ = 62,53 [nF]±5[%], a następnie dla R₁ przy pojemności C₂ = 17,33 [nF]±5[%] . Stałe napięcie zasilające w obwodzie RLC wynosiło V=2 [V].

Wielkości takie jak indukcyjność cewki L i dobroć obwodu Q zostały obliczone na podstawie wzorów:

2. Tabele z wynikami pomiarów i obliczeń

Lp.	Ni 0 [KHz]	R1\C1		R2\C1		R3\C1
		I1 [mA]	U1 [V]	I2 [mA]	U2 [V]	I3 [mA]	U3 [V]	L[H]	Δν0[KHz]	ΔI1[mA]	ΔI2[mA]	ΔI3[mA]
1.	2	2,3	-	2,3	-	2,3	-	-	0,04	0,023	0,023	0,023
2.	2,2	2,4	-	2,4	-	2,4	-	-	0,044	0,024	0,024	0,024
3.	2,4	4	-	4,05	-	4,1	-	-	0,048	0,04	0,0405	0,041
4.	2,6	5,72	-	5,89	-	5,9	-	-	0,052	0,0572	0,0589	0,059
5.	3	16,2	-	20,04	-	21,9	-	-	0,06	0,162	0,2004	0,219
6.	3,4	14,5	-	16,95	-	17,65	-	-	0,068	0,145	0,1695	0,1765
7.	4	5,5	-	5,6	-	5,6	-	-	0,08	0,055	0,056	0,056
8.	4,4	4,3	-	4,1	-	4,1	-	-	0,088	0,043	0,041	0,041
9.	4,8	3,35	-	3,38	-	3,4	-	-	0,96	0,0335	0,0338	0,034
10.	5,2	2,9	-	2,9	-	2,9	-	-	0,104	0,029	0,029	0,029
11.	5,6	2,6	-	2,6	-	2,6	-	-	0,112	0,026	0,026	0,026
12.	6	2,4	-	2,4	-	2,4	-	-	0,12	0,024	0,024	0,024
max	3,165	23,3	17,1	44	31,8	66,6	48,2	0,040439372	0,0633	0,233	0,44	0,666

Lp.	ν0 [Khz]	R1\C2
		I [mA]	U4 [V]	L[H]	Δν0[KHz]	ΔI[mA]
1.	4,9	2,5	-		0,098	0,025
2.	5,2	3,6	-		0,104	0,036
3.	5,5	5,9	-		0,11	0,059
4.	5,8	12,3	-		0,116	0,123
5.	6	20,05	-		0,12	0,2005
6.	6,2	16	-		0,124	0,16
7.	6,8	5,85	-		0,136	0,0585
8.	7,4	3,9	-		0,148	0,039
9.	8	3,1	-		0,16	0,031
10.	8,6	2,7	-		0,172	0,027
11.	9,2	2,5	-		0,184	0,025
max.	6,02	20,08	29,2		0,1204	0,2008

Lp	U[V]	E[V]	Q	ΔE[V]	ΔU[V]	DQ
1	17,1	2	8,55	0,1	0,03875	0,446875
2	31,8	2	15,9	0,1	0,03875	0,814375
3	48,2	2	24,1	0,1	0,03875	1,224375
4	29,2	2	14,6	0,1	0,03875	0,749375

Lśr[H]	ΔL'/L' [%]	ΔL''/L'' [%]
0,040386	0,127160448	21,36323

3. Obliczenie błędów pomiarów

Δν = ν⋅2%

ΔI = I⋅1%

=5[%]

ΔU = kl⋅Zakres/100 = 0,03875[V]

ΔE = 0,1[V]

5. Przykładowe obliczenia

6. Wnioski

Wykres zależności I od ν₀ powinien być symetryczny względem prostej ν₀f(ν₀) , ale ze względu na nie stabilność napięcia zasilającego i wady generatora wykres jest niesymetryczny. I₀ dla częstotliwości rezonansowej jest nieraz 10-krotnie większe niż w pobliskich p-ktach. W miarę malenia R wartość maksymalna funkcji dąży do nieskończoności czyli wykres robi się bardziej stromy. Dla mniejszej pojemności C wykres jest bardziej łagodny. Obserwuje się dłuższe dochodzenie do rezonansu.

---