IMG74

194__Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

• dla x > 1/6 - sprzężenie nadkrytyczne, trzy punkty ekstremalne na krzywej rezonansowej.

Wykres krzywych rezonansowych U₂IU₀ dla trzech różnych wartości sprzężeń jest przedstawiony na rysunku 24.5.

24.2. Opis układu pomiarowego

Układ pomiarowy składa się z generatora napięcia sinusoidalnego o zmiennej częstotliwości, woltomierza z sondą, pudełka z obwodami rezonansowymi i trzech kondensatorów wymiennych C$. Schemat układu pomiarowego oraz informacje o wartościach parametrów elementów układu znajdują się na stole pomiarowym.

24.3. Przeprowadzenie pomiarów

1.    Podłączyć generator do pudełka z obwodami rezonansowymi za pomocą kabla koncentrycznego. Zakres woltomierza ustawić na 10 V. Sondę podłączyć do woltomierza, przewód „masy" podłączyć do zacisku pudelka z obwodami rezonansowymi.

2.    Na podstawie danych parametrów obwodu R, L, C, korzystając ze wzoru (24.19), obliczyć teoretyczną wartość częstotliwości rezonansowej/,. Ustawić tę częstotliwość na generatorze. Sondę woltomierza podłączyć do zacisku Uę. Zmieniając stopniowo częstotliwość na generatorze, dobrać częstotliwość z dokładnością 10 Hz, przy której U_c osiąga maksymalną wartość. Tak wyznaczoną częstotliwość przyjąć jako częstotliwość rezonansową/..

3.    Wykonać pomiary napięcia l/_c dla częstotliwości na generatorze w zakresie od (X -1 kHz) do (/ +1 kHz) co 100 Hz.

4.    Włączyć jeden z kondensatorów sprzęgających C_s do gniazd pudelka z układem rezonansowym. Sondę woltomierza połączyć z zaciskiem U₂.

5.    Wykonać pomiary U₂ w zakresie częstotliwości napięcia wymuszającego, takich jak w punkcie 3.

6.    Przeprowadzić pomiary U_} dla pozostałych dwóch wartości pojemności Cj.

24.4. Opracowanie wyników pomiarów

1.    Wykreślić na papierze milimetrowym zmierzoną zależność U_c{f) .

2.    Wyznaczyć szerokość pasma B z szerokości krzywej rezonansowej na wysokości Ucm»NI (patrz rysunek 24.3).

i. Na podstawie wyrażenia (24.23), znając szerokość pasma B, wyznaczyć dobroć Q — f,/B i następnie na podstawie wyrażenia (24.21) napięcie U₀ =U_Cna/Q-

4. Na wykresie z punktu 1 wykreślić teoretyczną krzywą U_c(/) otrzymaną z wyrażenia (24.22) i porównać z danymi doświadczalnymi.

Wykreślić zależność U₂(f) dla trzech wartości pojemności C,. Obliczyć parametr x 1 porównać go z wartością \/Q.

Przedstawić wnioski będące podsumowaniem uzyskanych wyników.

24.5. Pytania kontrolne

1.    Korzystając z II prawa Kirchhoifa, podać równanie drgań wymuszonych w obwodzie RLC i postać jego rozwiązanie.

2.    jak zależy amplituda i przesunięcie fazowe dla drgań wymuszonych w funkcji częstotliwości siły wymuszającej?

3.    Na czym polega zjawisko rezonansu w szeregowym obwodzie RLC?

4.    Podaj i scharakteryzuj parametry charakteryzujące obwód rezonansowy RLC.

5.    Omów zależność częstotliwości rezonansowej układu od współczynnika tłumienia w obwodzie.