Сведения из теории. Колебательный контур, состоящий из параллельно соединенных емкости и индуктивности, поочередно передает энергию с емкости в индуктивность и обратно. Время, за которое происходит передача энергии «туда» и «обратно» называется периодом (Т) колебаний, а количество полных периодов прошедших в секунду  частотой (f) колебаний. Каждый колебательный контур имеет собственную частоту колебаний, зависящую от величины емкости (С) и индуктивности (L). Зависимость выражена формулой:

где π(пи) = 3,14

При прохождении по контуру тока с собственной частотой энергия расходуется только на активном сопротивлении катушки индуктивности, а остальная энергия только переходит с емкости на индуктивность и обратно. Поэтому, если подавать на контур энергию от внешнего источника (генератора) с частотой равной собственной частоте контура, то его энергия будет только восполнять потери на активном сопротивлении, а эти потери малы, стало быть, и ток от внешнего источника мал, а сопротивление контура для внешнего источника велико. Если потери энергии восполняются, то энергия колебаний растет, что видно по амплитуде (размаху) колебаний. Это явление, увеличения амплитуды при совпадении собственной частоты и частоты внешнего источника энергии названо резонансом. При большом сопротивлении контура на нем большое падение напряжения и он потребляет маленький ток. Это свойство можно использовать для определения резонансной частоты контура, т.е. если контур в резонансе с частотой генератора питающего его, то напряжение на нем наибольшее, а ток потребления наименьший. Поскольку в этот момент токи в катушке индуктивности и емкости равны по величине и противоположны по направлению  - это явление носит название резонанса тока, а напряжения на емкости и индуктивности здесь равны.

Цель работы. Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению напряжений, научится определять резонансную частоту контура с помощью вольтметра (амперметра) и генератора, усвоить понятие резонанса тока, собственной частоты.

1. Собрать колебательный контур, установив балластное сопротивление исходя из максимального тока генератора (Iмах) и напряжения на выходе (Uмах).

     R б = Umax . / Imax .

2. Подключить амперметр  в соответствии со схемой.

3. Изменяя частоту генератора найти наименьшего показания амперметра.

4. Снять отсчет с шкалы генератора в момент установленных показаний приборов.       f рез = ......

ВОПРОСЫ:

1. Какая электрическая цепь называется параллельным колебательным контуром?

2. Что называется амплитудой колебаний?

3. Что называется периодом колебаний?

1. Что делать, если нет амперметра?

2. Для чего необходимо балластное сопротивление?

3. Почему вольтметр включен параллельно балластному сопротивлению?

4. Что называется резонансом в общем случае?

5. Что называется собственной частотой контура?

6. Каково характерное свойство резонанса в параллельном контуре?

6. Почему резонанс в параллельном контуре называют резонансом токов?

Используемое оборудование

1. Вольтметр (Амперметр) переменного тока - один.

2. Генератор сигналов переменного тока. /частотомер/

3. Калькулятор.

4. Индуктивность - 1 шт.

5. Конденсатор постоянной емкости неполярный - 1 шт.

6. Резистор постоянный - 1 шт.

7. Соединительные концы.

8. Макетная плата.

9. Паяльник, припой, флюс.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 34

Свойства последовательного колебательного контура.

Сведения из теории. Колебательный контур, состоящий из последовательно соединенных емкости и индуктивности, поочередно передает энергию с емкости в индуктивность и обратно. Время, за которое происходит передача энергии «туда» и «обратно» называется периодом (Т) колебаний, а количество полных периодов прошедших в секунду  частотой (f) колебаний. Каждый колебательный контур имеет собственную частоту колебаний, зависящую от величины емкости (С) и индуктивности (L). Зависимость выражена формулой:

где π(пи) = 3,14

Подаваемая на контур мощность расходуется только на активном сопротивлении катушки индуктивности, если колебания происходят с собственной частотой контура. Ток, проходящий по индуктивности и емкости один и тот же, а падения напряжения на индуктивности и емкости равны по величине и противоположны по направлению, если частота тока совпадает с собственной частотой контура. Это явление носит название резонанса напряжений. Если напряжения противоположны по направлению и равны, то сумма напряжений на емкости и индуктивность равна нулю. Имеется падение напряжения только на активном сопротивлении индуктивности, которое мало, так как мало активное сопротивление. Ток, протекающий по контуру большой, так как мало сопротивление контура. Это свойство используется для определения резонансной частоты контура, т.е. если контур в резонансе с частотой генератора питающего его, то напряжение на нем наименьшее, а ток наибольший.

            Цель работы. Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению токов, научится определять резонансную частоту последовательного контура с помощью вольтметра и генератора, усвоить понятие резонанса напряжений, собственной частоты.

1. Собрать колебательный контур, установив балластное сопротивление исходя из максимального тока генератора (Iмах) и напряжения на выходе (Uмах).  Rб = Umax / Imax.

2. Подключить амперметр или вольтметр в соответствии со схемой.

3. Изменяя частоту генератора, найдите момент наибольшего показания амперметра.

4. Снять отсчет с шкалы генератора в момент установленных показаний приборов.

                   f рез = ......

ВОПРОСЫ:

1. Какая электрическая цепь называется последовательным колебательным контуром?

2. Что называется амплитудой колебаний?

3. Что называется периодом колебаний?

4. Что называется собственной частотой контура?

5. Что делать, если нет амперметра?

6. Для чего необходимо балластное сопротивление?

7. Почему амперметр включен последовательно контуру?

8. Что называется резонансом напряжений?

Используемое оборудование

1. Вольтметр (Ампервольтомметр) переменного тока - один.

2. Генератор сигналов переменного тока. /частотомер/

3. Калькулятор.

4. Индуктивность - 1 штука

5. Конденсатор постоянной емкости неполярный - 1 штука

6. Резистор постоянный - 1 штука

7. Соединительные концы.

8. Макетная плата.

9. Паяльник, припой, флюс.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 35