Исследование колебательных контуров

С внутренней емкостной связью

 

Цель работы: экспериментально исследовать связанные контуры с внутренней емкостной связью и изучить характер колебательного процесса в контуре при изменении частоты следования импульса.

Приборы и принадлежности: кассета ФПЭ-13/12, магазин емкостей, источник питания, генератор низкочастотный, осциллограф С1-73.

 

Описание установки

 

Исследовать электрические колебания в связанных контурах можно с помощью осциллографа, подключённого согласно схеме (рисунок 13.6).

X1
X2
VD1
R1
R2
C2
C1
L1
L2
Cсв
ПИ
X3
X4
X5

 


Рисунок 13.6 – Схема установки

 

 

Принцип работы установки заключается в получении электрических колебаний в связанных контурах, имеющих одинаковые параметры в условиях их балансировки емкостной связью. Кассета ФПЭ-13 содержит два колебательных контура (R1 = R2 = R = 82 Ом, L1 = L2 = L = 80 ± 2 мГн, С1 = С2 = С = 10000 ± 20 пФ) и плату преобразователей импульсов (ПИ), на вход которой подается от генератора синусоидальное напряжение не более 3 В. Амплитуда прямоугольного импульса на входе ПИ не более 11,5 В.

Контуры L1C1 и L2C2 через Х3, Х4 соединяются внутренней ёмкостной связью. Для отсечки сигнала во время паузы от первичного контура L1C1 в цепь питания включён диод VD1. В промежутках между прямоугольными импульсами возбуждаемые в контуре затухающие колебания через внутреннюю емкостную связь (50-80 пФ) передаются в контур L2C2, где накладываются на собственные колебания. На экране осциллографа, подключённого к гнёздам Х5, Х6, отображается периодическое возрастание и убывание амплитуды затухающих колебаний. Перемычка П позволяет подать синусоидальные колебания непосредственно в контур (X1,X2).

 

Ход работы

Упражнение 1. Изучение биений в связанных контурах при различных емкостях связи

1 Установите напряжение генератора сигналов U = 2 В, частоту ν = 200 Гц, а емкость магазина емкостей С = 4·10-2 мкФ.

 

2 Получите на экране осциллографа устойчивую картину биений в контуре 2.

 

3 Измерьте число N полных колебаний, умещающихся между двумя соседними минимумами. Данные занесите в таблицу 13.1.

 

4 Проведите измерения для других значений емкости от 4·10-2 до 0,4 мкФ. Результаты запишите в таблицу 13.1.

 

5 По формуле рассчитайте емкость колебательного контура для всех измерений. Найдите среднее значение и сравните его с истинным, указанным на кассете.

 

Упражнение 2. Измерение сопротивления связанных контуров по затуханию биений.

 

1 Установите напряжение генератора сигналов U = 2 В, а емкость магазина емкостей С = 4·10-2 мкФ.

 

2 Получите на экране осциллографа устойчивую картину биений (рисунок 12.4).

 

3 Измерьте амплитуды трех соседних максимумов биений и запишите результаты измерений.

 

4 Измерьте время .

 

5 Вычислите общее сопротивление колебательного контура по формуле для каждой пары значений А (порядок максимума). При расчете используйте значение емкости С, полученное в упражнении 1. Найдите среднее значение сопротивления.

Таблица 13.1 – Результаты измерений

С12, мкФ  
N  
С, мкФ  

 

 


Тема 14