Установка и методика измерений
На рис.3 изображена схема установки для исследования затухающих колебании в контуре RLC. В состав установки входят функциональный генератор ФГ-100 (1), колебательный контур, смонтированный в блоке ФПЭ-10 (2), магазин сопротивлений (3) и электронный осциллограф (4).
 |
 |
Для возбуждения колебаний в данной работе используется импульсное напряжение функционального генератора, которое подается на вход колебательного контура, имеющего определенные значения ёмкости и индуктивности (указаны на установке) и сопротивление, задаваемое сопротивлением элементов цепи контура RЦ и переменным сопротивлением магазина сопротивлений RМ. Возникающие в контуре затухающие колебания (рис. 4) подаются на вход Y осциллографа, развертка которого синхронизирована подачей на вход Х сигналов с функционального генератора.
Нахождение параметров затухающих колебаний (логарифмического декремента d, коэффициента затухания b, добротности контура Q) основывается на измерениях последовательных амплитуд U01, U02, U03, U04затухающих колебаний, отстоящих по времени на период колебаний. На основании соотношения (9), получаем:
d = ln{A(t)/A(t + T)} = ln(U01/U02) = ln(U02/U03) = ln(U03/U04). (14)
Из зависимости логарифмического декремента d от сопротивления R, которое складывается из переменного сопротивления магазина сопротивлений RМ и сопротивления элементов цепи колебательного контура RЦ (это и сопротивление проводов, индуктивности и т.д.): R = RМ + RЦ, на основании формулы (10)
δ =(RМ + RЦ)T/2L
можно определить сопротивление цепи RЦ.
Действительно, строя график зависимости d(RМ) и экстраполируя прямую к d → 0 (рис. 5), можно найти значение RЦ(при d = 0: RЦ = - RМ).
 |
Добротность можно найти непосредственно из полученных значений логарифмического декремента по формуле (12) или через измеренное сопротивление R = RМ + RЦ контура по формуле (14).
QT = r/R = 
/(RМ + RЦ). (15)
Увеличивая сопротивление магазина RМ, можно получить апериодический процесс (см. рис. 2в) при некотором критическом сопротивлении RКР.