62n (1113543)
Текст из файла
Задача 62нИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ВПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ РЕЗОНАНСНОМ КОНТУРЕЦель задачи: Изучение резонансных свойств колебательного контура,состоящегоизпоследовательносоединенныхкатушки индуктивности,конденсатора и резистора.1.Основныеформулыисоотношениядляпоследовательногоколебательного контураПри включении вконтур напряженияU = U 0 cos ω t ,сила токаинапряжения на элементах контура изменяются по законамI = I0 cos(ω t − ϕ )(1)U R = RI0 cos(ω t − ϕ )(2)U C = U C0 cos(ω t − ϕ − π 2)(3)U L = U L0 cos(ω t − ϕ + π 2)(4)гдеI0 = U mR 2 + (ω L − 1 ω C) 2(5)U C0 = I0 ω C(6)U L0 = I0ω L(7)tgϕ = (ω L − 1 ω C) R(8)a R, L и С — активное сопротивление резистора, индуктивность катушки иемкостьконденсатора.Графикзависимостиамплитудынапряжениянаконденсаторе UC0 от.
Частоты представлен на рис. 1, где:ω0 =1LC(9)— частота собственных колебаний контура,ω рез = ω 02 − 2 β 2(10)— резонансная частота контура, β = R 2L∆ω = ω 2 − ω1(11)— ширина резонансной кривой, или полоса пропускания контура,Q=1 L π ω0= =R C λ ∆ω(12)— добротность контура.Последняя формула справедлива при малых затуханиях β .2. Описание установкиУстановка (рис. 2 состоит из: 1) рабочей панели; 2) звукового генератора ГЗ112/1 с усилителем, на верхней крышке которого расположен чувствительныйиндикаторвыходногонапряжения;3)частотомера-тахометра7ТЭ;4)микрокалькулятора МК-64; 5) источника питания Б5-45 (или Б5-47).Прибор для исследования амплитудно-частотных характеристик АЧX-36используется преподавателем для демонстрации резонансной кривой на экранеосциллографа.
С его помощью можно наблюдать влияние на форму резонанснойкривой увеличения активного сопротивления контура и изменения индуктивностикатушки. При выполнении задачи студентом АЧX-36 полностью отключается отустановки.Расположение приборов на лабораторном столе соответствует рис. 43.Приборы установки стационарно соединены между собой кабелями. Оназначении перечисленных приборов см. настоящую разработку задачу 55, п.3.Порядок работы с калькулятором МК-64 приведен в приложении в конце этойзадачи .ПОДГОТОВКА К ЭКСПЕРИМЕНТУПоложение ручек управления приборов перед включениемГенератор-множитель : 103ГЗ-112/1 — тумблер выбора формы выходного напряжения:~— ступенчатая регулировка выходн.
напряж. ∆α В: 10— плавная регулировка выходного напряжения: против часовой стрелкиУсилитель генератора — тумблер ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ чувствительного индикатора:ВЫКЛ,Источник питания Б5-45 — выходное напряжение, U :26,0Рабочая панель — однополюсные вилки — удалены из гнезд ГЕНЕРАТОРПорядок включения приборов установки1. Источник питания Б5-45.2. Тумблер ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ на рабочей панели (от себя).3. Генератор ГЗ-112/1.4.Усилитель генератора — после включения дождаться возвращениястрелки встроенного вольтметра на нуль.
ТОЛЬКО ПОСЛЕ ЭТОГОВЫКЛЮЧАТЕЛЬиндикаторподключитьвыходногок выходунапряжения.усилителяНарушениетумблеромчувствительныйуказанногопорядкадействий приведет к выходу чувствительного индикатора из строя.5. Частотомер-тахометр 7ТЭ — выключатель находится на задней стенкеприбора.6.Микрокалькулятор МК-64— выключатель находится на боковойстенке справа.Выключение установки начинать ОБЯЗАТЕЛЬНО с отключения от выходаусилителя чувствительного индикатора — тумблер ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ поставить вположение ВЫКЛ.
Далее выключение приборов производить в обратном порядке.Упражнение 1Построение резонансных кривых колебательного контура, состоящего изкатушки индуктивности и конденсатораДля выполнения упражнения собрать цепь, состоящую из последовательновключенных катушки индуктивности L. и конденсатора С3 (рис. 3). На рисункецифрами 3 и 4 отмечены соединительные провода с тремя или четырьмяштеккерами.Значения индуктивности катушек L в установках5,7⋅10-3№ 1а-4а равнынапряженийнакатушкеконденсаторе UCOГн.Измерениеиндуктивности ULO ,и вычисление разности ULO-UCO производится микрокалькулятором МК-64 автоматически по программе,приведенной в приложении.Подготовка МК к измерениям1.
Нажать клавиши В/О, Р, ПРГ и ввести в МК программу, записанную вприложении.2. Проверить правильность ввода программы.3. Проверить работоспособность программы. Для этого нажать клавиши Р,АВТ, В/О в ввести в регистры памяти следующие исходные данные:1⋅10-4 в регистр РЗ и Р4*)1,0,065 в регистр Р5,0,92 в регистр Р6.После ввода проверить наличие исходных данных в указанных регистрах. Дляэтого поочередно нажать клавиши F, 3, F, 4, F, 5, F, 6 и убедиться в наличии в нихсоответствующих чисел. Затем нажать клавишу С/П.
Калькулятор начинаетработать по программе и останавливается. Работа по программе сопровождаетсямиганием индикатора. Если программа и исходные данные введены без ошибок,то в регистрах памяти МК должны находиться следующие числа:в регистре X (индикатор) и регистре Р2 (нажать F, 2) - 0,1*) Нажать клавиши: 1, ВП, 4, 1-1, F, 3, F, 4в регистре 3 и регистре 4 (нажать F, 3, F, 4) - 1,92.Для проверки необходимо вызвать число из соответствующего регистра наиндикатор. Если хотя бы в одном из регистров окажется другое число, тонеобходимо повторить проверку правильности ввода программы и исходныхданных.Проведение измерений1.
Ввести в регистр Р9 микрокалькулятора код эксперимента: —набратьчисло 31000000 на клавиатуре МК и нажать клавиши Р, 9.2. Нажать клавишу С/П и дождаться прекращения работы МК.3.Ручкой "частота, Hz" на передней панели генератора по частотомеру-тахометру 7ТЭ установить очередное значение частотыизаписать еевтаблицу данных (см. ниже). Измерения производить в диапазоне частот:на установке № 1а — 28000 — 48000 Гц,на установке № 2а — 24000 — 44000 Гц,на установке № За — 25000 — 45000 Гц,на установке № 4а — 22000 — 42000 Гц.Интервал между значениями частот выбрать равным приблизительно 1000 Гц.Не следует стараться устанавливать точные значения частоты 22000, 24000 Гци т.д.
Установленные значения могут отличаться от номинальных круглыхзначений на 200-300 Гц. Например, 21780, 22078 Гц и т.д.4.Ручкойрегулировкивыходногонапряжениянапередней панелигенератора установить по чувствительному индикатору на усилителе уровеньвыходного напряжения, соответствующий37 делениям на установке № 1а,35 делениям на установке № 2а,25 делениям на установке № 3а,24 делениям на установке № 4а.При изменении частоты генератора поддерживать выходное напряжениеусилителя на указанном уровне.5.Нажать кнопку ПУСК на рабочей панели и, не отпуская ее, нажатьклавишу ПУСК на калькуляторе.
Кнопку и клавишу можноотпуститьпослетого, как МК начнет работать по программе. Процесс вычислений длится20-30 с.6.После окончанияработыпопрограммерезультатывычисленийвыписать в таблицу данных (см. ниже).Из регистра X (индикатора) — с учетом знака разность UL0 – UC0, в упр.2разность UL0 – UC0 не выписывать.Из регистра 3 (нажать F, 3) — амплитуду напряжения на катушкеиндуктивности UL0, В.Из регистра 4 (нажать F, 4) — амплитуду напряжения на конденсаторе UC0, В.7. Для повторения эксперимента на другой частоте вернутьсяк п.2.Прежде чем приступить к построению резонансных кривых ULO = F(f) и UC0=F(f) необходимо произвести измерения напряжений ULO и UC0 при резонанснойчастоте f0, которую можно найти следующим образом.
Из формулы (10) следует,что при малых R (R ≈ 0) резонансная частота контура равна ω 02 = 1 LC (ω 0 =2π f 0 )Таблица данных упражнения 1f, ГцUL0 – UC0 , BULO , B (F, 3)UCO , B (F, 4)12…22Кроме того, из формул (3) и (4) вытекает, что колебания напряженийUL и UC происходят в противоположных фазах и при ω = ω 0, U LO = U C0 . Такимобразом,резонанснуюпересечениячастотуf0можноопределить,отыскавточкуграфика UL0 – UC0 = F(f) с осью абсцисс (образец координатнойсетки, удобной для построения графика F(f) = UL0 – UC0, выдается студентампривыполнениизадачи).Дляпостроенияграфика использовать тризначения величины UL0 – UC0, предшествующих смене знака этой величины втаблице данных упр. 1, и три значения после смены знака.
При определении f0считать, что в окрестностирезонанснойчастотыфункция UL0 – UC0 имеетлинейный характер).Произвестипоследнееизмерениеприf=f0.Результаты измеренийзаписать в таблицу.По результатам измерений на миллиметровой бумаге построить резонансныекривые UL0 =F(f) и UCO=F(f). Образец координатной сетки, удобной дляпостроения графиков, выдается студентам при выполнении задачи.Используя обозначения, принятые на рис. 4 и формулы (9)-(12), определить поодной из резонансных кривых:1. Резонансную частоту ω рез = ω 0 = 1LC , (2 β 2 < ω 02 )2.
Ширину резонансной кривой ∆ω = ω 2 − ω13. Добротность Q = ω 0 ∆ω4. Логарифмический декремент затухания λ = π Q5. Емкость контура C = 1 ω 02 L5. Сопротивление контура R =LC= L∆ω .QПри отчете представить1. Резонансные кривые ULO = F(f), UCO= F(f)2.
Значения величин, перечисленных в п. 1-6.Упражнение 2Построение резонансных кривых колебательного контура, состоящего изкатушки индуктивности, конденсатора и резистораДля выполнения упражнения собратьцепь, состоящую из последовательновключенныхкатушкииндуктивностиL1σ , конденсатора С3 и резистора R2(рис. 4). Обработка результатов измеренийпрограмме,чтоипроизводитсяпотойжев упражнении 1.
Поэтому можно сразу приступить кизмерениям.ОЕслипорядкепослепроведениявыполненияизмеренийупражнениясм. упр.1,"Проведение измерений".1МКработапопрограмменепроизводилась, то измерения начать с п.2. Результаты измерений записать втаблицу данных упр. 2.Таблица данных упражнения 2f, ГцULO , B (F, 3)UCO , B (F, 4)12…f0По результатам измерений построить резонансные кривые ULO =F(f) , UCO=F(f). По одной из резонансных кривых определить значения величин,перечисленных в п.
1-6 упр. 1.При отчете представить:1. Резонансные кривые ULO =F(f) , UCO =F(f).2. Значения величин, перечисленных в пп 1-6 упр. 1.ВЫВОД КАЛЬКУЛЯТОРА МК-64 ИЗ СОСТОЯНИЯ ЗАВИСАНИЯВ результате некорректных команд пользователя калькулятор может войти в состояние, при которомпрохождение команды на запуск АЦП блокируется. В этом состоянии — состоянии "зависания" — МК нереагирует на нажатие клавиши ПУСК на клавиатуре калькулятора. Для возвращения МК в рабочее состояниенеобходимо:1. Нажать на клавиши БП, 3, С/П и дождаться прекращения работы МК.2.Нажать вторично клавишу С/П и вновь дождаться прекращения работы МК.3.
Запустить программу измерений: нажать кнопку ПУСК на рабочей панели и, не отпуская ее, нажатьклавишу ПУСК на калькуляторе.4.Если программа не запускается, выполнить указания, начиная с п.1.Список литературы1.Антипов И.Н.Программирование на микрокалькуляторе МК-64. М.,Просвещение, 1988.2.Белов Д.В.Краткий курс общей физики. Ч. III. Электричество имагнетизм. М.: Изд-во МГУ, 1981, § 12, с. 144-146, § 14, с. 163-177.3. Савельев И.В.
Курс физики. Т. 2, 1989, § 66, 67, 71..
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
