Анализ зависимости условного периода логарифмического декремента затухания и добротности контура

Курсовая работа

по физике

на тему: Анализ зависимости условного периода, логарифмического декремента затухания и добротности контура от его параметров (L,C,R)




Введение



Некоторые значения установки:

С1 = 260 пФ

С2 = 140 пФ

С3 = 230 пФ

С4 = 430 пФ

Логарифмический декремент затухания вычислим по следующей формуле:



,



где А1, А2, А3 и А4 – значения последовательных амплитуд, определенных по графику.




Задание 1. Проверка зависимости периода колебаний от ёмкости и определения индуктивности катушки



Установим переключатели магазина сопротивлений в нулевое положение.

Установим значение ёмкости С1 и получим на экране устойчивую картину затухающих колебаний.

Измерим логарифмический декремент затухания и проверим выполнение условия . Если условие выполнено, измерьте период колебаний.

Включим ёмкость С1+ С2 и повторим п.3.

Повторим все измерения для всех возможных ёмкостей. В результате получим набор пар соответствующих значений (Сi, Тi), где i – номер опыта.

Теория предсказывает зависимость между переменными:







Располагая измеренными значениями Тi при различных Сi вычислим y и по формулам найдём a и b.

Найдём индуктивность.

Найдём паразитную ёмкость С0 .

Вычислим 2

Установим с помощью магазина дополнительное сопротивление контура 1000-3000 Ом.

Повторим пункты 2-11, определяя значение L. Оно отличается от найденного в начале из-за того, что проволочные катушки магазина сопротивления также имеют заметную индуктивность.



№ п/п

Значение емкости контура С

А1

А2

А3

А4



Т

1.

С1

20.0

13.0

10.5

6.0

0.71

12.0

2.

С1 + С2

20.0

12.5

9.5

4.5

0.88

14.0

3.

С1 + С3

19.5

11.5

9.0

4.5

0.85

15.5

4.

С1 + С2 + С3

18.5

11.0

8.0

4.0

0.92

17.0

5.

С1 + С4

18.5

10.5

8.0

3.5

0.97

18.0

6.

С1 + С2 + С4

18.0

9.5

7.5

3.5

0.94

19.0

7.

С1 + С3 + С4

18.0

9.5

7.0

3.5

0.97

19.5

8.

С1 + С2 + С3 + С4

17.0

9.0

6.5

3.0

0.98

21.0



 пишешь для каждого случая(1-8)



y = 0.336x + 55.55



А = 0.013 Гн

В = 9.21 мкс2

L = 9.3 мГн

L = 0.3 мГн

С0 = 151.9 пФ

С0 = 25.8 пФ

2 = 0.0

Построим график зависимости y(x).










Задание 2. Проверка зависимости логарифмического декремента затухания от сопротивления контура



Установим все переключатели магазина сопротивлений в нулевое положение.

Установим значение ёмкости С1 и получим на экране устойчивую картину затухающих колебаний. Затем измерим период колебаний.

Измерим логарифмический декремент и проверим выполнение условия .

Установим на магазине сопротивлений 300 Ом и повторим измерение периода колебаний и логарифмического декремента, опять проверив условие .

Повторим измерения периода логарифмического декремента при сопротивлении магазина 600 Ом, 900 Ом.

Убедимся в независимости периода колебаний от сопротивления

Теория предсказывает линейную зависимость между величиной сопротивления магазина при постоянном токе (x=R) и логарифмическим декрементом y= :






Вычислим 2

Найдём сопротивление катушки.

Включим в контур ёмкость С1+ С2 и повторим пункты 1-9.



№ п/п

Значение активного сопротивления R

А1

А2

А3

А4

T

1.

300

18.0

11.0

8.5

4.0

12.0

2.

600

16.5

9.0

7.0

3.0

12.0

3.

900

15.0

8.0

5.5

2.5

12.5

4.

1200

14.0

6.5

5.0

2.0

11.5

5.

1500

12.5

5.5

4.0

1.5

11.5

6.

1800

11.0

4.0

3.5

1.0

11.0

7.

2100

10.0

3.5

3.0

0.5

10.5

8.

2400

9.0

3.0

2.5

0.5

10.3

9.

2700

8.5

2.5

2.0

0.2

10.0



№ п/п

Teta

Teta

1.

0.8810

0.0558

2.

0.9780

0.0714

3.

1.1948

0.0909

4.

1.2480

0.100

5.

1.4221

0.1250

6.

1.6123

0.1429

7.

1.5749

0.1667

8.

1.8829

0.210

9.

1.9040

0.2213



y = 0.45x + 0.74 (y – Teta, x – R)



А = 0.03 1/кОм

В = 0.05

2 = 1.34

Построим график зависимости y(x).










Задание 3. Проверка зависимости сопротивления катушки от периода колебаний



Установим в магазине сопротивлений все переключатели в нулевое положение.

Установим значение ёмкости С1 получим на экране устойчивую картину затухающих колебаний и измерим период Т и логарифмический декремент .

По формуле






вычислим сопротивление катушки.

Повторим измерения и вычисления сопротивления катушки при всех возможных значениях ёмкости контура.

На координатной плоскости по оси x откладываем значения



,



а по оси y – R.

Убедимся в линейной зависимости между x и y.



№ п/п

Значение емкости контура С

А1

А2

А3

А4



Т

R

1.

С1

20.0

13.0

10.5

6.0

0.71

12.0

1.100

2.

С1 + С2

20.0

12.5

9.5

4.5

0.88

14.0

1.169

3.

С1 + С3

19.5

11.5

9.0

4.5

0.85

15.5

1.020

4.

С1 + С2 + С3

18.5

11.0

8.0

4.0

0.92

17.0

1.006

5.

С1 + С4

18.5

10.5

8.0

3.5

0.97

18.0

1.002

6.

С1 + С2 + С4

18.0

9.5

7.5

3.5

0.94

19.0

0.920

7.

С1 + С3 + С4

18.0

9.5

7.0

3.5

0.97

19.5

0.925

8.

С1 + С2 + С3 + С4

17.0

9.0

6.5

3.0

0.98

21.0

1.089







пишешь для каждого случая(1-8),потом расписываешь R

Значения сопротивлений найдем с помощью формулы:







№ п/п

Teta

Teta

1.

0.709

0.048

2.

0.833

0.053

3.

0.856

0.056

4.

0.925

0.063

5.

0.968

0.063

6.

0.937

0.067

7.

0.971

0.071

8.

1.030

0.077



y = 3.45x + 0.16 (y – R)



А = 0.744 Оммкс

В = 0.191 Ом

2 = 1.50

Построим график зависимости y(x).