Курсова робота
з фізики
на тему: Аналіз залежності умовного періоду, логарифмічного декремента і добротності контуру від його параметрів (L, C, R)
Введення
Деякі значення установки:
С1 = 260 пФ
С2 = 140 пФ
С3 = 230 пФ
С4 = 430 пФ
Логарифмічний декремент загасання обчислимо за такою формулою:
,
де А1, А2, А3 та А4 - значення послідовних амплітуд, визначених за графіком.
Завдання 1. Перевірка залежності періоду коливань від ємності та визначення індуктивності котушки
Встановимо перемикачі магазину опорів в нульове положення.
Встановимо значення ємності С1 і отримаємо на екрані стійку картину затухаючих коливань.
Виміряємо логарифмічний декремент загасання і перевіримо виконання умови . Якщо умова виконана, виміряйте період коливань.
Включимо ємність С1 + С2 і повторимо п.3.
Повторимо всі вимірювання для всіх можливих ємностей. У результаті отримаємо набір пар відповідних значень (Сi, Тi), де i - номер досвіду.
Теорія передбачає залежність між змінними:
Маючи в своєму розпорядженні виміряними значеннями Тi при різних Сi обчислимо y і за формулами знайдемо a і b.
Знайдемо індуктивність.
Знайдемо паразитне ємність С0.
Обчислимо c 2
Встановимо за допомогою магазину додатковий опір контуру 1000-3000 Ом.
Повторимо пункти 2-11, визначаючи значення L. Воно відрізняється від знайденого на початку з-за того, що дротові котушки магазину опору також мають помітну індуктивність.
№ п / п | Значення ємності контуру З | 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 |
пишеш для кожного випадку (1-8)
y = 0.336 'x + 55.55
D А = 0.013 Гн
D В = 9.21 мкс2
L = 9.3 мгн
D L = 0.3 мгн
С0 = 151.9 пФ
D С0 = 25.8 пФ
c 2 = 0.0
Побудуємо графік залежності y (x).
Завдання 2. Перевірка залежності логарифмічного декремента від опору контуру
Встановимо всі перемикачі магазину опорів в нульове положення.
Встановимо значення ємності С1 і отримаємо на екрані стійку картину затухаючих коливань. Потім виміряємо період коливань.
Виміряємо логарифмічний декремент і перевіримо виконання умови .
Встановимо на магазині опорів 300 Ом і повторимо вимір періоду коливань і логарифмічного декремента, знову перевіривши умова .
Повторимо вимірювання періоду логарифмічного декремента при опорі магазину 600 Ом, 900 Ом.
Переконаємося в незалежності періоду коливань від опору
Теорія передбачає лінійну залежність між величиною опору магазину при постійному струмі (x = R) і логарифмічним декрементом y = :
Обчислимо c 2
Знайдемо опір котушки.
Включимо в контур ємність С1 + С2 і повторимо пункти 1-9.
№ п / п | Значення активного опору 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 | D 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 = 0.45 'x + 0.74 (y - Teta, x - R)
D А = 0.03 1/кОм
D В = 0.05
c 2 = 1.34
Побудуємо графік залежності y (x).
Завдання 3. Перевірка залежності опору котушки від періоду коливань
Встановимо в магазині опорів всі перемикачі в нульове положення.
Встановимо значення ємності С1 отримаємо на екрані стійку картину затухаючих коливань і виміряємо період Т і логарифмічний декремент .
За формулою
обчислимо опір котушки.
Повторимо виміри й обчислення опору котушки при всіх можливих значеннях ємності контуру.
На координатній площині по осі x відкладаємо значення
,
а по осі y - R.
Переконаємося в лінійній залежності між x і y.
№ п / п | Значення ємності контуру З | 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 |
пишеш для кожного випадку (1-8), потім розписувати R
Значення опорів знайдемо за допомогою формули:
№ п / п
Teta
D 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 = 3.45 'x + 0.16 (y - R)
D А = 0.744 Ом 'мкс ½
D В = 0.191 Ом
c 2 = 1.50
Побудуємо графік залежності y (x).