3.1.2 Лабораторная работа «Исследование затухающих гармонических колебаний»

Цель работы: изучение затухающих колебаний в зависимости от изменения сопротивления.

Заданные значения элементов: R₁=1 Ohm, R₂=5 Ohm, R₃=10 Ohm, R₄=20 Ohm, R₅=50 Ohm, C=№ варианта от 1 до 25 (μF), L=100 mH, Е=10 V.

Собрать электрическую схему RLC-контура, приведенную на рисунке 3.8, состоящую из катушки индуктивности L1, сопротивления R1, конденсатора C1, источника постоянного напряжения V и ключа S1.

Рис. 3.8 – Электрическая схема RLC – контура

Снять временную характеристику выходного сигнала при подключении контура к источнику напряжения Е=10 V (рис. 3.9).

Рис. 3.9 - Осциллограмма изменения напряжения на конденсаторе U_c при замыкании ключа S1

Проделать для всех заданных значений сопротивления R1. С помощью визирных линий и индикаторных окошек определить длительность периодов колебаний.

Затем собрать структурную схему RLC-контура, приведенную на рис. 3.10, где V1- источник постоянного напряжения (V1=V/LC), А1- сумматор, А2 и А3- интеграторы, К0 и K1- усилители (K1=R/L, K0=1/LC).

Рис. 3.10 – Структурная схема RLC – контура

И с помощью осциллографа снять характеристики: временную (рис. 3.11а) и фазовую (рис. 3.11б).

а) б)

Рис. 3.11 – Характеристики выходного сигнала: а) временная, б) фазовая

С помощью визирных линий и индикаторных окошек определить длительность периодов колебаний

Выводы:

Результаты исследования оформить в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1 – Результаты исследования

	Электрическая схема		Структурная схема
№	Сопротивление	Длительность затх.	Сопротивление	Длительность затх.
1	1 Ohm	419,238ms	1 Ohm	463,054ms
2	5 Ohm	91,652ms	5 Ohm	170,772ms
3	10 Ohm	47,187ms	10 Ohm	70,455ms
4	20 Ohm	27,949ms	20 Ohm	49,261ms
5	50 Ohm	8,893ms	50 Ohm	15,107ms

Как видно из таблицы 3.1 при увеличении сопротивления длительность затухания уменьшается.

3.1.3 Лабораторная работа «Исследование частотных свойств резонансных контуров»

Цель работы: исследование частотных свойств резонансных контуров при последовательном и параллельном соединении.

Заданные значения элементов: f=1 MHz, R_V=1000 MOhm, L1=1mH, C1=№ варианта от 1 до 25 (μF), E=12V, R1=200Ohm, R2=100Ohm.

Собрать схему последовательного резонансного контура (рис. 3.12).

Рис. 3.12 – Последовательный резонансный контур

Снять АЧХ и ФЧХ контура (рис. 3.13а, б).

а) б)

Рис. 3.13 – а) АЧХ контура, б) ФЧХ контура

Собрать схему параллельного резонансного контура (рис. 3.14).

Рис. 3.14 – Параллельный резонансный контур

Снять АЧХ и ФЧХ контура (рис. 3.15а, б).

а) б)

Рис. 3.15 - а) АЧХ контура, б) ФЧХ контура

Выводы:

Результаты исследования внести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Результаты исследования

		f0, кГц	Q=f0/, б/р	Ic, μА	I0,мА	Vc, μВ	Vo, мВ	Q, б/р	Примечания
Посл. контур	э	1,485	0,5	2,168	1,946	27,732	5,981	0,01	Q=Vc/V0
	р	1,531	0,41	1,982	2,576	29,573	6,493	0,007	По формулам
Парал. контур	э	1,586	1,289	3,002	1,674	26,483	5,240	0,05	Q=Ic/I0
	р	1,984	2,105	2,741	1,924	25,981	6,069	0,09	По формулам