IV. Выполнение работы

1. Собрать цепь, изображенную на рисунке 7.

2. Включить вилки вольтметра и мил­лиамперметра в розетки питания 220В. Дать 2-3 минуты на нагревание и установить миллиамперметр на диапазон 20мА, а вольтметр на диапазон 15В. Включить питание генератора 1, подождать его прогрева 2-3 минуты.

3. Значения ЭДС (на генераторе 1) и емкости (на магазине конденсаторов 4) записать в таблицу 1.

4. Установить частоту ν = 2000Гц и, произвести измерения силы тока и напряжения. Данные занести в таблицу 1.

Таблица 1

L=0,02Гн, R = 56,3 Ом, С= _____мкФ, ε=____ В
№ п/п	ν (Гц)	I (мA)	(мА)	UC (В)

5. Изменять частоту на генераторе с шагом 200Гц, каждый раз снимая показания тока контура I и напряжения на конденсаторе U_с. Частоту изменять до тех пор, пока амплитуда тока в цепи растет. После того, как значения тока станут падать, снять ещё 4 показания (они понадобятся для построения резонансной кривой).

7.Определить частоту, соответствующую максимальному значению тока I_max и напряжения U_cmax. Для более точного определения резонансной частоты снять дополнительно показания приборов в окрестности ν_р±200Гц с шагом в 100Гц.

8. По полученным данным построить резонансную кривую I_m=f(ν). Показать на графике резонансное значение частоты, соответствующее точке максимума.

9. Определить частоты ν₁ и ν₂, соответствующие действующему значению тока. Для этого определить и по графику, найти какие частоты соответствуют донному значению тока.

10. Определить ν_р по формуле (25). Сравнить её с экспериментальным значением.

11. Определить добротность контура тремя способами:

1.

2.

3. , где R = 56,3 Ом – активное сопротивление контура.

V. Содержание отчета

Отчет по работе составляется в произвольной форме и должен содержать:

1. Краткое описание. Электрические схемы.

2. Экспериментальные данные (таблица).

3. Результата расчета.

4. График резонансной кривой I_m = f (ν).

5. Значение резонансной частоты и добротности контура.

6. Выводы.

VI. Контрольные вопросы

1. Начертить схему колебательного контура. Какие процессы в нем происходят в различные интервалы времени?

2. Что называют переменным током?

3. В чем заключается метод векторных диаграмм?

4. Начертить векторные диаграммы процессов, происходящих в контуре, содержащем активное сопротивление в цепи переменного тока, емкость в цепи переменного тока, катушку индуктивности в цепи переменного тока, последовательное соединение R, L и С в цепи переменного тока.

5. Что такое индуктивное, емкостное, полное сопротивление контура?

6. Записать закон Ома для цепи переменного тока.

7. Что такое резонанс? При каких условиях в контуре наблюдается резонанс напряжения?

8. Определить физический смысл добротности контура.

9. Что называется действующим значением тока и напряжения?

10. В цепи, изображенной на рис. 8, проходит синусоидаль­ный переменный ток частотой 50 Гц, причем действующие значения напряжений U_АВ =15 В, U_BD = 12 В, U_DK =10 В. Определите дейст­вующее значение напряжения на участке АК и сдвиг фаз между коле­баниями силы тока и напряжения на этом участке.

11. На участке АС в схеме, изображенной на рис.9. Сдвиг фаз между током и напряжением φ = 30⁰. Как изменится эта величина, если частота напряжения станет в два раза больше?

10. В цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц включены последовательно емкость 35,4 мкФ, сопротивление 100 Ом и индуктивностью 0,7 Гн. Найдите ток в цепи.

11. Индуктивность 22,6 мГн и сопротивление включены параллельно в цепь переменного тока частотой 50 Гц. Найдите сопротивление, если известно, что сдвиг фаз между напряжением и током 60⁰.

12. Катушка длиной 50 см и площадью поперечного сечения 10 см² включена в цепь переменного тока частотой 50 Гц. Число витков катушки 3000. Найдите ее омическое сопротивление, если сдвиг фазы между напряжением и током 60⁰.