Вход

Колебательный контур

Курсовая работа по физике
Дата добавления: 02 сентября 2009
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 2.6 Мб (архив zip, 276 кб)
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Цель работы: исследовать АЧХ и ФЧХ последовательного и параллельного колебательного контура, определить резонансную частоту, найти добротность последовательного контура. Приборы и материалы: колебательный контур, осциллограф, источник питания, генератор, провода, магазин сопротивлений, индуктивностей и конденсаторов. Теоретическая часть Колебательным контуром называют электрическую цепь, состоящую из элементов, способных запасать электрическую и магнитную энергию, и в которой могут возбуждаться электрические колебания. Эквивалентная схема простейшего колебательного контура состоит из ёмкости, индуктивности и сопротивления. Колебательные контуры нашли широчайшее применение в радиоэлектронике в качестве различных частотно- избирательных систем, то есть, систем, у которых амплитуда отклика цепи может резко изменится, когда частота внешнего воздействия достигает некоторых значений, определяемых параметрами цепи. Явление резкого возрастания амплитуды отклика называется амплитудным резонансом. В теории цепей обычно используется другое определение резонанса. Под резонансом понимают такой режим работы электрической цепи, содержащей ёмкости и индуктивности, при котором реактивные составляющие входных сопротивления и проводимости равны нулю, то есть, отсутствует сдвиг фаз между напряжением и током на входе колебательного контура. Такой резонанс называют фазовым. Частоты, соответствующие фазовому и амплитудному резонансам, как правило, близки и в некоторых случаях могут совпадать. Простейшей электрической цепью, в которой наблюдается явление резонанса, является одиночный колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора, соединённых в замкнутую цепь. В зависимости от способа подключения к колебательному контуру источника энергии различают последовательный (рис.1) и параллельный (рис.2) колебательные контура. График АЧХ для последовательного контура приведён на рис.3. Из графика видно, что графики АЧХ для C и L пересекаются при резонансной частоте = . Найдём частоты, при которых АЧХ достигает максимума. Они равны = (1) = (2) - для R , - для C , - для L . рис.3. Графики ФЧХ выглядят следующим образом рис.4 - для R При подаче импульсного напряжения мы получим график затухающих колебаний (рис.5), в аналитическом представлении этот график имеет вид U ( t ) = U e cos t (3) где - коэффициент затухания. рис.5. Кроме у системы есть ещё одна важная характеристика Q – добротность, которую можно найти как отношение U или U к U при резонансной частоте. Через параметры системы выражени e для Q можно записать в виде Q = = = (4) Так же добротность можно выразить через ,т.е. Q = ( 5) где T – период колебания. Практическая часть Задание 1: Исследовать амплитудно-частотные характеристики последовательного колебательного контура. Определить добротность. Построить графики. 1). Для индуктивности (С = 10000 пФ; R = 62 Ом; L =2,6 мГн) Таблица 1 : Зависимость коэффициента усиления от частоты. f , к Гц 2 5 8 10 13 15 18 20 21 23 25 28 32 35 36 39 K 0,2 1,2 2,7 3,9 4,5 5,1 6,3 8,7 9,9 13 16 20 16 10 6 ,1 2 , 1 2). Для конденсатора (С = 10000 пФ; R = 62 Ом; L =2,6мГн) Таблица 2 : Зависимость коэффициента усиления от частоты. f ,кГц 10 14 16 20 24 26 27 28 30 35 40 50 60 80 100 K 1, 2 1,4 1,6 2,5 4,7 8,4 21, 7 16,6 7,8 3,4 1,9 0,7 0, 6 0, 2 0, 1 3).Для сопротивления (С = 10000 пФ; R = 62 Ом; L =2,6 мГн ) Таблица 3 : Зависимость коэффициента усиления и разности фаз от частоты f ,кГц 6 8 9 10 12 14 16 19 K 0,0 3 0,0 5 0,0 6 0, 09 0, 12 0,14 0, 15 0, 18 , 66,6 59,4 55,8 54 52,2 45 43,2 36 f ,кГц 25 26 27 28 30 33 35 K 0,57 0, 91 0,79 0, 66 0, 52 0, 41 0,28 , 23,4 10,8 16,2 25,2 109,8 118,8 126 График 1. АЧХ для L ,С График 2. АЧХ для сопротивления График 3. ФЧХ для сопротивления Из графика 1 видно, что резонансная частота f р , = 26 к Гц. Определение добротности последовательного контура: (С = 10 000 пФ; R = 62 Ом; L =2,6 мГн). Добротность рас с читаем двумя способами: 1-ый способ: используя параметры контура: Получаем, что Q = 8,14 2-ой способ: по полученной АЧХ контура: Q = f 0 / f 0,7 Получаем, что Q = 13,73 Задание 2: Исследовать амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо во -частотную (ФЧХ) характеристики параллельного колебательного контура. Определить период затухания при подаче сигнала с импульсного генератора. Построить графики. Параллельный контур. (С = 10000 пФ; R = 1 кОм; L =2,6 мГн ) Таблица 4 : Зависимость коэффициента усиления и разности фаз от частоты. f ,кГц 1 , 2 2 3 5 7 10 14 18 K 0,02 0,0 4 0,0 7 0, 12 0, 15 0,20 0, 31 0 ,62 , 77,4 55,8 54 45 46,8 36 32,4 32,4 f ,кГц 23 25 29 30 35 40 50 K 0,95 0, 87 0,77 0, 64 0, 51 0, 47 0,33 , 14,4 21,6 30,6 18 18 18 18 График и представлены ниже График 4. АЧХ параллельного контура График 5. ФЧХ для параллельного контура По полученным данным можно определить резонансную частоту. f p = 23 к Гц . Определение добротности параллельного контура: (С = 10 000 пФ; R = 1 кОм; L =2,6 мГн). Снова рассчитаем добротность Q двумя способами: 1-ый способ: Q = f 0 / f 0,7 = 1,92 2-ой способ: = 2 ,35 Вывод ы : 1. Б ыл исследован последовательный колебательный контур, получены амплитудно-частотные и фазо во -частотные характеристики, определена резонансная частота, равная 26 к Гц. Расхождения с теорией лежат в пределах допустимой погрешност и . Графики, полученные в ходе работы , совпадают с ожидаемым результатом. 2. Исследован параллельный колебательный контур. Для него также были построены АЧХ и ФЧХ. Определена резонансная частота f p = 23 кГц . 3 . И сследован и зарисован отклик последовательного и параллельного контуров на импульс ное воздействие . По полученному графику определен период затухания контура при данных параметрах Т = 18*10 -6 с . 4. По полученным данным определены добротности последовательного и параллельного контура. Различия между значениями добротностей были объяснены выше. Литература: 1. В.Н. Ушаков. ”Основы радиоэлектроники и радиотехнические устройства”. М., «Высшая школа», 1976. 2. Е.И. Манаев. “Основы радиоэлектроники”. М., «Радио и связь», 1985. 3. П.Н.Урман, М.А. Фаддеев: ”Расчет погрешностей экспериментальных результатов”.
© Рефератбанк, 2002 - 2017