Виртуальная лабораторная работа по физике "4.15. Исследование вынужденных колебаний в колебательном контуре"
Исследование ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ
В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследовать зависимость напряжения на конденсаторе от частоты вынуждающего воздействия; определить основные параметры контура.
приборы и ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: генератор синусоидальных сигналов, осциллограф, макет для сборки исследуемого колебательного контура (конденсатор, катушка индуктивности).
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
Замкнутая цепь, состоящая из емкости C, индуктивности L, активного сопротивления R, образует колебательный контур (рис. 1). Если в колебательный контур включить источник периодической (гармонической) ЭДС, то в контуре после затухания собственных колебаний установятся вынужденные электрические колебания с частотой, которая совпадает с частотой вынуждающей ЭДС. Интенсивность установившихся электрических колебаний в контуре может быть охарактеризована амплитудой тока (напряжения) на конденсаторе или индуктивности.
Амплитуда каждой из этих величин зависит от частоты вынуждающей ЭДС и имеет характерный максимум вблизи собственной частоты контура w0, т.е наблюдается явление резонанса. Явление резонанса состоит в резком возрастании амплитуды установившихся колебаний при приближении частоты внешней ЭДС w к собственной частоте w0 данного контура.
Поведение контура зависит от способа включения источника. Если источник включается последовательно с элементами L, C, R (рис. 2,а), то говорят о резонансе в последовательном контуре или резонансе напряжения.
Если источник ЭДС питает параллельно включенные ветви контура с L и С (рис. 2,б), то говорят о резонансе в параллельном контуре или резонансе токов. В данной работе экспериментально исследуются зависимость амплитуды Uсм переменного напряжения на конденсаторе от частоты напряжения последовательно включенного источника.