Альбом зразків оформлення звітів про виконаня лабораторних робіт із курсу загальної фізики. Частина ІІ

 

 

1. Мета роботи: вивчити залежність напруги на конденсаторі коливного контура від частоти, побудувати графік цієї залежності і визначити основні параметри коливного контура та оцінити абсолютні і відносні похибки їх визначення.

2. Електрична схема коливного контура: 

R – активний опір коливного контура; 

C  - ємність конденсатора; 

L – індуктивність котушки; 

U – змушуюча змінна напруга; 

Uc – напруга на конденсаторі.

 

3. Електрична схема лабораторної установки

На схемі ЗГ – звуковий генератор; П – перемикач; В – вольтметр.

4. Робочі формули:

    (1)

де:   – резонансна частота;  .і   - циклічні частоти, визначені по графіку залежності   по обидві сторони максимуму  на “висоті”  .

    (2)

де   - коефіцієнт згасання.

    (3)

де   - власна частота коливання в коливному контурі; 

  - резонансна частота;   - коефіцієнт згасання.

 ,          (4)

де   - індуктивність котушки контура; С - ємність конденсатора коливного контура.

 ,                   (5)

де   - активний опір коливного контура.

5. Паспортні дані та паспортні похибки: 

 

6. Таблиця результатів вимірювань і часткових обчислень.

ν, Гц 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000

Uc, В 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,7 4,7 7,6 5,3 3,7 2,6 2,1

  0,0390 0,0443 0,0500 0,0561 0,0625 0,0693 0,1262 0,3824 1,0000 0,4863 0,2370 0,1170 0,0764

7. Графік залежності Uc від ν

Із таблиці та графіка видно, що резонансна амплітуда Uс0 рез=7,6 В.

8. Графік залежності   від ν і знаходження ν1 та  ν2 (ω1 та ω2) при  .

Із графіка, побудованому на міліметровому папері, визначаємо ν1=5700 Гц і ν2=6500 Гц, або ω1=2π ν1=2·3,14·5700=35796 с-1, ω2=2π ν2=2·3,14·6500=40820 с-1.

9. Обчислення резонансної частоти   за формулою (1)

 с-1.

10. Обчислення коефіцієнта згасання   за формулою (2)

 

11. Обчислення циклічної частоти власних коливань при відсутності згасання 

 (с-1).

12. Обчислення індуктивності   коливного контура за формулою (4)

 

13. Обчислення активного опору коливного контура за формулою (5)

 

14. Формули розрахунку повних абсолютних похибок       

14.1.  .

14.2.  .

14.3.  ,

де  ,  .

Тоді  .

14.4.  ,

де  ,

 ,

 .

14.5.  ,  

де   ,  .

14.6. Формули розрахунку повної абсолютної похибки   визначння індуктивності контура.

 ,   де   ,    ,   .

14.7. Формули розрахунку повної абсолютної похибки   визначення активного опору   контура

 ,  де  ,   .

15. Із п.14 видно, що, перш за все, необхідно розрахувати вибіркові середньоквадратичні відхилення, випадкові похибки, приладові похибки та загальні похибки прямих вимірювань ΔС, Δν1, Δν2. Решта повні абсолютні похибки по суті визначаються через них. 

Оскільки   визначаються лише графічно один раз, то про вибіркові відхилення та випадкові похибки говорити не доводиться, а обмежитись лише приладовими похибками  

Отже,  (Гц);

 (с-1),

 ,

де   рівне 0,5 ціни найменшої поділки графіка   на міліметровому папері.

16. Обчислення повних абсолютних похибок визначення параметрів коливного контура та відповідних відносних похибок. Кінцеві результати визначення параметрів коливного контура.

16.1.  (c-1);

 с-1;

 , ;

   

  .

16.2.  

 

 ;

16.3. 

 ; ; .

16.4.  

  ; .

16.5.  

  ; ; 0,6%.

16.6.   ;

 ; ; .

 

 

1. Мета роботи: Визначити шивидкість звуку у повітрі та оцінити абсолютну і відносну похибки її визначення.

2. Короткі теоретичні відомості.

Електричні коливання з гучномовця і мікрофона підводяться до входів “Х” та “У” осцилографа. Внаслідок складання взаємно перпендикулярних коливань однакової частоти промінь осцилографа описує або еліпс, або пряму лінію в залежності від зсуву фаз. Канонічне рівняння еліпса (траєкторія руху коливної точки, яка бере участь у двох взаємно перпендикулярних напрямках) має вигляд

  (1)

При (β-α) = 0, π, 2π …= kπ траєкторія руху матиме вигляд прямої лінії

  (2)

Якщо (β-α) = (2k+1)  , то осі еліпса співпадають з осями координат, а розміри півосей рівні амплітудам a і b. 

Нехай різниця фаз між коливаннями сигналу гучномовця і мікрофона при віддалі між ними х1 буде

  (3)

а при х2

  (4)

Нехай фігура Ліссажу буде у формі прямої лінії, тоді Δφ1=k1π, а Δφ2=k2π. Отже, 

  (5)