Laboratoriya ishi. Erkin elektromagnit tebranishlar

2-LABORATORIYA ISHI.
ERKIN ELEKTROMAGNIT TEBRANISHLAR
Tajriba maqsadi: Elektr tebranishlar konturi bilan tanishish. Tebranish konturininh xususiy chastotasini aniqlash. Tebranish zanjirida tok va kuchlanish oʻzgarishini tahlil qilish.
Kerakli asbob va jihozlar: Yuqori induktivli chulg’am 517 011, Kondensator, 40 µF 517 021, Asos taglik, bir juft 301 339, Bridging plugs, STE 2/19, set of 10 501 48, DC ta’minlash manbai 0 ±15 V 501 45, Multimeter LD analogli 20 531 120, Qoʻl sekundomeri, mexanik 313 07, Ulash simlari, 19 A, 100 sm, qizil/koʻk, juftli 501 46.
Qisqacha nazariya: Bugungi kunda kommunikatsiya va hisoblash texnikalarini elektromagnit tebranish konturlarisiz ta’savur qilib boʻlmaydi. Ideal LC elektromagnit tebranish konturida energiya yoʻqotilishi, soʻnish boʻlmaydi. Ammo bu hol faqat nazariy jihatdan mumkin. Amalda esa tebranish konturlarida elektromagnit tebranishlar kam boʻlsada soʻnadi. Misol qilib soʻnuvchi garmonik ossilyatorni keltirish mumkin.
Tebranish konturi bir biriga ulangan kondensator va induktiv gʻaltakdan iborat boʻladi. Soʻnuvchi tebranish konturida L va C zanjirga ketma-ket ravishda aktiv qarshilik ham mavjud boʻladi.
Kirxgofning ikkinchi qonuni boʻyicha,
  (13.1)
Bu tenglama zanjirdagi barcha kuchlanishlar yigʻindisi nolga teng ekenligini bildiradi. Bu qonun ichki qarshilikka ega boʻlgan tebranish konturida ham oʻrinlidir(13.1-rasmga qarang):
  (13.2)

Ma’lumki, kondensator sigʻimi  , aktiv qarshilik kuchlanishi   (Om qonuni) va gʻaltakdagi reaktiv kuchlanishi   kabi aniqlanadi.

I tok kuchining diferensial tenglamasini (13.2) tenglama hadlarini L ga boʻlib,  , deb hisoblab hosil qilamiz:
(13.3)

Bu yerda   –xususiy chastota,   konturning asilligi. Bu matematik differensial tenglamani yechish uchta xususiy holga olib keladi. Tenglama

Kabi yechimga olib keladi, bu yerda   tebranish amplitudasi,

 :-tebranish chastotasi.
Birinchi hol  .
Bu holda sistema muvozanat holatiga eksponenta qonuniyat asosida tebranishlar hosil qilmasdan qaytadi.
Ikkinchi hol  .

• 
  Bu hol kritik(keskin) so’nish holati deyiladi. Sistema tebranishlarsiz tezda muvozanat holatiga qaytadi.
  
• 
  Uchinchi hol  .
  
• 
  Bunda sistemada tebranishlar kuzatiladi va amplituda eksponensial qonun boʻyicha kamayib boradi, soʻnish kuzatiladi. 13.2-rasmga qarang.
  

Bu tajribada faqat oxirgi holatni kuzatish mumkin. Kondensatordai boshlangʻich kuchlanish   boʻlsa, induktiv gʻaltakda oʻtuvchi tok kuchi quyidagicha aniqlanadi:

 , (13.4)
bu yerda boshlangʻich tok kuchi  ,  -yuqorida keltirilgani kabi.
Kondensatordagi kuchlanish undagi zaryad miqdoriga mutonosib, shuning uchun zaryad miqdori tok kuchining integraliga proporsional boʻladi. (13.4) tenglamadagi kosinus tok kuchi va kuchlanish qiymatlari orasida 90° faza siljishi borligini bildiradi.
 . (13.5)

13.1-rasm: Kalitli tebranish konturi. 13.2-rasm: Kuchlanish va tok tebranishlari.

Texnika xavfsizligi yoʻriqnomasi.
Tajriba qurilmasida tajribalar hayot uchun xavfsiz-past kuchlanishlarda olib borilishi zarur: DC –oʻzgarmas tok kuchlanishi maximum- 60 V, AC –oʻzgaruvchan tok kuchlanishi maximum- 25 V,
Quyidagilar bilan tajriba oʻtkazilganda hamisha hayot uchun xavfsiz-past kuchlanishdan foydalanish zarur: Yuqori induktivlikli gʻaltak, STE plug-in elements, Kuchlanish xavsiz kuchlanishdan katta boʻlganda doimo maxsus xavfsiz ulash konnektorlardan foydalaning. Zanjirga kondensator ulashdan oldin kondensator uchlarini qisqa tutashtirib razryadlang(Kondensatorda katta kuchlanish saqlangan boʻlishi mumkin).
Induktiv gʻaltaklarni darhol manbadan ajratmang, razryadlanishini kuting. Kuchlanishning sakrashi kuztilishi mumkin.
Tajriba qurilmasi. Qurilma 13.3-rasmda keltirilgan.

13.3-rasm: Tajriba qurilmasi.

• 
  Dastlab, kondensatorni razryadlash uchun qisqa tutashtiring.
  

• 
  Induktiv gʻaltak va kondensatorni asos taglikka oʻrnating.
  
• 
  Induktiv gʻaltak va kondensatorni bir chiziqda joylashtiring va ularni ikkita shtepsellar bilan ulang.
  
• 
  Kondensatorga oʻzgarmas tok manbaini ulang, oʻrtadagi yerga ulash chiqishiga ualamang.
  
• 
  Kuchlanish muruvatini 0 V ga qoʻying.
  
• 
  Multimeterni induktiv gʻaltakka parallel ulang va DC kuchlanishni 3 V ga qoʻying.
  
• 
  Ta’minlash manbaini stendga ulang.
  
• 
  Qoʻl sekundomerini ishga tayyorlaang.
  

Tajribani oʻtkazish tartibi:

• 
  Kondensator ostidagi kalitni chap tomonga ulang, 13.3-rasm asosida (kalit 1-rasmda «S» biklan belgilangan).
  
• 
  Ta’minlash manbaini ulang.
  
• 
  Ta’minlash kuchlanishini 3 V qilib tanlang.
  
• 
  Kuchlanish ortishdan toʻxtamaguncha va kondensator toʻla zaryadlanmaguncha kuting.
  
• 
  Endi kalitni manbadan induktiv gʻaltakga ulang va tebranish konturiga kuchlanish bering.
  
• 
  Kuchlanishning ikki maksimumi orasidagi vaqtni aniqlash uchun qoʻl sekundomeridan foydalaaning.
  
• 
  Kondensatorni zaryadlash uchun oxirgi uch amalni takrorlang va boshqa kuchlanish maksimumlari orasidagi vaqtni 4 marta oʻlchang.
  
• 
  Ta’minlash manbaini tarmoqdan uzing va kondensatorni ta’minlash manbidan ajrating.
  

Sinash uchun savollar:

1. 
   Tebranish konturi nimalardan iborat?
   
2. 
   Elektr sigʻimi nima?
   
3. 
   Kondensatorni vazifasi nima?
   
4. 
   Rezonans nima?