共振回路

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    資料紹介

    実験全体の目的
     LCR素子を直列接続した回路は減衰振動をする例としてよく知られている。交流電源を接続すれば強制振動となり、共振現象の典型例でもある。これらの現象をオシロスコープを用いて観測し、共振現象を理解することを目的とする。
    使用機器
     信号発生器 オシロスコープ 実験ボード その他の電子部品
    実験1
     コイルL、コンデンサーC、抵抗Rを直列に接続し、充電されたコンデンサーの電荷を放電させると回路を流れる電流iは減衰振動をする。この減衰波形をオシロスコープで観測する。実験に先立ち、電流iを求める。キルヒホッフの法則から
    ,      ・・・(1)
    の微分方程式が得られる。この微分方程式は の条件で
      ・・・(2)
    の一般解が得られる。この現象をオシロスコープで観測するには、この回路に矩形波信号を接続すればよい。つまり矩形波の周期が回路の減衰時間に比べて長ければ、コンデンサーに常に充電−放電が繰り返されるのでオシロスコープによる観測が可能となる。
    実験手順
    1 実験ボードに抵抗R=50[Ω]、コイルL=2.2[mH]、コンデンサーC=0.0022[μF]を直列に接続する。物理的な意味はないが抵抗はアース側にすると便利である。
    2 オシロスコープのCH1を抵抗の両端に接続する。信号発生器の周波数と電圧をそれぞれ5[kHz]、10[V]にセットする。観測は矩形波で行うがオシロスコープの調整のため、正弦波を発生させてオシロスコープで波形をとりあえず観測する。画面上に十分な波数が現れるように調節してから、矩形波に切り替える。減衰振動波形が多く現れたらTIME/DIVを調節して最終的に1個の減衰振動曲線を画面上に表示させる。同期が取れず波形が乱れることがあるがオシロスコープ右上のLEVELつまみで同期(トリガー調節)をとる。

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    共振回路
    実験全体の目的
    LCR素子を直列接続した回路は減衰振動をする例としてよく知られている。交流電源を接続すれば強制振動となり、共振現象の典型例でもある。これらの現象をオシロスコープを用いて観測し、共振現象を理解することを目的とする。
    使用機器
    信号発生器 オシロスコープ 実験ボード その他の電子部品
    実験1
    コイルL、コンデンサーC、抵抗Rを直列に接続し、充電されたコンデンサーの電荷を放電させると回路を流れる電流iは減衰振動をする。この減衰波形をオシロスコープで観測する。実験に先立ち、電流iを求める。キルヒホッフの法則から
    ,      ・・・(1)
    の微分方程式が得られる。この微分方程式は の条件で
      ・・・(2)
    の一般解が得られる。この現象をオシロスコープで観測するには、この回路に矩形波信号を接続すればよい。つまり矩形波の周期が回路の減衰時間に比べて長ければ、コンデンサーに常に充電-放電が繰り返されるのでオシロスコープによる観測が可能となる。
    実験手順
    1 実験ボードに抵抗R=50[Ω]、コイルL=2.2[mH]、コンデンサーC=0.0022[μF]を直列に接続する。物理..

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