410 LC直列回路の過渡特性
※注意:この実験は本テーマに答えを出すのに必要不可欠ではないと考えられるため,本テキストでは付録に回しました.
しかし,共振回路過渡特性は共振というものを発振現象として視認できるため,「共振」を理解する大きな要素です.
時間に多少でも余裕がある人はテキストを読み,データを整理して,共振回路の過渡特性の把握に努めてほしいです.
理論背景・目標
テキスト付録 B.4「直列共振回路:過渡応答の理論」(p.31) を参照.
概要・条件は付録B.5「直列共振回路:過渡応答の観測実験」(p.33)を参照.
理解しにくい事柄は参考書やWeb等で調べて下さい.
LC回路過渡特性でなにがわかるか?
LCR回路の時定数$ \tau が測定できます
インダクタンス$ L が算出できます
共振周期から共振角速度 $ \omega_0つまり共振周波数$ f_0 が求まります
算出した値から$ Q_0が求まります
※この実験で求められる$ Q_0とf特で得られる$ Q_0は,理論的には同値です.算出した結果を比較すればよい考察が期待できます.
実験装置
実験回路はテキスト p.31 図B. 参照.
※回路はLC周波数特性と同じ
測定条件:p.33「■測定条件」参照.
測定するべき値:p.33「■測定/算出すべき値」参照.
実験準備:p.33 「■準備」参照.
実験手順
手順はテキストp.34【実習課題 4-7】を参照.
測定の様子を動画で見て下さい.
<動画:LC過渡特性の測定>
測定データ
以下に数種類のデータを挙げます.
※過去に測定した先輩方のデータです.
どれか一つを参照にしてグラフ化し,考察してください.
レポートにはどのデータを参考にしたかを明記してください.
LCR過渡データ(A):Data-LCRt-A.pdf
LCR過渡データ(B):Data-LCRt-B.pdf
LCR過渡データ(C):Data-LCRt-C.pdf
LCR過渡データ(D):Data-LCRt-D.pdf
LCR過渡データ(E):Data-LCRt-E.pdf
※グラフはデータ中のものを参考にして,自分で描いて下さい.
手書きをスキャン/写メでもExcelでも構いません.
算出課題
【検討課題4-7】(p.35)を読んで考えて下さい.
発振振動の角周波数$ \omega_0,コイル$ Lの値,コイルの内部抵抗$ r',$ Q_{0(a)},$ f_{0(1)}の値
考察(気になることを見つけて自由に考える)
一つの事を集中して考える方がよい
計測した値,算出した値の誤差について考える
$ L, R, Cの値を変えたら何がどう変化するかを考える
※この実験の結果・考察は,本テーマの主課題の答えではありません.
本テーマの主課題にどう答えるのかは,自分で考えて下さい.
◆関連実験
210 RC回路の過渡特性
310 LC直列回路の周波数特性
410 LC直列回路の過渡特性
104 レポートの指標