С. Д. Варламов А. Р. Зильберман

136
Часть 2
конденсатор той же ёмкости и резистор такого же сопротив-
ления, но параллельно.
Решение
. Для определения содержимого «чёрного ящи-
ка» можно собрать схему, представляющую собой делитель
напряжения. К выводам генератора подключаются соеди-
нённые последовательно резистор и «чёрный ящик». Из-
мерительный прибор по очереди подключается к выводам
генератора, выводам резистора, выводам «чёрного ящика».
Подключение прибора к выводам генератора и проход по все-
му диапазону частот позволяют удостовериться, что нагрузка
(последовательно соединённые «чёрный ящик» и резистор)
не влияет на амплитуду колебаний напряжения на выводах
генератора, то есть его внутреннее сопротивление достаточно
мало в сравнении с сопротивлением резистора.
Вариантов подключения «чёрного ящика» всего четыре:
используются выводы (0 и 1), (0 и 2), (1 и 2) и (0 и 1+2). Для
каждого варианта подключения строятся амплитудно-частот-
ные характеристики (АЧХ).
Если не использовать резистор, а подключать «чёрный
ящик» непосредственно к выводам генератора, то для двух
способов подключения «чёрного ящика» (0 и 2) и (0 и 1+2)
на высоких частотах наблюдается уменьшение амплитуды
колебаний, то есть в этих двух случаях к выходу генератора
непосредственно подключён конденсатор. При этом сказыва-
ется наличие ненулевого внутреннего сопротивления генера-
тора. Таким образом, следует считать, что между выводами
0 и 2 «чёрного ящика» включён конденсатор. А поскольку
при таком же подключении (0 и 2) на низких частотах
на «чёрном ящике» падает не всё напряжение генератора,
это означает, что параллельно конденсатору подключён ре-
зистор.
При подключении «чёрного ящика» выводами (0 и 1)
или (1 и 2) на низких частотах на «чёрном ящике» падает
всё напряжение генератора. Это означает, что в ветви (0—1)
включён конденсатор. А поскольку на высоких частотах на
«чёрном ящике» падает определённая доля напряжения, не
равная нулю, это означает, что в «чёрном ящике» между
выводами (0 и 1) последовательно с конденсатором включён
резистор.

Экспериментальные задачи физических олимпиад
137
При подключении к генератору «чёрного ящика» вывода-
ми 1 и 2 на АЧХ наблюдается максимум вблизи некоторой
частоты: это соответствует тому, что в «чёрном ящике» при
его подключении способом (1 и 2) находится так называемая
«цепочка Вина».
После установления схемы «чёрного ящика» нужно вы-
числить значения обнаруженных ёмкостей и резисторов.
Для способа подключения (0 и 1) на высоких частотах
при последовательном соединении «чёрного ящика» и рези-
стора можно узнать сопротивление резистора, находящегося
в «чёрном ящике» между этими выводами.
Для способа подключения (0 и 2) на низких частотах
при последовательном соединении «чёрного ящика» и рези-
стора можно узнать сопротивление резистора, находящегося
в «чёрном ящике» между этими выводами.
Зная величины сопротивлений, можно выбирать разные
частоты генератора и для разных способов подключения
«чёрного ящика» установить, какие именно величины ёмко-
стей имеют конденсаторы, находящиеся внутри.
Лампочка
(
11—1—2003
)
Оборудование
: генератор звуковых частот, миллиампер-
метр переменного тока, два конденсатора ёмкости 0,68 мкФ
каждый, лампочка, резистор (его сопротивление неизвестно).
Задание
: проведите измерения и постройте график зави-
симости тока через лампочку от приложенного напряжения.
Найдите отношение сопротивлений лампочки при токах 5 мА
и 20 мА.

жүктеу/скачать 1,21 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: