Электроизмерительный прибор магнитоэлектрической системы…
1
УДК 534.24
Электроизмерительный прибор магнитоэлектрической
системы как осциллятор для лабораторного изучения
механических колебаний и резонанса
© И.Н. Фетисов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Представлено описание учебного стенда и методики лабораторного количествен-
ного изучения вынужденных механических колебаний и резонанса с использованием
в качестве крутильного осциллятора гальванометра или подобных приборов. Ос-
циллятор гальванометра полностью соответствует классической задаче о вы-
нужденных колебаниях: переменная сила, создаваемая переменным током генера-
тора, изменяется по гармоническому закону и прикладывается непосредственно к
инерционному телу, а диссипативная сила сопротивления пропорциональна скоро-
сти движения этого тела. Приведены результаты лабораторного изучения вы-
нужденных и собственных колебаний осциллятора. Описанная методика изучения
колебаний имеет преимущества по сравнению с известными способами.
Ключевые слова
:
механические колебания, вынужденные колебания, резонанс,
гальванометр, лабораторный эксперимент.
Введение.
Широкая распространенность и важная роль в технике
вынужденных механических колебаний и резонанса обусловливают
необходимость детального их изучения в лабораторном практикуме.
Однако постановка подобного опыта сопряжена с трудностями, кото-
рые не удалось полностью преодолеть в известных учебных установ-
ках. Например, вращательный крутильный маятник Поля [1], кото-
рый можно приобрести у немецкой фирмы Phywe и др., имеет недо-
статок: раскачивание в нем маятника производится через спиральную
пружину с помощью электрического мотора с кривошипным меха-
низмом. Такая постановка лабораторного опыта не соответствует
классической, изучаемой в программе задаче, когда переменная сила
прикладывается непосредственно к инерционному телу. Из этого
можно сделать вывод, что маятник Поля больше подходит для лек-
ционной демонстрации, чем для лабораторного опыта.
Другой пример — устройство ФДК 001 для демонстрации коле-
баний на пружине и явления резонанса, которое изготавливает РНПО
Росучприбор [2]. Этот прибор — демонстрационный и не предназна-
чен для лабораторного количественного исследования.
Еще один пример — так называемый «маятник с движущейся
точкой подвеса», в котором вынужденные колебания маленького ма-
ятника создаются свободными колебаниями более массивного маят-
ника [3]. Такой лабораторный прибор имеет много недостатков: не-
стандартный способ возбуждения вынужденных колебаний, сложная
