实验要求-受迫振动

受迫振动

实验仪器

波耳共振仪及控制箱闪光灯

实验内容

1.阅读说明书，学习波耳共振仪的使用方法；

2.在自由振荡模式下，测量摆轮振幅θ与周期T的关系；

3.在阻尼振荡模式下，测定阻尼系数β；（要求：三个阻尼档各测1次）

4.选择两种阻尼档，测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线；

a.调节仪器面板“强迫力周期”旋钮，以改变电机的转速（强迫外力矩周期）。

建议每次改变量对应相位差变化△φ为5度左右。

b.每次改变电机的转速后，应等待系统稳定——摆轮和电机周期相同（末位

数差异不大于2，大约需要等2分钟)），在开始测量振幅θ、周期10T和

相位差φ三个物理量，并记录这时候的“强迫力周期”值；

c.在共振点附近（相位差φ≈90°），调节应缓慢，以尽可能测出共振时振幅

最大值的位置。

d.根据测量结果在坐标纸上画出受迫振动的幅频特性和相频特性曲线，并讨

论不同阻尼系数β时受迫振动的幅频特性和相频特性的区别。要求：实验

测量点相位差范围在30°～150°内，测量数据至少有15组，一般要求每隔

5度左右取一个数据点，在接近共振位置时点应选得密一些。

5. 仪器复位（清除实验数据），关机。

注意事项

1.波尔共振仪各部分均是精密装配，不能随意乱动。控制箱功能与面板上旋

钮、按键均较多，务必在弄清其功能后，按规则操作。

2.阻尼选择开关位置一经选定，在整个实验过程中就不能任意改变。本实验中

应保证有机玻璃转盘上的挡光杆置于水平位置。

3.摆轮的转动振幅不要超过170度。

课后问题

1.为什么在测量幅频特性和相频特性时，决不能将阻尼开关打在“0”处？

2.什么条件下强迫力的周期与摆轮的周期相同？

3.每改变一次外加驱动力矩的频率后，能否立即测量幅频特性和相频特性？

4.将实验测量的相频特性曲线和书上理论公式（4-16-11）计算的相频特性曲线

作于同一图中进行比较，并讨论之。