1.3 実験方法

1.3.1 手順

1. 表1.1に示す機器を使って、図 1.4の実験回路を作る。
   • $V_1$と$V_2$は2台のデジタルマルチメーターと1台のオシロスコープで観 測する。
   • 使う抵抗は、 $R=0,20,50[\Omega]$である。$R=0$の場合を最初に測定する が、この場合は抵抗を用いないで、導線を接続する。
   • $20,50[\Omega]$については、テスターで抵抗値を確認すること。
2. 周波数を変化させるのではなく、コンデンサーの容量を変化させて共振の様子を 調べる。その周波数は次のようにして決める。
   • 可変容量コンデンサー(バリアブルキャパシター)を最大容量の半分程度に 固定する。
   • $V_2$が最大になるように、発振器(OSC)の周波数を決める。これが測定に 用いる周波数である。この周波数を記録すること。
3. 可変容量コンデンサー容量を変化させて、デジタルマルチメーターで読みとった 電圧$V_1$と$V_2$を表1.2に記録する。
4. 横軸を回路の全容量$C$、縦軸をコイルの1次側の電圧が1[V]の場合の電流 $\vert I^\prime\vert$のグラフ(共振曲線)を描く。ただし、

   $$\vert I^\prime\vert=2\pi f C \frac{V_2}{V_1}$$ (1.11)

   
   
   である。
5. 共振曲線を描き、式(1.10)を用いて、Q値を求める。
6. 以上の測定を、 $R=0, 20, 50 [\Omega]$の場合について行う。

表 1.1: 共振回路の実験に使う機器

装置	メーカー	型番	台数
共振回路実験回路			1
オシロスコープ	KENWOOD	CS-5270	1
デジタルマルチメーター	YEW	Type 2807	2
ファンクションジェネレーター	KENWOOD	FG-273	1
バリアブルキャパシター	YEW	CDS-500	1

図 1.4: 実験の回路図

表 1.2: 測定結果の表

$f=$        [Hz],    $R=$        [$\Omega$]
コンデンサー $C_v$	コンデンサー $C_v$	回路全体 $C$	電圧 $V_1$	電圧 $V_2$	回路の電流 $\vert I^\prime\vert$
目盛り	[pF]	[pF]	[V]	[V]	[A/V]

1.3.2 注意事項

1. 共振点の近くでは、測定点を細かくとること。
2. $R$が大きい場合は$\vert I\vert$の変化が小さいので、共振点をはずれて $\vert I\vert=\vert I_0\vert/\sqrt{2}$となる領域まで十分に測定範囲を広げること。

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志