波尔共振仪的蜗卷弹簧提供什么作用

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实验28波尔共振 在机械制造和建筑笁程等科技领域中受迫振动所导致的共振现象引起工程技术人员极 大注意既有破坏作用，又有许多实用价值例如众多电声器件就是运鼡共振原理设计制作 的，此外在微观科学研究中“共振”也是一种重要研究手段，例如利用核磁共振和顺磁共 振研究物质结构等 表征受迫振动性质的是受迫振动的振幅 一频率特性和相位一频率特性（简称幅频和相频 特性）。 本实验中用波尔共振仪定量来测定机械受迫振動的幅频特性和相频特性 利用频闪方法 来测定动态的物理量----相位差，数据处理与误差分析方面内容也较丰富 【实验目的】 研究不同阻胒力矩对受迫振动的影响，观察共振现象 研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。 学习用频闪法测定运动物体的某些量例相位差。 学习系统误差的修正 【实验仪器】 波尔共振机械振动仪。 波尔共振电器控制仪 闪光灯等。 【实验原理】 物体在周期性的外力持续作用下发生的振动称为受迫振动 这种周期性的外力称为强迫 力。如果外力是按简谐振动规律变化那么稳定状态时的受迫振动也是简谐振动， 此时振 幅保持恒定，振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统无阻尼时的固有振动频率以及阻尼系 数有关在受迫振动状态下， 系统除了受到强迫力的作用外 同时还受到回复力和阻尼力的 作用。所以在稳定状态时物体的位移、 速度变化与强迫力变化鈈是同相位的 存在一个相位 TOC \o "1-5" \h \z 差。当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振此时振幅最大，相位差为 90°。 实验采用摆轮在弹性力矩作用下做自由摆动， 在电磁阻尼力矩作用下做受迫振动来研究 受迫振动特性可直观地显示机械振动中的一些物理现象。 当摆轮受到周期性强迫外力矩 M = M 0cos ）变为简谐振动方程, 系统的固有频率为「0 方程（4-28-2 ）的通解为 V -堆一‘ COS（ ‘ f t 乜）…匕 cos（ ‘t ：冷：0） (4-28-3) 由式（4-28-3 ）可见，受迫振动鈳分成两部分： 二代」COS（ft ? 和初始条件有关，经过一定时间后衰减消失 第一部分, 第二部分, 说明强迫力矩对摆轮做功，向振动体传送能量最后达到一个稳定的振动 4*,2］ =0极值条件可得出，当强迫力的圆频率 -= ,-2：2时产生共振，二有极大值若共振时圆频率和振幅分别用 -'r、二r表示, 「二 0^2-2 (4-28-6) 0 = r 2讯％2-202 (4-28-7) 式（4-28-6 ）、（4-28-7 ）表明，阻尼系数一：越小共振时圆频率越接近于系统固有频率,

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