Експериментальна частина

 

Засоби регулювання осцилографа. На передній панелі осцилографа (рис.5.5) розміщені:

Рисунок 5.5

1. Перемикач входу Y.

2. Плавний регулятор чутливості підсилювача вертикального відхилення.

3. Ступінчатий перемикач чутливості підсилювача вертикального відхилення. Указана на шкалі чутливість у V/дел реалізується при крайньому правому положенні плавного регулятора 2.

4. Ручка " " вертикально переміщення променя.

5. Екран електронно-променевої трубки.

6. Ручка " " горизонтального переміщення променя.

7. Ступінчатий перемикач тривалості розгортки із шкалою в "ms/дел." та "µs/дел.".

8. Ручка плавного регулювання тривалості розгортки. Тривалість розгортки, яка вказана на шкалі ступінчатого перемикача 7, реалізується при крайньому правому положенні плавного регулятора 8.

9. Тумблер «ПИТАНИЕ» – живлення осцилографа.

10. Перемикач «СИНХРОНІЗАЦІЯ».

11. Регулятор «УРОВЕНЬ».

12. Регулятор «СТАБИЛЬНОСТЬ».

13. Регулятор «ФОКУС».

14. Регулятор «ЯРКОСТЬ».

Праворуч, на боковій панелі, знаходиться тумблер вимикання розгортки "Разверт.", тумблер переключення синхронізуючого сигналу "Синхрон." та гніздо входу Х.

На лівій боковій панелі знаходиться гніздо входу Y підсилювача вертикального відхилення.

Ввімкнення осцилографа. На передній панелі встановити:

§ перемикач 1 входу Y – в положення ~;

§ регулятор 2 "Усиление" – в крайнє праве положення;

§ перемикач 3 "V/дел" – в положення "5";

§ ручку 4 " " – в середнє положення;

§ ручку 6 " " – в середнє положення;

§ перемикач 7 "ms/дел.", "µs/дел" – в положення 1 ms/дел;

§ ручку 8 – в крайнє праве положення;

§ перемикач 10 "Синхр." – в положення " " "+";

§ ручку 11 "Уровень" – в крайнє ліве положення;

§ ручку 12 "Стаб." – в крайнє праве положення;

§ ручку 13 "Фокус" – в середнє положення;

§ ручку 14 "Яркость" – в крайнє праве положення;

На правій боковій панелі встановити:

§ тумблер "Разверт." – вгору;

§ тумблер "Синхрон." – вгору.

Увімкнути вилку живлення осцилографа в електромережу. Перевести тумблер "Питание" у верхнє положення.

Порядок виконання завдання 1.

1. Увімкнути осцилограф. За допомогою ручок "Яркость" та "Фокус" отримати чітку лінію розгортки. Ручками " ", " " встановити лінію розгортки в центрі екрану.

Увага! Не зловживайте яскравістю променя і не залишайте надовго яскраву точку в одному місці екрану, тому що це призводить до псування флуоресцентного покриття.

2. Ввімкнути звуковий генератор 1. З клеми "Вихід 600 Ом" звукового генератора 1 за допомогою кабелю подати на вхід Y осцилографа (ліва бокова панель) сигнал з частотою 400 Гц.

3. Перемикач "V/дел." установити в такому положенні, щоб сигнал на екрані осцилографу був як можна більшим, але не виходив за межі робочої частини екрану.

4. Перемикач "ms/дел.", "µs/дел." встановити так, щоб на екрані осцилографа спостерігалось 1-2 періоди сигналу, що досліджується.

5. Повернути ручку "Стаб" ліворуч до зникнення сигналу, а потім, повертаючи ручку "Рівень" праворуч, домогтися появи сигналу на екрані.

6. Визначити Н і L у великих поділках (див. рис. 5.6). Занести результати в таблицю 5.1.

7. Повторити вимірювання, установивши частоту сигналу генератора 1 рівною 500 Гц; 1000 Гц.

8. Розрахувати амплітудне та ефективне значення напруги сигналу для всіх трьох частот і результати занести в таблицю 5.1.

Амплітудне значення сигналу визначається за формулою

 

(5.1)

Рисунок 5.6

 

де α – коефіцієнт відхилення (положення перемикача "V/дел."). Ефективне (діюче) значення

U_еф = U_a / . (5.2)

 

Воно повинно відповідати показанням вольтметра U _ген звукового генератора 1.

9. Розрахувати період і частоту сигналу для всіх трьох частот і результати занести в таблицю 5.1.

Період визначається за формулою

 

T = kL, (5.3)

 

де k – коефіцієнт розгортки (він відповідає положенню перемикача "ms/дел.", "µs/дел."). Частота сигналу розраховується за формулою

 

ν = 1/T. (5.4)

 

Треба порівняти отримані значення частоти з тими значеннями ν _ген , які встановлювались на шкалі генератора 1.

10. Оцінити похибку визначення частоти сигналу:

 

Δν ≈ (ΔL/L) ν _ген, (5.5)

де ΔL = 0.2 – це величина малої поділки сітки на екрані.

Якщо розрахункове значення частоти ν відрізняється від ν _ген більше, ніж на ±2Δν, треба спробувати знайти інше джерело похибки, яке б пояснило таку велику різницю.

Таблиця 5.1

і	ν ген Гц	H, поділ.	α, В/поділ.	U а В	U еф В	U ген В	L, поділ.	k, ms/поділ.	Т, ms	ν, Гц

 

Порядок виконання завдання 2.

1. Увімкнути осцилограф. За допомогою ручок "Яркость" та "Фокус" отримати чітку лінію розгортки. Ручками " ", " " встановити лінію розгортки в центрі екрану.

2. Ввімкнути звуковий генератор 1. З клеми "Вихід 600 Ом" звукового генератора 1 за допомогою кабелю подати на вхід Y осцилографа (ліва бокова панель) сигнал з частотою 100 Гц.

3. Перемикач "V/дел." установити в такому положенні, щоб сигнал на екрані осцилографу був як можна більшим, але не виходив за межі робочої частини екрану.

4. На правій боковій панелі тумблер "Разверт." встановити в нижнє положення.

5. Ввімкнути звуковий генератор 2. З клеми "Вихід 600 Ом" звукового генератора 2 за допомогою кабелю подати на вхід X осцилографа (права бокова панель) сигнал з частотою 50 Гц.

6. Змінюючи амплітуду вихідного сигналу генератора 2 за допомогою ручки, що знаходиться над клемами виходу, добитися, щоб сигнал не виходив за бокові межі екрану.

7. Поступово збільшувати частоту сигналу генератора 2 від 50 до 500 Гц і фіксувати ті значення, при яких спостерігаються нерухомі фігури – фігури Лісажу. Схематично зобразити ці фігури у звіті.

8. Зробити висновок відносно того, як співвідношення частот генераторів 1 і 2 впливає на зовнішній вигляд фігур Лісажу.

 

 

Контрольні запитання

 

1. Яке призначення осцилографа?

2. Опишіть будову електронно-променевої трубки, дайте її схематичне зображення.

3. Дайте визначення чутливості ЕПТ.

4. Що таке розгортка?

5. Як здійснюється процес синхронізації сигналу?

6. Що таке фігури Лісажу?

7. Зобразіть блок-схему осцилографа і поясніть основні принципи його роботи.

8. Як за допомогою осцилографа вимірюють амплітуду і період сигналу, що досліджується?

9. Як визначити ефективне значення і частоту напруги за допомогою осцилографа?

10. Як зовнішній вигляд фігур Лісажу залежить від співвідношення частот коливань, що додаються?

 

Інструкція складена доц. кафедри фізики Курбацьким В.П. та Манько В.К.

Рецензент: доц. кафедри фізики Єршов А.В.