ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2021
Просмотров: 329
Скачиваний: 1
6
К онтрольные
вопрос ы
1.
Поня тие
об
электростатическом
поле
,
его
свойствах
.
Свойство
потенциаль
-
ности
электростатического
поля
.
2.
Н апря ж енность
и
потенциал
,
свя з ь
м еж д у
ним и
.
3.
Силовы е
линии
поля
и
эквипотенциали
,
их
вз аим ное
располож ение
.
4.
Т руд ности
из м ерения
электростатического
поля
.
Почем у
обы чны м
вольтм етром
нельз я
из м еря ть
напря ж ение
м еж д у
раз личны м и
точкам и
электростатического
поля
?
5.
Н а
чем
основано
м од елирование
электростатического
поля
полем
стационарны х
токов
?
6.
Почем у
в
работе
из м еря ется
распред еление
потенциалов
,
а
не
напря ж енно
-
стей
?
7.
К ак
по
из ображ ению
поля
эквипотенциаля м и
опред елить
з начение
напря
-
ж енности
в
произ вольной
точке
поля
?
Л итература
1.
К алаш ников
С
.
Г
.
Электричество
/
С
.
Г
.
К алаш ников
.
–
М
., 1985.
–
С
.20-27,
41-44.
2.
М атвеев
А
.
Н
.
Электричество
и
м аг нетиз м
/
А
.
Н
.
М атвеев
.
–
М
., 1983.
–
С
.98-106.
Лабораторная
работа
№
2
а
И З У Ч Е НИ Е
Р А Б О Т Ы
Э Л Е К Т Р О ННО Г О
О С Ц И Л Л О Г Р А Ф А
Ц ель
работы
:
оз наком иться
с
наз начением
осциллограф а
,
принципом
его
д ействия
,
наз начением
основны х
уз лов
осциллограф а
,
научиться
получать
из ображ ения
сигналов
раз личной
д лительности
и
опред еля ть
чувствительность
электронно
-
лучевой
трубки
.
В ведение
Электронны й
осциллограф
прим еня ется
в
раз личны х
областя х
науки
и
техники
д ля
из м ерения
постоя нного
и
перем еного
напря ж ения
,
д лительности
исслед уем ы х
сигалов
.
Н а
экране
осциллограф а
м ож но
наблюд ать
раз личны е
з ависим ости
,
наприм ер
,
г истерез исны е
я вления
в
ф ерром агнетиках
и
сегнетоэлектриках
.
М ож но
из м еря ть
и
не
электрические
величины
,
наприм ер
,
в
рад иолокации
–
расстоя ния
д о
исслед уем ы х
объектов
.
Н аиболее
часто
осциллограф
прим еня ется
при
исслед овании
бы стро
протекающ их
процессов
.
7
У с тройс тво
и
принц ип
дейс твия
ос ц иллографа
О сновны м
элем ентом
осциллограф а
(
рис
.1)
я вля ется
электронно
-
лучевая
трубка
,
пред ставля ющ ая
стекля нны й
баллон
,
внутри
которого
соз д ан
вы сокий
вакуум
.
В
трубке
раз м ещ ена
систем а
электрод ов
д ля
образ ования
и
ф орм ирования
электронного
луча
.
Эта
систем а
,
наз ы ваем ая
электронной
пуш кой
,
состоит
из
под огревателя
1
и
оксид ного
катод а
2,
испускающ его
электроны
.
К атод
пом ещ ен
внутри
управля ющ его
электрод а
(
м од уля тора
) 3.
М од уля тор
пред ставля ет
цилинд р
с
отверстием
в
торце
.
Н а
м од уля тор
под ается
потенциал
,
отрицательны й
относительно
катод а
.
В
рез ультате
электроны
,
эм итируем ы е
катод ом
,
торм оз я тся
и
отталкиваются
к
оси
трубки
,
собирая сь
в
уз кий
пучок
.
При
д альнейш ем
д виж ении
пучок
,
вслед ствие
отталкивания
электронов
,
снова
расход ится
или
расф окусируется
.
Д ля
ф окусировки
пучка
служ ат
д ва
анод а
4
и
5,
пред ставля ющ ие
полы е
цилинд ры
,
внутри
которы х
располож ены
д иаф рагм ы
с
отверстия м и
раз ны х
д иам етров
.
О ба
анод а
им еют
полож ительны е
относительно
катод а
потенциалы
,
причем
потенциал
второго
анод а
(
ускоря ющ его
)
более
вы сокий
,
чем
первого
(
ф окусирующ его
).
И з м енением
потенциала
первого
анод а
пучок
на
экране
осциллограф а
ф окусируется
в
точку
.
При
ум еньш ении
отрицательного
потенциала
м од уля тора
электроны
в
пучке
торм оз я тся
,
тем
сам ы м
ум еньш ая
я ркость
пя тна
на
экране
осциллограф а
.
Д ля
из м енения
направления
электронного
пучка
з а
вторы м
анод ом
располож ены
д ве
пары
отклоня ющ их
пластин
6
и
7.
Н апря ж ение
на
“ Х ”
пластинах
см ещ ает
электронны й
луч
в
гориз онтальном
направлении
,
на
“
Y
”
пластинах
–
в
вертикальном
.
Слабы е
исслед уем ы е
сиг налы
пред варительно
усиливаются
им еющ им ися
в
осциллограф е
усилителя м и
.
Раз личают
д ва
основны х
реж им а
работы
осциллограф а
.
В
первом
случае
на
отклоня ющ ие
пластины
“ Х ”
и
“
Y
”
под ают
д ва
внеш них
сигнала
.
В о
втором
исслед уется
лиш ь
од ин
внеш ний
сиг нал
,
под аваем ы й
на
“
Y
”
пластины
.
При
внутр
внеш
от
сети
генератор
раз вертки
аттенюатор
1
2
3 4
5
6
7
"X"
"Y"
вход
Х
вход
Y
уз ел
синхрони
-
з ации
блок
питания
усилитель
усилитель
Y
X
внеш
синхр
220
в
Рис
.1
8
этом
на
“ Х ”
пластины
под ается
напря ж ение
генератора
раз вертки
осциллограф а
.
Наблю дение
формы
ис с ледуемого
с игнала
Д ля
наблюд ения
з ависим ости
исслед уем ого
сигнала
от
врем ени
необход им о
на
“
Y
”
пластины
под ать
исслед уем ое
напря ж ение
U
y
(
t
),
а
на
“ Х ”
пластины
–
напря ж ение
раз вертки
U
x
(
t
)=
kt
,
линейно
из м еня ющ ееся
во
врем ени
.
И сточником
такого
напря ж ения
в
осциллограф е
я вля ется
генератор
так
наз ы ваем ого
пилообраз ного
напря ж ения
.
Под
д ействием
такого
напря ж ения
,
ф орм а
которого
показ ана
на
рис
.2,
пя тно
на
экране
буд ет
перем ещ аться
вд оль
экрана
с
постоя нной
скоростью
,
а
з атем
м г новенно
воз вращ аться
в
исход ное
полож ение
.
Е сли
на
“
Y
”
пластинах
напря ж ения
нет
,
то
луч
буд ет
прорисовы вать
на
экране
пря м ую
линию
,
наз ы ваем ую
осью
врем ени
или
раз верткой
.
Е сли
на
“
Y
”
пластины
под ать
ислед уем ое
напря ж ение
,
кратное
по
врем ени
напря ж ению
раз вертки
,
то
на
экране
получается
непод виж ное
из ображ ение
з ависим ости
U
y
(
t
).
И з
рис
.3
становится
поня тны м
,
как
на
экране
ф орм ируется
из браж ение
синусоид ы
,
когд а
период ы
од инаковы
.
Е сли
период ы
обоих
напря ж ений
не
кратны
д руг
д руг у
,
то
из ображ ение
на
экране
буд ет
неустойчивы м
.
U
t
Рис
.2
Рис
.3
в
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
1
1
2
2
3
3
5
5
4
7
7
8
8
U
U
U
U
y
y
x
x
t
t
U
U
U
U
U
UU
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
y
7
y
7
y
6
y
6
y
5
x
5
x5
y
5
y
3
x
3
x3
x
4
x1
y
3
y
2
x
2
x2
y
2
y
1
y
1
б
а
9
У стойчивость
из ображ ения
д остигается
синхрониз ацией
генератора
раз вертки
с
исслед уем ы м
напря ж ением
.
Синхрониз ация
обеспечивает
постоя нство
и
кратность
частоты
раз вертки
частоте
исслед уем ого
период ического
напря ж ения
.
Это
осущ ествля ется
под ачей
на
генератор
раз вертки
части
исслед уем ого
напря ж ения
,
которое
управля ет
з апуском
пилообраз ного
напря ж ения
.
И ногд а
воз никает
необход им ость
синхрониз ировать
сигнал
напря ж ением
внеш него
источника
или
сети
перем енного
тока
.
У правление
ос ц иллографом
Н а
рис
.4
показ ана
перед ня я
панель
осциллограф а
.
Элем енты
и
ручки
управления
перед ней
панели
им еют
след ующ ие
обоз начения
:
1
–
“ сеть”
вы ключатель
напря ж ения
сети
, 2
–
“ луч”
–
вы ключатель
луча
, 3
–
сигнальная
лам почка
,
з агорается
при
включении
в
сеть
, 4
–
“ я ркость”
–
регуля тор
я ркости
, 5
–
“ ф окус”
–
ф окусирует
пя тно
на
экране
, 6
–
“ось
Y
вверх
-
вниз ”
регуля тор
вертикального
см ещ ения
луча
, 7
–
“ ось
Х
вправо
-
влево”
–
регуля тор
гориз онтального
см ещ ения
луча
,
8
–
“ д иапаз он
частот”
–
переключатель
д иапаз онов
частот
генератора
раз вертки
, 9
–
“ частота
плав
-
но”
–
плавны й
регуля тор
частоты
раз вертки
, 10
–
“ внутр
-
внеш
-
сеть”
–
переключатель
вид а
синхрониз ации
, 11
–
“ ам плитуд а
синхрониз ации”
–
из м еня
-
ет
ам плитуд у
синхрониз ирующ его
напря ж ения
, 12
–
“ ослабление”
–
исслед ум ы й
сиг нал
м ож ет
бы ть
ослаблен
в
10
или
100
раз
, 13
–
“ усиление
Y
”
–
плавная
регулировка
усиления
по
вертикали
, 14
–
“ усиление
Х ”
–
плавная
регулировка
усиления
по
гориз онтали
, 15
–
“ вход
Y
”
–
вход ная
клем м а
усилителя
вертикального
отклонения
луча
, 16
–
“ вход
Х
”
–
вход ная
клем м а
усилителя
гориз онтального
отклонения
луча
, 17
–
“ кс”
–
вы ход
контрольного
сигнала
50
Гц
, 18
–
“ з ем ля ”
–
клем м ы
общ его
провод а
, 19
–
“ вход
синхр”
–
вход ная
клем м а
д ля
под ключения
внеш него
источника
синхрониз ирующ его
сиг нала
.
Н а
з ад ней
панели
осциллограф а
им еются
д ве
пары
г нез д
д ля
непосред ственной
под ачи
напря ж ения
на
“
X
”
или
“
Y
”
пластины
.
Ря д ом
с
гнез д ам и
располож ены
тум блеры
,
поз воля ющ ие
отключать
от
пластин
трубки
усилители
гориз онтального
или
вертикального
отклонения
.
Гнез д о
,
2
4
1
5
11
7
10
19
14
18
16
3
18
13
15
8
12
17
9
6
луч
сеть
я ркость
ф окус
ось
Y
ось
X
вверх
-
вниз
ам плитуда
синхрон
.
частота
плавно
д иапазон
частот
1:10
1:100
вход
Y
вход
X
внеш
ослабление
внутр
внеш
сеть
зем ля
зем ля
кс
синхр
Рис
.4
10
м аркированное
буквой
“ М ”
,
пред наз начено
д ля
под ключения
внеш него
напря ж ения
к
м од уля тору
.
У праж нение
1
.
Н аблюд ение
ф орм ы
сиг нала
.
1.
Собрать
схем у
рис
.5.
О сциллограф
Э О
работает
в
реж им е
раз вертки
.
2.
О т
з вукового
генератора
ЗГ
под ать
напря ж ение
на
Y-
вход
осциллограф а
.
Д обиться
хорош его
устойчивого
из браж ения
сигнала
,
з аполня ющ его
весь
экран
.
3.
При
ф иксированной
частоте
раз вертки
,
из м еня я
частоту
з вукового
генератора
,
получить
осциллограм м ы
с
кратностью
в
од ин
,
д ва
и
три
период а
.
4.
При
ф иксированной
частоте
з вукового
генератора
,
из м еня я
д лительносить
раз вертки
,
получить
осциллограм м ы
с
кратностью
в
од ин
,
д ва
и
три
период а
.
5.
Зарисовать
осциллограм м ы
,
указ ав
частоту
исслед уем ого
сигнала
и
д лительность
раз вертки
.
У праж нение
2
.
О пред еление
чувствительности
трубки
.
Е сли
к
вертикально
отклоня ющ им
пластинам
трубки
прилож ить
синусоид альное
напря ж ение
,
то
раз м ер
из ображ ения
сигнала
по
вертикали
буд ет
пропорционален
д войной
ам плитуд е
под вод им ого
напря ж ения
и
з ависит
от
чувствительности
трубки
.
Чувствительность
трубки
S
численно
равна
отклонению
l
(
в
м м
или
д еле
-
ния х
)
пя тна
на
экране
,
вы з ванного
раз ностью
потенциалов
U
на
пластинах
в
1
вольт
,
т
.
е
.
S
=
l
/
U
(
м м
/
В ольт
).
О бы чно
вольтм етром
из м еря ется
эф ф ективное
напря ж ение
,
з ная
которое
м ож но
опред елить
чуствительность
эф ф
U
l
S
2
2
=
(1).
1.
Соберите
схем у
рис
.6,
под ключив
клем м ы
вы ход а
ЗГ
к
гнез д ам
“
Y
”
на
з ад ней
панели
осциллограф а
при
вы ключенном
генераторе
раз вертки
.
Т ум блером
под
гнез д ам и
“
Y
”
отключите
пластины
от
усилителя
.
2.
По
показ ания м
вольтм етра
ЗГ
установите
напря ж ение
на
вы ход е
ЗГ
U
эф ф
=30
вольт
.
3.
И з м ерив
величину
отклонения
l
луча
,
по
ф орм уле
(1)
вы числите
S
Y
.
4.
О пред елите
чуствительность
S
Х
,
под ав
сигнал
от
ЗГ
на
“ Х ”
пластины
,
аналогично
опред елению
S
Y
.
ЗГ
ЭО
Y
Рис
.5
ЗГ
ЭО
Y
Рис
.6
(
Х
)