ИЗУЧЕНИЕ СЛОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФ. Отчет по лабораторной работе 15 Изучение сложения электрических колебаний с помощью осциллографа
 Скачать 162.73 Kb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ОТЧЕТ по лабораторной работе №15 «Изучение сложения электрических колебаний с помощью осциллографа» По дисциплине: физика Выполнил: студент гр. ГНГ-20-2 ________ /Яицкий Е. Н. / (подпись) (ФИО) Проверил: доцент каф. ОТФ ___________ / ./ (подпись) (ФИО) Санкт - Петербург 2021 Цель работы :исследование различных электрических процессов при помощи осциллогафа. Краткие теоретические сведения Явление, изучаемое в работе: Сложение гармонических электрических колебаний Ключевые определения: Электронный осциллограф – прибор, позволяющий наблюдать (а в некоторых случаях фотографировать) ход временных электрических процессов с помощью электронно-лучевой трубки. Это, по существу, единственный прибор, с помощью которого можно зафиксировать быстропротекающие электрические процессы Генератор разверстки - Для изменения сигналов с течением времени служит генератор развертки. Он вырабатывает напряжение, линейно меняющееся с течением времени – пилообразное напряжение. В конце каждого периода напряжение падает до нуля и электронный пучок быстро возвращается в исходное состояние, практически не оставляя следа на экране. Электронно-лучевая трубка – это установка, в которой очень узкий пучок электронов используется, как карандаш, рисующий изображение. Источник электронного луча – электронная пушка, состоящая из источника электронов – оксидного катода с подогревом, управляющего электрода, регулирующего величину потока электронов, изменяя яркость точки на экране, анодов, ускоряющие и концентрирующие электроны в узкий пучок, а также 2 пары отклоняющих пластин. Фигуры Лиссажу – замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой при сложении взаимно перпендикулярных колебаний с кратным отношением частот. Это один из методов определения частоты неизвестного сигнала. Частота — физическая величина, характеристика периодического процесса, равна количеству повторений или возникновения событий (процессов) в единицу времени. Биения – колебания с амплитудой, зависящей от времени, получаемые при сложении двух колебаний одинакового направления, мало отличающихся по частоте. Амплитуда – максимальное отклонение от положения равновесия. Катод- отрицательно заряженный электрод, на котором происходит процесс восстановления. Является источников электронов в ЭЛТ. Анод- положительно заряженный электрод, на котором происходит процесс окисления. Аноды в ЭЛТ ускоряют электроны и концентрируют их в узкий пучок. Электрод- проводник, являющийся частью какого-либо прибора и имеющий определенный электрический потенциал. Управляющий электрод в ЭЛТ позволяет регулировать величину потока электронов и тем самым изменять яркость светящейся точки на экране. Законы и соотношения: Закон Ома для участка цепи: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению  где I (А)– сила тока- физическая величина, численно равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени, к длительности этого промежутка. U (В) – Напряжение на участке цепи- это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы. R (Ом) – сопротивление участка цепи - это свойство вещества препятствовать прохождению тока Схема установки  БП – блок питания ЭЛТ – электронно-лучевая трубка ГР – генератор пилообразного напряжения (генератор разверстки)  и - усилителиСУ – синхронизирующее устройство  , и  - делитель напряжения (регулирует яркость электронного луча) и  - потенциометры (перемещают электронный луч)СХЕМА ЭЛТ 1 – оксидный катод с поогревом 2 – управляющий электрод 3  ,4 - аноды5,6 – отклоняющие пластиы 7 - экран Основные расчётные формулы Соотношение для фигуры:   , – частоты взаимно перпендикулярных колебаний, Гц; , - максимальные числа точек пересечения фигуры с осями координат.Амплитуда результирующего колебания (биения):   – циклическая частота биения;t – время, с;  - амплитуда колебаний, В.Период биения:  Период колебаний:   - средняя частота генераторов, измеренная по лимбу генераторов, рассчитываемая по  Формула для расчёта погрешностей  Таблицы
Вычисления Погрешности прямых измерений  =20 Гц =0,4 мс =0,05 ВИсходные данные  =900 Гц =100 Гцa=2 Примеры вычислений Cредняя частота  500 Период колебаний L(cм) = 1 T=a*L=2 (мс) Период биения Tб = a*Lб = 12(мc)  Амплитуда биения   Вычисление погрешностей косвенных измерений  График зависимости амплитуды биений (Аб = f(cos( t/2)) )  Вывод: В ходе данной лабораторной работе при помощи осциллографа были исследованы фигуры Лиссажу. При исследовании было выявлено что отношение частот гармонических сигналов  равно отношению числа точек пересечения данной фигуры вертикальной и горизонтальной линиями  . Посчитав циклическую частоту и период биения, была посчитана амплитуда биения | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
