Порядок выполнения работы. Задание 1. Исследование синусоидального сигнала звукового генератора

Задание 1. Исследование синусоидального сигнала звукового генератора.

1. Ознакомиться с описанием используемых приборов (схема на рис. 5).

2. Включить осциллограф в сеть и настроить его.

3. Подать напряжение от звукового генератора на вход Y осциллографа и получить на экране устойчивое изображение нескольких периодов сигнала.

4. Измерить период сигнала и рассчитать его частоту.

5. Результаты измерений занести в таблицу 1.

6. Повторить измерение частоты сигнала звукового генератора на трех – четырех различных частотах.

Таблица 1.

№ п/п	Период сигнала в делениях	Период сигнала в секундах	Частота сигнала	Показания PQ

7. При любой частоте сигнала звукового генератора установить его наибольший вертикальный размер в пределах рабочей части экрана.

8. Измерить амплитуду сигнала.

9. Сравнить полученный результат с показанием вольтметра звукового генератора (учесть при этом: показания вольтметра генератора соответствуют эффективному значению напряжения).

10. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2.

Частота сигнала генератора, Гц	Амплитуда сигнала, дел	Амплитуда сигнала, В	Эффективное напряжение на выходе звукового генератора, В	Амплитудное напряжение на выходе звукового генератора, В

Задание 2. Исследование импульсного сигнала.

1. Ознакомиться со схемой, изображенной на рис. 6.

Для изучения электронного осциллографа используется звуковой генератор PQ, а также преобразователь импульсов ПИ (ФПЭ-08). Напряжение питания на преобразователь импульсов поступает от источника питания ИП (рис. 6). ПИ преобразует синусоидальное напряжение звукового генератора в прямоугольные импульсы той же частоты. Скважность импульсов (отношение периода Т сигнала к его длительности τ) регулируется на ФПО-08 кнопкой «скважность - грубо» и ручки «скважность точно».

Следует помнить, что для надежной работы ПИ напряжение, поступающее на ПИ со звукового генератора должно составлять 2-3В.

2. Подобрав достаточное усиление и частоту развертки на осциллографе, получить устойчивую картину прямоугольных импульсов на экране и нарисовать ее.

3. Измерить период Т и длительность τ прямоугольных импульсов на экране и определить скважность импульса (рис. 7).

4. Результаты занести в таблицу 3.

Таблица 3.

№ п/п	τ	Т	Q

5. Повторить измерения периода импульса, его длительности и скважности при других частотах звукового генератора, установив наибольший вертикальный размер синусоид в пределах рабочей части экрана.

Задание 3. Наблюдение фигур Лиссажу при сложении колебаний, происходящих в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

При подаче синусоидальных напряжений одновременно на горизонтальные и вертикальные пластины трубки осциллографа луч будет находиться под действием двух взаимно перпендикулярных отклоняющих сил. В зависимости от амплитуды, частоты и фазы подаваемых напряжений на экране осциллографа будут получаться различные фигуры, называемые фигурами Лиссажу.

1. Собрать схему, изображенную на рис. 8.

2. Изменяя частоту сигнала звукового генератора, получить и зарисовать фигуры Лиссажу при соотношении частот 1:1, 1:2, 1:3, 2:3 .

3. Соотношение частот можно определить как по шкале генератора, так и по виду фигуры. Отношение частот колебаний равно отношению числа касаний фигуры с прямой, параллельной оси Х и с прямой, параллельной оси Y.

4. Результаты измерений и рисунки поместить в таблицу 4.

Таблица 4

Частота, Гц	Соотношение частот, определенное по виду фигуры	Вид фигуры Лиссажу

Задание 4.Наблюдение кривой изменения тока в одно- и двухполупериодном выпрямителе.

Для получения одно- и двухполупериодного выпрямления тока используется выпрямитель, собранный по мостовой схеме (рис. 9).

1. Ознакомиться со схемой, изображенной на рис. 10.

2. Вход Y осциллографа соединить с клеммами А и В на панели моста.

3. На выпрямитель подать напряжение 6,3 В от питания.

4. Включить генератор развертки осциллографа и получить устойчивую картину изменения тока от времени при однополупериодном выпрямлении. Зарисовать картину в тетрадь.

5. Вход Y осциллографа соединить с клеммами С и В на панели моста и получить на экране осциллографа устойчивую картину изменения тока от времени при двухполупериодном выпрямлении. Зарисовать картину в тетрадь.

Контрольные вопросы

1. Опишите принцип действия электронно-лучевой трубки.

2. Как зависит чувствительность трубки осциллографа от ускоряющего напряжения и расстояния между пластинами?

3. Каково назначение и принцип действия генератора развертки?

4. Как определить с помощью осциллографа:

а) период исследуемого сигнала;

б) напряжение исследуемого сигнала?

Литература

1. И.В.Савельев. Курс общей физики. Т. 2. М: Наука, 1988. – 431 с.

2. И.В.Савельев. Курс общей физики: В 5 кн.: Кн 2:Электричество и магнетизм: Учебное пособие для вузов. Изд. АСТ, Астрель, 2008. - 336 с.

3. Лабораторные занятия по физике. /Под ред. Гольдина Л.Л.- М.: Наука, 1983.- 704 с.

4. Д.В.Сивухин. Общий курс физики. Т.III: Учеб. пособие.- М: Физматлит, 2004.- 656 с.

5. А.Н. Матвеев.- Электричество и магнетизм: учеб. пособие для студентов вузов.- М: ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2005. – 464 с.

5. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. – М.: Высшая школа, 1983.- 279 с.

6. Портис А. Физическая лаборатория. – М.: Наука, 1972. - 400 с.