Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте



Скачать 55.06 Kb.
Дата04.12.2012
Размер55.06 Kb.
ТипЛабораторная работа
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20

ИЗУЧЕНИЕ ОСЦИЛЛОГРАФА И ПРОВЕРКА ГРАДУИРОВКИ ЗВУКОВОГО ГЕНЕРАТОРА ПО ЧАСТОТЕ


  1. Введение


Цель работы: изучение закономерностей сложения взаимно перпендикулярных колебаний. Работа состоит из двух частей. В первой части изучаются правила работы с осциллографом, а во второй определяют частоту исследуемого переменного напряжения по методу фигур Лиссажу с помощью осциллографа.

Пусть два переменных напряжения с амплитудами U01 и U02 и частотами 1 и 2 подаются на входы X и Y осциллографа, тогда

,

(1)

где х и у – смещения луча осциллографа по осям X и Y относительно исходного (нулевого) положения; А1 = SхU01 и А2 = SyU02 – амплитудные значения этих смещений; Sx – чувствительность* трубки по оси X, а Sy – по оси Y;  – разность фаз колебаний в момент t = 0. (* Чувствительностью трубки S, мм/В, называют отношение отклонения электронного луча на экране трубки к величине разности потенциалов соответствующей пары отклоняющих пластин). Задаваясь значениями моментов времени t и определяя соответствующие значения координат луча, по соотношениям (1) можно построить линию, которую луч осциллографа прочертит на экране.


x : y

Сдвиг фаз 


0

/4

/2



1.2


Рис. 1



Рис. 2
Эти линии носят название фигур Лиссажу. Их вид зависит от соотношения амплитуд, частот и фазы  складываемых взаимно перпендикулярных колебаний. На рис. 1 показаны примеры фигур Лиссажу, получающихся при разных соотношениях частот 1/2 и разном сдвиге фаз . Фигуры Лиссажу вписываются в прямоугольник, центр которого совпадает с нулевым положением луча, а стороны параллельны осям X и Y и равны соответственно 2A1 и 2A2 (рис. 2) (gif" name="object3" align=absmiddle width=86 height=21>, ). Рассмотрим подробнее случай, когда .

За период колебаний, соответствующий частоте 1 луч отклонится вдоль оси X от крайнего левого положения до крайнего правого и вернется назад. Поскольку частота отклонения луча 2 по оси Y в два раза больше, то за это же время луч успевает вдоль оси Y два раза достичь крайнего верхнего и крайнего нижнего положений. Таким образом, отношение частот оказывается равным отношению числа касаний соответствующей фигуры Лиссажу со стороной прямоугольника, параллельной оси Y(ny), и со стороной, параллельной оси Х(nх). Следовательно,

. (2)
2. Описание установки и метода измерений
Исследуемые колебания с частотой y, источником которых служит звуковой генератор, подают на вертикально отклоняющие пластины (пл. Y) осциллографа. На горизонтально отклоняющие пластины (пл. X) поступают колебания известной частоты x от блока питания ВС-24, который подключен к сети переменного тока. При сложении этих колебаний луч на экране трубки опишет одну из фигур Лиссажу. Частоты x и y связаны с круговыми частотами x и y формулами и . Принципиальная схема соединения источников напряжения и осциллографа изображена на рис. 3. При неизменной частоте x изменяют частоту генератора y и добиваются появления на экране устойчивых кривых Лиссажу, соответствующих отношению x:y = 1:1; 2:3; 1:2; 1:3; 1:4. Для каждой фигуры считают число касаний nх и nу. Используя соотношение (2), рассчитывают частоту исследуемого напряжения y по формуле

. (3)

Сравнивают получаемое значение y с соответствующей частотой генератора.


Рис. 3
3. Порядок выполнения работы

Часть 1


Ознакомиться с ручками управления и регулировки осциллографа, подробное задание изложено в приложении к работе.

Часть 2


  1. В соответствии со схемой (рис. 3) подключают генератор Г с помощью кабеля к клеммам, обозначенным «пл. Y» (пластины X и Y осциллографа выведены непосредственно на панели стенда).

  2. Соединяют клеммы с обозначениями «ВС-24» с клеммами «пл. X».

  3. Переключатель «множитель частоты» генератора устанавливают в положение «1».

  4. Включают осциллограф тумблером «сеть» и источник колебаний известной частоты тумблером «ВС-24».

  5. Медленно вращая рукоятку «частота» генератора, добиваются появления на экране устойчивой кривой Лиссажу. Наблюдаемую фигуру зарисовывают на миллиметровую бумагу и указывают номер фигуры.

  6. Размеры изображения регулируют с помощью ручки «рег. выхода» генератора и ручкой на панели ВС-24.

  7. Записывают частоту звукового генератора для данной фигуры.

  8. Считают число касаний nх и ny.

  9. Изменяя частоту генератора, получают еще несколько различных фигур Лиссажу. Для каждой из них повторяют измерения пп. 7, 8.


4. Обработка результатов измерений
Данные установки: x = 50 Гц.


Таблица


звук.ген., Гц
















nх : ny
















y, Гц
















№ фигуры



















  1. Значение y определяют из соотношения (3).

  2. Сравнивают y со значениями  генератора для данной фигуры.

  3. Дополнительное задание: с помощью фигур Лиссажу определите чувствительность Sx и Sy.


5. Контрольные вопросы


  1. В чем состоит метод фигур Лиссажу для определения частот колебаний?

  2. Почему одному и тому же соотношению частот соответствует ряд фигур Лиссажу?

  3. Какие фигуры возникают в результате сложения взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами и разностью фаз 0, /2, ?

  4. Что означают величины nх и ny?

  5. Как их находят?



ЛИТЕРАТУРА


1. Детлаф А. А., Яворский Б. Курс физики. Т. 1. – М.: Высш. школа, 2000, § 18.2.

Похожие:

Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №7 Исследование электрических колебаний с помощью электронного осциллографа
Цель работы: ознакомление с устройством и работой элек­тронного осциллографа, изучение методов измерения параметров электрических...
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconX") осциллографа приложен гармонический сигнал от генератора образцовой частоты: а к входу канала вертикального отклонения
При измерении частоты генератора методом сравнения (см рис) к входу канала горизонтального отклонения (канала "X") осциллографа приложен...
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №8 изучение нагревания жидкостей с помощью аппарата увч
Ознакомиться с действием на ткани организма высокочастотного электромагнитного поля на частоте порядка 40 мгц
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №7 "Исследование трехфазного синхронного генератора"
Изучить устройство синхронного генератора и приобрести практические навыки в сборке схем и снятии характеристик, получить экспериментальное...
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №3 Изучение нормального распределения случайной величины на доске Гальтона
Расчет оценочных значений числовых параметров рас-пределения случайной величины. Изучение и экспериментальная проверка правил, применяемых...
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа 2 проверка закона био  Савара 
Цель работы – изучение характеристик магнитного поля и закона электромагнитной индукции
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №3. Знакомство с прерываниями. Лабораторная работа №4. Программная обработка клавиатуры
Лабораторная работа №1. Знакомство с общим устройством и функционированием ЭВМ. Изучение структуры процессора, организации памяти,...
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №15 измерение взаимной индуктивности
Цель работы: определение взаимной индуктивности м соленоида и надетой на него короткой катушки; изучение зависимости величины м от...
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №36 опеределение удельного заряда электрона
Цель работы: изучение принципа работы электронного осциллографа и определение отношения заряда электрона к его массе (удельного заряда)...
Лабораторная работа №20 изучение осциллографа и проверка градуировки звукового генератора по частоте iconЛабораторная работа №23 Исследование электрических свойств сегнетоэлектриков
Получить на экране осциллографа зависимость индукции от напряженности электрического поля в сегнетоэлектрике
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org