5 Опис лабораторної установки та методу дослідження

Найважливішою деталлю ЕО є електронно-променева трубка (ЕПТ) з електричним фокусуванням і регулюванням електронного променя (ЕП). В ЕПТ можна отримати тонко сфокусований пучок електронів, який на флуоресцентному екрані залишає невеликий слід у вигляді світлової плями.(рис.8.2).

В ідхиляюча система ЕПТ, що складається з двох, взаємно перпендикулярних конденсаторів Пх і Пу, забезпечує можливість відхиляти ЕП в горизонтальному і вертикальному напрямках.

Рисунок 8.2 – Схема електронно-променевої трубки осцилографа

На пластини Пx подається змінна напруга – синусоїд альна Uc, а на пластини Пу подається пилкоподібна напруга (напруга розгортки) Up (рис.8.3) від генератора розгортки.

Рисунок 8.3 – Напруга розгортки

Генератор розгортки забезпечує рівномірне розгорнення коливання ЕП по горизонталі. Оскільки напруга розгортки змінюється за лінійним законом (ділянка АВ,СЕ), то переміщення світлової плями зліва направо по екрану пропорційно часу Т₁ (прямий хід). Потім напруга розгортки U_р різко падає до початкового значення (ділянка ВС, EF) за малий проміжок часу Т₂, і світлова пляма майже миттєво повертається справа наліво в початкове положення (зворотній хід). Потім цей цикл повторюється.

При одночасній подачі напруги синусоїдального сигналу на пластини Пу на екрані промінь намалює розгорнутий в часі графік синусоїди

Щоб зображення на екрані було нерухомим, потрібно, щоб період розгортки був рівний або кратний періоду напруги досліджуваного сигналу

Виконання цієї умови називається синхронізацією частоти напруги досліджуваного сигналу. Якщо синхронізація порушується, то зображення буде переміщуватися (плавати) по екрану.

Тому частоту розгортки синхронізують частотою або зовнішнього генератора, або мережі живлення, або досліджуваної напруги. Якщо досліджуваний сигнал має періодичний характер, то для його розгортки використовується генератор пилкоподібної напруги, працюючий в безперервному режимі. Для дослідження неперіодичних сигналів застосовується генератор в режимі очікування, в якому пилкоподібна напруга розгортки «запускається» самим сигналом.

6 Порядок виконання роботи

6.1 Підготовлюю осцилограф до роботи:

6.1.1 Встановлюю ручку керування осцилографа "фокус" - в середнє положення;

6.1.2 Натискаю кнопки «Вход Х» та «10 В/дел»

6.2 З'єдную кабель живлення приладу з мережею живлення і включаю осцилограф, повернувши ручку керування «яскравість» –  за годинниковою стрілкою.

Рисунок 8.5 – Панель осцилографа ОМШ-2М

6.3 Через 2-3 хв. після включення регулюю яскравість і фокусування лінії розгортки ручками «яскравість» і «фокус», встановлюючи мінімальну яскравість. Ручками « » і « » переміщую пляму в центр екрану.

6.4 Підключаю трансформатор до панелі за схемою (рис. 8.6).

Рисунок 8.6 – Електрична схема дослідження випрямлення змінного струму

6.5 Вмикаю трансформатор в мережу 36В.

6.6 Підключаю вхід «У» осцилографа до клем 1-2 (рис.8.6).

6.7 Натискаю кнопку «Частота розгортки–грубо–1,0-10Гц». За допомогою ручки осцилографа «Частота розгортки–плавно» отримую чітке нерухоме зображення сигналу на екрані осцилографа, для чого натискаю кнопку "синхр.".

6.8 За допомогою кнопок «В/дел» встановлюю так, щоб досліджуваний сигнал (синусоїда) було добре видно на екрані і щоб він розмістився на екрані.

6.9 Замальовую отриманий на екрані сигнал із зазначенням масштабу обох осей ("X" і "У"). Для визначення масштабу осі часу ("Х") враховую значення частоти на виході трансформатора ν=50Гц та підраховую значення періоду коливань: с, відмічаю це значення на осі. Для визначення масштабу осі напруги ("Y") врахуйте з начення поруч з натиснутою кнопкою «В/дел.» – 3В..

Рисунок 8.7 – Графік напруги на вторинній обмотці трансформатора

6.10 За графіком визначаю амплітудне значення напруги: U_m= В та підраховую діюче значення напруги: =

6.11 Підключаю вольтметр та вимірюю значення напруги на клемах вторинної обмотки трансформатора U_v =.

Висновок: Порівнявши діюче і амплітудне значення з показами вольтметра, видно, що вольтметр для вимірювання змінного струму показує значення напруги

6.12 Підключаю вхід «Y» осцилографа до клем 3-4 (однопівперіодне випрямлення) (рис.8.6).

6.13 Якщо на екрані осцилографа спостерігаються від’ємні півхвилі, провідники на вході «Y» міняю місцями. Замальовую отриманий на екрані сигнал із зазначенням масштабу обох осей ("X" і "У").

Рисунок 8.8 – Графік напруги при однопівперіодному випрямленні

6.14 Висновок: При підключенні діода послідовно в коло змінного струму

утворюється сигнал, бо діод проводить струм тільки

6.15 Підключаю вхід «Y» осцилографа до клем 5-6 (місткова схема випрямлення) (рис.8.6).

6.16 Замальовую отриманий на екрані сигнал із зазначенням масштабу обох осей ("X" і "У").

Рисунок 8.9 – Графік напруги при підключенні до діодного містка

6.17 Висновок: На виході діодного містка напрямок струму залишається , але величина .

6.18 Відключивши трансформатор, з’єдную перемичкою клеми 7-8 (рис.8.6), підключивши конденсатор С₁ паралельно до виходу містка. Включивши трансформатор, спостерігаю зміну вихідного сигналу.

6.19 Виконую п. 6.18 додатково підключивши конденсатор С₂, з’єднавши перемичкою клеми 9-10.

6.20 Замальовую отриманий на екрані сигнал із зазначенням масштабу обох осей ("X" і "У") та ємностей у першому та другому випадках.

Рисунок 8.10 – Графіки напруги при підключенні конденсаторів

6.21 Висновок: підключення конденсаторів паралельно виходу містка призводить до

6.22 Вимикаю трансформатор, відключаю від схеми та вимикаю осцилограф, повернувши ручку керування «яскравість» проти годинникової стрілки.

6.23 Відключаю кабель живлення осцилографа від мережі.

Висновок.