Задания

1. Построить схему из последовательно включенных конденсатора и резистора, используя программу моделирования электрофизических процессов Electronics WorkBanch, как это показано на рис. 1. Значение сопротивления резистора выбирается в 100–200 раз меньше емкостного сопротивления конденсатора. Осциллограф включается в режим развертки по времени. Частота генератора выбирается такой, чтобы емкостное сопротивление конденсатора было порядка десятков кОм. Подбирая коэффициенты усиления каналов осциллографа и длительность развертки наблюдать на экране осциллограммы напряжения генератора и тока через RC-цепь приблизительно одинаковой амплитуды. Измерить разность фаз между напряжением и током. Построить векторную диаграмму. Переключив осциллограф в режим развертки сигналом тока измерить разность фаз эллипсометрическим методом.

Рис. 1. Схема для исследования осциллограмм.

2. Увеличивая ω и R, или ω и С, убедится в том, что сдвиг фаз между напряжением на активном сопротивлении R и генераторе U_RC уменьшается (эллипс превращается в прямую), а при уменьшении ω и R, или ω и С – увеличивается, приближаясь к /2 (наклон у эллипса исчезает, а при одинаковых напряжениях U_x и U_y эллипс превращается в окружность).

3. Зафиксировать любые два параметра, или R и С, или С и , или  и R и в зависимости от изменения третьего параметра измерить сдвиг фаз 5 раз используя формулы (3. 3) и (3. 4). Сравнить полученные значения сдвига фаз с расчетными по формуле (3. 7). Результаты представить в таблице 1.

Таблица 1

R	С	f

4. Рассмотреть на реальном осциллографе сигналы с генератора. Зарисовать осциллограммы с экрана осциллографа. Измерить осциллографом период и амплитуду сигналов генератора на разных диапазонах частот и сравнить с показаниями генератора. Результаты занести в таблицу 2. Структурная схема и описание органов управления генератора и осциллографа измерительной установки представлены в приложении №3.

Таблица 2

f	T = 1/f	Tосц	T	Амплитуда осциллографа, В.	Амплитуда генератора, В.

5. Собрать и зарисовать схему для анализа RC-цепи. Повторить пп. 2–3 на реальных RC-цепи и осциллографе C1-83. Результаты представить в таблице 3.

Таблица 3

R	С	f						∆3

Измерение сдвига фаз, периода и амплитуды с помощью двухлучевого осциллографа

1. Измерение сдвига фаз между напряжением и током.

Рис. 1. Измерение сдвига фаз.

Измерьте период опорного сигнала l₁ в делениях шкалы; измерьте разность фаз по горизонтали между соответствующими точками сигналов l₂ в делениях шкалы.

Фазовый сдвиг φ вычислите по формуле: .

l₂ = 1,2 деления, l₁ = 5 делений. Фазовый сдвиг равен .

2. Измерение периода и амплитуды сигналов генератора осциллографом.

Расстояние между измеренными точками составляет 10 делений, переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» установлен в положение «0,2mS», а переключатель «х1, х0,2» установлен в положение «х1». Длительность периода сигнала Т = 0,2мс·10·1 = 2 мс.

Рис. 2. Измерение периода и амплитуды сигналов генератора осциллографом.

Размах вертикального отклонения составляет 4 деления, переключатель «V/ДЕЛ.» установлен в положение «5mV», а переключатель «х1, x10» установлен в положение «х10».

Напряжение амплитуды составляет:

U = 2 делен.×5мВ/делен.×10 = 100 мВ.

в)

16