Оборудование:
осциллограф лабораторный, трансформатор лабораторный, панель с однопериодным выпрямителем, резистор, батарея конденсаторов, телефон головной, соединительные провода, камертон «ля» на резонаторном ящике с резиновым молоточком.
Электронный осциллограф – это сложный универсальный измерительный прибор, с помощью которого можно наблюдать графики переменного тока и напряжения и исследовать различные колебательные процессы.
Порядок выполнения работы
Задание 1. Знакомство с осциллографом и органами его управления
Осциллограф лабораторный учебный обеспечивает наблюдение периодических сигналов в диапазоне частот от 0 до 10кГц и амплитудой напряжения от 20мВ до 50 В.
1. Заземлите корпус осциллографа.
2. Установите органы управления в следующие положения: ручку «Яркость» — против часовой стрелки до отказа; ручку «Фокус» — в среднее положение; ручки усиления каналов «Х» и «У» — против часовой стрелки до отказа; ручки вертикального и горизонтального луча – в среднее положение; кнопки «Разв.», «Синх.», «1Гц – 10 кГц» отпущены.
Предупреждение. Всякий раз перед включением осциллографа в сеть обращайтесь к учителю за разрешением!
3. Соедините кабель питания прибора с сетью питания и включите тумблер «Сеть».
4. Через 2-3 мин после включения, поворачивая ручку «Яркость», наблюдайте за изменением яркости светящегося пятна, а поворачивая ручку «Фокус» — за изменением его диаметра.
Предупреждение. Яркую неподвижную точку не рекомендуется долго держать на экране, так как концентрация электронов в одном и том же месте экрана вызывает разогревание и испарение люминофора. Поэтому без необходимости ручку «Яркость» вправо до упора не поворачивайте.
5. Медленно вращая ручку горизонтального и вертикального перемещения луча, наблюдайте за его движением. Установите световое пятно в центре экрана.
6. Нажмите кнопки «Разв.» и «1Гц – 10 кГц». Поверните ручку усиления канала «Х» по часовой стрелке. Наблюдайте за движением луча. Горизонтальное отклонение луча регулируйте ручкой усиления канала «Х». Вращая ручку «Частота» по и против часовой стрелки, наблюдайте различное время развёртки.
Задание 2. Наблюдение осциллограммы напряжения переменного тока
1. Ознакомьтесь с устройством школьного трансформатора и схемой соединения его секций.
2. К зажимам с обозначением «4,4 В» вторичной катушки трансформатора присоедините резистор на 1000 Ом. Для исследования напряжения на нём подключите резистор к входу «У» осциллографа.
3. Трансформатор установите подальше от осциллографа.
4. После разрешения учителя включите осциллограф в сеть. Первичную обмотку трансформатора соедините с источником на 36В. Наблюдайте за вертикальными колебаниями луча. Ручкой «У» изменяйте вертикальное отклонение. Нажмите на кнопки «Разв.» и «1 Гц – 10 кГц», а ручкой «Частота» подберите такую частоту развёртки, чтобы на экране образовались один или несколько периодов синусоиды. Нажмите кнопку «Синх.» и ручкой «Частота» добейтесь стабильности осциллограммы. Зарисуйте полученную осциллограмму, а затем выключите осциллограф и трансформатор.
Задание 3 Наблюдение осциллограмм напряжений при однополупериодном выпрямлении переменного тока
Задание 4 Наблюдение осциллограмм напряжений при двухполупериодном выпрямлении переменного тока
После выполнения практической работы учащиеся должны ответить на контрольные вопросы.
Скачайте документ с Контрольными вопросами к практической работе «Исследование электромагнитных колебаний с помощью осциллографа», состоящий из 7 комплектов по 5 вопросов в каждом.
Пример: Комплект контрольных вопросов №2
- Значение напряжения, измеренное в вольтах, задано уравнением u = 120cos 40 πt. Укажите все правильные утверждения.
А. Амплитуда напряжения 100 В.
Б. Частота равна 50 Гц.
В. Период равен 0,05 с. - По графику, изображенному на рисунке, определите амплитуду напряжения и период колебания. Запишите уравнение мгновенного значения напряжения.
- Значение напряжения, измеренное в вольтах, задано уравнением y = 120 cos 40πt, где t выражено в секундах. Чему равна амплитуда напряжения, период и частота?
- Напряжение на обкладках конденсатора в колебательном контуре изменяется по закону и = 50cos104πt. Емкость конденсатора 0,9 мкФ. Найти индуктивность контура, закон изменения со временем силы тока в цепи, частоту, соответствующую этому контуру.
- Индуктивное сопротивление катушки 80 Ом. Определите индуктивность катушки, если циклическая частота переменного тока 1кОм.