1611096508-efdd6c2a91116bb8abf394828baadb42 (Отчёт по лабе 3.1-3.2 ИзМоры (2008 год))

Новосибирский Государственный Университет      Лабораторная работа 3.1 – 3.2    ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ОСЦИЛЛОГРАФА             Выполнил: Москалёв Александр           Новосибирск, 2008 группа 8331 Цель работы Понять  основные  принципы  действия  осциллографов  и  научиться  использовать  их  для наблюдения и измерения характеристик электрических сигналов. Оборудование Осциллографы (Tektronix TDS1012, С1‐65А), генераторы сигналов GFG 8255 и Г6‐28, маке‐ты  установок:  ″Фигуры  Лиссажу″,  ″Однополупериодный  выпрямитель″,  ″Затухающие  коле‐бания  механической  системы″,  ″Лампочка  накаливания″,  ″Релаксационный  генератор″, ″Длинная линия″. Ход работы 3.1  Получение функциональной зависимости фигур Лиссажу  Ко входам осциллографа подключен генератор сигналов Г6‐28 по схеме, приведенной на рис 1. Режим  отображения  результатов  измерений  осцилло‐графа  был  изменен  на  «XY»,  что  позволило  делать  раз‐вертку одного сигнала в соответствии со вторым. При ис‐пользовании одного источника сигналов фазы обоих сов‐  падали,  что  приводило  к  появлению  на  экране  прямой, Рис. 1. Установка «Фигуры Лиссажу» наклонённой на  π4. При подключении двух генераторов наблюдался сдвиг фаз сигналов, пришедших на осциллограф, выраженный во «вращении» эллипса.  Макет ″Однополупериодный выпрямитель″Макет "Затухающие колебания механической системы"  Макет "Лампочка накаливания"  При протекании тока по нити лампы накаливания про‐исходит  её разогрев, и, как следствие, изменение сопро‐тивления. После нагрева нити и колбы её сопротивления станет  постоянным.  Целью  эксперимента  стоит  узнать величину сопротивления холодной и горячей нити. Полученные данные для горячей нити представлены в   виде  таблицы.  Установка  изображена  на  рис  2.  По  полу‐ченным  данным  был  построен  график  зависимости  (рис. Рис. 2. Макет «Лампочка накаливания» 3) сопротивления от тока через нить. U, (В) 1 1 1 2 2 2 I, (А) 0,1 0,098 0,099 0,145 0,146 0,144 R, (Ом) 10 10,2 10,1 13,8 13,6 13,8 3 3 4 4 0,178 0,180 0,215 0,216 16,8 16,6 18,6 18,5 R, Ohm Для холодной нити были проведены измерения на осциллографе Tektronix TDS1012 в режиме одиночного запуска. Также, используя осциллограф, было показано, что при подаче напряжения ток устанавливается мгновенно. Изме‐20ренное  напряжение  составило  400  ± 50 mV, ток 0,148 ± 0,05 A. Это показы‐18вает, что сопротивление холодной ни‐ти составляет 2,2 ± 0,2 Ом. 16 Original Линейнаяаппроксимация14  12  10  0,080,100,120,140,160,180,200,22I, A    Рис. 3. Зависимость сопротивления от тока через нить   Ход работы 3.2  Исследование релаксационного генератора  Основа генератора (рис. 4) неоновая лампоч‐ка  HL  стеклянная  колба  с  двумя  электродами, наполненная  газом  (неоном)  при  давлении  в несколько  десятков  мм.  рт.  ст.  В  обычном  со‐стоянии  газ  является  непроводящим,  но  когда   напряжение  между  электродами  достигает  по‐тенциала зажигания, газ ионизируется, и между Рис. 4. Макет "Релаксационный генератор" электродами возникает электрический ток. Были получены следующие результаты U г = 14 ± 0,2  в U з = 16 ± 0,2  в T1 = 30 ± 2  ms t1 = 0,5 ± 0,05  ms  Рис. 5. Кривая напряжения при одиночном старте  U БП = 22 ± 1  в Ёмкость конденсатора С = 0,1  мкф Из  экспоненциальной  зависимости  для  процесса  зарядки  можно  выразить  сопротивление  не‐известного нам резистора. R=−t (1) U вх − U кln()CU вхОтсюда получаем, что  R = 2,5 ⋅ 10 5 ± 5 ⋅ 10 4 Ом.   Измерение времени распространения сигнала в длинной линии При помощи генератора сигнала мы  запускаем  волну  в  проводнике (рис. 6), которая отражается от дру‐гого  его  конца.  Замеряя  время  за‐держки  отклика,  мы  можем  рас‐считать  скорость  распространения электромагнитной  волны  в  про‐воднике. Измеренное  значение  состави‐ло  величину порядка 8  V ≈ 2,7 ⋅10 м/с.  Что  сравнимо  со скоростью света. При  помощи  изменения  сопро‐тивления на конце удалось найти его значение, соответствующее волновому сопротивлению про‐Рис. 6. Макет «Длинный проводник» водника  Rволн = 39 ± 0,3 Ом. .