ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ОСЦИЛЛОГРАФА

Цель: Изучить работу осциллографа, измерить при помощи осциллографа напряжение и частоту синусоидального сигнала генератора ГССФ.

Оборудование: Генератор ГССФ, осциллограф С1-93, мультиметр MY-642, сигнальные провода.

Ход работы:Осциллограф и мультиметр подключают к генератору по схеме, изображенной на рис. 2.1, 2.1а.

Рис. 2.1. Монтажная схема соединения осциллографа, генератора, мультиметра

Рис. 2.1а. Внешний вид монтажной схемы

На генераторе задают синусоидальный сигнал произвольной частоты и напряжения. За действительное значение частоты принимают показания индикатора частоты генератора, за действительное значение напряжения — действующее значение напряжения, снимаемое мультиметром, подключенным к генератору согласно схеме. Осциллограф подключают к генератору. Снимают показания с осциллографа:

Т — период;

U_m — амплитудное значение напряжения.

По снятым показаниям находят частоту n и действующее значение напряжения U по формулам:

n = 1/Т;

U = U_m/ .

Проводят серию измерений, данные заносят в табл. 2.1.

Таблица 2.1

По показаниям мультиметра и генератора находят абсолютную и относительную погрешности измерений действующего значения напряжения и частоты по формулам:

DU = (DU_a / U) * 100%, D n = (Dn _a / n) * 100%.

Относительную и абсолютную погрешности вычислений действительного значения напряжения и частоты заносят в табл. 2.2.

Таблица 2.2

По полученным результатам формулируют выводы.

Контрольные вопросы

1. Из каких частей состоит лабораторный комплекс «Электричество и магнетизм»? Для чего они предназначены?

2. Сигналы какой формы может вырабатывать генератор напряжений специальной формы? Как изменить форму сигнала?

3. Как определить, что генератор напряжений перегружен? Что нужно сделать при наличии перегрузки?

4. Какие величины позволяет измерить мультиметр?

5. Как необходимо подсоединить мультиметр для измерения тока? Какие входы мультиметра нужно задействовать? В какое положение установить переключатель режимов?

6. Как подсоединить мультиметр для измерения переменного напряжения?

7. Как измерить сопротивление мультиметром? Какова точность измерения?

8. Как измерить напряжение и частоту осциллографом? Как определить погрешности измерения?

Работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

Цель: Ознакомиться с методами измерения электрической емкости конденсатора С.

Оборудование: Генератор напряжений, мультиметры, миниблоки: «Интегратор тока», «Ключ», «Конденсатор» эталонной емкости, «Конденсатор» неизвестной емкости.

Введение

Измерение емкости конденсатора можно осуществить различными методами. В данной работе в основу измерения емкости положено соотношение между зарядом конденсатора Q, его емкостью C и разностью потенциалов U на обкладках конденсатора:

Q = CU. (1)

Метод измерения

Метод измерения емкости конденсатора включает в себя градуировку интегратора тока, определение неизвестной емкости двумя методами, контроль правильности результата градуировки путем измерения емкости C батареи из двух конденсаторов известной емкости.

В данной работе для измерения заряда используется интегратор тока.

При этом величина заряда, прошедшего через него, пропорциональна показанию вольтметра U_инт:

Q U = γ_инт, (2)

где γ — градуировочная постоянная интегратора.

Расчетную формулу для измеряемой емкости найдем, используя равенства (1) и (2):

С = γU_инт / U. (3)

Определение градуировочной постоянной (градуировку прибора) выполняют также с помощью формулы (3), проводя измерения для эталонного конденсатора с известной емкостью С_э. При этом выражение

(4)

позволяет рассчитать величину γ (величины с индексом «э» относятся к измерениям с эталонным конденсатором).

Для проверки правильности градуировки прибора необходимо провести с его помощью измерение какой-либо известной емкости. Для этого можно использовать емкость, полученную путем соединения двух конденсаторов С_э и С_х, предварительно измерив неизвестную емкость С_х. Сравнивая измеренное значение емкости соединенных конденсаторов С_эксп с рассчитанным по известным формулам для параллельного и последовательного соединений, проверяем надежность градуировки.

Описание установки

Схема электрической цепи представлена на рис. 3.1, монтажная схема — на рис. 3.2.

Рис. 3.1. Электрическая схема

1 — регулируемый источник постоянного напряжения «0 ÷ +15 В»; 2 — переключатель;
3 — миниблок «Ключ»; 4 — исследуемый конденсатор С; 5 — демпфирующий ключ;
6 — интегратор тока; 7 — миниблок «Интегратор тока»; 8, 9 — мультиметры
(режим V 20 В, входы COM, VΩ)

Для зарядки конденсатора переключатель 2 устанавливают в положение «А», а демпфирующий ключ 5 замыкают (положение «Сброс»). Конденсатор заряжают до напряжения U (не более 2 В), контролируемого вольтметром 9. Перед измерением демпфирующий ключ 5 размыкают, а переключатель 2 переводят в положение «В». При этом заряд, имеющийся на обкладках конденсатора, пройдет через интегратор тока и будет зафиксирован вольтметром 8 (показание вольтметра U_инт). В дальнейшем вследствие утечек напряжение, зафиксированное вольтметром 8, может меняться.

Рис. 3.2. Монтажная схема

3 — миниблок «Ключ»; 7 — миниблок «Интегратор тока»; 8, 9 — мультиметры

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: