56 56 Электронно-лучевая трубка.

Схема устройства электроннолучевой трубки представлена на рис. 4.1. В ее узкий конец вмонтирована электронная пушка П, состоящая из термокатода К, анода А и нескольких металлических колец. Электроны вылетают из катода, нагреваемого электрическим током, а электрическое поле металлических колец (фокусирующего устройства) сводит их в узкий пучок—электронный луч. Широкое дно Э электроннолучевой трубки покрыто слоем флуоресцирующего вещества и служит экраном. Под действием ударов попадающих на него электронов экран светится, и в том месте, куда попадает электронный луч, появляется обычно зеленое светлое пятнышко F. Между электронной пушкой и экраном помещены управляющие электроды, образующие два конденсатора: C1 и С2. Электрические поля заряженных конденсаторов взаимно перпендикулярны. Поле конденсатора С1 отклоняет луч в горизонтальном направлении, поле конденсатора С2 — в вертикальном. Изменяя напряжение на пластинах каждого из конденсаторов, можно отклонить электронный луч в любом направлении так, что пятнышко возникает на экране на различных расстояниях от его центра. В центр экрана электроны попадают, когда конденсаторы не заряжены. В некоторых типах электроннолучевых трубок отклонение электронного пучка производится магнитным полем. При этом вместо отклоняющих пластин действуют две взаимно перпендикулярные пары катушек, расположенные снаружи трубки. Каждая пара катушек создает перпендикулярное лучу магнитное поле. Электроннолучевые трубки имеют огромное практическое значение. Их применяют в радиолокационных установках, телевизорах, электронных микроскопах и других приборах. Без электронного осциллографа не обходится ни одна физическая лаборатория, им широко пользуются в медицине, биологии и т. д. Электронная пушка работает в современной рентгеновской трубке, в электронном микроскопе. Нагревание, которое вызывает электронный пучок, попадая на какое-либо тело, используют для плавки сверхчистых металлов в вакууме.

83

84

Катод К з ниткою накалу НН, сітка С і аноди А₁ та А₂ складають “електронну гармату” для створення тонкого електронного пучка. Відхильна система трубки – це дві пари пластин: вертикально-відхильні пластини ВП, для переміщення електронного променя по вертикалі й горизонтально-відхилі пластини ГП, які забезпечують хід променя у горизонтальному напрямі. Покритий люмінофором екран Е під дією пучка електронів світиться. Сітка С призначена для регулювання яскравості освітлення плями на екрані ручкою “Яскравість”, анод А₁ забезпечує регулювання різкості зображення ручкою “Фокус” на передній панелі осцилографа. Внутрішня поверхня трубки покривається провідним шаром металу або графіту, який з’єднується з анодом А₂ і забезпечує захист трубки від зовнішніх електричних полів.

Структурну схему осцилографа, який вміщує канал вертикального (каналу У) і канал горизонтального (канал Х) відхилення, подано на рис. 8.2.

87

Рис.8,1

86

57.Электронный осциллограф.

Электронным осциллографом называют электроннолучевую трубку,применяемую для исследования быстропротекающих электрических процессов.Слово осциллограф означает «записывающий колебания». На первый конденсатор C1 осциллографа накладывается изменяющееся во времени пилообразноенапряжение (рис. 5.1). На протяжении каждого периода оно сначала плавнорастет, а затем мгновенно падает. Поэтому пятнышко на экране движется сначала слева направо, а потом мгновенно возвращается в исходное положение, а так как частота колебаний напряжения велика, то глаз все время видит горизонтальную светлую прямую. Если, например, на пластины второго конденсатора г. вертикально направленным полем подать напряжение синусоидального переменного городского тока (v = 50 Гц), то при одновременном действии конденсаторов электронный луч опишет развертку синусоидальных колебаний, представляющую собой осциллограмму исследуемого напряжения. Електронно-променевий осцилограф (ЕО) призначений для дослідження форми електричних сигналів шляхом візуального спостереження й вимірювання їх амплітудних і часових параметрів. Основні переваги ЕО – великий вхідний опір, відсутність інерційності дії, висока чутливість. Окремі ЕО дозволяють спостерігати одночасно від двох до п’яти процесів, а також створювати додаткові зображення.

Центральним вузлом осцилографа є електронно-променева трубка (ЕПТ) яка складається зі скляної колби, в якій створено вакуум, і групи електродів (рис. 8.1).

85

Рис.8,2

Канал У складається з подільника напруги ДН, підсилювача У_у і лінії затримки ЛЗ. Канал Х містить підсилювач У_х і генератор розгортки ГР. ГР формує напругу, під дією якої електричний промінь рівномірно переміщується зліва направо по екрану у горизонтальній площині і повертається у вихідний стан в кінці кожного циклу. Лінія затримки забезпечує передачу сигналу на пластини У з деякою затримкою відносно початку періоду напруги розгортки. Це дозволяє спостерігати на екрані передній фронт досліджуваного імпульсу неспотвореним. Лінія затримки ЛЗ забезпечує подачу сигналу на пластини У з деякою затримкою відносно початку періоду напруги розгортки. Це дозволяє спостерігати на екрані передній фронт досліджуваного імпульсу неспотво-реним. В осцилографі передбачено два режими роботи: розгортки (перемикач SА2 у положенні 1) і підсилювача сигналів (перемикач SА2 у положенні 2). У режимі підсилювача досліджуваний сигнал надходить через підсилювач У_х на горизонтально–відхильні пластини трубки. Під дією сигналів каналу Х на екрані осцилографа формується зображення фігури, вигляд якої визначається співвідношенням частот f_у i f_х , фаз φ_у і φ_х та амплітуд А_у і А_х .

88

У режимі розгортки на горизонтально-відхильні пластини через У_х подається напруга генератора розгортки ГР, пилкообразна форма якої показана на рис. 8.3. Лінійно нарощувана напруга відповідає прямому ходу світлової плями у горизонтальному напряму з часом t_пр , а спадна ділянка – зворотному ходу з часом t_зв . Обов’язкова умова t_зв << T_р . У противному разі зображення буде спотвореним.

Щоб дістати на екрані нерухоме зображення, необхідно, щоб період напруги розгортки T_р дорівнював періоду досліджувано-го сигналу T_х або в ціле число разів був більшим: T_р/T_х=N. Перемикач SA1 призначений для вибору способу синхронізації напруги генератора Рис. 8.3 розгортки ГР і досліджуваного сигналу. Положення 1 перемикача SA1 відповідає синхронізації самим досліджуваним сигналом (”Внутрішня синхронізація”). Зовнішня синхронізація здійснюється сигналом від зовнішнього джерела (положення 2 SA1)або напругою мережі (положення 3 SA1). Для дослідження сигналів різних частот частота напруги генератора розгортки ГР регулюється перемикачем “Розгортка” у широких межах. З погляду застосування осцилографа найважливішими є наступні технічні характеристики (дані наведені для осцилографа СІ-76).

89

59. Методы и приборы измерения активной и реактивной мощности (энергии) в однофазной цепи переменного тока (анализ схем, погрешности, достоинства недостатки).

Активная P и реактивная Q мощности однофазного тока определяются выражениями P=UIcos, Q=PIsin, где U,I – действующие значения тока и U.  - угол сдвига между U и I.

Рассмотрим электродинамические приборы для измерения тока, напряжения и коэф. мощности. Уравнение шкалы мех-ма электродинам. системы: , где  - угол отклонения подвижной части механизма; I₁, I₂ – действующее значение токов в катушках, D – удельный противодействующий момент.  - угол сдвига фаз между I₁ и I₂, M₁₂ – взаимная индуктивность двух катушек.

90

Фазометр.

Для измерения угла сдвига фаз между током и напряжением используются специальные приборы – фазометры (прямое измерение). Также для нахождения сдвига фаз можно воспользоваться косвенным методом

В такой конструкции 2-а вращающих момента один из которых можно считать противодействующим моментом. М_вр1=К₁II₁cos₁sin; М_вр2=К₂II₂cos₂sin(-). =90⁰ – механический угол закрепления двух катушек.

92

М_вр1= М_вр2 

C учетом векторной диаграммы: ,

получим ctg=ctg. Уравнение фазометра =. Таким образом угол поворота подвижной части фазометра определяется только углом .

Погрешности. Источником дополнительной погрешности является изменение частоты и форма тока.

93

Рис.4,2

95

60. Вимірювання активної потужності трифазного кола одним однофазним ватметром

застосовується при рівномірному навантаженні і будь-якому способі з'єднання споживача.

Ватметр потрібно вмикати так, щоб він вимірював потужність однієї з фаз Р_Ф. Тоді потужність трифазного кола згідно з

( , (4.2)) визначається як Р=3Р_Ф.

На рис. 4.1 подано схему вмикання ватметра при з’єднанні навантаження зіркою з доступною нульовою точкою. Якщо нульова точка недоступна, то її можна створити штучно за допомогою додаткових опорів (рис.4.2; R₁= R₂= R_W).

Рис. 4,1

94