4. Контрольнi запитання та завдання

1) Що таке електронний осцилограф i з якою метою вiн використовується?

2) Розповiсти про будову електронно-променевої трубки осцилографа.

3) Що називають чутливiстю електронно-променевої трубки?

4) З якою метою використовується генератор розгортки?

5) Якi вимоги iснують до форми кривої, яку видає генератор розгортки?

6) Для чого необхiдно виконувати умови рiвномiрного перемiщення променя по горизонталi?

7) З якою метою використовується синхронiзацiя?

8) Як за допомогою осцилографа вимiрюють напругу, силу струму, частоту, зсув фаз?

9) Назвiть методи вимiрювання коефiцiєнта амплiтудної модуляцiї.

10) Викладiть фiзичну суть процесу вимiрювання частоти методом кругової розгортки з модуляцiєю яскравостi променя.

Лабораторна робота №2 Вивчення принципу роботи та виконання вимiрювань за допомогою вимiрювача l,c,r

1. Мета роботи

Вивчити будову мостових схем для вимiрювання параметрiв конденсаторiв i котушок iндуктивностi та призначення органiв керування приладу Е7-8.

Вимiряти: ємнiсть i тангенс кута втрат конденсаторiв; iндуктивнiсть, добротнiсть i власну ємнiсть котушок iндуктивностi; iндуктивнiсть двох котушок при рiзному їх взаємному розмiщеннi.

2. Короткi теоретичнi вiдомостi

Мостова схема для вимiрювання ємностi (рис.2.1,а) дозволяє порiвнювати ємнiсть, що вимiрюється С_вим, з ємнiстю еталонного конденсатора С₀.

Рис.2.1. Мостовi схеми вимiрювання: а) ємностi, б) iндуктивностi

Для врiвноваження мостової схеми змiнюють опiр резистора R₂, досягаючи вiдсутностi показiв електронного iндикатора Еi.

При цьому

. (2.1)

Для компенсацiї втрат конденсатора вводять опiр резистора R₀, шкала якого проградуйована в значеннях тангенса кута втрат (величина, обернена добротностi конденсатора)

. (2.2)

Мостова схема для вимiрювання iндуктивностi аналогiчна, але для її врiвноваження еталонний конденсатор С₀ слiд вмикати так, як зображено на рис.2.1,б. Для точного врiвноваження схеми почергово змiнюють опiр резисторiв R₁ i R₀. Iндуктивнiсть, яка вимірюється,

. (2.3)

За шкалою резистора R₀ визначають добротнiсть Q котушки iндуктивностi.

Взаємну iндуктивнiсть М двох котушок можна визначити, вимiрявши два рази загальну iндуктивнiсть обох котушок, з'єднаних послiдовно. При узгодженому з'єднаннi котушок L₁ i L₂ (рис.2.2,а) магнiтнi поля додаються i загальна iндуктивнiсть

(2.4)

буде найбiльшою, а при зустрiчному (рис.2.2,б) магнiтнi поля вiднiмаються, i загальна iндуктивнiсть

(2.5)

буде найменшою. Звiдси взаємна iндуктивнiсть

. (2.6)

Як об'єкт вимiрювань можна взяти двi iндуктивно зв'язанi мiж собою котушки.

Рис. 2.2. З'єднання котушок при вимiрюваннi вза'ємної iндуктивностi:

а) узгоджене; б) зустрiчне.

2.1.Трансформаторнi мости

Рис. 2.3. Схема трансформаторного моста

До складу трансформаторних мостiв входить трансформатор напруги ТрН, в якого первинна обмотка під’єднана до джерела живлення, а вторинну обмотку, що складається iз двох секцiй із кількістю виткiв ₁ i ₂, з'єднують через опори (зразковий та вимiрюваний) із вiдповiдними секцiями первинної обмотки ₃ i ₄ трансформатора струму ТрС. До кола вторинної обмотки трансформатора струму під’єднаний iндикатор рiвноваги. Напрямок виткiв ₁ i ₂ секцiй вторинної обмотки трансформатора напруги або виткiв ₃ i ₄ первинної обмотки трансформатора струму повинен бути зустрiчним. Трансформатори напруги працюють у режимi, наближеному до неробочого режиму ("холостого ходу") при постiйному значеннi магнiтного потоку, а трансформатори струму – в режимi, близькому до режиму короткого замикання. Магнiтний потiк в осердi трансформатора струму змiнюється зі змiною навантаження. Первиннi ампер-витки iдеального трансформатора струму дорівнюють його вторинним ампер-виткам.

При ввiмкненнi опору Z, який вимiрюється, вiдомий опiр Z₀ (того ж характеру, що й Z_НР) можна регулювати доти, доки струм через iндикатор рiвноваги не буде дорівнювати нулю, що свiдчить про те, що магнiтний потiк в осердi трансформатора струму вiдсутнiй i в його обмотках не наводиться ЕРС; точки 3, 0, 4 мають одинаковi потенцiали. Струми у витках Z₀ i Z_НР вiдповiдно дорiвнюють

; ,

де U₀, U_НР – вiдповiдно напруги на Z₀ i Z_НР.

При нульовому магнiтному потоцi в осердi трансформатора струму для ампер-виткiв обох секцiй його первинної обмотки виконується спiввiдношення

або .

Звiдки

.

Для iдеального трансформатора напруги

.

Вiдповiдно

.

При врiвноваженнi моста змiнюються спiввiдношення ₂/₁ і ₄/₃, що дозволяє розширити дiапазон величини, що вимiрюється. Iснують рiзнi схемнi розв'язки змiни цих спiввiдношень: вiдомi опори з постiйним i змiнним значеннями; секцiйна вторинна обмотка ТрН з виводами, яка дозволяє здiйснити ступiнчасте перемикання вiдомих опорiв у рiзному сполученнi; секцiйна первинна обмотка ТрН.

У трансформаторних мостах можливе роздiльне, тобто незалежне врiвноваження активної та реактивної складових комплексного опору. Вимiрювання здiйснюється методом замiщення.