
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1. Определение входной емкости осциллографа с0
- •Задание 2. Определение диэлектрической проницаемости твердого диэлектрика
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Перепишем соотношение (1.7) в виде
- •Так как объемная плотность энергии электрического поля
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа 2-03 Определение емкости конденсаторов при помощи мостиковой схемы
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение удельного сопротивления проводника
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Изучение температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводников
- •Фрагмент 2
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная установка
- •Контрольные вопросы
- •Изучение зависимости мощности и кпд источника тока от величины нагрузки
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть Приборы и оборудование
- •Методика измерений
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Принципиальная электрическая схема
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы осциллографа
- •Введение
- •Контрольные вопросы.
- •1. Савельев и.В. Курс обшей физики: Электричество и магнетизм.Волны. Оптика: Учебное пособие. T.2.- 2-е изд.- м.:Наука. 1982.-§ 73. -с.210-212.
- •Проверка закона Био-Савара-Лапласа и определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли
- •Теоретическое введение
- •Лабораторная работа 2-15 Изучение эффекта Холла в полупроводнике
- •Измерительная установка и методика измерений
- •Задание
- •Порядок действий.
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Приборы и оборудование
- •Методика измерений
- •По закону Фарадея эдс индукции по вторичной обмотке
- •Из выражения (5.15) и (5.16) получаем
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Метод измерения
- •Индукция магнитного поля соленоида, длина l которого соизмерима с диаметром d:
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение удельного заряда электрона с помощью индикатора 6е5с
- •Введение.
- •Описание метода и установки.
- •5. Зисман г.А. Тодес о.М. Курс общей физики. Электричество.-4-е изд. -м.: Наука. 1972. - § 36,37. С.226-238.
- •Теоретическое введение
- •Функциональная схема представлена на рисунке 7.7 где:
- •Контрольные вопросы
- •Изучение явления резонанса в колебательном контуре
- •Теоретическое введение
- •Электрическая схема установки
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
1. В чем заключается явление термоэлектронной эмиссии ?
2. Напишите формулу Ричардсона - Дешмэна, объясните ее смысл и характер выражаемой ею зависимости.
3. Что такое работа выхода ? От чего она зависит ?
4. Что такое эмиссионная характеристика?
5. Напишите условие выхода электрона с поверхности металла.
6. Объясните применяемый графоаналитический метод определения постоянных термоэлектронной эмиссии.
7. Объясните косвенный метод измерения температуры катода.
8. Нарисуйте схему установки и объясните ее работу.
9. Оцените погрешность при вычислении работы выхода.
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: Учебное пособие. T.2.- 3-е изд.испр.-М.:Наука. 1982.- §80,81.- C.236-240.
Савельев И.В. Курс общей физики: Электричество.- 5-е изд.- М.: Наука. 1979.-§74,75.- C.265-274.
2. Детлаф А.А, Яворский Б.М. Курс физики: Учебное пособие для втузов. -М.: Высш. шк. 1989.- §18.5.- C.198-204.
3. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для втузов. - М.: Высш. шк. 1990.- §103-105.- C.164-167.
4. Калашников С.Г. Электричество.- М.: Наука. 1977. §169-171. C.339-344.
-
Электростатика. Постоянный электрический ток. Руководство к лабораторному практикуму. Вологда, ВоПИ, 1981.
Лабораторная работа 2-10
Изучение работы осциллографа
Цель работы : ознакомиться с возможностями и назначением электронного осциллографа, исследовать чувствительность горизонтального и вертикального вводов осциллографа, провести наблюдение синусоидального сигнала, получить фигуры Лиссажу и определить частоту сигнала по фигурам Лиссажу, определить длительность сигнала.
Оборудование : электронный осциллограф, генератор синусоидальных сигналов (ГЗ-34), универсальное питающее устройство, электронный вольтметр, печатные платы для исследования чувствительности пластин и наблюдения фигур
Введение
Осциллограф используется для наблюдения и исследования переменных электрических сигналов и является одним из важнейших исследовательских приборов.
Рис.
17.
В работе электронно-лучевой трубки используется явление термоэлектронной эмиссии. Нагреватель, катод, фокусирующий электрод и анод, входящий в состав так называемой "электронной пушки", создают в электронно-лучевой трубке электронный луч. На пути луча к флюоресцирующему экрану расположена система отклонения его по горизонтали и вертикали. В устройстве трубки, изображенной на рис. 17, такую систему образуют пластины горизонтального и вертикального отклонения электронного луча. Существуют трубки с электромагнитным отклонением и управлением электронным лучом.
Экран трубки покрывается веществом, флюоресцирующим под действием электронного луча. При правильно подобранном напряжении на катоде, аноде и фокусирующем электроде электронный луч создает на экране светящееся пятно до 1 мм в диаметре. Регулировка размеров пятна, а также его яркости осуществляется регуляторами "фокусировка" и "яркость". Положение пятна на экране контролируется с помощью регуляторов "смещенин X и Y".
Чувствительность осциллографа по вертикали выражается уравнением:
где L(+-) - смещение пятна по вертикали, если на входе "Y" подано напряжение U(+-).
Если на вход "Y"
подается переменное напряжение (
например,
,
пятно совершает гармоническое
колебание. При достаточно
большой частоте
на экране наблюдается
светящаяся линия. Ее длина
L
определяется двойной
амплитудой приложенного
напряжения U
. При этом чувствительность
вертикального входа
определяется формулой:
,
(2)
где Uэфф
- действующее эффективное
значение синусоидального
напряжения.
Электронно-лучевая трубка является практически безинерционным электрическим прибором. Она дает возможность использовать осциллограф для наблюдения переменных электрических сигналов. Рассмотрим, как это делается. Пусть на пластины вертикального отклонения ( на вход "Y" ) подается синусоидальное напряжение и одновременно на пластины горизонтального отклонения подается пилообразное напряжение так, как это показано на рис. 18.
Рис. 18.
При постоянно
возрастающем напряжении
Ux
электронный луч совершает
движение слева направо с
некоторой постоянной
скоростью, определяемой
частотой генератора
развертки. Затем, когда Ux
быстро уменьшается( за
t=10-9
c), электронный луч практически возвращается
справа налево. Через промежутки
времени, равные периоду
пилообразного напряжения
,
движение электронного луча
повторяется. Одновременно
пятно перемещается в
вертикальном направлении
под действием синусоидального
напряжения. В итоге траектория
луча оказывается очень
сложной, и на экране наблюдается
меняющаяся картина. Но в
случае, когда период
напряжения развертки
("пилы") Tx
равен целому кратному
пероида исследуемого
напряжения Ty
( в данном
случае синусоиды), т.е.
,
(3)
картина на экране
окажется неподвижной. Для
получения неподвижной
картины на экране осциллографа
используется специальный
сигнал синхронизации,
вырабатываемый специальным
устройством внутри
осциллографа или подаваемый
извне.
Экспериментальная часть
Схема расположения приборов на панельном щитке представлена на рис. 19.
Рис.
19.
С1-94 - осциллограф
ГЗ-111 - звуковой генератор ;
НЧ" - генератор низкой частоты;
M% - переменное сопротивление;
1- тумблер для включения в сеть;
2 - индикатор включения.
НА ПРИБОРЕ Щ4313 должны быть нажаты кнопки : "пит", "~", "V",
остальные отжаты.
НА ОСЦИЛЛОГРАФЕ - нажаты кнопки : "сеть", "ms", "запуск", "~",
"внутренняя", остальные отжаты.
НА ГЕНЕРАТОРЕ ГЗ-111 - переключатель формы сигналов в положении "~", крайний правый регулятор - на второй точке после нуля, переключатель "множитель" первоначально устанавливается в положение"10".
НА ГЕНЕРАТОРЕ "НЧ" - первоначально должна быть нажата кнопка "1".
регулятор "М%" - в крайнем правом положении.
Порядок выполнения работы
Перед началом работы ознакомиться с установкой и проверить пра-
вильность включения приборов.
ЗАДАНИЕ 1. Определение частоты и действующего значения синусоидальных напряжений.
1.1 Включить тумблер "сеть", генератор "НЧ", осциллограф.
1.2 Регулятором "уровень" установить на экране осциллографа синусоиду. Регулятором "усилитель" подобрать удобный масштаб по оси X, регулятором "развертка" - по оси Y.
1.3 Измерить
период Ф и амплитудное
значение U0.
Измерение периода
производится по горизонтальной
шкале экрана осциллографа.
Цена крупного деления
устанавливается
переключателем "Развертка
время/дел" и клавишей
.
Например,
если посажена кнопка "ms",
а переключатель развертки
находится в положении
5, то цена крупного деления
горизонтальной шкалы
.
Период
T = Cx
.
n , где Cx-
цена крупного деления, а
n
- число делений.
Измерение
амплитудного значения
напряжения U0
производится по вертикальной
шкале. Цена крупного деления
устанавливается ручкой
"усилитель".
-
цена деления, n - число
делений.
1.4. Вычислить
частоту
и действующее значение
напряжение Uд
по формулам
1.5. Повторить измерения и вычисления по аналогии с пунктами 1.3 и 1.4, нажимая поочредно кнопки 2,3,4 генератора "НЧ".
1.6. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу по форме 7.
Форма 7
Положение кнопок генератора"НЧ" |
|
|
|
|
нажата кнопка "1" |
|
|
|
|
нажата кнопка "2" |
|
|
|
|
нажата кнопка "3" |
|
|
|
|
нажата кнопка "4" |
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ 2 . Наблюдение фигур Лиссажу на экране осциллографа.
2.1. Нажать кнопки "сеть", "ждущая". В случае неисчезновения синусоиды на экране осциллографа повернуть регулятор "уровень" до исчезновения синусоиды и прибавить яркость. Нажать кнопку "1" генератора "НЧ".
2.2. Включить генератор ГЗ-111. Регулировкой выхода установить напряжение в ~5 раз большее Uд.
2.3. Изменяя частоту (по заданию преподавателя), получить на экране осциллографа устойчивую неподвижную картину фигур Лиссажу. Зарисовав фигуры, записать значение частот, при которых они наблюдаются (x). Величина измеряемой частоты равна произведению показаний по шкале на круге и показаний переключателя "множитель".
2.4. По осциллограмме
найти числа nx
и ny
пересечений фигур с осями
координат X и Y. По формуле
определить частоту,
подаваемую с генератора
"НЧ". Результаты занести
в таблицу по форме 8.
Форма 8
Вид фигур Лиссажу
|
|
|
|
|
Частота по лимбу ге нератора ГЗ-111 |
|
|
|
|
Отношение частот |
1:1 |
1:2 |
1:3 |
2:1 |
Исследуемая частота |
|
|
|
|
Примеры расчета :
Рис. 20.
Периода T
: (рис. 20)
(регулятор
"развертка" в положении
5. Кнопка "ms " нажата.
Напряжение
U0
: (рис. 20)
(регулятор "усилитель" в
положении 0.2)
Рис.
21.
Частоты y (рис. 21): Число пересечений фигуры с осями координат: nx = 4; ny = 2.
Показания по лимбу ГЗ-111: nx = 50 Гц
2.5. Сделать выводы.
Вид фигур Лиссажу в зависимости от сдвига фаз
Сдвиг фазы |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|