II. 10. Какие существуют органы управления электронным осциллографом?

Все органы управления осциллографом вынесены на лицевую и боковую панели корпуса, а их функции указаны в надписях. Эти органы можно классифицировать таким образом:

1. органы управления электронным лучом: яркость, фокус, смещение луча по осям X и Y;

2. орган управления вертикальным отклонением луча: ступенчатый аттенюатор, предназначенный для уменьшения входного сигнала в 10, 100, 1000 раз, и потенциометр входа усилителя вертикального отклонения луча;

3. орган управления горизонтальным отклонением луча - потенциометр входа усилителя горизонтального отклонения луча;

4. органы управления генератором развертки: переключатель диапазона частоты развертки (цифрами указаны пределы частот каждого диапазона, в положении “0” горизонтальный вход X подключается к горизонтальному усилителю, а генератор развертки выключается), плавный регулятор амплитуды синхронизирующего напряжения и переключатель источника синхронизации.

II. 11. Приведите принципиальную схему установки и объясните, как в лабораторной работе определяли чувствительность электронного осциллографа.

Определение чувствительности осциллографа проводят при помощи установки, изображенной на рис.2.3.

Переменное напряжение от ЛАТРа, измеряемое вольтметром, подается на два последовательно соединенных магазина сопротивлений R₁ и R₂, падение напряжения на сопротивлении R₂ – на вход Y осциллографа. Измерив длину штриха Y на экране осциллографа и зная, что она равна двум смещениям, можно определить чувствительность осциллографа по формуле:

S _y = ,

где – напряжение на входе у осциллографа. По закону Ома для участка цепи:

= IR₂

Сила тока через R₁ и R₂:

, где U - мгновенное напряжение на выходе источника питания (ЛАТР). Вольтметр измеряет эффективное напряжение = ,

следовательно,

, (2.3)

тогда чувствительность осциллографа:

S_у= . (1.11) (2.4)

Рис. 1.11

II. 12. Поток вектора напряженности электростатического поля. Сформулируйте теорему Гаусса для электростатического поля.

Число линий напряженности, пронизывающих элементарную площадку dS, нормаль к которой образует угол с вектором , равно , где Е_n – проекция вектора Е на нормаль к площадке (рис. 1.12). Величина

Рис. 1.12

называется потоком вектора напряженности через площадку . Здесь =dS – вектор, модуль которого равен dS, а направление совпадает с направлением нормали к площадке. Выбор направления вектора (а следовательно, и dS) условен, так как его можно направить в любую сторону. Единица потока вектора напряженности электростатического поля – .

Для произвольной замкнутой поверхности S поток вектора сквозь эту поверхность

(1.12)

где интеграл берется по замкнутой поверхности S. Поток вектора является алгебраической величиной: зависит не только от конфигурации поля Е, но и от выбора направления . Для замкнутых поверхностей за положительное направление нормали принимается внешняя нормаль, т. е. нормаль, направленная наружу области, охватываемой поверхностью.

Теорема Гаусса для электрического поля в вакууме: поток вектора напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленной на .

(1.13)

Эта теорема выведена математически для векторного поля любой природы русским математиком М.В. Остроградским (1801 - 1862), а затем, независимо от него, применительно к электростатическому полю – К. Гауссом.

В общем случае электрические заряды могут быть «размазаны» с некоторой объемной плотностью , различной в разных местах пространства. Тогда суммарный заряд, заключенный внутри замкнутой поверхности S, охватывающий некоторый объем V,

Теорему Гаусса (1.13) можно записать так: