Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А




Скачать 318.7 Kb.
НазваниеПрактикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А
страница8/8
Дата публикации05.03.2013
Размер318.7 Kb.
ТипУчебное пособие
litcey.ru > Физика > Учебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8
^

Приложение 1. Отклонение электронного луча на экране электронно-лучевой трубки


Важным свойством осциллографа является линейность между напряжением, приложенным к паре отклоняющих пластин, и линейным отклонением электронного луча на экране электронно-лучевой трубки. Рассмотрим это свойство подробнее. На рис. 19 представлена схема, поясняющая формирование смещения x электронного луча под действием приложенного напряжения U.




Рис. 19. Схема формирования смещения электронного луча под действием приложенного напряжения U. Смещение электронов обусловлено их взаимодействием с электростатическим полем между отклоняющими пластинами.

В первом приближении будем считать, что плотность электронов в пучке невелика, и не будем рассматривать влияние объемного заряда, то есть влияние движущихся электронов пучка друг на друга. Будем также считать, что поле не выходит за пределы пластин и является однородным. Последнее допущение оправдано тем, что размеры пластин обычно существенно превышают расстояние между ними. Рассчитаем отклонение электрона, имевшего начальную скорость Vo и движущегося параллельно отклоняющим пластинам, на экране Э электронно-лучевой трубки.
По горизонтали электрон движется с постоянной скоростью ^ Vo, так как внешние силы по этому направлению на него не действуют.

Таким образом, электрон пролетает расстояния L и L1 соответственно за интервалы времени t = L/Vo и t1 = L1/Vo. В течение времени t на электрон по вертикали действует сила



и он движется с ускорением



За время t электрон приобретает скорость по вертикали



и смещается вдоль экрана на расстояние x1, равное

,

где . Далее электрон движется равномерно и прямолинейно в пространстве, свободном от электростатического поля с компонентами скорости Vo по горизонтали и Vx по вертикали. За время пролета до экрана t1 электрон смещается вдоль экрана на расстояние x2, равное

.

Поэтому суммарное смещение электронного луча вдоль экрана x оказывается равно

.

Таким образом, отклонение электронного луча на экране x оказывается пропорционально напряжению U, поданному на отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. Так как , то по отклонению электронного луча на экране можно определить фундаментальную величину отношения заряда электрона к его массе (при всех известных остальных величинах: расстояниях d, L, L1, скорости электронов Vo и напряжении U).

^

Приложение 2. Формирование фигур Лиссажу при близких частотах синусоидальных сигналов


Рассмотрим более подробно формирование фигур Лиссажу при близких частотах синусоидальных сигналов, подаваемых на обе пары отклоняющих пластин электронно-лучевой трубки.

Подадим на отклоняющие по горизонтали и вертикали пластины напряжения с близкими частотами Ux = Usint и Uy = Usin(+Δ)t, где расстройка частоты Δ мала (0 < Δ << ). Так как Δ мала, величину (t) = Δt можно рассматривать как медленно возрастающий фазовый сдвиг, который остается почти неизменным за время однократного прохождения лучом всей фигуры= 2π/. Вначале (0) = 0 и на экране будет наблюдаться отрезок прямой (см. рис. 16). При 0 < Δt < π /4 на экране будет наблюдаться эллипс, луч будет проходить его по часовой стрелке (это будет заметно при не слишком высокой круговой частоте , когда направление движения луча еще различимо глазом). При Δt = π/2 на экране будет наблюдаться окружность, причем луч будет проходить ее также по часовой стрелке, при Δ= π, будет наблюдаться отрезок прямой с наклоном в другую сторону и т.д. Вся эволюция этой фигуры займет время τ = 2π/Δ.

Измерив время τ, можно с высокой точность определить разность близких частот двух колебаний.

^

Приложение 3. Выбор осциллографа


Прежде, чем приступить к работе с осциллографом, необходимо убедиться, что он подходит для выполнения поставленных задач. При этом необходимо обратить внимание на такие характеристики:

1. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ осциллографа выбирается в зависимости от амплитуды исследуемого сигнала. В некоторых случаях используется выносной делитель или дополнительный усилитель.

^ 2. ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ канала вертикального отклонения. Для того, чтобы наблюдаемая на экране картина точно воспроизводила входной сигнал, необходимо постоянство коэффициента усиления вне зависимости от частоты. Полоса про­пускания осциллографа – это область частот, где данное условие практически выпол­няется (в приграничных областях могут быть нарушения). При не­достаточно широкой полосе пропускания различные составляющие спектра сигнала будут усиливаться неодинаково, а это приве­дет к заметным искажениям осциллограммы.

По теореме Фурье любой периодический сигнал можно представить в виде суммы синусоидальных сигналов, т.е. получить его гармонический состав или спектр. Например, прямоугольный сигнал с периодом Т и амплитудой А можно представить в виде , где  = 2/T.

Для частного случая прямоугольных импульсов вида достаточна полоса частот 1/T ≤ f  ≤ (3…4)/, где  – длительность импульса.

В современных универсальных осциллографах с ЭЛТ верхняя граница полосы пропускания достигает 500 МГц и более (можно наблюдать сигналы наносекундной длительности). Нижняя граница полосы пропускания определяет возможность наблюдения медленных процессов (или медленных составляющих сигнала). Часто бывает, что в исследуемых сигналах низкочастотная компонента не представляет интереса или даже мешает измерениям (например, при исследовании малого переменного напряжения на фоне большого постоянного напряжения). В этом случае целесообразно не пропускать низкочастотные составляющие в Y-тракт. Для этого предусматриваются разделительные конденсаторы на входах, как Y, так и X. Это так называемый режим "с закрытым входом": он обозначается знаком "~" вход закрыт для постоянной и медленных составляющих (включением конденсатора). В этом режиме нижняя граница полосы пропускания обычно  5–10 Гц. Однако в ряде задач нужно наблюдать не только переменные процессы, но и постоянные и медленно меняющиеся напряжения. В этом случае используется режим "с открытым входом", обозначаемый "~", при котором сигнал напрямую поступает на вход осциллографа.

^ 3. ПАРАМЕТРЫ ВХОДА. При любых измерениях нужно учитывать влияние осциллографа как нагрузки на источник исследуемого сигнала (если измеряем напряжение на резисторе R, то должно выполняться соотношение: Rприб >> R). Нагрузка – входная цепь осциллографа – представляет собой сопротивление, шунтированное емкостью. Обычно – это 1 МОм и 40–50 пф (с соединительными проводами емкость может увеличиться до 100 пф).

Правильным выбором осциллографа можно достигнуть минималь­ных искажений сигналов и измерений с минимальными погрешностями.

Литература


1. Тронин Ю.В. Осциллограф. Учебное пособие по курсу "Электричество и радиотехнические измерения". Москва. 1977.

2. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. Москва: Мир, 1990. 535 с. Гл. 12.

3. Новопольский В.А. Работа с электронно-лучевым осциллографом. Москва: "Радио и связь", "Горячая линия – Телеком", 1999. 176 с.
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактикум введение в технику эксперимента лабораторная работа 1
Задача посвящена знакомству с распространенными приборами измерения активного сопротивления: аналоговыми – стрелочным омметром и...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактикум введение в технику эксперимента лабораторная работа 2
Задача посвящена знакомству с техникой измерений си­лы тока и напряжения в цепи постоянного тока с помощью широко рас­пространенных...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Урок-2020»
Киров, ул. Павла Корчагина, д. 215 оф. 24. почтовый адрес: 610030 а/я 833 г. Киров-30
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Информация и ее свойства»
Охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, — бытовую электронику, телевидение и радиовещание
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconОтчёт по лабораторной работе №3: “Получение математических моделей...
Цель работы: Научиться применять математическую теорию планирования эксперимента для получения математических моделей радиоэлектронных...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Введение в магнитные измерения»
Задачи и методы научного познания. Человек как основной инструмент познания окружающего мира. Роль теории и эксперимента
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактическая работа №15. Психология следственного эксперимента, обыска и опознания
Сформировать представление о месте происшествия и стадиях проведения следственного эксперимента
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПродолжение эксперимента с мг-1 Канарёв Ф. М. Анонс
Анонс. Начало этого эксперимента продолжительностью 25 часов опубликовано в статье «Начало импульсной энергетики» [1]
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconНоминанты Премии «Герои Санкт-Петербурга 2012» Лучший боец среди мужчин
Приз «За лучшую технику» на Кубке Санкт-Петербурга. Приз «За лучшую технику» на Чемпионате Великого Новгорода
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconСеминар-практикум «постановка звуков у детей с дизартрией при помощи...
Автор: Томилина Светлана Михайловна, логопед с сорокалетним стажем, преподаватель по сценической речи, руководитель речевого центра...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница