Scop: Pentru a studia funcționarea osciloscopului, pentru a măsura tensiunea și frecvența semnalului sinusoidal al generatorului GSSF folosind un osciloscop.
Echipamente: Generator GSSF, osciloscop S1-93, multimetru MY-642, fire de semnal.
Progres: Osciloscopul și multimetrul sunt conectate la generator în conformitate cu schema prezentată în Fig. 2.1, 2.1a.
Fig. 2.1. Schemă de conectare a osciloscopului, generatorului, conectării la multimetru
Fig. 2.1a. Aspectul schemei electrice
Pe generatorul de semnal sinusoidal de frecvență și tensiune arbitrară. Valoarea reală a frecvenței este luată din indicatorul frecvenței generatorului, valoarea reală a tensiunii fiind valoarea efectivă a tensiunii luate de multimetrul conectat la generator în conformitate cu schema. Osciloscopul este conectat la generator. Citiți mărturia din osciloscop:
Um este valoarea de amplitudine a tensiunii.
Pentru citirile efectuate, frecvența n și valoarea efectivă a tensiunii U se găsesc din formulele:
O serie de măsurători se efectuează, datele sunt tabelate în Tabelul. 2.1.
Pe baza rezultatelor obținute, sunt formulate concluzii.
1. Care sunt componentele complexului de laborator "Electricitate și magnetism"? Pentru ce sunt?
2. Ce formă de semnale poate produce un generator de tensiune al unui formular special? Cum de a schimba forma de undă?
3. Cum pot determina dacă generatorul de tensiune este supraîncărcat? Ce ar trebui să fac dacă există o supraîncărcare?
4. Care sunt valorile multimetrului?
5. Cum se conectează un multimetru pentru măsurarea curentă? Care intrări ale multimetrului ar trebui utilizate? Care este poziția comutatorului de moduri?
6. Cum pot conecta un multimetru pentru măsurarea tensiunii AC?
7. Cum se măsoară rezistența cu un multimetru? Care este precizia măsurătorii?
8. Cum se măsoară tensiunea și frecvența printr-un osciloscop? Cum se determină eroarea de măsurare?
DETERMINAREA CAPACITĂȚII CONDENSĂRII
Scop: Să se familiarizeze cu metodele de măsurare a capacității condensatorului C.
Echipamente: Generator de tensiune, multimetre, mini-blocuri: "Integrator curent", "cheie", "condensator" de capacitate de referință, "condensator" de capacitate necunoscută.
Capacitance capacitance poate fi măsurată în mai multe moduri. În această lucrare, măsurarea capacității se bazează pe raportul dintre sarcina condensatorului Q. Capacitatea C și diferența de potențial U de pe plăcile de condensatoare:
Metoda de măsurare a capacității condensatorului include calibrarea integratorului curent, determinarea capacității necunoscute prin două metode, verificarea preciziei rezultatului calibrării prin măsurarea capacității C a unei baterii a două condensatoare cu capacitate cunoscută.
În această lucrare, un integrator curent este utilizat pentru a măsura încărcarea.
În acest caz, valoarea încărcăturii care a trecut prin ea este proporțională cu valoarea voltmetrului Uint:
unde # 947; - constanta de clasificare a integratorului.
Formula calculată pentru capacitatea măsurată se găsește utilizând Ecuațiile (1) și (2):
Determinarea constantei de calibrare (calibrarea instrumentului) se efectuează de asemenea cu ajutorul formulei (3), prin măsurarea pentru un condensator de referință cu o capacitate cunoscută Se. Aici expresia
vă permite să calculați valoarea # 947; (valorile cu indicele "e" se referă la măsurătorile cu un condensator de referință).
Pentru a verifica corectitudinea calibrării instrumentului, este necesar să îl măsurați cu o capacitate cunoscută. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza un condensator obținut prin conectarea a doi condensatori Ce și Cx. măsurând preliminar o capacitate necunoscută Cx. Comparând valoarea măsurată a capacității condensatoarelor conectate Cexp cu formula calculată pentru paralel
Circuitul circuitului electric este prezentat în Fig. 3.1, schema electrică este prezentată în Fig. 3.2.
Fig. 3.1. Circuit electric
1 - sursă de tensiune constantă reglabilă "0 ÷ +15 V"; 2 - comutatorul;
3 - mini-unitate "cheie"; 4 - condensatorul investigat C; 5 - cheie de amortizare;
6 - integrator actual; 7 - mini-bloc "Integrator de curent"; 8, 9 - multimetre
(modul V 20 V, intrări COM, V # 937;)
Pentru a încărca condensatorul comutatorul 2 este setat în poziția „A“, și un comutator de amortizare 5 este scurt (poziția de „reset“). Condensatorul este încărcat până la tensiunea U (nu mai mult de 2 V), comandat de un voltmetru 9. Înainte de măsurare comutator de amortizare 5 este deschis și a comuta 2 transferat în poziția „B“. Astfel, taxa pe plăcile condensatorului este disponibil, trece printr-un integrator și curent vor fi înregistrate de către voltmetrului 8 (voltmetru citire UINT). În viitor, datorită scurgerilor, tensiunea detectată de voltmetrul 8 se poate schimba.
Fig. 3.2. Schemă de conectare
3 - mini-unitate "cheie"; 7 - mini-bloc "Integrator de curent"; 8, 9 - multimetre
Ordinea de executare a muncii
1. Asamblați circuitul electric așa cum este arătat în Fig. 3.2 prin conectarea condensatoarelor Cx și Separallel. Valoarea capacității de referință este scrisă în Tabelul. 3.1.
2. Activați butoanele "Network" de pe sursa de alimentare a generatoarelor de tensiune și a blocului multimetru. Faceți clic pe butonul "Instalare inițială".
3. Reîncărcați condensatoarele pentru a face acest lucru:
a) tasta de amortizare 5 este setată la poziția "Resetare";
b) comutatorul 2 (comutatorul de comutare) setat pe poziția "A";
c) prin schimbarea tensiunii de încărcare a condensatorului folosind butoanele de reglare a tensiunii "0 ÷ +15 V" (poziția 14, figura 1.1), setați-l la maximum 2 V (numărarea cu multimetrul 9).
4. Descărcați condensatorul încărcat prin integrator, pentru aceasta:
a) deschideți cheia de amortizare 5;
b) mutați comutatorul 2 în poziția "B". Dacă indicatorul de supraîncărcare al integratorului curent se aprinde, reduceți tensiunea de încărcare a condensatoarelor. Amintiți-vă citirea multimetrului 8 imediat după descărcarea condensatorului.
5. Repetați pașii 3 și 4 de mai multe ori, selectând tensiunea de încărcare (citirea contorului 9) Uparal. la care tensiunea de descărcare (citirea contorului 8)
Condensatorul de referință este Ce = uF
6. Nu modificați tensiunea de încărcare Uparal. efectuați 5 măsurători
7. Conectați Cx și Sesquentially. Tensiunea U este egală cu Uparal. Efectuați 5 măsurători
8. Efectuați măsurători separate de mărime
9. Pentru a verifica acuratețea calibrării cu ajutorul unui multimetru, măsurați capacitatea necunoscută a condensatorului (vezi pagina 13 "măsurarea capacității"), rezultatul
10. Opriți sursa de alimentare a generatoarelor de tensiune și a blocului multimetru apăsând butoanele "Rețea".
Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor
1. Utilizarea datelor din tabel. 3.1, se calculează constanta de calibrare # 947; (formula 4)
2. Folosind formula (3), calculați capacitatea unui condensator necunoscut
capacitatea condensatoarelor conectate în paralel
și capacitatea condensatoarelor conectate în serie
Calculați rezultatele calculelor din tabel. 3.2.
Capacitate necunoscută Cx, uF
3. Estimați eroarea relativă a valorii Cx:
,
unde
4. Utilizarea valorilor capacităților Se și
Calculați rezultatele calculelor din tabel. 3.2.
5. Găsiți deviația relativă a valorilor experimentale din valorile calculate în procente:
Calculați rezultatele calculelor din tabel. 3.2.
6. Compararea acestor abateri cu eroarea relativă a măsurătorilor
7. Comparați rezultatele măsurării capacității necunoscute (
1. Definiți capacitatea conductorului și a condensatorului.
2. Care sunt valorile capacității conductorului și condensatorului?
3. Cum se va schimba capacitatea atunci când se schimbă permeabilitatea unui dielectric R sau distanța dintre plăcile d:
a) dacă condensatorul este deconectat de la sursa de alimentare;
b) fără deconectare?
4. Notați formulele pentru calculul capacității pentru conexiunile serial și paralel ale condensatoarelor. Cum se schimbă capacitatea în conexiune comparativ cu capacitatea unui singur condensator?
5. Comparați parametrii (încărcare, tensiune) unui condensator și o baterie de condensatori conectați:
6. Ce valoare măsoară integratorul? De ce depinde lectura U?
7. Ce arată magnitudinea constantei de calibrare # 947; ?
8. Ce cantități trebuie măsurate pentru calibrarea instrumentului?
9. Ce formule sunt folosite pentru a determina constanta de calibrare # 947; capacitatea unui condensator necunoscut Cx și capacitatea condensatoarelor de cuplare Cexp și Scratch?