14.2 Експериментальні дослідження

Лабораторна установка складається з електронного осцилографа, звукових генераторів - 2 шт., трансформатора, що використовується для додавання коливань, з'єднувальних провідників.

14.2.1 Вимірювання частоти

Подати на вхід Y осцилографа синусоїдальний сигнал від генератора. Змінюючи сталу розгортки (період Т), одержати стійке зображення синусоїди. Визначити частоту f сигналу за допомогою формули:

, (14.10)

де п - число періодів сигналу на екрані ЕПТ. l - кількість поділок, які займають п періодів на горизонтальній шкалі екрана ЕПТ, T - стала розгортки.

14.2.2 Додавання коливань однакового напрямну з близькими частотами

Скласти схему (рис. 14.6). Для додавання коливань використати трансформатор, змонтований на панелі.

Подати на обмотку III трансформатора сигнал частотою 150-500 Гц від звукового генератора (ЗГ-1). Одержати на екрані осцилографа стійке зображення синусоїди. Виміряти амплітуду та частоту сигналу.

Рисунок 14.6 Схема додавання коливань.

Від'єднати обмотку III та подати сигнал приблизно тієї ж частоти від другого звукового генератора (ЗГ-2) на обмотку II. Встановити амплітуду сигналу на екрані, яка б дорівнювала попередній. Після цього подати одночасно сигнали на обмотки II та I. Плавно змінюючи частоту одного з генераторів, одержати биття. Визначити період биття, а потім, використовуючи (14.5) різницю частот .

14.2.3 Додавання коливань з кратними частотами

Подати гармонійний сигнал з частотою f₁= 50 Гц на обмотку III, а потім на обмотку II (рис. 14.6) з f₂ =100 Гц. Охарактеризувати результуючий сигнал. Повторити спостереження при співвідношенні частот 1;3 та 1;4. Зарисувати результуючий сигнал.

14.2.4 Складання взаємноперпендикулярних коливань.

Скласти схему (рис 14.7). Встановити частоту генератора f ≈ 300 – 500 Гц. Подати на вхід X сигнал від одного генератора, а на вхід Y від іншого.

Рисунок 14.7 Схема складання взаємноперпендикулярних коливань.

Відключити розгортку. Одержати фігури Ліссажу при співвідношенні частот:

; ; ; (14.11)

Переконатися у тому, що:

, (14.12)

де m та n - кількість точок дотикань фігурою Ліссажу вертикальної та горизонтальної ліній відповідно.

Зарисувати отримані фігури Ліссажу.

14.2.5 Зміст звіту

Звіт має містити: мету роботи, схему лабораторної установки, результати вимірів, результати розрахунку частоти, періоду коливань для двох генераторів, різних частот , рисунки фігур Ліссажу, стислі висновки.

14.2.6 Контрольні запитання і завдання

1. Поясніть призначення, устрій та принцип дії ЕПТ?

2. Для чого призначений генератор розгортки осцилографа?

3. Як визначити частоту генератора розгортки, якщо частота досліджува­ного сигналу відома?

4. Яким чином за допомогою осцилографа можна виміряти напругу, силу струму та опір?

5. Пояснити виникнення биття.

6. У чому суть методу фігур Ліссажу, що застосовується для визначення частоти коливань?

7. Які коливання називаються гармонічними?

8. Як за виглядом фігури Ліссажу можна визначити відношення частот коливань, що додаються?

9. Як визначити різницю фаз між двома коливаннями у випадку додаван­ня взаємно перпендикулярних коливань?