6. 2. Магнитное отклонение луча

Отклонение электронного луча в электронно-лучевых трубках может производиться и с помощью магнитных полей. Трубки с магнитным отклонением луча имеют широкое применение в телевизорах. Осциллограф учебный позволяет продемонстрировать магнитное отклонение луча. Для того чтобы учащиеся поняли, как происходит отклонение луча магнитным полем, напомните, как проводник с током выталкивается из магнитного поля. Электронный луч можно рассматривать как проводник с током.

Подготовьте осциллограф к работе, выключите генератор развертки, ручки «Усиление X» и «Усиление Y» поверните влево до нуля, сфокусируйте пятно и установите его в центре экрана.

6 . 2. 1. Отклонение от поля постоянного магнита. Поднесите полосовой постоянный магнит к передней стороне осциллографа примерно в плоскости экрана и покажите, что пятно на экране отклонилось. Поднесите магнит северным полюсом к футляру, одновременно с другой стороны поднесите другой магнит южным полюсом. Пятно, в соответствии с законом, отклонится вверх (рис. 5, а). Поменяйте полюса магнитов, подносимых к осциллографу. Направление силовых линий магнитного поля изменится, и пятно отклонится вниз. Таким образом, мы демонстрируем вертикальное отклонение луча магнитным полем постоянных магнитов.

6. 2. 2. Направление отклонения луча перпендикулярно оси силовых линий магнитного поля. Поднесите магнит к крышке футляра, пятно отклонится вправо или влево в зависимости от полюса магнита, направленного к трубке. Демонстрируем горизонтальное отклонение луча магнитным полем постоянного магнита (рис. 5, б). Если одновременно подносить магниты сверху и сбоку экрана, можно установить пятно в любое место экрана (меняя полярность магнитов и относя их на различные расстояния).

6 . 2. 3. Отклонение от поля электромагнита. В качестве электромагнита используйте катушку на 220 В от универсального учебного трансформатора. К ее зажимам подключите постоянный ток напряжением 4—6 В. Поднесите катушку сбоку экрана (рис. 6) и покажите, что пятно на экране отклонится по вертикали (вертикальное отклонение).

Поднесите катушку сверху осциллографа и покажите, что пятно на экране отклонится по горизонтали (горизонтальное отклонение). Боковую и верхнюю катушки укрепите на универсальном штативе. Катушки соедините с источниками постоянного тока через реостаты. Меняя полярность и величину тока в катушках (а следовательно, направление и величину магнитного поля), можно установить пятно в любое место экрана. По этому принципу осуществляется электромагнитное отклонение луча в трубках телевизора. Поле в обоих направлениях создается парными катушками специальной формы.

6. 3. Измерение напряжений

6. 3. 1. Измерение напряжений постоянного тока. Подключите к гнездам «Вход Y» (на задней стенке прибора) источник постоянного тока напряжением 40—80 В и покажите, что отклонение луча пропорционально величине напряжения, подаваемого на пластины. Следовательно, осциллограф можно использовать как измеритель • величины напряжения. Для этой цели его необходимо отградуировать. Луч (пятно на экране) заменяет стрелку электроизмерительного прибора, а линии сетки перед экраном заменяют шкалу.

Нулевое (исходное) положение пятна на экране устанавливается следующим образом: закорачивают одновременно гнезда «Вход Y» и «Вход X», непосредственно подключенные к отклоняющим пластинам трубки, и замечают точное положение пятна относительно сетки. Отсоединяют закорачивающие гнезда-проводники и ручками управления положения луча устанавливают пятно точно в то же положение. Эта процедура необходима потому, что при изготовлении трубки имеются допуски па установки электродов, и луч при отсутствии потенциала па пластинах не обязательно будет находиться в центре экрана. Это отклонение может достигать 10 — 15 мм.

Теперь можно градуировать осциллограф как измеритель напряжения постоянного тока. Подавая напряжение на пластины, зафиксируйте положение пятна на сетке. Напряжение контролируйте вольтметром. Определите чувствительность к отклонению от постоянного тока вертикально отклоняющих пластин трубки

по формуле ε= lмм_

¯¯¯¯¯Vвх(В),

где ε - чувствительность к отклонению в мм/В;

lмм— расстояние положения пятна от исходного в мм;

Vвх— входное напряжение в вольтах.

Таким же образом определите чувствительность к отклонению от постоянного тока горизонтально отклоняющих пластин, подавая напряжение на гнезда «Вход X».

Установленные в учебных осциллографах электронно-лучевые трубки 13ЛОЗИ имеют чувствительность к отклонению от постоянного тока в пределах:

вертикально отклоняющие пластины— 0,50... 0,70 мм/В,

горизонтально отклоняющие пластины —0,35... 0,48 мм/В.

6. 3. 2. Измерение напряжений переменного тока. Как уже указывалось, если на отклоняющие пластины подать переменное напряжение, на экране трубки будет прочерчиваться прямая линия. Длина этой линии будет равна полному размаху входного напряжения. Для переменного тока синусоидальной формы длина линии равна двойной амплитуде. Подайте на гнезда «Вход Y» вертикально отклоняющих пластин переменное напряжение. Напряжение контролируйте вольтметром. Измерьте длину линии по сетке. Определите чувствительность к отклонению от переменного тока

вертикально отклоняющих пластин по формуле ε== lмм_

¯¯¯¯¯Vвх(В),

Vвх выражают в вольтах эффективных, поскольку обычные вольтметры измеряют эффективное значение напряжения переменного тока.

Таким же образом определите чувствительность к отклонению от переменного тока горизонтально отклоняющих пластин.

Следовательно, подавая переменное напряжение непосредственно на отклоняющие пластины, можно измерять напряжение переменных токов в широком диапазоне частот, вплоть до частот в несколько мегагерц. Ввиду небольшой чувствительности измерять можно только напряжения заметной величины (вольты и десятки вольт).

Для измерения напряжений переменного тока небольшой величины надо воспользоваться усилителем осциллографа, подавая напряжение на зажимы «Вход Y» и заземленный. Пользоваться лучше «Входом Y», так как этот усилитель имеет большое усиление (около 1000).

Градуировку произведите следующим образом: ручку «Усиление Y» .поставьте в крайнее правое положение (максимальное усиление); ручку «Синхронизация» — в крайнее левое положение (минимум синхронизации). Ручку «Диапазоны частот» установите на «0» (генератор развертки выключен); ручку «усиление X» установите в крайнее левое положение (минимум усиления). Ручку переключателя «Ослабление» установите в положение «1 : 1» (сигнал подается на сетку входной лампы без делителя). Подайте па вход «Усилитель Y» переменное напряжение известной величины, контролируемое вольтметром, измерьте длину линии на экране трубки.

Определите чувствительность осциллографа усилителем вертикального отклонения по указанной выше формуле.

Примерная чувствительность будет — 0,5 мм/мВ эфф.. Установите переключатель «Ослабление» в положение «1 : 10» и определите чувствительность осциллографа в этом положении (делитель

включен, на сетку входной лампы попадает примерно1/10 часть напряжения, подаваемого на входные зажимы).

Пользуясь усилителем по вертикальному отклонению, можно измерять напряжения переменного тока очень малой величины (десятки милливольт).

Частота измеряемых напряжений должна быть в пределах полосы пропускания усилителя (т. е. до 100 кГц).