Методическое пособие к лабораторной работе «Измерение переменного электрического напряжения» по дисциплине «Физика»

по дисциплине «Физика»

Тема: Измерение переменного электрического напряжения

Цель лабораторной работы:

• Получение навыков измерения переменного электрического напряжения.

Ознакомление с особенностями влияния формы и частоты измеряемого

напряжения на показания средств измерений. Приобретение навыков работы с осциллографом.

Оборудование:

• осциллограф, вольтметр, макет выпрямителя с фильтром.

Теория

Амплитудное значение U m гармонического напряжения связано с его

текущим u(t) значением зависимостью: u(t) = U m sin(t + φ) .

Что касается непериодических сигналов, то они характеризуются пиковыми значениями (максимальными значениями из всех мгновенных значений за время наблюдения). Амплитудное и пиковое значения могут быть измерены с помощью осциллографа. При измерении переменного напряжения синусоидальной формы, как правило, интересуются его действующим значением (показаниями вольтметра).

U m   U д,

Выпрямительные схемы коммутируют полупериоды переменного напряжения таким образом, что в результате на выходе получается пульсирующее напряжение одной полярности.

Если на выходе выпрямителя параллельно включить конденсатор, то он будет заряжаться при росте напряжения с выпрямителя, замедляя этот рост, и разряжаться, когда напряжение с выпрямителя уменьшается или отсутствует, противодействуя, таким образом, спаду напряжения. Поэтому напряжение

будет меньше пульсировать, т.е. сгладится.

Методика выполнения лабораторной работы

1. Познакомьтесь с осциллографом, определите цену деления и предел измерения.

2. Подключить на входе схемы осциллограф.

3. Получить на экране осциллографа устойчивое изображение трех-четырех периодов сигнала, используя внутреннюю синхронизацию. Нулевую линию сигнала установить на нижний край экрана. Вертикальный масштаб выбрать так, чтобы сигнал занимал большую часть высоты экрана.

4. Зарисовать (или сфотографировать и затем зарисовать) наблюдаемую осциллограмму напряжения. На рисунке соблюсти масштаб (по

числу клеток на экране) и отметить оси системы координат на шкале экрана.

1. Измерить по осциллограмме амплитудное значение, период и частоту напряжения. Результаты измерения занести в таблицу. На осциллограмме отметьте действующее значение напряжения.

2. Подключить осциллограф на выходе выпрямителя.

3. Зарисовать (или сфотографировать и затем зарисовать) наблюдаемую осциллограмму напряжения.

4. Подключить осциллограф при подключении конденсатора (переключив тумблер).

5. Зарисовать наблюдаемые осциллограммы напряжения без подключенного конденсатора и при его подключении.

6. Сопоставить полученную осциллограмму с осциллограммами для предыдущего случая.

7. Запишите изменение напряжение от времени u(t) по полученным данным.

Все результаты измерения переменного напряжения занести в таблицу.

Контрольные вопросы (устно)

1. Определение переменного электрического тока.

2. Перечислите основные характеристики переменного тока.

3. Дайте определение действующего значения напряжения, тока, ЭДС.

4. Назначение в схеме диодов.

5. Назначение в схеме конденсатора.