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
Познакомьтесь с осциллографом, определите цену деления и предел измерения.
Подключить на входе схемы осциллограф.
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.
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.
Измерить по осциллограмме амплитудное значение, период и частоту напряжения. Результаты измерения занести в таблицу. На осциллограмме отметьте действующее значение напряжения.
Подключить осциллограф на выходе выпрямителя.
Зарисовать (или сфотографировать и затем зарисовать) наблюдаемую осциллограмму напряжения.
Подключить осциллограф при подключении конденсатора (переключив тумблер).
Зарисовать наблюдаемые осциллограммы напряжения без подключенного конденсатора и при его подключении.
Сопоставить полученную осциллограмму с осциллограммами для предыдущего случая.
Запишите изменение напряжение от времени u(t) по полученным данным.
Все результаты измерения переменного напряжения занести в таблицу.
№ опыта
Амплитудное значение напряжения, U m ,В
Действующее значение напряжения
U д, В
Период Т,с
Частота, Гц
1
Контрольные вопросы (устно)
Определение переменного электрического тока.
Перечислите основные характеристики переменного тока.
Дайте определение действующего значения напряжения, тока, ЭДС.