Кафедра физики и техники

Кафедра физики и технология ее обучения

ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИКА

Эркин электрдик термелуу

Лабораторная работа №2

Куралдар:щит, конденсатордун батареясы, дроссель катушкасы, бир полюстуу ажыраткыч, миллиамперметр, туташтыруучу өткөргүчтөр.

Бул куралдардан термелүүчү контур түзөбүз. Электромагниттик термелүү заряддардын (электрондордун) термелүү кыймылына байланыштуу болот. Демек заряддардын мезгилдүү кыймылы ошол эле жыштыктагы термелген электромагниттик толкундарды пайда кылат.

Өзгөрмөлүү токтун жыштыгы: Азыркы электростанцияларда чыккан өзгөрмөлүү токтун жыштыгы 50Гц. Радиотехникада чоӊ жыштыктагы жүз миӊден миллионго чейинки Герц жыштыктагы электормагниттик термелүүлөр колдонулат. Сыйымдуулук конденсатордон жана индуктивдүү катушкадан турган система термелүү контуру деп аталат.

Ишке киришүү: Ченелүүчү установканын блок схемасы төмөндө көрсөтүлгөн.

1-сүрөт.

Бир полюстуу ажыраткыч менен бирде ток булагына (100В) конденсатордун батареясын бириктирип, бир аз күтүп, бирде ажыраткычты дроссель катушкасына бургула. Термелүүнүн индикатору миллиамперметр жана осциллограф.

Миллиамперметр термелүүнү контур менен индуктивдүү байланышын дроссель катушкасынан үстүнө бир каат оролгон оромдун учуна бириккен бул оромдун эки бөлүгү 15 жана 25 орому үч кыскычка (зажимге) бириккен. Байланыш үчүн 40 оромдон турган бардык бөлүк колдонулат. Адегенде конденсаторду зарядайт

жана ажыраткычты катушкага буруп, конденсатордун разряды термелүү мүнөздө болгондугу миллиамперметрдин стрелкасы 2Гц жыштыгында өчүүчү термелүү жасаганы көрүнөт. Тажрыйбаны бир нече жолу жасагыла жана байкалган кубулушту механикалык термелүү менен салыштыргыла.

Контурдагы термелүү сырттан берилбестен ичинде болуп жаткандыктан эркин термелүү болуп эсептелет. Термелүүнүн жыштыгы контурдун өзүнүн параметрлерине байланыштуу болгондуктан берилген контурдун өзүнүн өздүк жыштыгы болот. Аны өзгөртүш үчүн адегенде конденсатордун сыйымдуулугун азайтып өзгөртүш керек, андан кийин катушканын оромунун санын азайтып өзгөртөт. Термелүүнү пайда кылып миллиампердин стрелкасынын термелүү жыштыгынын өзгөргөнүн осциллографтын экранынан көрүүгө болот.

1. Конденсатордун катушкада разрядалышы термелүү мүнөзүндө болушун демонстрациягыла.

Белгилүү контурдагы активдүү каршылык кичине болгондо, термелүү жыштыгы төмөнкү формула менен белгиленет.

Электр термелүүсүн байкаш үчүн жыштыгы өтө аз болгон учурда гальванометрдин стрелкасы өзгөрмөлүү токтун өзгөргөнө жараша өзгөрөт.

2-сүрөт.

Бул установканын индуктивдүү контурдун ордуна өзөктүү катушка аткарат. Ал кадимки универсалдын трансформатор (лаборатория). Ал эки сыйымдуулук батареясынын, жалпы сыйымдуулугу 56 мкф. Каттоочу прибордун кызматын демонстрациялык гальванометр аткарат.

Электрондук осциллографтын жардамы менен төмөнкү 2- сүрөттөгү схеманы чогулткула.

З-3-сүрөт.

Схема индуктивдүү катушка 220В, конденсатор сыйымдуулугу 3-5 мкф, реостат 70-80 ом жана турактуу ток булагы 6-8 В.

Осциллографтан сүрөттөлүштү алыш үчүн адегенде осциллографты өзгөрмөлүү ток булагына туташтырып экрандан жаркыраган такты алыш керек,андан кийин термелүү контурун туташтыруу керек. Контурдун жыштыгын өзгөртүү менен термелүүнү күчөтүү менен төмөнкүдөй сүрөттөлүштү алууга болот, а) термелүү контурундагы эркин термелүү жана өчүүчү термелүү экендигин; б) термелүү контурундагы өчүүчү термелүүнүн активдүү каршылыктан көзкаранды экендигин. Өчүүчү термелүү активдүү каршылыктын өзгөрүшүнөн өзгөртүп көрсөткүлө. а) индуктивдүү катушканын (болот өзөкчөдөн) көз карандылыгын; б) конденсатордун сыйымдуулугунун (конденсатордун батареясын өзгөртүү менен), термелүүнүн жыштыгынын өзгөрүшүн көрсөткүлө.

з

Оборудование: щит, батарея конденсаторов на 6Омкф, катушка дроссельная с сердечникам, переключатель однополюсный, провода соединительные миллиамперметр или микроамперметр, осциллограф.

Из этих приборов состовляем колебательный электромагнитные колебание - явления связанные с колебательным движением зарядов (электронов). Значит любое периодические движение зарядов приводит к излучению электромагнитной волны той же частоты. Частоты переменного тока вырабатываемого современным электростанциями, относительно мала 50Гц. В радиотехнике используется электромагнитное колебание гораздо более высоких частот-порядка сотни тысяч и миллионов Герц. Система состоящая из конденсатора (емкость) и соединенной с ним катушки (индуктивность) называется колебательным контуром.

Измерение.

Блок схема измерительной установки изображена.

Рис.1

Посредством однополюсного переключателя батарею можно по очередно переключать на заряд от источника тока (от щита 100- 110В ) и на заряд через дроссельную катушку. Индикатором колебаний служит миллиамперметр и осциллограф. С катушкой колебательного контура индикатор связан индуктивно посредством небольшой однослойной обмотки, намотанной по верх дроссельной

катушки. Две части этой обмотки в 15 и 25 витков подведены к трем зажимам. Для связи пользуется всей обмоткой из 1-10 витков. Сначала заражают конденсатор и переключив его на катушку, показывают, что разряд конденсатора имеет колебательный характер, так как стрелка гальванометра при этом совершает несколько затухающих колебаний с частотой около 2Гц. Опыт повторяют несколько раз и обьесняет наблюдаемое явления, прибегая к механической анологии.

Далее показывают, что, поскольку колебания в контуре не «называется» из вне, а являются свободными и частота колебаний зависит только от параметра самого контура и являются собственный частотой данного контура. Для этого уменьшают сначала емкость батареи, затем количество битов катушки в контуре и возбуждая колебания, получают заметное увеличение частоты колебаний стрелки или частоты колебаний стрелки или частоты колебаний на экране осциллографа.

1. Продемонстрируйте колебательный характер разряда

конденсатора на катушку.

Известно, что если активное сопротивление колебательного контура, мало то его период и частота выражается известными формулами

Обнаружить электрические колебания можно лишь в том случае, если их настолько медленными, чтобы, стрелка гальванометра (миллиамперметра) успевала следовать за изменением величины переменного тока.

Для этого нужно образовать колебательный контур с большой емкостью (50-100 мкф) и большой индуктивностью (несколько тысяч генри.)

Соберите установку по рисунку.

Рис.2

В этой установке в качестве индуктивности контура используется катушка с сердечником на 220В, от универсального трансформатора, а в качестве емкости батарея конденсаторов общей емкости 56 мкф, регистрациям прибором служит, демонстрационный гальванометр.

1. Покажите используя электронный осциллограф свойства свободных электрических колебаний соберите установка по рисунку.

К

С

-

R

Рис.З

В ней использованы катушка индуктивности 220В, конденсатор емкостью 3-5 мкф реостат 70-80 ом и источник постоянного тока 6-8В.

Чтобы получить осциллограмму, нужно сначала включить осциллограф в сеть переменного тока и получить в центре экрана яркое световое пятно, после этого подключить обкладки конденсатора колебательного контура к вертикальному в ходу осциллографа. Подбирая частоту развертки и усиление, покажите

что: а) свободная колебания, возникающие в колебательном контуре, являются затухающим; б) затуханий колебаний зависит от величины активного сопротивления колебательного контура т.е. затухание колебаний изменяется с изменением активного сопротивления колебании контура.

Покажите изменение частоты колебаний при изменение: а) индуктивности катушки (за счет стального сердечника); б) емкости контура (изменение число конденсаторов батарей).

Контрольные вопросы:

1. Где мы используем осциллографа?

2. Для измерения токов кроме амперметра, какой прибор применяется?

Литературы:

1. ГусеевВ.Г., ГусеевЮ.М., «Электроника» М.1982

2. Жеребцов И.П. «Основы электроники» М.1985

3. Овечкин Ю.А. «Полупроводниковые приборы» М.1979

Текшерүүчү суроолор:

1. Осциллографты биз кайда колдонобуз?

2. Токтун күчүн өлчөөчү амперметрден башка кандай прибор колдонулат?

Адабияттар:

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. - МлВысшая школа, 2000. - 530с.

2. Бобровников Л.З. Радиотехника и электроника. - М.: Недра, 1990.-374 с.

3. Основы промышленной электроники/ Под ред. ВТ. Герасимова. - М.: Высшая школа, 1978. - 335 с.