Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia: 51

Temat: Pomiary oscyloskopowe.

Nazwisko i imię prowadzącego kurs: Dr inż. Marcin Syperek

Wykonawca:
Imię i nazwisko, nr indeksu:	Kleszczyńska Martyna, 217763 Karwacka Katarzyna, 217302
Termin zajęć:	Poniedziałek g. 9.15
Numer grupy ćwiczeniowej:	C00-08ar
Data oddania sprawozdania:	01.06.2015r
Ocena końcowa:

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia: ……………………………………………………………………………………

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawionego sprawozdania:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest obserwacja przebiegów napięciowych o różnym kształcie oraz pomiar amplitudy i okresu, wyznaczenie częstotliwości.

1. Wstęp teoretyczny:

Oscyloskop elektroniczny umożliwia wizualną obserwację przebiegów elektrycznych oraz pomiar prawie wszystkich podstawowych wielkości elektrycznych. Głównymi jednostkami funkcjonalnymi oscyloskopu są: lampa oscyloskopowa wraz z zasilaczem wysokiego napięcia, wzmacniacze torów X i Y oraz synchronizowany generator podstawy czasu niezbędny do obserwacji przebiegów w funkcji czasu. Mierząc odległość y w kierunku osi Y między dwoma punktami badanego przebiegu, możemy obliczyć odpowiadającą mu wartość napięcia zgodnie ze wzorem U₀ = w_y • y . Mierząc w odległość w działkach między dwoma punktami na osi x badanego przebiegu, możemy jej przyporządkować okres zgodnie z relacją: T = w_t • x . Z otrzymanej wartości T można wyliczyć częstotliwość z zależności: $f = \frac{1}{T}$ .

1. Wyniki pomiarów, obliczenia:

1. Sygnał sinusoidalny

$$w_{y} = 1\ \frac{V}{\text{dz}}$$

$$w_{t} = 0,5\ \frac{\text{ms}}{\text{dz}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ u}\left( w_{y} \right) = u\left( w_{t} \right) = 3\%$$

y = 5, 0 dzialek

x = 3, 4 dzialki                        u(y) = u(x) = 0, 2

$$U_{0} = w_{y} \bullet y\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ U_{0} = 1\ \frac{V}{\text{dz}} \bullet 5,0\ dz = 5,0\ V$$

$$T = w_{t} \bullet x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ T = 0,5\ \frac{\text{ms}}{\text{dz}} \bullet 3,4\ dz = 1,7\ ms$$

$$f = \frac{1}{T}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ f = \frac{1}{1,7 \bullet 10^{- 3}\text{\ s}} = 588,2\ Hz$$

$$u\left( U_{0} \right) = \sqrt{y^{2} \bullet u\left( w_{y} \right)^{2} + w_{y}^{2} \bullet u\left( y \right)^{2}} = \sqrt{5^{2} \bullet \left( 0,03 \right)^{2} + 1^{2} \bullet \left( 0,2 \right)^{2}} = 0,25\ V$$

$$u\left( T \right) = \sqrt{x^{2} \bullet u\left( w_{t} \right)^{2} + w_{t}^{2} \bullet u\left( y \right)^{2}} = \sqrt{\left( 3,4 \right)^{2} \bullet \left( 0,03 \right)^{2} + \left( 0,5 \right)^{2} \bullet \left( 0,2 \right)^{2}} = 0,14\ ms$$

$$u\left( f \right) = \sqrt{\left( \frac{1}{T^{2}} \right)^{2} \bullet u\left( T \right)^{2}} = \sqrt{\left( \frac{1}{\left( 1,7 \bullet 10^{- 3} \right)^{2}} \right)^{2} \bullet \left( 0,14 \bullet 10^{- 3} \right)^{2}} = 48,4\ Hz$$

1. Sygnał prostokątny

$w_{y} = 1\ \frac{V}{\text{dz}}$ $w_{t} = 0,5\ \frac{\text{ms}}{\text{dz}}$

$$U_{0} = 1\ \frac{V}{\text{dz}} \bullet 5,0\ dz = 5,0\ V$$

$$T = 0,5\ \frac{\text{ms}}{\text{dz}} \bullet 3,4\ dz = 1,7\ \text{ms\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }f = \frac{1}{1,7 \bullet 10^{- 3}\text{\ s}} = 588,2\ Hz$$

u(U₀) = 0, 25 V u(T) = 0, 14 ms u(f) = 48, 4 Hz

1. Sygnał trójkątny:

$w_{y} = 1\ \frac{V}{\text{dz}}$ $w_{t} = 0,5\ \frac{\text{ms}}{\text{dz}}$

$$U_{0} = 1\ \frac{V}{\text{dz}} \bullet 5,0\ dz = 5,0\ V$$

$$T = 0,5\ \frac{\text{ms}}{\text{dz}} \bullet 3,4\ dz = 1,7\ ms\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ f = \frac{1}{1,7 \bullet 10^{- 3}\text{\ s}} = 588,2\ Hz$$

u(U₀) = 0, 25 V                       u(T) = 0, 14 ms                   u(f) = 48, 4 Hz

1. Wnioski: Badany sygnał nie zależnie od kształtu, ma stałe wartości amplitudy równe U₀ = 5, 00 V  ± 0, 25V, okresu T = 1, 70 ms  ± 0, 14 ms . Wyliczona częstotliwość wynosi f = 588, 2 Hz  ± 48, 4 Hz. Częstotliwość zadana na generatorze wynosiła f_g = 500 Hz.