Lampa oscyloskopowa

(z łac. oscillare kiwać się i gr. skopein, patrzeć) to lampa obrazowa charakteryzująca się

elektrostatycznym odchylaniem wiązki elektronów. Elektrony emitowane przez katodę formowane są w
wąską wiązkę w dziale elektronowym (katoda też jest częścią działa elektronowego).

Wiązka elektronów wytworzona przez podgrzany drucik – katodę – wysłana zostaje w kierunku

ekranu, ilość elektronów – jasność plamki – reguluje potencjał cylindra Wehnelta, natomiast ostrość –
potencjały anod przyspieszających, zwiększających jednocześnie prędkość elektronów. Nie odchylona
wiązka trafia dokładnie w środek ekranu i rysuje tam świecący punkt. Do odchylenia wiązki tak, aby mogła
trafić w każdy punkt ekranu, służą dwie pary płytek odchylających – jedna dla kierunku pionowego, druga
dla poziomego.

Zaletą lamp oscyloskopowych jest prosta konstrukcja urządzenia – nie wymagająca

skomplikowanych układów dodatkowych, jak w przypadku lamp kineskopowych, oraz bardzo szybka praca
– płytki odchylające mają niewielką pojemność i nie wymagają dużych energii nawet przy częstotliwościach
rzędu setek MHz.

Wadą lamp oscyloskopowych jest niewielki kąt odchylania strumienia – wynosi on zaledwie kilka –

kilkanaście stopni, co powoduje, że lampy są albo długie, albo mają niewielki ekran. Największe osiągalne w
praktyce przekątne ekranu to kilkanaście centymetrów.

Lampy oscyloskopowe były też wykonywane jako dwustrumieniowe – były to w zasadzie dwie

niezależne lampy w jednej bańce ze wspólnym ekranem. Szczególnym przypadkiem lamp oscyloskopowych
były lampy pamiętające. Zawierały w sobie dodatkową elektrodę, która zbierała ładunek i mogła go długo
(kilkanaście godzin i więcej) przechowywać oddziałując na bieg strumienia elektronów. Wykorzystywane
były do fotografowania pojedynczych szybkich przebiegów, oraz jako pamięć wczesnych maszyn
cyfrowych.
ZASADA DZIAŁANIA LAMPY OSCYLOSKOPOWEJ

Obwód żarzenia podgrzewa do wysokiej temperatury katodę, która emituje elektrony. Między katodą

i anodą powstaje pole elektryczne, w którym ujemnie naładowane elektrony emitowane z katody są
przyciągane do anody. Czym większe jest napięcie anody, tym silniej przyciągane są elektrony. Na drodze
między katodą, a anodą elektrony nabierają prędkości, są skupiane w cienką wiązkę, po czym uderzają w
ekran pokryty specjalną substancją zwaną luminoforem.

Elektrony uderzając w luminofor tracą swą energię, a energia ta zamienia się na światło, zwykle

koloru zielonego. Między katodą, a główną anodą umieszczone są dodatkowe elektrody, między innymi
siatka, które umożliwiają regulację ilości elektronów biegnących do anody. Ewentualne dodatkowe anody
tworzą tak zwane soczewki elektronowe, umożliwiające takie ukierunkowanie strumienia elektronów,
inaczej mówiąc ich zogniskowanie, że trafiają one w jedno miejsce ekranu, tworząc świecący punkt
(plamkę) o średnicy poniżej 1 milimetra.

Generator RC

Generator RC to generator drgań stosowany do wytwarzania przebiegów sinusoidalnych.

Zbudowany jest ze wzmacniacza i oporników oraz kondensatorów tworzących sprzężenie zwrotne.
Generatory RC można stosować w zakresach małych częstotliwości, dla których kłopotliwe jest tworzenie
generatorów LC (ze względu na konieczność stosowania cewek o wysokiej indukcyjności oraz dużej
dobroci). Generatory RC tworzą przebieg o bardzo małych zniekształceniach. Mają przy tym jednakże
gorszą stałość częstotliwości od generatorów LC. Charakteryzują się również małą mocą wyjściową i
sprawnością (ze względu na obecność rezystorów).

Układy RC posiadają szerokie możliwości przestrajania częstotliwości. Mogą generować sygnał w

zakresie od ułamkowych części herca do setek kiloherców. Z tego powodu chętnie są stosowane jako
generatory serwisowe i laboratoryjne.
Zasada działania generatora rc
Generator RC składa się z bloku wzmacniacza oraz przesuwnika fazowego RC. Dla pewnej częstotliwości ,
nazywanej pulsacją pseudorezonansową spełnione muszą być warunki generacji: amplitudy i fazy.
Najczęściej wyróżniane są dwa przypadki:
Wzmacniacz i przesuwnik odwracają fazę o 180°, co daje łączne przesunięcie równe 360° i zapewnia
spełnienie warunku fazy.
Przesunięcie wnoszone przez blok RC wynosi 360°, wzmacniacz nie odwraca fazy, co również spełnia
warunek fazy.
Wzmocnienie wzmacniacza musi być w obu przypadkach większe od tłumienia obwodu RC, by mógł być
spełniony warunek amplitudy.

Prostownik

jest to element lub zestaw elementów elektronicznych służący do zamiany napięcia

przemiennego na napięcie jednego znaku, które po dalszym odfiltrowaniu może być zmienione na
napięcie stałe.
Zastosowanie prostowników

Prostowniki są stosowane w energetyce, zasilaniu maszyn i urządzeń (np. w lokomotywach

elektrycznych), w galwanotechnice oraz w większości urządzeń elektronicznych zasilanych z sieci
energetycznej lub jakimkolwiek napięciem przemiennym (np. układy elektryczne samochodów).
Prostownikiem jest również detektor diodowy wykorzystywany do detekcji sygnału radiowego
zmodulowanego AM lub FM.

Nazwa prostownik jest używana również w języku potocznym jako określenie ładowarki

akumulatorów samochodowych. (Technicznie nie jest to jednak określenie poprawne, ponieważ
ładowarki takie składają się z: transformatora, prostownika właściwego (często sterowanego -
zobacz poniżej), układu regulującego, itd.)
Jednopołówkowe (półokresowe)

Najprostszym prostownikiem jest pojedyncza dioda prostownicza wpięta w układ napięcia

przemiennego. Pomimo prostoty takiego układu jest on bardzo rzadko stosowany z uwagi na
występowanie dużego tętnienia napięcia wyjściowego. Dodatkowo, energia dostarczana przez
źródło wykorzystywana jest tylko przez pół okresu - podczas drugiej połowy okresu napięcie jest po
prostu blokowane i prąd w układzie nie płynie. Wprowadza to niesymetrię obciążenia układu prądu
przemiennego, co jest niekorzystne dla sieci prądu przemiennego. Z powyższych powodów
rozwiązanie stosowane tylko w układach niewielkiej mocy. Rozwiązanie to jest powszechnie
stosowane w zasilaczach impulsowych małych mocy.

Dwupołówkowe (pełnookresowe)[edytuj]

Prostowniki dwupołówkowe umożliwiają wykorzystanie mocy źródła napięcia

przemiennego przez cały okres. Napięcie wyjściowe takiego prostownika charakteryzuje się
mniejszymi tętnieniami niż w przypadku prostowników jednopołówkowych. Jedyną wadą jest to, że
układ elektryczny jest nieznacznie bardziej skomplikowany. Układ mostkowy, tzw. mostek Graetza,
wykorzystuje cztery diody prostownicze, i pozwala na prostowanie napięcia z dowolnego źródła
przemiennego. Istnieje również konstrukcja oparta na dwóch diodach, jednak wymaga ona
specjalnego zasilania - uzwojenie wtórne transformatora musi być podzielone na dwie jednakowe
części. Obecnie układy takie stosuje się niezwykle rzadko, ponieważ koszt dzielonego uzwojenia
jest znacznie większy niż koszt diod użytych w układzie mostkowym.

Obecnie jednym z najczęściej stosowanych prostowników jednofazowych jest mostek

Graetza. Proces prostowania napięcia przebiega w dwóch etapach. W pierwszej połówce okresu
przewodzą tylko dwie diody tak jak to pokazano na rysunku obok (pozostałe dwie diody są
spolaryzowane zaporowo). W drugiej połówce okresu sytuacja ulega odwróceniu - przewodzą dwie
pozostałe diody . Napięcie wejściowe jest napięciem przemiennym czyli zmienia swój kierunek na
dodatni i ujemny, natomiast układ mostka jest tak skonstruowany, że napięcie wyjściowe jest
jednokierunkowe - płynie tylko w kierunku dodatnim (patrz również rysunek powyżej). Pomimo
faktu, że napięcie wyjściowe prostownika jest jednokierukowe to jednak nie jest ono napięciem
stałym i wykazuje znaczne tętnienie - dlatego też prostowniki najczęściej stosuje się z
odpowiednimi filtrami dolnoprzepustowymi wygładzającymi przebieg.

składanie drgan harmonicznych,

Jeżeli pewien punkt jest poddany jednoczesnemu pobudzeniu przez dwa niezależne źródła drgań
(sprężyny, generatory itp.), to ten punkt będzie wykonywał drganie będące sumą obu drgań.
Mówimy wtedy o składaniu drgań. Chociaż składanie drgań może dotyczyć drgań o dowolnym
kształcie, to ograniczymy się do sytuacji, w których oba źródła wykonują drgania harmoniczne.
Możemy wyróżnić dwa interesujące przypadki szczególne:

1. oba drgania odbywają się w tym samym kierunku i wtedy będziemy mieli składanie drgań
równoległych. Występuje wtedy bardzo efektowne zjawisko zwane dudnieniem, które ma także
ważne znaczenie w technice pomiarowej.

2. oba drgania odbywają się w kierunkach prostopadłych do siebie i wtedy mówimy o składaniu
drgań prostopadłych. Pod działaniem drgania wypadkowego punkt porusza się po torze, który
często jest bardzo skomplikowaną krzywą mającą często fantastyczne walory graficzne.
Stosunkowo najmniej skomplikowane z tych krzywych noszą nazwę krzywych Lissajous.

parametry elektrycznej sieci zasilajacej ( U=230V).
Co odróżnia pomiary parametrów sieci od innych pomiarów elektrycznych?
Większość pomiarów przeprowadzanych jest jako pomiar chwilowy, tj. sprawdza się wartość

wielkości mierzonej w wybranej chwili czasu, nie rejestrując jej zmienności w czasie. W efekcie wiemy, na
przykład, że napięcie wynosi 230V, jednak nie oznacza to, że tak jest przez cały czas, gdyż napięcie zmienia
się w zależności od różnych czynników. Podobnie na podstawie wskazania licznika możemy dowiedzieć się
ile energii pobraliśmy, nie wiemy jednak jak pobór zmieniał się w czasie.

Pomiary parametrów sieci polegają na rejestrowaniu w sposób ciągły szeregu wielkości

charakteryzujących energię elektryczną. Analizator mierzy wartość każdego parametru 50 razy na sekundę
(lub z inną częstotliwością w zależności od modelu), a następnie zapisuje uśrednione dane do pamięci. W ten
sposób można zarejestrować jak zmieniała się dana wielkość w ciągu na przykład: doby, tygodnia, itd.

Po co tyle zachodu?
W sieciach energetycznych i rozdzielczych ciągle zachodzą jakieś zjawiska. Większość z nich jest

zupełnie nieodczuwalna, inne powodują awarie i uszkodzenia urządzeń, błędy sterowania maszyn lub
przyśpieszają starzenie elementów sieci. Większość z tych zjawisk trwa bardzo krótko (kilkadziesiąt
milisekund) i występuje w losowych chwilach czasu, w związku z tym nie można ich wykryć
przeprowadzając zwykłe pomiary.

W konsekwencji, użytkownik bez przeprowadzenia pomiarów parametrów sieci, często nie jest w

stanie znaleźć powodów powtarzających się awarii, lub wiąże je zupełnie z innymi przyczynami.

Są to skutki, których wystąpienie widoczne jest od razu, czyli awarie rządzeń i spowodowane nimi

przestoje linii produkcyjnych, a nawet całych zakładów. Najczęściej przyczyną wystąpienia takich zjawisk są
przerwy w zasilaniu, zapady i przepięcia. Przyczyny wystąpienia tego typu zjawisk mogą być różne,
zaczynając od zdarzeń losowych a na wadliwym zadziałaniu zabezpieczeń kończąc. Często zdarza się, że
źródło występowania przepięć lub zapadów znajduje się w sieci zakładu i jest nim, np. napęd dużej mocy,
występujące zwarcie, proces łączeniowy. Jako przykład można podać zakład, w którym na skutek rozruchu
maszyny dużej mocy w sprzyjających warunkach występował zapad napięcia, którego efektem było losowe
zadziałanie wyzwalaczy podnapięciowych wyłączników głównych.

Pomiary w zależności od potrzeb...
To, gdzie będą przeprowadzane pomiary i ile będą trwały zależne jest od celu w jakim są

przeprowadzane. I tak:

•

pomiary do oceny jakości dostarczanej energii elektrycznej muszą być przeprowadzone w punkcie
granicy stron dostawca / odbiorca i trwają 7 dni;

•

pomiary do oceny stanu sieci rozdzielczej wewnątrz zakładu przeprowadza się w każdej rozdzielnicy
oddziałowej, a czas trwania może wynosić od kilku godzin do kilku dni (w zależności od rodzaju
odbiorników);

•

pomiary do doboru baterii kondensatorów powinny trwać co najmniej 1 dobę, jednak zaleca się 2-3
dni.

Jak wyglądają pomiary parametrów sieci w praktyce?
Pomiary parametrów sieci przeprowadzane są za pomocą przenośnych analizatorów. Urządzenia te

wyposażone są w szereg sond pomiarowych, dzięki którym urządzenie może zostać podłączone do
rozdzielnicy, zarówno bezpośrednio (na kable lub szyny) jak i za pośrednictwem przekładników. Dzięki
temu, montaż analizatora nie wymaga wyłączania napięcia a co za tym idzie nie powoduje konieczności
przestoju zakładu. Urządzenie po zamontowaniu i zaprogramowaniu nie wymaga żadnej obsługi, w związku
z tym pozostaje ono u Klienta na okres pomiarów bez angażowania jakichkolwiek pracowników. Po
zakończeniu rejestracji urządzenie jest demontowane, a dane zgrywane do komputera. Na ich podstawie
opracowana zostaje analiza, która tworzona jest pod kątem celu w jakim przeprowadzono pomiary.

W jakim celu przeprowadza się pomiary parametrów sieci?

•

w celu sprawdzenia jakości dostarczanej energii elektrycznej;

•

w celu sprawdzenia jakości energii i efektywności jej użytkowania wewnątrz zakładu;

•

w celu oceny poprawności działania kompensacji mocy biernej oraz w celu doboru baterii
kondensatorów;

•

w celu znalezienia przyczyny występujących awarii urządzeń;

•

w celu oceny rezerw mocy przyłącza, rozdzielnicy, itd.;

•

w celu sprawdzenia wpływu zainstalowanych urządzeń na sieć;

•

w innych celach, w zależności od potrzeb Klienta.