Zespół Szkół Elektrycznych im. T. Kościuszki
w Opolu
Pomiar napięcia prostokątnego i
piłokształtnego.
Zespół Szkół Elektrycznych im. T. Kościuszki
w Opolu
Pomiar napięcia prostokątnego i
piłokształtnego.
Schemat zasadniczy układu pomiarowego S1
Rozmieszczenie elementów układu S1
1. Do wykonania pomiarów są potrzebne następujące urządzenia:
• układ pomiarowy S1,
• generator funkcyjny (napięcie prostokątne i piłokształtne),
• oscyloskop.
2. Wykonać połączenia według schematu przedstawionego na rysunku.
3. Ćwiczenie
Na wyjściu generatora funkcyjnego ustawić wartość napięcia prostokątnego
U
E SS
= 1 V, o częstotliwości f = 5 kHz i współczynniku t
i
/ t
p
= 1.
Zmierzyć oscyloskopem napięcie
UE
i przerysować jego przebieg
(przynajmniej dwa, trzy okresy).
4. Obliczenia
a) Podać wzór, według którego oblicza się wartość skuteczną napięcia
prostokątnego.
U
E
= ………………………
b) Korzystając z oscylogramu utworzonego w punkcie 3, określić
wartości napięć:
U
E S
= V U
E SS
= V U
E śr
= V U
E
= V
5. Ćwiczenie
Potencjometrem DC-Offset generatora funkcyjnego ustawić na jego wyjściu
napięcie prostokątne bez wartości ujemnych o parametrach
U
E SS
= 2 V, f = 1 kHz, t
i
/ t
p
= 1. Napięcie
UE
zmierzyć oscyloskopem i
przerysować jego przebieg.
6. Obliczenia
a) Korzystając z oscylogramu utworzonego w punkcie 5, określić wartości
następujących wielkości:
U
E S
= V t
i
= V t
p
= V t
i
/ t
p
= V
b) Określić wartości: okresu T, częstotliwości f, średnią wartość arytmetyczną
U
E śr
oraz wartość skuteczną U
E
mierzonego napięcia.
T
= …………………… = ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
f = …………………… = ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
U
E śr
= …………………… = ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
U
E
= ……………………= ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
7. Ćwiczenie
Przy niezmienionym napięciu generatora funkcyjnego przełącznik AC/DC
oscyloskopu ustawić w pozycji „AC". Na oscylogramie utworzonym w
punkcie 5 narysować dodatkowo przerywaną linią przebieg napięcia
zaznaczając, że zostało ono zmierzone po ustawieniu przełącznika AC/DC
w pozycję „AC".
8. Pytania
a) W jaki sposób zmienia się obraz napięcia zawierającego składową stałą po
przełączeniu przełącznika AC/DC z pozycji „DC" w pozycję „AC"?
Wyjaśnić przyczynę zmiany.
Odp. …………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
b) Za pomocą oscyloskopu należy stwierdzić, czy mierzone napięcie
przemienne zawiera składową stałą. W jakiej pozycji podczas pomiaru
powinien się znajdować przełącznik AC/DC oscyloskopu?
Odp. Przełącznik AC/DC powinien się znajdować w pozycji ………………..
(„AC" / „DC" / dowolnej)
9. Ćwiczenie
Do wejścia układu doprowadzić dodatnie napięcie prostokątne o wartości
U
E S
= 2 V, częstotliwości f = 1 kHz i współczynniku t
i
/ t
p
= 2. Początkowe
położenie plamki świetlnej ustawić w górnej części ekranu oscyloskopu.
Przerysować przebieg napięcia (przynajmniej dwa okresy).
10. Obliczenia
a) Korzystając z oscylogramu utworzonego w punkcie 9, określić wartości
następujących wielkości:
t
i
=
t
p
=
T =
t
i
/ t
p
=
b) Obliczyć średnią wartość arytmetyczną U
E śr
oraz wartość skuteczną U
E
mierzonego napięcia.
U
E śr
= …………………… = ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
U
E
= ……………………= ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
11. Ćwiczenie
Przy niezmienionej amplitudzie i częstotliwości napięcia prostokątnego
zmienić jego współczynnik t
i
/ t
p
= 0,5. Narysować przebieg tego napięcia w
dolnej części oscylogramu zamieszczonego w punkcie 9.
12 Obliczenia
a) Korzystając z oscylogramu utworzonego w punkcie 11, określić wartości
następujących wielkości:
t
i
=
t
p
=
T =
t
i
/ t
p
=
b) Obliczyć średnią wartość arytmetyczną U
E śr
oraz wartość skuteczną U
E
mierzonego napięcia.
U
E śr
= …………………… = ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
U
E
= ……………………= ……………………… = ………………………
(wzór)
(wartości) (wynik)
13. Pytanie
W jaki sposób wartość współczynnika t
i
/ t
p
wpływa na częstotliwość napięcia
wejściowego U
E
?
Odp. Częstotliwość napięcia wejściowego U
E
………………. od wartości
(zależy / nie zależy)
współczynnika t
i
/ t
p
.
14. Ćwiczenie
Do wejścia układu doprowadzić napięcie piłokształtne o wartości U
E SS
= 4 V
i
częstotliwości f z przedziału od 5 kHz do 10 kHz. Zmierzyć napięcie
oscyloskopem i przerysować jego przebieg.
15. Obliczenia
Korzystając z oscylogramu utworzonego w punkcie 11, określić wartości
następujących wielkości:
U
E SS
=
t
n
=
t
o
=
T =
f =
Gdzie: t
n
— czas narastania,
t
o
— czas opadania.
16. Pytanie
Jak nazywa się napięcie piłokształtne, gdy t
n
= t
o
?
Odp. …………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………