123245

Rys. 4. Elipsa powstająca w wyniku złożenia Itannonicznych ruchów o identycznej częstotliwości. Zaznaczono zbiór punktów charakterystycznych i ich współrzędne.

II. Wykonanie pomiarów

1.    Przygotuj stanowisko wraz z układem do badań charakterystyki fazowej zgodnie z rysunkiem 3. Po

sprawdzeniu przez prowadzącego i włączeniu przyrządów należy dobrać parametry przyrządów, tzn. napięcie wyjściowe z generatora, poziom wzmocnienia sygnałów wejściowych w oscyloskopie tak, aby figura Lissajous powstająca przy rezonansie nie wykraczała poza brzeg ekranu. Zmierz i zanotuj częstotliwość rezonansową oraz wartości pojemności kondensatora i oporu opornika.

2.    Następnie należy odczekać z włączonymi przyrządami około kwadransa, aby ustaliły się parametiy pracy

oscyloskopu. Należy wówczas tak ustawić oscyloskop, aby po wyłączeniu sygnałów obraz plamki na ekranie przypadał dokładnie na środku ekranu na przecięciu osi.

3.    Należy wykonać serię pomiarów od częstotliwości bardzo niskiej do dwukrotnie większej od częstotliwości rezonansowej. Pamiętaj, aby zagęścić pomiary przy częstotliwościach bliskich częstotliwości rezonansowej. W czasie tych pomiarów nie zmieniaj parametrów badanego układu. Dla każdej częstotliwości należy zmierzyć współrzędne przecięcia elipsy z osiami X i Y, zmierzyć amplitudy drgań poziomych i pionowych. Zgodnie z rysunkiem 4 należy zmierzyć wielkości A* A„ Xo i Yo. Wyniki zapisuj w tabeli. Sprawdzaj, czy

V	A*	X0	A,	Yo

1.    Po ukończeniu tych pomiarów zmień sposób podłączenia układu aby zbadać znak przesunięcia fazowego.

Podłącz sygnały do oscyloskopu zgodnie z rysunkiem 2. Włącz generator podstawy czasu w oscyloskopie. Dobierz tak częstotliwość generatora podstawy czasu, aby obserwować wyraźnie sinusoidalne sygnały. Sprawdź, kiedy faza prądu wyprzedza fazę napięcia, czy przy częstotliwościach mniejszych od rezonansowej, czy przy większych. Zanotuj wyniki obserwacji aby podczas opracowania wybrać odpowiedni znak dla obliczanych wartości przesunięcia fazowego. Sprawdź, czy przy częstotliwości rezonansowej fazy prądu i napięcia są zgodne.

2.    Po wykonaniu tych pomiarów zgłoś osobie prowadzącej ćwiczenia gotowość do wyłączenia układu. Po jego aprobacie wyłącz generator, miernik częstotliwości i oscyloskop.

III. Opracowanie wyników

1.    Na podstawie danych z tabeli pomiarów sporządź wykres zależności amplitudy drgań pionowych od

częstotliwości A_y( p). Czy wykres ten jest podobny do któregokolwiek wykresu na rysunku 1 ? Jeśli tak, to wyjaśnij przyczynę podobieństwa.

2.    Na podstawie danych z tabeli oblicz wartości bezwzględne kąta przesunięcia fazowego dla wszystkich

badanych częstotliwości. Na podstawie notatki z pomiarów (punkt 4) określ prawidłowo znak przesiuiięcia fazowego. Sporządź wykres zależności opóźnienia fazy prądu od częstotliwości. Czy teraz ten wykres jest podobny do któregokolwiek wykresu z rysunku 1 ? Skomentuj spostrzeżenia.

3.    Oszacuj niepewność pomiaru kąta przesiuiięcia fazowego. Jeśli obliczasz kąt przesiuiięcia ze wzoru (3a), to

>(^yo)r

u(S) =

ku

A. •cos 8

wartość niepewności pomiaru kąta przesunięcia fazowego wynosi Obliczenia niepewności pomiaru wykonaj tylko dla kilku badanych częstotliwości. Zastanów się, w jakich jednostkach obliczyłeś niepewność pomiaru. Zamień na odpowiednie jednostki.

IV. Pytania kontrolne

1.    Co to jest amplituda prądu przemiennego?

2.    Co to jest amplituda napięcia?

3.    Jaka jest relacja pomiędzy amplitudami napięcia i natężenia prądu w szeregowy m obwodzie RLC?

4.    Co to jest przesunięcie fazowe prądu?

5.    Jakie jest przesunięcie fazowe prądu względem napięcia przy różnych częstotliwościach?

6.    Co to jest oscyloskop?

7.    Jaki tor zakreśla punkt wykonujący dwa drgania harmoniczne wzdłuż prostopadłych kierunków o identycznej częstotliwości ?

8.    Jak wyznaczyć przy pomocy oscyloskopu różnicę faz dwóch sygnałów o identycznej częstotliwości?