ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ. 10 ο Εργαστήριο Εισαγωγή στον παλμογράφο

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ. 10 ο Εργαστήριο Εισαγωγή στον παλμογράφο"

Πύρρος Αβραμίδης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ 10 ο Εργαστήριο Εισαγωγή στον παλμογράφο

2 ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΣ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΣ ΔΙΠΛΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Ο παλμογράφος είναι μια συσκευή που επιτρέπει την παρατήρηση και μέτρηση συνεχών (DC), εναλλασσόμενων (AC) ηλεκτρικών τάσεων και άλλων κυματομορφών (σημάτων) όπως τετραγωνικών, τριγωνικών κλπ. Τα σήματα είναι συναρτήσεις του χρόνου, και άρα παριστάνονται με μια γραφική παράσταση V = V(t). Ο παλμογράφος έχει την δυνατότητα να απεικονίζει την στιγμιαία τιμή της τάσης σε συνάρτηση με τον χρόνο. Αυτά επιτυγχάνονται με την χρήση του σωλήνα Braun, ο οποίος αποτελεί το βασικό στοιχείο του αναλογικού παλμογράφου.

3 Καθοδικός σωλήνας (CRT) (σωλήνας Braun) Ο Καρλ Φέρντιναντ Μπράουν ήταν Γερμανός φυσικός, εφευρέτης και νομπελίστας φυσικής. Ο Μπράουν συνέβαλε σημαντικά στην ανάπτυξη της τεχνολογίας του ραδιοφώνου και της τηλεόρασης. Το 1909 μοιράστηκε με τον Γουλιέλμο Μαρκόνι το Νόμπελ Φυσικής. Το 1897 κατασκεύασε τον πρώτο καθοδικό σωλήνα (CRT) που έλαβε το όνομά του (σωλήνας Braun). Η τεχνολογία αυτή άρχισε να αντικαθίσταται στις αρχές του 21 ου αιώνα με τεχνολογίες επίπεδης οθόνης όπως LCD, LED και Plasma.

4 Σωλήνας Braun μονής δέσμης.

5 Σωλήνας Braun μονής δέσμης. Στο πίσω μέρος του σωλήνα Braun παράγεται μια δέσμη ηλεκτρονίων από το κανόνι ηλεκτρονίων. Η δέσμη, αφού εστιαστεί και επιταχυνθεί. Περνά από τους πυκνωτές κατακόρυφης και οριζόντιας απόκλισης, στους οποίους εφαρμόζονται αντίστοιχα τάσεις V Y και V X. Στη συνέχεια πέφτει στην φθορίζουσα οθόνη, σχηματίζοντας μια φωτεινή κηλίδα.

6 Σωλήνας Braun μονής δέσμης. Ανάλογα με τις τάσεις που εφαρμόζονται στους πυκνωτές, τα ηλεκτρικά πεδία που δημιουργούνται αναγκάζουν την δέσμη να αποκλίνει κατακόρυφα ή και οριζόντια. Αποδεικνύεται εύκολα ότι η μετατόπιση της κηλίδας σε κάθε άξονα είναι ανάλογη προς την εφαρμοζόμενη τάση.

7 Σωλήνας Braun μονής δέσμης. Αν στους πυκνωτές οριζόντιας απόκλισης εφαρμοστεί μια τάση V X ανάλογη του χρόνου, και στους πυκνωτές κατακόρυφης απόκλισης το σήμα υπό μέτρηση, στην οθόνη του παλμογράφου η κηλίδα θα διαγράψει την συνάρτηση V Y = V(t) σαν να ήταν σχεδιασμένη σε χαρτί mm με οριζόντιο άξονα τον χρόνο και κατακόρυφο την τάση. Επειδή ο παλμογράφος σε κάθε χρονική στιγμή παράγει μόνο μια φωτεινή κηλίδα, δηλαδή ένα σημείο της γραφικής παράστασης και όχι μια συνεχή καμπύλη, με την τάση V X αναγκάζουμε την κηλίδα να διαγράφει την οθόνη από άκρο σε άκρο συνεχώς και με μεγάλη συχνότητα, οπότε λόγω του φαινομένου του μετεικάσματος το μάτι βλέπει την κηλίδα σαν να διαγράφει μια συνεχή γραμμή.

Η οθόνη του παλμογράφου είναι χωρισμένη σε τετραγωνίδια, τα οποία αποκαλούνται υποδιαιρέσεις ή DIV (από το Division = υποδιαίρεση) Οι κεντρικοί άξονες της οθόνης έχουν 5 μικρότερες

8 Η οθόνη του παλμογράφου είναι χωρισμένη σε τετραγωνίδια, τα οποία αποκαλούνται υποδιαιρέσεις ή DIV (από το Division = υποδιαίρεση) Οι κεντρικοί άξονες της οθόνης έχουν 5 μικρότερες υποδιαιρέσεις ανά τετραγωνίδιο οι οποίες υποβοηθούν την εκτίμηση μηκών μικρότερων από το 1 DIV. Υπάρχουν 10 τετραγωνίδια (10 DIV) στην οριζόντια διεύθυνση και 8 (8 DIV) στην κατακόρυφη.

9 Μεταγωγέας βαθμονόμησης κατακόρυφης απόκλισης 0,1

10 Μεταγωγέας βαθμονόμησης οριζόντιας απόκλισης 50 μs

11 20 5V 5 1V

12 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3, ms 5 0,4ms

13 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΚΑΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ Η περίοδος (Τ) είναι μέγεθος που χαρακτηρίζει εκείνα τα φυσικά φαινόμενα, τα οποία έχουν την ιδιότητα να επαναλαμβάνονται κατά τον ίδιο τρόπο μετά την πάροδο ορισμένου χρόνου. Η περίοδος ενός κύματος είναι ο ελάχιστος χρόνος που απαιτείται για να επανέλθει ένα σταθερό σημείο του κύματος στην ίδια φάση, π.χ. να μεταβεί από κορυφή σε κορυφή ή από κοιλάδα σε κοιλάδα. Μετρείται σε δευτερόλεπτα (sec) Συχνότητα (f) ονομάζουμε τον αριθμό των επαναλήψεων ενός γεγονότος στη μονάδα του χρόνου. Η συχνότητα χαρακτηρίζει οποιοδήποτε φυσικό μέγεθος επαναλαμβάνει τις ίδιες τιμές σε τακτά χρονικά διαστήματα. Περιοδικά ηλεκτρικά σήματα είναι το εναλλασσόμενο ρεύμα, οι ηλεκτρικοί παλμοί χρονισμού ενός υπολογιστικού συστήματος, η ηλεκτρική τάση τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα όπου μεταβάλλεται περιοδικά η τιμή του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου. Μετρείται σε Hz T 1 f f 1 T

14 ΗΜΙΤΟΝΙΚΟ ΣΗΜΑ V V O ημ(2πft) 1 1 T f f T

15 5V 5 1V V ημ83,22πt ft V o Vo=13V T=24ms 10ms 5 2ms f Hz T 24ms s 24 41,66Hz

17 V=1,5ημ250πt

18 V=0,8ημ6,66πt

19 V=6ημ πt

20 V=10ημ3,33πt

21 V=3ημ πt

22 V= ημ16,66πt

23 V= ημ πt

24 V=40ημ6666,66πt

25 V=0,4ημ1666,66πt

26 V=20ημ666,66πt

27 V= ημ666,66πt

28 V=0,1ημ16,66πt

34 0,1

35 50 μs

37 Αρχικές ρυθμίσεις του παλμογράφου

38 Εμφάνιση της κηλίδας Επιλέξτε από τον επιλογέα VOLTS/DIV. Ι το 1Volt/DIV. Επιλέξτε από τον επιλογέα TIME/DIV. τα.2sec (ΣΗΜΕΙΩΣΗ: στα ρυθμιστικά του παλμογράφου το μηδέν πριν την υποδιαστολή παραλείπεται, οπότε τα 0.5, 0.2 και 0.1 αναγράφονται αντίστοιχα σαν.5,.2 και.1). Δώστε τροφοδοσία στον παλμογράφο με το κόκκινο πλήκτρο POWER. Το πράσινο ενδεικτικό λαμπάκι στα δεξιά του ανάβει και μετά από 15 δευτερόλεπτα περίπου θα δείτε στην οθόνη την κηλίδα να κινείται κατά τον οριζόντιο άξονα της οθόνης, από αριστερά προς τα δεξιά. Ρυθμίστε την φωτεινότητα (INTENS) και την εστίαση (FOCUS) της κηλίδας με τα πράσινα ρυθμιστικά έτσι ώστε να πάρετε μια εστιασμένη και φωτεινή κηλίδα. Η κηλίδα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη, αλλά ταυτόχρονα να είναι ευκρινής. Παρατηρείστε ότι τα ρυθμιστικά Y-POS. I και X-POS. επηρεάζουν αντίστοιχα την κατακόρυφη και οριζόντια θέση της κηλίδας.

Σχετικά έγγραφα

ΜΕΡΟΣ Α: Απαραίτητε γνώσει

ΜΕΡΟΣ Α: Απαραίτητε γνώσει 1. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ Ο παλμογράφο είναι η συσκευή που μα επιτρέπει να βλέπουμε γραφικά διάφορε κυματομορφέ τάση.υπάρχουν διαφορετικά είδη παλμογράφων ανάλογα με τον κατασκευαστή και