« آزمایش شناسایی اسیلوسکپ و آشنایی با کاربرد آن »

« آزمایش شناسایی اسیلوسکپ و آشنایی با کاربرد آن »

شرح آزمایش :

الف – اندازه گیری فرکانس :

ابتدا اتصالات لازم را بین اسیلوسکپ ، ژنراتور و ولت متر ها برقرار کردیم و سپس سرعت جاروب کردن مربع ها ( واحد های ) اسیلوسکپ ر ا 1ms تنظیم کردیم . سپس فرکانس سیگنال خروجی از ژنراتور را 200 Hz قرار داده و از روی شکل نمودار نمایش داده شده در صفحه نمایش اسیلوسکپ ، دوره تناوب سیگنال را با توجه به فاصله دو قله متوالی از هم اندازه گرفته و با معکوس کردن دوره تناوب ، بسامد نمایش داده شده در اسیلوسکپ را محاسبه کردیم و این کار را برای 10 فرکانس مختلف هربار با اضافه کردن 100 Hz به بسامد قبلی انجام داده و نتایج را یادداشت کردیم.

جدول فرکانس های ژنراتور و نتایج بدست آمده از اندازه گیری ها روی اسیلوسکپ به همراه نمودارهای مربوطه :

فرکانس ژنراتور (Hz)	فرکانس اسیلوسکپ (Hz)	شکل امواج
200	1000 / 5.1 = 196.08
300	1000 / 3.4 = 294.12
400	1000 / 2.6 = 384.62
500	1000 / 2 = 500
600	1000 / 1.7 = 588.24
700	1000 / 1.5 = 666.67
800	1000 / 1.3 = 769.23
900	1000 / 1.1 = 909.09
1000	1000 / 1 = 1000
1100	1000 / 0.9 = 1111.11

ب – اندازه گیری ولتاژ :

این بار خروجی روی محور y را صفر کردیم تا فقط یک باریکه روی صفحه اسیلوسکپ نمایش داده شود . سپس خروجی منبع موج را 1v قرار دادیم و ولتاژ نمایش داده شده روی اسیلوسکپ را از روی درجه بندی های دستگاه خوانده و نتایج را برای مقایسه در جدولی یادداشت کردیم .

جدول ولتاژ منبع و نتایج بدست آمده از اندازه گیری ها روی اسیلوسکپ به همراه نمودارهای مربوطه :

ولتاژ منبع (v)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ولتاژ اسیلو- سکپ (v)	1	2.25	3.25	4.25	5.25	6.25	7.5	8.25	9	10
شکل ها

ج – اندازه گیری فرکانس به کمک منحنی های میساژو :

با استفاده از یک فرکانس معلوم می­توان یک فرکانس مجهول را اندازه­گیری کرد. دو موج  و  را در نظر می­گیریم و فرض می­کنیم  را به ورودی  و  را به ورودی  اسیلوسکپ وصل کنیم، اگر :

فرکانس مجهول  را به ورودی  و فرکانس معلوم  را به ورودی  می­دهیم. یک منحنی روی صفحه ظاهر می­شود. اگر  تعداد نقاطی باشند که منحنی یک خط دلخواه افقی و  تعداد نقاطی باشد که منحنی یک خط عمودی دلخواه را قطع می­کند در این صورت این رابطه برقرار است:

ورودی  را روی 600 هرتز ثابت کرده و  فرکانس ورودی  را تغییر دادیم و در هر مرحله نتایح را یادداشت کردیم :

1200	900	800	600	400	300	200	فرکانس    yورودی
4	6	8	2	4	2	2
2	4	6	2	6	4	6
							شکل منحنی

د – یکسوسازی جریان برق شهر:

ابتدا برق شهر را با واسطه یک ترانسفورماتور کاهنده به طور مستقیم به اسیلوسکپ متصل کرده و شکل موج برق شهر را به صورت نمودار شکل زیر به دست آوردیم:

سپس مداری مطابق شکل زیر را واسط میان جریان خروجی از ترانسفورماتور و ورودی اسیلوسکپ قرار دادیم :

در این مدار ورودی اسیلوسکپ را از p1 گرفتیم . ضمنا این مدار طوری است که تمامی اجزای آن به جز دیودها از بیرون به مدار وصل می شوند .

دراین مرحله ابتدا خازن های C1 وC2 را در مدار وارد نکرده و از R ثابت و L = 1mH

استفاده نمودیم. نمودار خروجی در اسیلوسکپ به صورت زیر به دست آمد:

دلیل تغییر نمودار:

 به دلیل وجود دیود موج سینوسی ورودی به مدار یکسو می شود  یعنی از قسمت منفی نمودار صرفنظر می شود . اما به دلیل اتصال ادامه این رشته به سر دیود ها و قرار داشتن مقاومت R در مدار در هنگامی که جریان در جهت منفی است و دیود اجازه عبور به آن نمی دهد، جریان در مدار از طریق رشته رابط و بدلیل مقاومت آن در جهت مثبت برقرار می- شود و مانند این عمل می کند که مقدار جریان همیشه در جهت مثبت برقرار می شود ( قدرمطلق جریان ) .

در مرحله بعد خازن C1 را وارد مدار کرده و نمودار زیر را در اسیلوسکپ مشاهده نمودیم:

دلیل تغییر نمودار:

 وقتی به دو سر خازن جریان متناوب اعمال می کنیم ، به صورت تناوبی شروع به شارژ و دشارژ می کند . در زمان شارژ جریانی از خازن خارج نمی شود و مدار حالت قبل از ورود خازن را دارد . اما دشارژ خازن باعث می شود که زمان رسیدن جریان مدار به صفر، افزایش می یابد و نمودار در این حالت کشیده تر می شود .

در مرحله بعد ضریب خودالقایی القاگر L را به l = 4.5mH افزایش داده و نمودار زیر را در اسیلوسکپ مشاهده نمودیم :

دلیل تغییر نمودار:

 با افزایش ضریب خودالقایی ، نیروی محرکه القایی در جهت مخالفت با جریان مدار و در نتیجه جریان مخالف افزایش یافته و این امر باعث کاهش زمان شارژ و دشارژ خازن شده و دامنه نوسان نمودار را کاهش می دهد .

در مرحله بعد مقاومت مدار را افزایش داده و نمودار زیر را در اسیلوسکپ مشاهده نمودیم :

دلیل تغییر نمودار: با افزایش مقاومت ، زمان شارژ و دشارژ خازن افزایش می یابد به طوری که با افزایش مقاومت در فرکانس ثابت خازن کمتر شارژ شده و دامنه موج کاهش می­یابد.