Следует отметить, что период релаксационных колебаний, наблюдаемых на практике, всегда несколько превышает значения, рассчитанные по формулам (12.3) и (12.4). Это связанно с тем , что при выводе соотношения для периода колебаний не учитывались предразрядные токи через неоновую лампу, которые имеют значительную величину при напряжениях на конденсаторе, близких к потенциалу зажигания. Благодаря существованию этих токов сила тока I через конденсатор перед началом газового разряда существенно уменьшается, и заряд конденсатора замедляется. Соответственно увеличивается и период релаксационных колебаний.
Приборы и принадлежности.
Кассета ФПЭ 12/13, магазин емкостей, магазин сопротивлений, источник питания, вольтметр, осциллограф, секундомер.
Описание установки.
Лабораторная работа ФПЭ12 проводится на установке, состоящей из рабочего устройства(кассеты ФПЭ12/13), магазин емкостей, магазин сопротивлений, источник питания, вольтметр, осциллографа С1-73, собранной по схеме 12.3
R
Yосцилл
 |
+ Rавк
С
-
V1
Мтх-90
Рис 12.3
Принцип работы основан на получении релаксационных колебаний с с использованием газоразрядных ламп МТХ-90, выполняющей роль автоматического выключателя при различных параметрах контура.
Для ограничения тока последовательно с газоразрядной лампой U1 подключён резистор R=68 Ом. Кассета, как видно из рис 12.3, позволяет к клеммам Х3,Х2 подключить магазин сопротивлений R, а к клеммам Х1,Х2 магазин емкостей и осциллограф.
Такая схема рис12.3 получается, если включить кнопку S1(находится на лицевой панели кассеты). При снятии ВАХ кнопка должна быть в отключённом состоянии(отжата). Тогда получим схему рис12.4.
x5
+
“PA”
V1 R1
-
x4
 |
|||
 |
|||
Рис 12.4 S1
Выполнение работы.
1. Соберите схему рис 12.4. Подключите к источнику питания для более точного измерения к гнездам 120 В цифровой вольтметр, а к гнездам Х5,Х4 цифровой вольтметр в режиме миллиамперметра. Нажмите ВАХ газоразрядной лампы, изменение не менее 9 значений напряжения, один раз увеличивая напряжение и другой уменьшая. Особенно точно определить значение напряжения зажигания Uз и гашения Ur неоновой лампы. Измерение занесите в таблицу, постройте график и из графика найдите Uз, Ur, Iз, Ir, Rl, U.Дифференциальное сопротивление лампы Rl=ctgά (см.рис.12.5.) или Rl=U-Uo/I.
2. Для наблюдения релаксационных колебаний соберите схему (рис12.3), подав на схему напряжение, больше Uз, подберите такие R и С, при которых наблюдаются заметные вспышки ламп. Измерьте время, необходимое для совершения 20 полных колебаний и найдите период Т. Опыт проделайте несколько раз вычисляя Т среднее.
3. При постоянных значениях Uи С изменяя R, определите каждый раз период Т и постройте график Т=Т(R).
4. Подключите параллельно емкости осциллографа. Подберите RC таким, чтобы на экране получились релаксационные колебания, зарисуйте их и определите по осциллографу период Т. Изменяя напряжение при RC=const, каждый раз находите период Т и постройте график Т=f(U). Найдите Umax, при котором возникают колебания.
5. Проанализируйте зависимость отношения времени зарядки и разрядки конденсатора от напряжения.
6. Оцените погрешность измерения периода релаксационных колебаний Т, определенного по формуле 12.3 и другими способами.
I
 |
U
Uo Ur Uз
Рис 12.5
Контрольные вопросы.
1. нарисуйте и объясните ВАХ газового разряда.
2. Учитывая величину ограничивающего сопротивления R1, нарисуйте ВАХ лампы и вычислите её дифференциальное сопротивление.
3. Нарисуйте схему генератора релаксационных колебаний и объясните его работу.
4. приведите примеры использования релаксационных колебаний.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.