Сложение гармонических колебаний. Кудряш А.П - 4 стр.

UptoLike

Рубрика: 

сетка
анод
накал
Для проверки
формулы (2) необходимо
провести непосредст-
венное измерение угла
ϕ. Это было бы просто
сделать, если бы имелась
возможность наблюдать
колебания тока и напря-
жения на экране осцил-
лографа одновременно
(рис.4а).
В этом случае достаточ-
но измерить длины от-
резков х и х
0
, и опреде-
лить экспериментальное
значение ϕ по формуле:
ϕ=−180
0
0
x
x
(4),
так как длина отрезка х
пропорциональна вели-
чине угла фазового
сдвига колебаний, а
длина отрезка х
0
про-
порциональна полупериоду каждого из колебаний. Наличие
знака (-) в формуле (4) обусловлено тем обстоятельством,
что развертка электронного луча в осциллографах происхо-
дит слева направо, поэтому при положительном значении х
колебания, представленные кривой 2, отстают по фазе от
колебаний, представленных кривой х (ϕ<0), а при отрица-
тельном х - опережают эти колебания (ϕ > 0).
Поскольку
на экране обычного электронного осцилло-
графа можно наблюдать только одно колебание, то в разное
время было создано несколько способов измерения угла фа-
зового сдвига колебаний. Описания этих способов можно
найти в специальной литературе. В данной лабораторной
работе использован способ разработанный на кафедре фи-
зики ВСГТУ, который позволяет применять весьма простую
формулу (4).
Определения угла фазового сдвига колебаний
В предлагаемом способе на экране осциллографа на-
блюдаются только колебания тока (рис. 4б). Колебания на-
пряжения U подаются на вход генератора импульсов (рис.5)
которая может гасить электронный луч осциллографа в те-
чении коротких промежутков времени.
Основными элементами генератора являются последова-
тельно соединенные полупроводниковый диод D
1
и стаби-
литрон D
2
. Как известно, диод D
1
пропускает ток в течении
полупериода колебания напряжения в направлении указан-
ном стрелкой. Стабилитрон по своему устройству подобен
полупроводниковому диоду, но его атомы сильнее удержи-
вают электроны чем атомы диода, поэтому стабилитрон бу-
дет проводить ток в указанном направлении только в том
случае, когда приложенное к нему напряжение U больше
y
х
U
ст
1
2
х
х
0
а)
x
х
0
х
1
х
2
б)
Рис.4
R
1
U
R
2
R
y
C
p
- +
катод
Y X
D
1
D
2
Рис. 5
6 7
                                        Для      проверки     зового сдвига колебаний. Описания этих способов можно
            y     х              формулы (2) необходимо       найти в специальной литературе. В данной лабораторной
                                 провести      непосредст-    работе использован способ разработанный на кафедре фи-
            Uст                  венное измерение угла        зики ВСГТУ, который позволяет применять весьма простую
                          2      ϕ. Это было бы просто        формулу (4).
                                 сделать, если бы имелась           Определения угла фазового сдвига колебаний
       1                         возможность наблюдать               В предлагаемом способе на экране осциллографа на-
    а)                           колебания   тока и напря-    блюдаются только колебания тока (рис. 4б). Колебания на-
                             х жения на экране осцил-         пряжения U подаются на вход генератора импульсов (рис.5)
                                 лографа одновременно         которая может гасить электронный луч осциллографа в те-
             х0                  (рис.4а).
                                 В этом случае достаточ-
                                 но измерить длины от-                 накал
                                 резков х и х0, и опреде-
                 х1              лить экспериментальное
                                 значение ϕ по формуле:                катод     сетка      анод      Y X
                       х2                      0 x
                                     ϕ = −180          (4),                            -+
                                                 x
                               x                   0                                          D1   D2
                                                                                    Cp
    б)                           так как длина отрезка х                           Ry        R2             R1   ∼U
              х0                 пропорциональна вели-
                 Рис.4           чине     угла    фазового                                   Рис. 5
                                 сдвига колебаний, а
                                 длина отрезка х0 про-
                                                              чении коротких промежутков времени.
порциональна полупериоду каждого из колебаний. Наличие
                                                              Основными элементами генератора являются последова-
знака (-) в формуле (4) обусловлено тем обстоятельством,
                                                              тельно соединенные полупроводниковый диод D1 и стаби-
что развертка электронного луча в осциллографах происхо-
                                                              литрон D2. Как известно, диод D1 пропускает ток в течении
дит слева направо, поэтому при положительном значении х
                                                              полупериода колебания напряжения в направлении указан-
колебания, представленные кривой 2, отстают по фазе от
                                                              ном стрелкой. Стабилитрон по своему устройству подобен
колебаний, представленных кривой х (ϕ<0), а при отрица-
                                                              полупроводниковому диоду, но его атомы сильнее удержи-
тельном х - опережают эти колебания (ϕ > 0).                  вают электроны чем атомы диода, поэтому стабилитрон бу-
     Поскольку на экране обычного электронного осцилло-       дет проводить ток в указанном направлении только в том
графа можно наблюдать только одно колебание, то в разное      случае, когда приложенное к нему напряжение U больше
время было создано несколько способов измерения угла фа-
                          6                                                        7