Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2). Миловидова С.Д - 32 стр.

UptoLike

32
''ослабление'' поставить в положение 1:1 и также это учесть при вычислении
U.
УПРАЖНЕНИЕ 3. Проверка градуировки звукового генератора
синусоидальных напряжений с помощью фигур Лиссажу
Фигуры Лиссажу - это кривые сложной формы , которые получаются в
результате сложения двух взаимно перпендикулярных гармонических
колебаний с различными частотами :
U
x
= U
0x
cosω
x
t = U
0x
cos 2πν
x
t,
U
y
= U
0y
cosω
y
t = U
0y
cos 2πν
y
t.
Вид фигуры Лиссажу зависит от соотношения складываемых частот . Если
частота одного колебания известна, например ν
x
, то частоту другого колебания
ν
y
можно найти из общего вида фигур Лиссажу по формуле:
,
y
x
xy
n
n
νν =
{4}
где n
х
- число пересечений данной фигуры с осью Х , а n
у
- с осью У .
Для получения на экране осциллографа фигур Лиссажу и выполнения
данного упражнения необходимо:
1. Выключить генератор развертки (переключатель ''диапазон частот '' в
положение 'ВЫКЛ.'').
2. Подать на горизонтальный вход напряжение U
х
известной частоты,
например, 50 Гц. Напряжение известной частоты (f=50 Гц) можно снять с
клеммы ''контр. сигнал'' или от городской электрической сети через
понижающий трансформатор .
3. На вертикальный вход подать исследуемое напряжение U
у
от звукового
генератора ЗГ с частотой f=50 Гц.
4. Вращая ручку ''усиление'' по горизонтали и ''усиление'' по вертикали,
расположить полученную картину в пределах экрана. Меняя плавно частоту
звукового генератора, добиться появления устойчивой картины. При
одинаковой величине напряжений U
х
и U
у
на пластинах электронно-лучевой
трубки на экране осциллографа должна быть окружность. Величину
напряжений U
х
и U
у
можно регулировать переключателем ''ослабление'' и
ручками ''усиление'' по горизонтали и ''усиление'' по вертикали. Кроме этого,
напряжение U
у
на выходе звукового генератора можно регулировать
соответстующими ручками на генераторе.
5. Изменяя частоту звукового генератора, начиная с минимальной , получить не
менее пяти устойчивых фигур Лиссажу . Для каждой фигуры определить
число пересечений ее с осью Х n
х
и осью У - n
у
.
Результаты измерений занести в таблицу
Частота на
ЗГ, Гц
Вид фигуры
Лиссажу
n
x
n
y
ν, Гц
                                            32
  ''ослабле н ие '' пост авит ь в положе н ие 1:1 и т акже эт оуч е ст ь при вы ч исле н ии
  U.

      УПР А Ж Н ЕН И Е3. Прове рка граду ировки зву кового ге не ратора
            сину соидал ьных напря же ний спомощ ью ф игу р Л иссажу
       Ф игуры Л иссажу- эт о кривы е сложн ой ф ормы , кот оры е получ аю т ся в
ре зульт ат е сложе н ия д вух взаимн о пе рпе н д икулярн ы х гармон ич е ских
коле бан ий с различ н ы ми ч аст от ами :
                          Ux = U0xcosω xt = U0xcos 2πνxt,
                          Uy = U0ycosω yt = U0ycos 2πνyt.
Вид ф игуры Л иссажу зависит от соот н оше н ия склад ы вае мы х ч аст от . Е сли
ч аст от а од н огоколе бан ияизве ст н а, н априме р νx, т оч аст от у д ругогоколе бан ия
νy можн он ай т и из обще говид а ф игур Л иссажу поф ормуле :
                                                 nx
                                   νy =νx           ,                                  {4}
                                                 ny
гд е nх- ч ислопе ре се ч е н ий д ан н ой ф игуры с осью Х , а nу - с осью У.
       Для получ е н ия н а экран е осциллограф а ф игур Л иссажу и вы полн е н ия
д ан н огоупражн е н иян е обход имо:
1. Вы клю ч ит ь ге н е рат ор разве рт ки (пе ре клю ч ат е ль ''д иапазон ч аст от '' в
    положен ие 'ВЫ К Л .'').
2. Под ат ь н а горизон т альн ы й вход н апряже н ие Uх изве ст н ой ч аст от ы ,
    н априме р, 50 Гц. Н апряже н ие изве ст н ой ч аст от ы (f=50 Гц) можн о сн ят ь с
    кле ммы ''кон т р. сигн ал'' или от город ской эле кт рич е ской се т и ч е ре з
    пон ижаю щий т ран сф ормат ор.
3. Н а ве рт икальн ы й вход под ат ь иссле д уе мое н апряже н ие Uу от звукового
    ге н е рат ора ЗГ с ч аст от ой f=50 Гц.
4. Вращая руч ку ''усиле н ие '' по горизон т али и ''усиле н ие '' по ве рт икали,
    расположит ь получ е н н ую карт ин у в пре д е лах экран а. М е н яя плавн оч аст от у
    звукового ге н е рат ора, д обит ься появлен ия уст ой ч ивой карт ин ы . При
    од ин аковой ве лич ин е н апряже н ий Uх и Uу н а пласт ин ах эле кт рон н о-луч е вой
    т рубки н а экран е осциллограф а д олжн а бы т ь окружн ост ь. Ве лич ин у
    н апряже н ий Uх и Uу можн о ре гулироват ь пере клю ч ат е ле м ''ослабле н ие '' и
    руч ками ''усиле н ие '' погоризон т али и ''усиле н ие '' пове рт икали. Кроме эт ого,
    н апряже н ие Uу н а вы ход е звукового ге н е рат ора можн о ре гулироват ь
    соот ве т ст ую щими руч ками н а ген е рат оре .
5. И зме н яяч аст от у звуковогоге н е рат ора, н ач ин аяс мин имальн ой , получ ит ь н е
    ме н е е пят и уст ой ч ивы х ф игур Л иссажу. Для кажд ой ф игуры опре д е лит ь
    ч ислопе ре се ч е н ий е е с осью Х – nх и осью У - nу.
Р е зульт ат ы изме ре н ий зан е ст и вт аблицу
Ч аст от а н а Вид ф игуры                 nx             ny         … ν, Гц
ЗГ, Гц              Л иссажу