Z - Physics@Technion
Transcription
Z - Physics@Technion
.1 זר 1חילופי /ואוסצילוסקופ )סקופ( זר) חילופי! הוא זר) המשתנה בזמ! .מספר דוגמאות לצורות של זר 1חילופי /הנפוצות ביותר מוצגות בציור. תלות מחזורית בזמ/ )תנודה סינוסואידלית מוצגת סינוסואידלית( בציור מימי ./התלות מאופיינת ע''י התדר )או זמ /מחזור( ,משרעת )אמפליטודה( ופזה. בזמ/ הזר1 תלות המאופיינת ע''י תנודה ריבועית מוצגת בציור בצד ימי ./התלות מאופיינת ע''י אות 1פרמטרי 1כמו תנודה סינוסואידלית. נית /ליצור תנודה בזמ/ בצורה ריבועית שהפרשי זמני 1של מתח גבוהה ומתח נמו; אינ 1שווי 1זה לזה .תנודה בזמ /זאת מאופיינת ע''י אמפליטודה – REPETITION RATE תדר של הופעת המתח הגבוה )או REPETITION )PERIODזמ /מחזור( ,ו – DUTY CYCLEפרק זמ/ שבו מופיע המתח הגבוה. Time לכל תנודה נית /להוסי< מתח קבוע לא תלוי בזמ ./מתח זה נקרא .OFFSET זר 1החילופי /הנפו= ביותר הוא זר 1מחזורי סינוסוידלי בעל משרעת I 0ותדר .f )(1 ω = 2πf = 2π / T I = I 0 cos ωt הכרת סקופ ) 1 כא T /הוא זמ /המחזור של זר 1החילופי ./נגדיר זר 1אפקטיבי I effכזר 1קבוע אשר יוצר את אותו ההספק כמו זר 1החילופי ,/כלומר 1 T 1 T 1 2 = ∫ I 2 dt = ∫ I 02 cos 2 ωtdt = I 02 )(2 I eff 2 T 0 T 0 ולכ/ I eff = I 0 / 2 = 0.707 I 0 )(3 נוכל להגדיר באופ /דומה מתח אפקטיבי Veffוהקשר בינו ובי /מתח סינוסודילי בעל משרעת V0 יהיה: Veff = V0 / 2 = 0.707V0 )(4 בדומה נית /להגדיר ערכי 1אפקטיביי 1לתנודה כלשהי בזמ ./בגלל ההגדרה המתמטית נקראי1 הערכי 1האפקטיביי" 1ער; שורש ממוצע הריבוע" ).ROOT MEAN SQUARE (RMS במעבדה זאת נטפל בשלושה סוגי 1של רכיבי 1במעגל זר 1חילופי ./הרכיב הראשו /הוא נגד בעל התנגדות ) R (ohmשעבורו הקשר בי /הזר 1למתח הוא )(5 V = IR הרכיב השני הוא סליל )משר (/בעל השראה ) L(henryשעבורו: )(6 dI dt V =L והרכיב השלישי הוא קבל בעל ער; קיבול ) C ( faradשעבורו: )(7 dV dt I =C נניח ששלושת הרכיבי L ,R ,1ו) Cמחוברי 1בטור ודרכ 1זור 1זר 1חילופי I = I 0 cos ωtכפי שמתואר בציור מס' .1ממשוואות ) (6) ,(5ו) ) (7נמצא שהמתחי 1על פני שלושת הרכיבי 1בקטע הטורי הזה יהיו: )(8 VR = IR = RI 0 cos ωt )(9 dI )= −ωLI 0 sin ωt = ωLI 0 cos(ωt + 90° dt )(10 1 1 = I 0 sin ωt )I 0 cos(ωt − 90° ωC ωC VL = L = VC בעוד שעבור הנגד ,הזר 1והמתח ה 1באותה מופע ,הרי עבור הסליל המתח מקדי 1את הזר 1ב) , 90°ועבור הקבל המתח מפגר אחרי הזר 1ב) . 90° הכרת סקופ ) 2 הצגה קומפלקסית קיימת שיטה הרבה יותר פשוטה ואלגנטית לרשו 1את משוואות ) .(10))(8שיטה זו משתמשת במספרי 1מרוכבי ,1ומסתמכת על הזהות המתמטית: e iθ = cosθ + i sin θ )(11 כאשר i = − 1 .הכללי 1לשיטה זו ה:1 א .מתח זר 1חילופי A cos(ωt + φ ) /מיוצג על ידי מספר מרוכב ) i (ωt +φ Aeשחלקו הממשי הוא ) . A cos(ωt + φ ב .א 1נתונה הצגה קומפלקסית לזר 1או למתח ,אזי הזר 1או המתח הפיסיקלי הוא החלק הממשי של המספר המרוכב הנתו./ כדוגמאות לשימוש לכללי 1אלה נכתוב ברישו 1מרוכב את המשוואות ) (9) ,(8) ,(1ו)):(10 )*(1 I = I 0 e iωt )*(8 VR = RI 0 e iωt )*(9 VL = ωLI 0 e i (ωt +90° ) = iωLI 0 e iωt )*(10 1 i I 0 e (iωt −90° ) = − I 0 e iωt ωC ωC = VC את התוצאות נית /לרשו 1בצורה הבאה: )**(8 VR = RI )**(9 VL = iX L I )**(10 VC = −iX C I אנחנו רואי 1שבעוד שגודל המתח על הנגד נמצא ביחס ישר להתנגדות ,Rהרי גודל המתח על הסליל והקבל נמצא ביחס ישר ל) ωLו) 1 / ωCבהתאמה .לגדלי 1אלו קוראי 1היגבי:1 X L = ωL היגב השראתי )(Inductive Reactance X C = 1 / ωC היגב קיבולי ) (Capacitative Reactance המתח הכללי על הקטע הטורי יהיה: )(12 V = VR + VL + VC = [ R + i ( X L − X C )]I אפשר לרשו 1ביטוי זה ג 1בצורה: )(13 V = R 2 + ( X L − X C ) 2 e iφ I כאשר )(14 X L − XC R הכרת סקופ ) 3 = tan φ הגדרת עכבה את נוסחה ) (12כותבי 1ג 1בצורה: V = ZI )(15 ו) Zנקרא עכבה ) .(Impedanceבמקרה הנדו . Z = R + i ( X L − X C ) /המימד של Zהוא המימד של התנגדות .ביטויי (12))(11) 1נכוני 1רק לקטע בו הרכיבי 1מחוברי 1בטור .לעומת זאת, המשוואה (15) V = ZIנכונה לכל רשת של רכיבי) 1לדוגמה ,נגד וקבל במקביל( והיא למעשה הכללה של חוק או . V = RI 1אול ,1יש הבדל מהותי בי R /ל) . Zההתנגדות Rהיא מספר ממשי ,ולכ ,/עבור , V = RIהמופע של המתח זהה למופע של הזר .1לעומת זאת ,העכבה Z היא מספר מרוכב ולכ /מוכרחי 1לבטא אותו בעזרת שני מספרי 1ממשיי ,1למשל ערכו המוחלט | , | Zוזווית המופע שלו . φ ,המוב /של משוואה ) V = ZI (15כאשר I = I 0 e iωt )V =| Z | I0ei(ωt+φ )(16 לפי כלל ב' בעמוד ,5הזר 1הפיסיקלי הוא חלק ממשי של של ) ,(16כלומר: )(17 הוא: , Iוהמתח הפיסיקלי הוא חלק ממשי ) I = I 0 cos ωt ;V =| Z | I 0 cos(ωt + φ מכא /אנו רואי 1כי זווית המופע של Zהיא הפרש זוויות המופע בי /הזר 1למתח. חיבור טורי ומקבילי המשוואה V = ZIהיא למעשה חוק אוה .1מתו; חוק זה ,ומתו; חוקי קירכהו< ,נית /לקבל )באותו אופ /כמו לגבי זר 1ישר( את חוקי החיבור של עכבות בטור ובמקביל .לגבי חיבור בטור, המתח הכולל על הקטע שווה לסכו 1המתחי 1על הרכיבי 1השוני.1 )(18 V = V1 + V2 + V3 + ... א I 1הזר 1בקטע ,אזי IZ = IZ1 + IZ 2 + IZ 3 + ... מכא /עבור חיבור טורי קיי:1 )(19 Z = Z1 + Z 2 + Z 3 + ... לגבי חיבור במקביל של מספר קטעי ,1הזר 1הנכנס לצומת שווה לסכו 1הזרמי 1היוצאי 1ממנה לענפי 1המקבילי 1של הרשת: )(20 I = I1 + I 2 + I 3 + ... א V 1הוא המתח בי /קצוות הקטעי 1המקבילי ,1אזי: V V V V = + + + ... Z Z1 Z 2 Z 3 מכא ,/עבור חיבור טורי קיי:1 )(21 1 1 1 1 = + + + ... Z Z1 Z 2 Z 3 הכרת סקופ ) 4 בעזרת משוואות ) (19ו) ) (21נית /לחשב את העכבה הכללית של מעגל כלשהו כאשר העכבות מיוצגות על ידי מספרי 1מרוכבי.1 תאור וקטורי תאור של המתחי 1והזרמי 1בעזרת מספרי 1מרוכבי 1מאפשר הצגה וקטורית נוחה מאוד .כל עכבה Zמורכבת מחלק התנגדותי Rוחלק היגבי . X Z = R + iX לכ /נית /לתאר את Zכוקטור במישור המרוכב ,כמו בציור R .2הוא וקטור לאור; ציר ˆ) xציר המספרי 1הממשיי (1ו) Xוקטור לאור; ציר ˆ) yציר המספרי 1הדמיוניי Z .(1הוא הוקטור השקול של Rו) . Xאור; הוקטור Zהוא Z ,והזווית שהוא יוצר ע 1ציר ˆx היא ,φ זווית המופע של העכבה. בחיבור טורי )משוואה (19הוקטור המיצג את העכבה Zהוא השקול של הוקטורי 1המיצגי 1את העכבות Z 2 , Z1וכו' .בציור 3נתונה כדוגמה ההצגה הוקטורית של הקטע הטורי שנמצא בציור מס' . Z = R + i ( X C − X L ) ,1ההתנגדות Rמיוצגת כוקטור לאור; ציר ˆx ,ההיגב X L = ωLמיוצג כוקטור לאור; ציר ˆ + yוההיגב X C = 1 / ωCמיוצג כוקטור לאור; ציר ˆ. − y Zהוא הוקטור השקול והזווית שהוא יוצר ע 1ציר ˆx היא זווית מופע . φ באופ /דומה אפשר ג 1להציג את המתחי 1על הרכיבי 1השוני 1במעגל בהצגה וקטורית. הכרת סקופ ) 5 מדידת מתחי) נית /למדוד את האמפליטודה של גל סינוס במולטימטר : .1עבור מתח במצב ACV .2עבור זר 1במצב ACmA הערכי 1הנמדדי 1במולטימטר ה 1ערכי 1אפקטיביי) של הזר 1והמתח ).(RMS על מנת למדוד את תנודת הזר) 1מתח( בזמ /משתמשי 1באוסצילוסקופ )סקופ( .המרכיב העיקרי של האוסצילוסקופ הוא שפופרת קר /הקתודה שהכרת 1במעבדה לפיסיקה .1נזכור כי בשפופרת קר /הקתודה ההסחה של אלומת האלקטרוני 1יחסית למתח על לוחות ההסחה .באוסצילוסקופ משתמשי 1בתופעה הזאת למדידת מתחי.1 כדי להציג מתח חילופי /משתמשי 1בשני הזוגות של הלוחות .מחברי 1את הלוחות המסיחי 1את האלקטרוני 1בכוו /אנכי )לוחות (Yלמקור המתח Vשרוצי 1למדוד .את זוג הלוחות השני )לוחות (Xמחברי 1למקור מתח V xהגדל באופ /ליניארי ע 1הזמ . Vx = kt ,/לכ /ההסחה האנכית של אלומת האלקטרוני 1מתכונתית למתח Vואילו ההסחה האופקית מתכונתית לזמ ./על הצג מקבלי 1תמונה של Vכתלות בזמ . t /כמוב /המתח V xאינו יכול לגדול לזמ /רב .לכ /משני 1אותו באופ /מחזורי V x :גדל באופ /ליניארי עד לזמ T /ואז הוא יורד בבת אחת לערכו ההתחלתי ,וחוזר חלילה )ש /מסור( .כדי לקבל תמונה עומדת של התנודה המחזורית בזמ ,/חייב להיות תאו 1בי/ התנודה לבי /השינוי המחזורי במתח ההסחה .התאו 1מוסג ע''י שימוש ב , TRIGGERהמפעיל את ש /המסור בנקודת מתח קבועה של תנודת זמ./ מס 1הסקופ מגבר Y קר) אלקטרוני5 מתח X V0 זמ) מגבר X 0 V0 , מחולל גל משולש אפשרות אחרת של פעולה היא לחבר את לוחות Yלמקור מתח אחד ,ולוחות Xלמקור מתח שני. אזי נית /למדוד את ההשתנות של מתח אחד כתלות במתח השני .לוחות Yמקושרי 1לערו= CH1) 1 או (Channel 1ולוחות Xמקושרי 1לערו= Channel 2) 2או .(CH2 בי /השמושי 1השוני 1של האוסצילוסקופ :מדידת מתח ישר ) (DCומתח חילופי ;(AC) /מדידת פרקי זמ /קצרי 1מאד; מדידת תדירויות; מדידת צורות שונות של מתחי 1כפונקציה של הזמ./ הכרת סקופ ) 6 תאור האוסצילוסקופ בציור 1תמונה של האוסצילוסקופ שבמעבדה .להל /תאור הפעלת האוסצילוסקופ ותאור תפקידי המתגי 1לפי המספרי 1בתמונה. הדלקת הסקופ .1 .2 .3 .POWERמשמש להדלקה .סיבוב בכוו /השעו /מגדיל את עוצמת ההארה של הצג. .INTENSITYמכוו /את בהירות האות )כלומר ,את עוצמתו(. FOCUSממקד את האות. ערו.1 9 ) כאשר רוצי 1להציג מתח בציר , yמכניסי 1את האות לערו= ,(CH1) 1ותאור המתגי 1שלו להל./ ) .4(1הוא כניסה של מתח ללוחות ההסחה ,Yכלומר לערו= .(CH1) 1החיבורי 1אל רוב המכשירי1 במעבדה נעשי 1על ידי כבלי 1קואקסליי ,1שבה 1הזר 1עובר דר; תיל פנימי וחוזר דר; מעטפת גלילית .הכניסה מסוג ) 4(1נקרא מצמד .BNCהמעטפת הגלילית של המצמד מוארקת בדר; כלל .כדי לאפשר מדידת מתח שאינו במתח האדמה באחד מקצוותיו )מתח "צ<"(, מחברי 1את הסקופ לשנאי מבודד ).(Insulated Transformer ).5(1שולט על המתח בערו= .1האות מורכב ממרכיב של מתח חילופי /ומרכיב של מתח ישר כאשר המתג נמצא במצב ,ACרק מתח החילופי /מועבר למגבר .כאשר המתג נמצא במצב ,DCשני מרכיבי המתח מועברי .1כאשר המתג נמצא במצב ,GNDהמתח מחובר פנימית לאדמה. הכרת סקופ ) 7 ) ) .6(1קובע את רגישות המגבר לציר , yכלומר את קנה המידה – מספר הוולטי 1ליחידת אור; על הצג .המתג מסומ DIV) VOLTS/DIV /הוא קיצור ל) ,divisionשנתה(. ) ) .7(1מתג אדו) .מתג זה משנה בצורה רציפה את רגישות המגבר לציר . yהוא חייב להיות במצב קיצוני בכיוו! השעו! על מנת שהמספרי) של VOLTS/DIVיתאימו לקריאה על הצג. במידה שאי! הוא במצב זה ,הסקלה אינה מכויילת. ) .POSITION .8(1מאפשר הזזת האות בערו= 1בכוו /אנכי. ערו.2 9 כאשר רוצי 1להציג מתח כפונקציה של הזמ ,/מחברי 1את המתח לערו= .(CH2) 2במקרה זה ) ) האות שמכניסי 1לערו= 2מופיע בציר , yכמו האות בערו= ,1ואילו ציר הזמ x /משמש לציר הזמ /המשות< .אזי המתגי 8(2) – 4(2) 1משמשי 1אות 1תפקידי 1כמו המתגי .8(1) – 4(1) 1א,1 ) לעומת זאת רוצי 1לבדוק את ההשפעה של שני המתחי 1זה על זה ,האות בערו= 2יוצג על ציר . x ) במקרה זה מתגי 6(2) 1ו) ) 7(2קובעי 1את הרגישות על ציר , xומתג ) 8(2מאפשר הזזת התמונה על הצג בכוו /אופקי. בסיס הזמ! ) MODE .9קובע א 1ציר xמשמש ציר הזמ /או ציר למתח בערו= .2א 1המתג במצב AUTOאו ) ) ,NORMאזי ציר xהוא ציר הזמ ./א 1המתג במצב ,X)Yאזי ציר xמציג את המתח בערו= .2 .SWEEP TIME/DIV .10קובע את קנה המידה לציר הזמ ,/כלומר ,פרק הזמ /ליחידת אור; על ) ציר . x TIME/DIV .11מתג זה חייב להיות במצב קיצוני בכוו! השעו! ,על מנת שהמספרי) ב; ) .SWEEPיתאימו לקריאה על ציר . xא) הוא איננו במצב זה ,הסקלה איננה מכויילת. .12מתג זה מאפשר הזזה אופקית של התמונה בצג .משיכת המתג גורמת להגדלה פי 10של ציר הזמ./ מתגי MODE .13מתגי 1אלה מאפשרי 1אופני הצגה שוני CH1 .1מציג רק את האות מערו= CH2 ; 1מציג רק את האות מערו= ADD ;2מציג את הסכו 1של האותות כאשר שני הכפתורי CH1 1ו) CH2 לחוצי ALT ;1ו) CHOPמציגי 1את שני הערוצי 1יחד .ההבדל בי CHOP /ו - ALTהוא באופ/ סריקת הזמ ;/במקרה אחד ,הסקופ סורק קוד 1ערו= אחד בשלמותו ואחר כ; את כל הערו= השני בשלמותו; במקרה השני ,הסקופ דוג 1נקודה אחת מערו= אחד ,ואחר כ; נקודה מהערו= השני וחוזר חלילה. :CH2 INV .14כאשר כפתור זה לחו= ,האות מערו= 2הופ; את סימנו. יצוב הגל – TRIGGERING כפי שהוסבר למעלה ,כדי ליצור ציר זמ ,/האוסצילוסקופ יוצר מתח בעל צורת ש /משור מחזורי שהוא שווה ל) Vx(t) = ktבכל מחזור .האוסצילוסקופ נות /לנו אפשרות לקבוע את התנאי1 שבה 1תתחיל ש /המשור .תפקיד זה נעשה על ידי ה – TRIGGERשפירושו "הדק" .זהו ש 1ציורי לתפקידו; לוחצי 1על ה"הדק" ואז מתחילה סריקת הזמ /של הסקופ .המתגי 1המאפשרי 1שינוי תנאי ה) TRIGGERנמצאי 1באזור המסומ.TRIG / הכרת סקופ ) 8 .LEVEL .15ההדק מופעל על ידי אות שאנו בוחרי .1המתג LEVELמאפשר בחירת גודל האות שיפעיל את ההדק .סיבוב של הכפתור ימינה )בכוו (+ /מעלה את הגודל הדרוש, וסיבוב שמאלה )בכוו () /מקטי /את גודלו ) ג 1לערכי 1שליליי .(1א 1מושכי 1את הכפתור החוצה ,אזי ההדק מופעל כאשר האות יורד )נגזרת שלילית( .וא 1הכפתור לחו= פנימה ,אז ההדק מופעל בזמ /שהאות עולה )נגזרת חיובית(. .SOURCE .16מתג זה מאפשר בחירת מקור האות להדק .מקור זה יכול להיות אות חיצוני ) ,(EXTובמקרה זה ,יש לחבר את האות החיצוני ל) .18הוא ג 1יכול להיות מקור פנימי של האוסצילוסקופ .א 1בוחרי , V.MODE 1אזי ההדק הוא הערו= המוצג בעזרת כפתורי ) MODEאחד מהמתגי .(13 1א 1בוחרי CH1 1או ,CH2אזי ההדק הוא ערו= 1 או 2בהתאמה ,בלי קשר לאופ /ההצגה ) .(MODEמומל= בדר; כלל לבחור . V.MODE כשמעונייני) למדוד הפרש פזה בי! גלי) מוכרחי) לבחור כמקור TRIGGאחד מ CH 1או . CH 2 COUPLING .17מתג זה קובע את אופ /הצימוד .מומל= לבחור .AC הגבלות על עבודה ע) אוסצילוסקופ כאשר משתמשי 1באוסצילוסקופ ,חשוב לזכור שיש הגבלות בבחירת הרכיבי 1בקטע המעגל אליו מחברי 1את האוסצילוסקופ .הגבלות אלה נובעות מכ; שהתנגדות הכניסה של הסקופ היא R = 1 MΩוקיבול הכניסה הוא . C = 35pFההגבלות ה:/ • התנגדות אוהמית של קטע זה חייבת להיות קטנה מ) . 100KΩ • ההיגב הקיבולי וההשראותי בקטע זה חייב להיות קט /מההיגב הקיבולי של הסקופ ,פי 10 לפחות .כאשר יש רק היגב קיבולי ,הקיבול חייב להיות גדול מ) . 350pF הדיוק של המדידות בערו= ,1ערו= 2ובסיס הזמ /הוא ,3%וזאת כאשר המתגי 8 1ו) 11מסובבי1 במצב קיצוני ע 1כוו /השעו./ מהל< הניסוי מטרת הניסוי היא לתת לכ" 1תחושה" של האוסצילוסקופ .שחקו בחופשיות ע 1כל המתגי 1עד שתגלו את תפקיד 1ותכירו את המדידות שאפשר לבצע בעזרת.1 הפעלה וכוו! של האוסצילוסקופ. המשימה הראשונה היא להשיג אלומה ממוקדת וברורה על צג הסקופ .לש 1כ; פעל לפי ההוראות הבאות: .1 .2 .3 .4 .5 .6 חברו את הסקופ לשנאי מבודד ) ,(Insulated Transformerואת שנאי למקור מתח מתאי 1של 220 .Vהדליקו את הסקופ בעזרת מתג .(POWER) 1סובבו את מתג (INTENSITY) 2נגד כוו/ השעו /עד הסו< .חכו דקה לחימו 1המכשיר. העבירו את מתג (TRIG MODE) 9למצב , X)Yוהאריקו את שני הערוצי 1 1ו) 2על ידי בחירת המצב GNDמתגי 5(1) 1ו) ).5(2 א 1נקודת אור אינה מופיעה על הצג ,כוונו את שני המתגי 8(1) POSITION 1ו) ) 8(2כ; שהנקודה הלבנה במתג נמצאת כלפי מעלה. סובבו את הכפתור ,INTENSITY ,2עד שרואי 1נקודה ברורה על הצג .א; היזהרו שהנקודה לא תהיה בהירה מדי ,להזיק לשכבה הזרחנית שעל השפופרת .אי /לסובב את כפתור הבהירות למצב שתיווצר הילה מסביב לנקודה. כוונו את כפתור FOCUS 3עד שתיווצר הנקודה העגולה והקטנה ביותר האפשרית. בעזרת המתגי POSITION 8 1הביאו את הנקודה לראשית הצירי.1 מדידות מתח ישר .1 העבירו את האוסצילוסקופ למצב סריקת זמ ./מצבי המתגי 1צריכי 1להיות כדלהל:/ הכרת סקופ ) 9 .2 .3 .4 .5 • מתג SWEEP TIME/DIV 10צרי; להיות ב .1 ms/DIV • מתג MODE 14צרי; להיות במצב .CH1 • מתג TRIG MODE 9צרי; להיות במצב .AUTO • מתג SOURCE 16צרי; להיות במצב .V.MODE • מתג COUPLING 17צרי; להיות במצב .AC במצב זה ,האוסצילוסקופ מציג רק את האות מערו= .1צרי; להיות קו אופקי ישר על הצג. בקופסה של השנאי המבודד יש ספק מתח ישר .חברו אותו לכניסה ) .CH1 ,4(1העבירו את המתג ) 5(1למצב .DCמדדו את המתח על הסוללה בעזרת מתג ).VOLTS/DIV 8(1 מדדו את המתח ג 1בערו= .2בדקו את ההשפעה .CH INV 14 מדדו את המתח של הסוללה בעזרת מולטימטר ,והשוו בי /התוצאות. מדידות במחולל תנודה סינוסואידלית. .1 .2 .3 .4 .5 ) חברו את מחולל גל הסינוס לערו= (CH1) yובדקו את פעולת מתג .SWEE TIME/DIV 10 תבדקו את השפעת ה TRIGGER LEVELעל התמונה בצג. מדדו את משרעת הגל .מהי השיטה המדוייקת ביותר למדידה ,ממרכז הגל עד לשיאו העליו ,/או מהשיא התחתו /לשיא העליו ,/ולחלק ב – ?2מדוע? מדדו את מתח הגל בעזרת מולטימטר .אל תשכחו להעביר את המולטימטר למצב .AC הסבירו את ההבדל בי /מדידה זו והמדידה בסעי< הקוד .1העזרו בדיו /בפרק מבוא לזר1 חילופי./ מדדו את התדירות fשל התנודה בסקופ .זכרו ש) f = 1 / Tכאשר Tהוא המחזור. השוו ע 1הער; של fבסקלה של המחולל .שימו לב לצפיפות הסקלה עבור תדירויות גבוהות יותר .איזה תוצאות מדוייקות יותר ,הסקלה של המחולל או הקריאה של הסקופ? מדידות במחולל תנודה ריבועית. .1חברו את מחולל התנודה הריבועית לערו= (CH1) 1כאשר מתג 5במצב .DCאיזה סוג גל הוא מחולל מתו; שלושת הגלי 1שבציור? V V t t א. .2 .3 .4 .5 V t ב. ג. מה הרוחב בשניות של כל פולס בתנודה הריבועית? התבוננו בתדירויות שונות ,נמוכות מאד וגבוהות מאד. הגדילו בעזרות SWEEP TIME/DIV 10את בסיס הזמ ,/התבוננו באיזור בו המתח בגל הריבועי משתנה .עשו זאת עבור תדירויות נמוכות מאד ועבור תדירויות גבוהות מאד. הא 1תוכלו להסביר את ההבדל במקרי 1שוני?1 תשנו את כפתור DUTY CYCLEבמחולל ותייצרו פולס של מתח גבוהה ברוחב , 5msבזמ/ מחזור .50msמה הוא המתח האפקטיבי )מבחינת פיזור חו 1בנגד כלשהו( במקרה זה? הכרת סקופ ) 10 רעשי) .1 .2 .3 .4 .5 חברו כבל BNCהכניסה 1של הסקופ .חברו שני חוטי) 1אדו 1ושחור( ללוח החיבורי.1 שו 1מכשיר אינו מחובר כעת לסקופ. כוונו את TIME BASEל 10 msוהקטינו את הרגישות עד לקבלת סיגנל יציב TRIGGER ) . חייב להיות במצב .( CH1 בצג של הסקופ מתקבל סיגנל רועש בתדר מסויי .1מה הוא התדר? מה יכול להיות המקור שלו? החזיקו ביד את החוט השחור .הא 1התמונה בסקופ משתנה? עשו זאת עבור חוט אדו.1 מדוע יש הבדל כה גדול בי /השניי?1 • הסיבה לכ; שנית /למדוד מתח בחוט ללא חיבור למקור מתח כלשהו ,היא שכבל עצמו משמש כאנטנה לקרינה אלקטרומגנטית של רשת חשמל. • כאשר אנו מחזיקי 1ביד את הכבל האדו) 1כבל של סיגנל( ,אנו מגדילי 1את ההשראות של האנטנה הקולטת את הקרינה ובכ; גורמי 1לעליה במתח. נתקו את כבל BNCמלוח חיבורי .1מה קורה לאות עכשיו ? הקטנת האות נגרמת מהעובדה שהכבל החיצוני של BNCמחובר להארקה ומסכ; את הקרינה).כלוב .(FARADEYבמקרה הקוד 1רוב האות נקלט מהקטע של הכבל האדו 1אחרי לוח חיבורי .1אות רקע מפריע למדידות ולכ/ משתדלי 1להקטי /אותו ככל האפשר .נית /לעשות זאת דר; סיכו; וחיבור להארקה נכוני.1 תמונות ליסז'ו Lissajous ) ) חברו מחולל גל סינוס לערו= ) 1ציר ( yומחולל גל סינוס אחר לערו= ) 2ציר .( xנסו לפרש את התוצאות .הצורה על הצג היא תמונת ליסז'ו .בתו 1המדידות ,אל תשכחו להחזיר את המחולל השני למקומו. הרכבת מעגל חשמלי וחיבור מכשירי המדידה כבל כבלי) במעבדה קיימי 1שני סוגי 1של כבלי :1כבל יחיד וכבל קואקסיאלי ) . (BNCכבל מכיל שני חוטי 1מבודדי 1זה מזה ועוברי 1אחד בתו; השני. אות BNC בידוד הארקות בכל מכשיר מדידה או ספק כוח אחת משתי היציאות היא הארקה ) חיבור לאדמה .כל ההארקות של כל המכשירי 1מחוברות אחת לשניה דר; רשת חשמל .אריזה מתכתית של כל מכשיר ג 1מחוברת להארקה. בכבל BNCמחברי 1את המולי; החיצוני להארקה .בכבל יחיד משתמשי 1בצבע אדו 1עבור הסיגנל )האות( ובצבע שחור עבור הארקה. הארקה בניה של מעגלי) חשמליי) על מנת לבנות מעגל חשמלי מסודר ,שנית /להכניס בו שינויי 1בעת הצור; ולהימנע משגיות ,חשוב להקפיד על סדר בניה המתואר בפרק זה. .1חיבור רכיבי:1 א 1נתו /מעגל כלשהו ,בשלב ראשו /בודקי 1מה ה 1הרכיבי) 1נגדי ,1סלילי 1וקבלי(1 שמרכיבי 1אותו ומחברי 1את כל הרכיבי 1ביחד .בשלב זה מתעלמי 1מכל מכשירי המדידה וספקי מתח .במקו 1המכשירי 1שמתחברי 1בטור )אמפרמטרי (1מחברי 1חוט רגיל. .2חיבור ספקי מתח/זר:1 הכרת סקופ ) 11 BNC מחברי 1ספקי מתח/זר 1או מחולל אותות במקומות המתאימי .1לאחר שלב זה מתקבל מעגל חשמלי שמתפקד לפי התכנו./ .3חיבור מכשירי המדידה: בשלב זה מחברי 1את מכשירי המדידה .מחברי 1וולטמטרי 1או סקופ בשתי הנקודות של המעגל ומוסיפי 1אמפרמטרי 1במקו 1החוט שחיברת 1בשלב הראשו./ בשלב זה יש להקפיד שהארקות יהיו מחוברות בנקודות המתאימות )ראו דוגמה( דוגמה נסתכל על מעגל הבאה: V על מנת להבי /את תפקודו אי /צור; להתייחס למכשירי המדידה שמופיעי 1בו .המעגל השקול והמימוש שלו בלוח חיבורי 1מתוארי 1בציורי:1 לסקופ אדו5 שחור אדו5 שחור אדו5 סקופ מחולל שחור חשוב לזכור :החוט השחור שיוצא מהחיבור של BNCהוא ההארקה המחוברת לאדמה של המכשיר. לאחר חיבור של המחולל מתקבל מעגל שמתפקד כמתוכנ ./לצור; מדידת המתחי 1מחברי 1את הוולטמטר וסקופ לנקודות המתאימות. C 1.2345 A אדו5 שחור אדו5 סקופ שחור אדו5 מחולל הכרת סקופ ) 12 שחור CommonV/Ω שימו לב לחיבור של סקופ ומחולל לקבל .Cלהל /שתי אפשרויות לחבר את הסקופ .שימו לב לחיבור של האדמות: מחולל מחולל סקופ חיבור שגוי :סיגנל של המחולל מנוטרל ע''י חיבור לאדמה של סקופ. סקופ חיבור נכו :/האדמות של שני המכשירי 1מחוברי 1ביחד יש להיזהר שלא לחבר את כניסת האות לאדמה בזמ! חיבור מכשירי המדידה וספקי מתח. הכרת סקופ ) 13