Ćwiczenie nr 42

BADANIE ZŁOŻENIA ELEKTRYCZNYCH DRGAŃ HARMONICZNYCH POPRZEZ OBSERWACJĘ KRZYWYCH LISSAJOUS

Przebieg ćwiczenia

Wyznaczanie częstotliwości sygnału pochodzącego z nieznanego generatora.

  1. Zmontować układ pomiarowy według schematu.

0x01 graphic

  1. Obniżone za pomocą transformatorka dzwonkowego napięcie sieciowe Ux dołączamy do płytek odchylania poziomego oscyloskopu. Do płytek odchylania pionowego dołączamy generator sygnałów o zmiennej częstotliwości νy, będący źródłem napięcia Uy.

  2. Po włączeniu napięć zasilających dobrać odpowiednie wzmocnienie torów X i Y oscyloskopu (czyli wielkość obrazu na ekranie) oraz odpowiednią jasność i ostrość obrazu. Podstawa czasu oscyloskopu musi być wyłączona.

  3. Odrysować z ekranu oscyloskopu 15 różnych krzywych Lissajous, odpowiadających różnym częstotliwościom sygnałów z generatora.

Uwaga. Ze względu na ewentualną niewystarczającą stabilność aparatury elektronicznej oraz niewielkie fluktuacje częstotliwości mierzonych napięć, obraz krzywych Lissajous może ustawicznie zmieniać się w doświadczeniu. Należy zobrazować najprostszą postać figury Lissajous i przerysować ją do karty pomiarowej.

Opracowanie wyników

  1. Dla każdej z 15 krzywych Lissajous zarejestrowanych w punkcie 4 określić liczby przecięć Nx z prosta równoległą do osi X oraz liczbę przecięć Ny z prostą równoległą do osi Y. Proste równoległe do osi X i Y nie mogą być styczne do krzywej i nie mogą przechodzić przez punkty, w których krzywe Lissajous przecinają się.

  1. Korzystając ze wzoru:

wyznaczyć częstotliwość sygnału generowanego przez generator dla każdej z krzywych Lissajous, zarejestrowanych w punkcie 4. Przyjmując, że napięcie w sieci, wykorzystywane w tym ćwiczeniu jako sygnał o znanej częstotliwości) posiada częstotliwość νx=50Hz.

  1. Obliczyć niepewności wyznaczenia każdej z częstotliwości generowanej przez generator.

Zagadnienia

Drgania harmoniczne proste, składanie drgań, krzywe Lissajous, lampa oscyloskopowa-budowa i zasada działania.

Literatura

  1. Szydłowski, Pracownia Fizyczna

R. Resnick, D. Halliday, Fizyka, t.2

Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa