e1. osciloskop i rc krug - phy.pmf.unizg.hrdpajic/buksa/praktikum/a7_osciloskoprckrug.pdf ·...

Osciloskop i RC krug 63

E1. Osciloskop i RC krug

1. Ključni pojmovi

Osciloskop, vremenska baza, osjetljivost, okidanje, sklop RC, vremenska

konstanta, impedancija

2. Glavne značajke osciloskopa

Osciloskop je uređaj koji, poput voltmetra, ima velik ulazni otpor. To znači da

se osciloskop može priključiti, baš kao i voltmetar, u paralelu s nekim

elementom u strujnom krugu da bi se izmjerio pad napona na dotičnom

elementu. Zbog svojega velikoga unutrašnjeg otpora, osciloskop neće

poremetiti odnose između struje i napona u strujnom krugu. Osciloskop je,

dakle, instrument za ispitivanje.

Za razliku od voltmetra koji pokazuje samo efektivnu vrijednost izmjeničnog

naboja, osciloskop pokazuje njegovu vremensku ovisnost. Ne ulazeći sada u

unutarnju građu osciloskopa, može se reći da na ekranu dobivamo sliku kojoj

horizontalnu os čini vrijeme, a na vertikalnoj je osi trenutačni napon koji se

dovodi na ulaznu priključnicu osciloskopa (INPUT). U skladu s tim, horizontalna

se os baždari u jedinicama vremena, a vertikalna u jedinicama napona. Na

ekranu je označena podjela osi pa se baždarenje svodi na jedinicu podjele.

Vremenska baza. Horizontalna os dijeli se u jedinicama vrijeme/podjeljak

(time/div). Skala horizontalne osi može se mijenjati za nekoliko redova

veličine, što se vidi iz oznaka uz preklopnik TIME/DIV na osciloskopu. Pri

promatranju signala u pravilu nepoznate frekvencije, potrebno je mijenjati

vremensku bazu dok se ne dobije prikladna slika na ekranu osciloskopa, tj.

željeni broj perioda signala. Važno je napomenuti da je vremensku bazu

(time/div) moguće kontinuirano mijenjati s pomoću potenciometra crvene boje

(SWP VAR), smještenoga pokraj preklopnika TIME/DIV. Samo u krajnjem

položaju crvenog potenciometra (kad klikne, CALIBRATED), vremenska baza

odgovara onoj postavljenoj s pomoću preklopnika.

Dva kanala. Mnogi osciloskopi imaju dvije priključnice za ulazne signale koji

se nazivaju kanal 1 (CH1) i kanal 2 (CH2). Predstavljanje signala na svakom

kanalu može se zasebno regulirati pa su komande za svaki kanal grupirane oko

njegove ulazne priključnice. Između grupa komandi za kanale 1 i 2 nalazi se

preklopnik MODE kojim možemo odabrati hoćemo li promatrati kanal 1 (CH1),

kanal 2 (CH2) ili oba istodobno (ALT). U posljednjem slučaju signali kanala 1 i

2 prikazuju se naizmjenično, ali ih mi, zbog tromosti oka i ekrana, vidimo

64 Osciloskop i RC krug

istodobno. To nam je korisno kada želimo promatrati dva signala istog perioda,

ali eventualno pomaknuta u fazi ili različitih amplituda.

Osjetljivost. Vertikalna os dijeli se u jedinicama volt/podjeljak (VOLT/DIV).

Skale vertikalne osi mogu se mijenjati za nekoliko redova veličine neovisno za

svaki kanal, što se vidi iz oznaka pokraj odgovarajućih preklopnika na

osciloskopu. Pri promatranju signala nepoznate amplitude, treba početi s

najmanjom osjetljivošću pa je postupno povećavati dok se ne dobije prikladna

slika. Osjetljivost (VOLT/DIV) je moguće kontinuirano mijenjati s pomoću

potenciometra crvene boje (VAR), smještenoga u središtu odgovarajućeg

preklopnika. Samo u krajnjem položaju crvenog potenciometra (kad klikne,

CALIBRATED), osjetljivost odgovara onoj napisanoj uz upravljač.

Položaj. Vertikalni položaji prikaza signala kanala 1 i 2 mogu se namjestiti

potenciometrima POSITION koji se nalaze u odgovarajućim grupama komandi. I

horizontalni položaj može se namjestiti potenciometrom POSITION koji se nalazi

uz kontrole vremenske baze.

Sprega (Coupling). Ulazni signal može se na vertikalnu os dovesti izravno ili

preko kondenzatora. U prvom slučaju (DC sprega) cijeli signal opažamo na

ekranu, a u drugom slučaju (AC sprega) opažamo samo izmjeničnu komponentu

signala. Preklopnik kojim namještamo spregu, ima i treći položaj GND, u kojem,

umjesto promatranog signala, dovedemo uzemljenje. Tim se položajem

preklopnika koristimo kada želimo namjestiti vertikalan položaj slike na ekranu

(POSITION).

Okidanje. Stabilnu sliku na ekranu možemo dobiti samo ako se učestalo

ispisuje isti oblik signala. To je moguće ako je signal periodičan te ako svaki

uzastopni zapis signala počinje uvijek istom točkom. Potonje se postiže

sustavom za okidanje (engl. trigger). Okidanje se u najjednostavnijem slučaju

obavlja s pomoću samog signala koji se želi promatrati (TRIGGER SOURCE:

INTERNAL). Kada je preklopnik za određivanje izvora signala za okidanje u tom

položaju, potrebno je odrediti koristimo li se za okidanje kanalom 1 ili kanalom

2. To odredjujemo preklopnikom INT TRIG koji se nalazi između grupa komandi

za kanale 1 i 2. Ako okidanje želimo izvesti neovisnim signalom,

priključujemo ga na priključnicu TRIGGER INPUT, a preklopnik TRIGGER

SOURCE postavimo na EXTERNAL. Preklopnik TRIGGER SOURCE ima i treći

položaj LINE. Kada je postavljen u taj položaj, za okidanje se koristi signal

gradske mreže (50 Hz).

Da bi okidanje bilo stabilno, potrebno je odabrati razinu signala (TRIGGER

LEVEL) i njegov nagib (SLOPE) za koje će osciloskop biti okinut, tj. točku od

koje počinje snimanje signala na ekranu. Može se odabrati predznak nagiba, tj.

hoće li osciloskop biti okinut na danoj razini kad signal raste ili pada. Dosad

opisani način okidanja nazivamo normalnim modom (MODE: NORM) rada

osciloskopa. Ako je razina signala za okidanje premala, na ekranu nećemo


vidjeti sliku. Stoga je katkad potrebno upotrijebiti automatsko okidanje (MODE:

AUTO), što nam daje kontinuiranu, ali ne i stabilnu sliku na ekranu. Neki

osciloskopi imaju još i dodatne modove u čije detalje nećemo ulaziti.

X-Y prikaz. Često se dva kanala mogu upotrijebiti tako da se ulazni signali

postave u X-Y prikaz, tj. jedan signal određuje kretanje svjetlucajućeg traga na

ekranu duž horizontalne osi (X), a drugi duž vertikalne osi (Y). Ovaj prikaz

odabiremo krajnjim položajem upravljača za vremensku bazu.

Među tehničkim značajkama nekog osciloskopa posebno mjesto zauzima

maksimalna frekvencija signala koji se može vjerno prikazati na ekranu. U

pravilu se ta frekvencija navodi uz oznaku modela na prednjoj ploči

osciloskopa. (Pronađite i očitajte tu frekvenciju za dani osciloskop.) Cijene

osciloskopa znatno rastu s maksimalnom frekvencijom. Danas se proizvode i

osciloskopi koji dosežu frekvencije u području GHz.

3. Sklop RC

a) Nabijanje i izbijanje kondenzatora

Razmotrimo najprije proces nabijanja kondenzatora na stalan napon i njegova

izbijanja na nulti napon (slika 1).

Slika 1. Shema za nabijanje i izbijanje kondenzatora

Ako zatvorimo prekidač 1P (prekidač 2P je otvoren), kondenzator se nabija do

maksimalnog napona koji je dan elektromotornom silom E . Prema drugom

Kirchoffovu zakonu, za strujnu petlju vrijedi u svakome trenutku

0C

QRIE , (1)


gdje je I trenutačna jakost struje, a Q trenutačni naboj na kondenzatoru.

Budući da je jakost struje povezana s promjenom naboja na kondenzatoru

dt

dQI , (2)

jednadžba (1) može se pisati u obliku

R

EQ

RCdt

dQ

1. (3)

Rješenje ove diferencijalne jednadžbe, uz početni uvjet 0)0( tQ , glasi

teCEtQ 1)( , (4)

gdje je

RC (5)

vremenska konstanta za dani sklop RC. Za t naboj se približava

maksimalnoj vrijednosti CE . U eksperimentu se mjeri napon na kondenzatoru

t

C eEC

QtV 1)( . (6)

Ako nakon nabijanja kondenzatora otvorimo prekidač 1P i zatvorimo 2P ,

dolazi do izbijanja kondenzatora. Drugi Kirchoffov zakon za novonastalu petlju

glasi

0C

QRI , (7)

tj. kao jednadžba (1), ali bez izvora elektromotorne sile. I sada vrijedi odnos

između jakosti struje I i promjene naboja na kondenzatoru, dan jednadžbom

(2). Valja uočiti da pri nabijanju kondenzatora imamo porast naboja, tj.

0dtdQ , pa struju smatramo pozitivnom, dok se pri izbijanju kondenzatora

naboj smanjuje ( 0dtdQ ) pa struju smatramo negativnom. Uvrštavanjem

(2) u (7), dobiva se diferencijalna jednadžba

01

QRCdt

dQ, (8)

koja se od jednadžbe (3) razlikuje samo na desnoj strani znaka jednakosti.

Rješenje jednadžbe (8), uz početni uvjet CEtQ )0( , glasi

tCEetQ )( , (9)

gdje je vremenska konstanta dana istim izrazom (5) kao pri nabijanju

kondenzatora. Eksperimentalno se promatra napon na kondenzatoru

t

C EeC

QtV )( . (10)


b) RC sklop u krugu s izmjeničnim naponom

Slika 2. Shema za sklop RC u krugu s izmjeničnim naponom

Razmotrimo sada odnose električnih veličina u sklopu RC koji je priključen na

izmjenični napon tVtV cos)( 0 . Primjenom drugoga Kirchoffova pravila

na strujnu petlju na slici 2, dobivamo

0cos0 C

QRItV , (11)

što je analogno jednadžbi (1). Upotrebom jednadžbe (2), dobivamo

tR

VQ

RCdt

dQcos

1 0 . (12)

U trenutku kada je 1cos t , jednadžba (12) ima oblik jednadžbe (3), tj.

kondenzator se nabija. U trenutku kada tcos padne na nulu, imamo situaciju

kao u jednadžbi (8), tj. izbijanje kondenzatora, a za 1cos t opet

nabijanje, ali suprotnim nabojem. Očito je da )(tQ također mora biti periodička

funkcija iste frekvencije kao i napon )(tV , ali s nekim faznim kašnjenjem u

odnosu na njega. Pišemo

tQtQ cos)( 0 , (13)

gdje je neko fazno kašnjenje koje tek trebamo odrediti. Uvrštavanjem

jednadžbe (13) u jednadžbu (12), dobivamo

tR

VtQ

RCtQ coscos

1sin 0

00 . (14)

Upotrebom trigonometrijskih izraza za sinus i kosinus razlike kutova (tj. t i

), jednadžba (14) svodi se na


.coscoscos1

sin

sinsin1

cos

000

00

tR

VtQ

RCQ

tQRC

Q

(15)

Da bi jednadžba (15) bila zadovoljena u svakom trenutku, moraju se izjednačiti

koeficijenti uz tsin i tcos

0sin1

cos 00 QRC

Q , (16a)

R

VQ

RCQ 0

00 cos1

sin . (16b)

U ovu se tvrdnju možemo lako uvjeriti. Naime, u trenutku kada je 1sin t , a

0cos t , jednadžba (15) svodi se na jednadžbu (16a). Kada je pak

0sin t , a 1cos t , slijedi jednadžba (16b). U jednadžbama (16a) i

(16b) nema vremenske ovisnosti pa one ostaju trajne, tj. predstavljaju trajan

uvjet za valjanost jednadžbe (15).

Iz jednadžbe (16a) slijedi

RC tg (17)

pa vidimo da je fazno kašnjenje određeno frekvencijom vanjskog napona i

parametrima danog sklopa RC. Maksimalan naboj koji kondenzator periodički

postiže dobivamo iz jednadžbe (16b)

coscossin

0

0

0 CVRC

CVQ

, (18)

gdje je za drugu jednakost iskorištena relacija (17) i trigonometrijska relacija

1cossin 22 .

Eksperimentalno možemo promatrati napon na kondenzatoru

tVC

QtVC coscos)( 0 . (19)

Dakle, napon na kondenzatoru kasni za fazni pomak u odnosu na vanjski

napon tV cos0 . To znači da će se maksimalni napon na kondenzatoru

pojaviti u kasnijem trenutku od onoga kada je napon iz izvora bio maksimalan.

Maksimalni napon na kondenzatoru iznosi cos0V . Veličina dana je

relacijom (17). Uočimo da bismo za 0R , tj. kada bi otpornik bio kratko

spojen, imali 0 , tj. napon na kondenzatoru bio bi u fazi s vanjskim

naponom i istoga iznosa.


c) Prikaz u vektorskom dijagramu

Izmjenične veličine zgodno je prikazivati u vektorskom dijagramu. Veličini

tA cos može se pridružiti vektor koji rotira kutnom brzinom u ravnini xy

(slika 3).

Slika 3. Prikaz izmjenične veličine s pomoću rotirajućeg vektora

Projekcija rotirajućeg vektora na os x predstavlja veličinu tA cos . U našem

slučaju imamo vanjski napon tV cos0 i napon na kondenzatoru koji kasni za

prema jednadžbi (19). U trenutku 0t , imali bismo vektorski dijagram kao

na slici 4.

Slika 4. Vektorski dijagram vanjskog napona 0V i napona na kondenzatoru CV

Za 0t , oba vektora rotiraju istom kutnom brzinom , tako da CV uvijek

zaostaje za vanjskim naponom za . Iznos vektora CV dobiva se projekcijom


0V na isprekidanu crtu na slici 4 u skladu s relacijom (19), prema kojoj je

maksimalni napon na kondenzatoru cos0V .

Možemo postaviti i pitanje napona RIVR na otporniku (slika 2). U tu svrhu

moramo naći struju koja teče kroz RC sklop. Iz jednadžbe (2) i (13) imamo

2cossin)( 00

tQtQ

dt

dQtI . (20)

Vidimo da struja brza za 2 u odnosu prema naponu CV u jednadžbi (19).

Uočite da smo i pri nabijanju kondenzatora na konstantan napon imali pojavu

da najprije poteče maksimalna struja koja nabije kondenzator, a napon dosegne

maksimum kada struja padne na nulu. Sada se struja i napon mijenjaju istim

redoslijedom, ali vremenska ovisnost nije eksponencijalna, nego sinusoidalna.

Ako struja I brza za 2 u odnosu prema CV , onda ona u vektorskom

dijagramu na slici 4 mora biti prikazana vektorom u smjeru točkaste crte (tj.

okomito na isprekidanu crtu). Napon na otporniku iznosi

2cos)( 0

tRQRItVR , (21)

gdje je iskorištena jednadžba (20). Očito je da je napon na otporniku u fazi sa

strujom, tj. moramo ga postaviti u smjeru točkaste crte na slici 4. Maksimalni

iznos tog napona je

sincos 000 VRCVRQVR , (22)

gdje je iskorištena najprije relacija (18) za 0Q , a zatim relacija (17). Možemo

sada nacrtati sve napone u vektorskom dijagramu (slika 5).

Slika 5. Vektorski dijagram napona 0V , RV i CV te struje 0I


Vidimo da je 0V uvijek vektorski (ne algebarski) zbroj napona RV i CV .

Značenje ovog dijagrama je sljedeće. Sva tri vektora rotiraju istom kutnom

brzinom , zadržavajući svoje relativne odnose. Fizikalno značenje napona

imaju samo projekcije dotičnih vektora na os x. U svakome trenutku projekcija

vektora 0V na os x jednaka je zbroju projekcija vektora RV i CV na istu os. To

je u skladu s drugim Kirchofovim zakonom, izraženim jednadžbom (11).

Vektorski je dijagram pogodan zato što se jasno vide fazni odnosi. Pri rotaciji

svih triju vektora na slici 5, njihove projekcije na os x nisu istodobno

maksimalne, nego se ostvaruju s relativnim kašnjenjem kao što to pokazuju i

jednadžbe (19) i (21).

d) Prikaz u kompleksnoj ravnini

Umjesto da zamišljamo vektore u ravnini xy, možemo se poslužiti kompleksnim

brojevima. Neka izmjeničnu veličinu predstavlja realna vrijednost kompleksne

veličine

tAAe ti cos)Re( . (23)

Prikaz napona i struje u kompleksnoj ravnini izgleda isto kao na slici 5 uz

zamjenu osi x i y u realnu i imaginarnu os. Možemo načiniti još jednu izmjenu.

Na slici 5 prikazano je trenutačno stanje za 0t prema relacijama (19) i (21).

Relativni fazni odnosi napona isti su u sva vremena pa možemo odabrati i

trenutak kada je struja maksimalna, tj. kada je RV duž osi x, odnosno duž realne

osi u kompleksnoj ravnini (slika 6).

Slika 6. Prikaz struje 0I i napona RV , CV i 0V u kompleksnoj ravnini

Ovakav je izbor uobičajen u serijskom spoju jer naglašava relativne fazne

pomake napona prema struji. Iz slike 2 uočavamo da u serijskom spoju imamo

samo jednu struju koja teče kroza sve elemente, a naponi su različiti na svakom


elementu. Stoga je pogodno da faze svih napona gledamo relativno prema

struji.

Prijašnji račun s realnim veličinama možemo ponoviti uporabom kompleksnih

veličina: tieItI

0)( , (24)

tieVtV 0)( , (25)

gdje uzimamo da je 0I realna veličina kao na slici 6, a 0V je sada kompleksan

broj čiju fazu tek moramo odrediti (iz slike 6 očekujemo

2exp00 iVV ). Drugi Kirchoffov zakon za petlju na slici 2 daje

01

00 QC

eRIeV titi , (26)

što je ekvivalent jednadžbe (11). Želimo vidjeti odnose između struje i napona

pa jednadžbu (26) deriviramo po vremenu tako da umjesto Q imamo

IdtdQ , tj.

01

000 tititi eIC

eRIieVi . (27)

Ova jednadžba vrijedi za sva vremena. Za 0t očekujemo odnose kao na slici

6. Iz jednadžbe (27) dobivamo

00

1I

CiRV

. (28)

Dakle, ako je 0I realna veličina, onda je 0V doista kompleksna veličina. Napon

0RIVR (29)

nalazimo na otporniku, a

2

00

11

i

C eIC

IC

iV (30)

predstavlja napon na kondenzatoru koji kasni u odnosu prema struji za 2 .

CV kasni u odnosu prema 0V za kut za koji se iz slike 6 i relacija (29) i (30)

dobiva

RC

C

R

V

V

C

R

1

tg , (31)

što je isto kao i u jednadžbi (17). Veličinu

CiRZ

1 (32)


nazivamo impedancijom serijskog spoja RC. Ona predstavlja kompleksan otpor

kod izmjeničnih struja. Značenje realne komponente impedancije jest u tome da

ukupni napon 0V , doveden na serijski spoj RC, ima komponentu u fazi sa

strujom (jednadžba (29) i slika 6), dok imaginarna komponenta znači da postoji

i komponenta ukupnog napona 0V koja je pomaknuta u fazi za 2 u odnosu

prema struji (jednadžba (30) i slika 6).

Fizikalni rezultati dobiveni u kompleksnom prikazu isti su kao i oni u realnome.

Prednost je kompleksnog prikaza nešto kraći matematički postupak i posebno

zoran prikaz iznosa i faznih odnosa veličina.

4. Mjerni postav i mjerenje

Mjerni sklop, prikazan na slici 7, sastoji se od izvora izmjeničnog napona,

promjenjivog (dekadnog) otpornika, promjenjivog (dekadnog) kondenzatora i

osciloskopa. Izvor može davati signale u obliku sinusoide, trokuta ili

pravokutnika, a frekvencija signala može se mijenjati za nekoliko redova

veličina.

Slika 7. Mjerni postav za RC krug

U prvom dijelu vježbe upoznajemo se s radom osciloskopa i za to nam je

potreban samo izvor signala koji koaksijalnim kabelom spojimo na osciloskop.

Uočite da koaksijalni kabel ima dva vodiča. Oko središnjeg vodiča ovijen je

sloj izolatora, a oko njega drugi vodič u obliku pletene mrežice. Sve skupa

ovijeno je zaštitnom izolacijom.


U drugom dijelu promatramo nabijanje i izbijanje kondenzatora, ali u tu svrhu

ne upotrebljavamo sklop prikazan na slici 1, već sklop sa slike 2 kojemu kao

izvor dovodimo pravokutni signal umjesto sinusoidalnoga. U općenitom slučaju

neće dolaziti do potpuna nabijanja i izbijanja kondenzatora.

Neka je napon iz izvora periodičan pravokutni signal koji je u prvom

poluperiodu negativan, a u drugome pozitivan:

TtTV

TtVE

2,

20, . (33)

Dovedemo li kao izvor napona periodičan i simetričan signal, očekujemo da će

i napon na kondenzatoru biti periodičan i simetričan. U tijeku jednog

poluperioda kondenzator se nastoji nabiti na trenutačni napon izvora. Međutim,

ako je vremenska konstanta RC manja od trajanja poluperioda ( 2T ),

napon na kondenzatoru neće do isteka poluperioda doseći napon izvora. To

znači da se u poluperiodu koji je prethodio trenutku 0t , kondenzator nabijao

prema naponu V , ali ga nije dosegao. Tako će na početku prvog poluperioda

biti VVtVC 1)0( . Za trajanja prvog poluperioda, kondenzator se nastoji

izbiti i zatim nabiti suprotnim naponom V , no niti njega ne dosegne, pa će na

kraju prvog poluperioda (tj. na početku drugoga) biti 1)2( VTtVC . U

prvom poluperiodu napon kondenzatora mijenja se od pozitivnog napona 1V

prema negativnom naponu V , prema relaciji

20,1)( 11 TteVVVtV t

C , (34)

gdje je )( 1 VV ukupna promjena napona kojoj se teži. Međutim, do kraja

prvog poluperioda, napon na kondenzatoru neće doseći vrijednost V , nego

samo 1V . U tom trenutku mijenja se polaritet izvora pa se kondenzator u

drugom poluperiodu nastoji nabiti na napon V . Vremenska ovisnost napona

na kondenzatoru bit će

TtTeVVVtV Tt

C 2,1)( 2

11

. (35)

Jednadžbe (34) i (35) potpuno opisuju periodičnu funkciju napona na

kondenzatoru. U slučaju 2T , nabijanje kondenzatora u jednom

poluperiodu bit će potpuno i vrijedit će .1 VV Ako je pak 2T ,

nabijanje će biti neznatno i vrijedi VV 1 . Djelomično nabijanje opažamo

kad su i 2T usporedivi. Da bismo pronašli vezu između vremenske

konstante i iznosa napona 1V , možemo izjednačiti jednadžbe (34) i (35) u

trenutku 2Tt :


1

2

11 1 VeVVV T . (36)

Iz ove jednadžbe možemo odrediti 1V ako su nam poznati , T i V :

4

Tth

1

12

2

1 Ve

eVV

T

T

, (37)

odnosno možemo odrediti ako izmjerimo 1V , T i V :

V

VthAr4ln2 1

1

1

T

VV

VV

T

. (38)

U trećem se dijelu vježbe kao izvorom koristimo sinusoidalnim naponom, kao

što je to prikazano na slici 2.

Pri spajanju sklopa treba paziti da u strujnom krugu bude samo jedna točka

uzemljenja. Izvor signala ima uzemljen vanjski dio koaksijalnog priključka, a

isto vrijedi i za osciloskop. Stoga sklop na slici 2 treba sastaviti tako da pri

promatranju napona na kondenzatoru ta dva uzemljenja budu u istoj točki

strujnoga kruga. Uočite da se kod koaksijalnog kabela uzemljuje oklopni vodič

od pletene mrežice.

Pozor! Pazite da zabunom ne spojite uzemljeni vod iz osciloskopa na točku F.

Naime, točka O je već uzemljena na izvoru signala pa bi uzemljivanje još i

točke F značilo kratak spoj izvora, čime ga se može uništiti.

Sklopom na slici 2 možemo mjeriti napon CV između točaka G i O te ukupni

napon 0V između točaka F i O. Međutim, nije moguće mjeriti napon između

točaka F i G jer bi se tada uzemljenje osciloskopa prenijelo na točku G. Time bi

se strujni krug reducirao jer bi iz njega bio isključen kondenzator C , a time se

promijeni i prvotni napon između točaka F i G.

5. Zadaci

1. Upoznajte se s osnovnim obilježjima osciloskopa i generatora signala.

Uvježbajte se u nalaženju stabilne slike raznih signala dobivenih iz

priloženoga generatora. Mijenjajte frekvenciju signala i njegovu amplitudu

s pomoću upravljača na generatoru. Mijenjajte razinu okidanja (TRIGGER

LEVEL) na osciloskopu i promatrajte posljedice na ekranu. Ustanovite što se

zbiva kada promijenite TRIGGER SOURCE ili MODE. Očitajte amplitude i

frekvencije promatranih signala.

2. Spojite sklop kao na slici 2. Pazite da jedan kraj kondenzatora bude spojen

na uzemljenje naponskog izvora. Na generatoru signala odaberite

pravokutni signal. Promatrajte napon generatora na prvom kanalu


osciloskopa, a napon kondenzatora na drugome. Pazite na uzemljenja.

Mijenjajte R i C tako da na osciloskopu uočite pojavu nabijanja i

izbijanja kondenzatora. Odaberite neku frekvenciju signala i nacrtajte slike

koje prikazuju potpuno izbijanje, djelomično izbijanje i neznatno izbijanje

kondenzatora između dva pravokutna pulsa. Izmjerite napone V i 1V te s

pomoću jednadžbe (38) odredite vremensku konstantu za svaki od tih

slučajeva. Ustanovite je li ona veća ili manja od perioda T . Također,

očitajte vrijednosti R i C za svaki od tih slučajeva i usporedite izračunane

vremenske konstante RC s vrijednostima dobivenima mjerenjem

napona V i 1V . Procijenite pogrešku očitanja V i 1V i njezin utjecaj na

pogrešku odrešivanja .

3. Na generatoru signala odaberite sinusoidalan napon neke frekvencije .

Mijenjanjem veličina R i C pratite promjenu fazne razlike između

napona generatora i napona kondenzatora. Nađite tri različite

kombinacije R i C tako da na osciloskopu uočite razliku faza 4 .

Usporedite rezultat s relacijom (17), odnosno (31).

4. Promatrajte dva signala u konfiguraciji X-Y. Nacrtajte sliku koju opažate

na ekranu.

e1. osciloskop i rc krug - phy.pmf.unizg.hrdpajic/buksa/praktikum/a7_osciloskoprckrug.pdf ·...

Documents