Порядок виконання роботи

1. Скласти установку за схемою, наведеною на рис. 2.

2. На обох звукових генераторах встановити однакові частоти (частоти задає керівник занять).

3. Ввімкнути живлення одного із звукових генераторів та електронного осцилографа і дати їм прогрітись протягом 2 — 3 хв,

4. Добитись стійкого зображення графіка гармонічного коливання певної частоти на екрані осцилографа.

5. За масштабною сіткою екрана осцилографа визначити амплітуду одержаного гармонічного коливання.

6. Вимкнути перший генератор та ввімкнути другий. По шкалі другого генератора встановити ту саму частоту коливань, яка була на першому генераторі. Одержати на екрані осцилографа графік другого коливання.

7. За масштабною сіткою екрана осцилографа визначити амплітуду другого гармонічного коливання.

8. Одночасно ввімкнути обидва генератори і добитись на екрані осцилографа стійкого зображення графіка результуючого коливання.

9. За допомогою гучномовця В (рис. 70) процес додавання коливань контролювати на слух.

10. За масштабною сіткою екрана осцилографа виміряти амплітуду результуючого коливання.

11. З формули знайти різницю фаз складових коливань, а саме:

.

12. Знаючи різницю фаз та амплітуди , і , побудувати на міліметровому папері векторну діаграму розглядуваних коливань.

? Контрольні запитання

1. Яке коливання дістають від додавання двох однаково напрямлених гармонічних коливань рівних частот?

2. Від чого залежить величина амплітуди результуючого коливання?

3. У чому полягає суть векторного способу додавання коливань?

4. Як визначити початкову фазу результуючого коливання?

ІІ. Вивчення биття

Прилади і матеріали: 1) електронний осцилограф СІ- 1; 2) два звукових генератори ГЗ-18; 3) два гучномовці ІГД— 18; 4) мікрофон; 5) низькочастотний підсилювач.

Теоретичні відомості та опис приладів

Розглянемо результат додавання двох однаково напрямлених коливань і з близькими частотами і . Для спрощення покладемо, що початкові фази цих коливань однакові, тобто . Нехай амплітуди цих коливань і . Тоді

;

.

Додавання цих коливань можна здійснити графічним методом. Покладемо, що вектори амплітуд та коливань, що додаються, обертаються (рис. 71) з різними кутовими швидкостями і . В результаті цього кут між векторами і змінюватиметься з часом. Це приведе до зміни результуючої амплітуди. Покладемо, що . Тоді різниця фаз цих коливань дорівнюватиме . Як бачимо, різниця фаз цих коливань залежить від часу. З (рис. 71) знаходимо амплітуду результуючого коливання

. (1)

Як видно з (1), амплітуда результуючого коливання залежить від часу.

З того, що вектор амплітуди результуючого коливання на діаграмі (рис. 71) обертається із змінною кутовою швидкістю, можна зробити висновок, що результуюче коливання не є гармонічним.

Припустимо, що амплітуди складових коливань дорівнюють одна одній, тобто , а циклічні частоти трохи відрізняються. Тоді з (1) дістанемо

.

Звідси

.

За векторною діаграмою знайдемо, що зміщення в результуючому коливанні

(2)

З (2) можна зробити висновок, що в результаті додавання двох коливань з однаковими початковими фазами і амплітудами, а також близькими періодами утворюється нове коливання з циклічною частотою і амплітудою ,щоповільно змінюється з часом. Таке явище називається биттям.

Установка (рис. 2) складається з електронного осцилографа, мікрофона М, гучномовців В, двох звукових генераторів ЗГ та підсилювача низької частоти ПНЧ.

Рис. 1 Рис. 2

Джерелами звукових коливань з близькими частотами є гучномовці. Звукові коливання надходять до мікрофона, за допомогою якого відбувається перетворення їх в електричні коливання синусоїдної форми тих самих частот. Утворені електричні коливання підсилюються ПНЧ і подаються на вертикально відхиляючі пластини електронно-променевої трубки осцилографа.

Таким чином, електронний промінь трубки бере участь удвох коливаннях одного напряму з близькими частотами і однаковими амплітудами. Графік результуючого коливання електронного променя спостерігаємо на екрані електронного осцилографа.

Дата добавления: 2015-11-14