Thí nghiệm vật lý bke - 070 khảo sát mạch điện rlc có dòng xoay chiều dùng dao động ký điện tử hai kênh và máy phát tần số

1 VLKT - Viện Vật lý Kỹ thuật- ĐHBK Hà nội Thí nghiệm vật lý BKE-070 khảo sát mạch điện RLC có dòng xoay chiều dùng dao động ký điện tử hai kênh và máy phát tần số DụNG Cụ 1. Dao động ký điện tử hai kênh VC 2020. 2. Máy phát tần số GF - 597 . 3. Bảng lắp ráp mạch điện. 4. Hộp điện trở thập phân 0ữ9999 Ω. 5. Tụ điện Cx 6. Điện trở thuần Rx 7. Cuộn cảm Lx 8. Đồng hồ đo tần số hiện số 9. Hai dây dẫn tín hiệu (còn gọi là cáp đồng trục) dùng cho dao động ký điện tử: một đầu có phích cắm đồng trục, một đầu có que đo. 10. Một dây dẫn tín hiệu dùng cho máy phát GF-597 : một đầu có phích cắm năm chân, một đầu có phích cắm đơn 11. Bộ dây dẫn có hai đầu phích cắm đơn. I. Giới thiệu các dụng cụ đo I. Dao động ký điện tử hai kênh Dao động kí điện tử là thiết bị dùng nghiên cứu quy luật biến đổi theo thời gian của hiệu điện thế U(t) hay dòng điện I(t) chạy trong mạch điện - gọi chung là các tín hiệu điện. Dao động ký điện tử không những có thể đo đ−ợc độ lớn, mà còn quan sát đ−ợc dạng các tín hiệu điện nhờ sự hiện thị của chúng trên màn hình, quan sát và đo đ−ợc độ lệch pha, đo tần số dòng xoay chiều hoặc tổng hợp dao động theo hai ph−ơng x,y vuông góc với nhau của các tín hiệu đó. z a qqqqqqq Hình 1. Mặt tr−ớc của dao động kí điện tử hai kênh VC 2020. 1 2 3 5 7 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 4 6 8 10 27 2 A. Chức năng của các núm điều chỉnh trên mặt dao động kí điện tử VC2020 (Hình 1) : 1. Núm xoay INTEN dùng chỉnh c−ờng độ của vệt sáng trên màn hình. 2. Núm xoay FOCUS dùng điều chỉnh độ tụ của chùm tia êlectron (tức độ nét của vệt sáng trên màn hình). 3. Nút nhấn POWER là công-tắc bật tắt nguồn. 4. ổ cắm đồng trục ( lối vào) của kênh tín hiệu thứ nhất (CH1) hoặc của tín hiệu đặt trên kênh X. 5. Núm chuyển mạch VOLTS/DIV dùng để chọn thang đo điện áp đ−a vào kênh CH1 và núm chiết áp gắn đồng trục với nó dùng để điều chỉnh liên tục điện áp trên bộ chia lối vào kênh CH1. 6. Núm gạt có ba vị trí :
vị trí AC dùng đo điện áp xoay chiều,
vị trí DC dùng đo điện áp một chiều,
vị trí GND dùng để ngắn mạch lối vào kênh CH1. 7. Núm xoay POSITION dùng điều chỉnh vị trí của vệt sáng theo ph−ơng thẳng đứng (theo trục Y) đối với kênh CH1. 8. Nút nhấn ALT, CHOP dùng chọn chế độ quét lần l−ợt giữa 2 kênh CH1 và CH2. Vị trí ALT là quét luân phiên từng đ−ờng, vị trí CHOP là quét luân phiên từng điểm. Tuỳ theo tần số hay dạng tín hiệu mà ta chọn chế độ thích hợp. 9. Chuyển mạch kiểu làm việc"MODE", có bốn vị trí :
vị trí CH1 chỉ làm việc với kênh 1,
vị trí CH 2 chỉ làm việc với kênh 2,
vị trí DUAL làm việc với cả hai kênh,
vị trí ADD dùng cộng tín hiệu của hai kênh (không dùng đến trong bài này). 10. Cọc nối đất ( mass ) vỏ máy để chống nhiễu . 11. Nút nhấn CH2 INV dùng đảo cực tính ( đảo pha 1800) tín hiệu vào kênh 2. 12. Núm gạt chuyển mạch có ba vị trí dùng cho kênh CH2 , có vai trò giống núm chuyển mạch 6. 13. ổ cắm đồng trục ( lối vào ) của kênh tín hiệu thứ hai (CH 2) hoặc của tín hiệu đặt trên kênh Y. 14. Núm xoay POSITION dùng điều chỉnh vị trí của vệt sáng theo ph−ơng thẳng đứng (theo trục Y) đối với kênh CH2. 15. Chuyển mạch VOLTS/DIV dùng chọn thang đo điện áp đ−a vào kênh CH2 và núm của chiết áp gắn đồng trục với nó dùng để điều chỉnh liên tục điện áp trên bộ chia lối vào kênh CH2. 16. Nút nhấn SLOPE dùng đảo pha của tín hiệu quét, th−ờng đặt ở vị trí nổi (+). 17. ổ cắm lối vào tín hiệu đồng bộ quét (không dùng đến trong bài này). 18. Núm gạt chuyển mạch SOURCE có bốn vị trí :
vị trí CH1 dùng để đồng bộ điện áp quét cho kênh CH1,
vị trí CH2 dùng để đồng bộ điện áp quét cho kênh CH2,
các vị trí LINE và EXT không dùng đến. Chú ý : khi đ−a tín hiệu vào kênh nào thì chuyển mạch MODE (9) và SOURCE (18) phải đặt ở vị trí kênh t−ơng ứng để đ−ờng quét trên màn hình đ−ợc đồng bộ. 19. Núm gạt chuyển mạch MODE TRIGGER có bốn vị trí : AUTO, NORM, TV-V, TV-H. Trong bài này ta chỉ đặt ở vị trí AUTO hoặc NORM, không dùng đến các vị trí khác. 20. Núm xoay LEVEL dùng điều chỉnh mức tín hiệu đồng bộ để tín hiệu đứng yên trên màn hình. Chú ý rằng núm xoay LEVEL chỉ có tác dụng đồng bộ tín hiệu các kênh khi các chuyển mạch MODE TRIGGER (19), SOURCE (18) và MODE (9) đặt đúng vị trí t−ơng ứng. 3 21. Nút nhấn TRIG.ALT luôn đặt ở vị trí nổi, không dùng đến vị trí chìm. 22. Núm xoay chuyển mạch chọn tốc độ quét (TIME/DIV) dùng để chọn tốc độ quét thích hợp với tần số tín hiệu cần nghiên cứu. Nó có ba dải quét : từ 5s đến 1s; từ 50ms đến 0,1ms; và từ 50às đến 0,2às khi nút nhấn x10MAG ở vị trí nổi. Khi nút nhấn x10MAG ở vị trí chìm, tốc độ quét tăng lên 10 lần so với các giá trị kể trên. Núm này còn có một vị trí kí hiệu X–Y(vị trí tận cùng trái ) đ−ợc sử dụng khi các cặp phiến lệch X1-X2 và và Y1-Y2 đ−ợc điều khiển bởi hai tín hiệu đặt trực tiếp vào hai lối vào CH1 và CH2 của dao động ký điện tử :
tín hiệu đ−a vào kênh CH1 để điều khiển trên các phiến lệch ngang X1-X2.
tín hiêu đ−a vào kênh CH2 để điều khiển các phiến lệch đứng Y1-Y2 . Ta sẽ dùng kiểu hoạt động này để nghiên cứu mạch RLC theo ph−ơng pháp tổng hợp hai dao động vuông góc. 23. Núm xoay SWP.VAR dùng điều chỉnh liên tục tốc độ quét. Khi xoay núm này từ vị trí tận cùng trái sang vị trí tận cùng phải thì tốc độ quét tăng khoảng 3 lần. 24. Nút nhấn x10MAG dùng tăng tốc độ quét 10 lần khi ấn chìm xuống (th−ờng đ−ợc đặt ở vị trí nổi). 25. Núm xoay POSITION dùng dịch chuyển vị trí chùm tia theo ph−ơng ngang. 26. Màn hình của dao động kí điện tử. 27. Chốt để lấy ra điện áp chuẩn 1kHz, biên độ 2Vpp dạng chữ nhật dùng kiểm tra và hiệu chỉnh các bộ chia lối vào VOLTS/DIV của các kênh lối vào CH1 và CH2. B. Sử dụng dao động ký điện tử hai kênh 1. Chọn thang đo : Khi muốn nghiên cứu điện áp U, ta cần phải biết khoảng giá trị của điện áp đó để chọn thang đo thích hợp trên dao động kí điện tử. Ban đầu, nên :
Đặt các chuyển mạch VOLTS/DIV (5;15) ở vị trí tận cùng trái (5V/DIV) để phòng ngừa quá tải ở lối vào.
Đặt chuyển mạch TIME/DIV (22) ở vị trí 1ms. Khi tiến hành đo, sẽ chuyển về vị trí thích hợp với tần số tín hiệu cần nghiên cứu.
Núm xoay InteN (1) đặt ở vị trí tận cùng phải (sáng nhất) để khi bật máy lên, ta có thể thấy ngay vệt sáng trên màn hình. Muốn cho đ−ờng tia quét thanh nét hơn, ng−ời ta giảm bớt c−ờng độ sáng.
Các núm xoay còn lại : 7, 14, 20, 23, 25 đặt ở vị trí giữa. 2. Cắm các phích đồng trục của dây đo vào các ổ CH1 hoặc CH2. ở phần que đo của dây này, ng−ời ta th−ờng thiết kế một bộ chia áp điều chỉnh bằng một núm gạt, có hai vị trí x1 và x10. Tại vị trí x10, biên độ điện áp tín hiệu cần đo đ−ợc giảm đi 10 lần tr−ớc khi đặt vào lối vào của dao động kí. Th−ờng ta chỉ nghiên cứu các điện áp có biên độ không lớn, núm gạt bộ chia áp đ−ợc đặt ở vị trí x1. 3. Cắm phích lấy điện vào ổ điện ~ 220V. ấn nút POWER (3) : đèn LED sáng. Sau 5 ữ10s sẽ xuất hiện một vệt sáng trên màn hình. Dao động kí điện tử đ~ sẵn sàng làm việc. 4. Kiểm tra các kênh CH1 và CH2 : a ) Xoay các chuyển mạch VOLTS/DIV (5;15) về vị trí 1V/DIV. b) Đặt chuyển mạch TIME/DIV (22) ở vị trí 0,2ms/DIV. c) Đặt chuyển mạch MODE (9) ở vị trí DUAL; chuyển mạch MODE TRIGER (19) ở vị trí AUTO; chuyển mạch SOURCE(18) ở vị trí CH1. d) Điều chỉnh các núm xoay POSITION (7; 14) sao cho hai đ−ờng quét cách nhau 4 cm (4 ô). e) Nối móc đầu đo của lối vào CH1 vào chốt (27) để đ−a tín hiệu 2Vpp-1KHz 4 1 7 8 9 3 6 Hình 2 : Máy phát tần số GF-597 4 2 5 vào kênh CH1. Quan sát các xung hình chữ nhật xuất hiện trên màn hình. Xoay nhẹ núm LEVEL (20) để điều chỉnh các xung này đứng vững trên màn hình. f) Xoay núm SWP VAR (23) và núm chiết áp điều chỉnh liên tục bộ chia lối vào gắn đồng trục với chuyển mạch (5) về vị trí tận cùng trái (CALIP), ta đ−ợc :
Chu kì xung vuông chiếm 5 ô trên màn : 5 x 0.2 ms/DIV = 1ms
Biên độ xung vuông chiếm 2 ô trên màn : 2 x 1V/ DIV = 2 Vpp (Các số liệu này phù hợp với số ghi bên cạnh chốt 27) g) Thực hiện b−ớc e) đối với kênh CH2, chú ý vặn chuyển mạch SOURCE(18) ở vị trí CH2 khi làm việc với kênh CH2. h) Nếu máy không đạt số liệu nh− mục f) thì phải nhờ chuyên gia giúp đỡ, không tự động sửa chữa dao động kí. i) Sau khi sử dụng, phải tắt máy, tháo dây đo xếp gọn, dùng khăn vải phủ máy để che bụi. Khi làm việc, nhất thiết phải bỏ khăn phủ máy để máy toả nhiệt dễ dàng. II. máy phát tần số GF-597 Máy phát tần số là thiết bị dùng để tạo ra các tín hiệu điện xoay chiều có tần số thay đổi đ−ợc trong khoảng 0ữ20 000 Hz. Máy phát tần số th−ờng đ−ợc dùng kết hợp với dao động ký điện tử để khảo sát mối quan hệ giữa hiệu điện thế và dòng điện trong các mạch điện R, L, C. A. Chức năng của các núm điều chỉnh bố trí trên mặt máy phát tín hiệu GF-597 (Hình 2) : 1. Công tắc S (cấp điện ~220V vào máy). 2. Đèn báo hiệu LED 3. Núm điều chỉnh chọn tần số của máy phát. 4. Núm chuyển mạch chọn thang tần số, có ba nấc : x10 , x100 , x1k (tức x103).
Thang x10 : 20 Hz đến 200 Hz.
Thang x100 : 200 Hz đến 2000 Hz.
Thang x1k : 2000 Hz đến 20.000 Hz. 5. Núm chỉnh biên độ điện áp ra xoay chiều. 6. Cầu chì bảo vệ F. 7. Lối ra của điện áp xoay chiều hình sin U1 (biên độ cực đại 10 Vpp) 8. Lối ra của điện áp xoay chiều hình sin U2 (biên độ cực đại 1Vpp) 9. Lối ra của điện áp xoay chiều xung vuông U3 (biên độ cực đại 5 Vpp) . B. Sử dụng máy phát tín hiệu GF-597 Cắm đầu phích năm chân của dây tín hiệu vào ổ 7 ( U1) của máy phát tần số GF-597. 5 1. Hai đầu phich đơn còn lại của dây tín hiệu đ−ợc cắm vào hai đầu A, B của mạch điện RLC trên bảng lắp ráp mạch điện . 2. Chọn tần số dòng xoay chiều : Ví dụ cần chọn tần số 1000 HZ, ta vặn chuyển mạch 4 đến vị trí x100 và xoay nhẹ núm 3 của đĩa tần số đến vị trí 10, để có tần số 1000 HZ. 4. Núm điểu chỉnh biên độ điện áp tín hiệu ra ban đầu nên để ở vị trí 5 ( ra khoảng 3V- 5Vpp ). II. tổng hợp hai dao động điện vuông góc, cùng tần số - Đo trở kháng và khảo sát mạch cộng h−ởng RLC bằng dao động ký điện tử I. Tổng hợp hai dao động điện vuông góc có cùng tần số. A- Cơ sở lí thuyết, ph−ơng pháp thực nghiệm : Xét mạch điện ADB nh− trên Hình 3 : Do trở kháng Zx mắc nối tiếp với điện trở Ro nên dòng điện chạy qua chúng là chung. Hiệu điện thế UAD và dòng điện chạy qua trở kháng Z x , tuỳ theo đặc tính của Z x sẽ bị lệch pha một góc ϕ nào đó. Mặt khác, Ro là điện trở thuần nên hiệu điện thế UBD và dòng điện chạy qua Ro luôn cùng pha. Nh− vậy bằng cách so sánh pha giữa hai hiệu điện thế UAD và UBD , sẽ cho ta kết quả phản ánh đúng nh− quan hệ pha giữa thế và dòng trên Zx. Dựa trên các kết quả nhận đ−ợc ta có thể xác định đ−ợc giá trị điện trở Rx, điện dung của tụ điện Cx , hệ số tự cảm của cuộn dây Lx, khảo sát mạch cộng h−ởng LC và nghiệm lại công thức tần số riêng của mạch cộng h−ởng LC nối tiếp hoặc song song. Hiệu điện thế UBD giữa hai đầu điện trở Ro đ−ợc đ−a vào hai bản cực song song thẳng đứng X1X2 ( qua kênh CH1) , tạo ra điện tr−ờng biến thiên dao động theo ph−ơng ngang. Hiệu điện thế UAD giữa hai đầu trở kháng Zx đ−ợc đ−a vào hai bản cực song song nằm ngang Y1Y2 ( qua kênh CH2), tạo ra điện tr−ờng biến thiên dao động theo ph−ơng thẳng đứng . Khi chùm electron phát ra từ catôt của ống tia điện tử đi qua không gian giữa hai cặp phiến lệch X và Y đặt vuông góc nhau , các lực điện tr−ờng sẽ làm chúng tham gia hai dao động theo hai ph−ơng vuông góc, cùng tần số f và có góc lệch pha ϕ. Kết quả là : quỹ đạo của chùm tia êlectron trên màn hình sẽ có dạng một đ−ờng êlip nghiêng xác định bởi ph−ơng trình : 2 2 2 0 0 0 0 x y 2xy cos = sin x y x y     + − ϕ ϕ        (1) tuỳ theo góc lệch pha ϕ và biên độ của hai dao động , trên màn hình ta sẽ thu đ−ợc vệt sáng có dạng một đoạn thẳng (ϕ=0, pi ), một enllip vuông (ϕ= ± pi/2), một đ−ờng tròn (ϕ = ± pi/2, UAD = UDB), một enlíp xiên (ϕ bất kì ). Kết quả này đ−ợc suy ra từ ph−ơng trình (1). A ~ D B Z x Ro CH2 Oscilloscope 2 channells U1 GF-597 Hình 3. Sơ đồ khảo sát mạch điện xoay chiều dùng dao động ký điện tử hai kênh và máy phát tần số. CH1 COM 6 B - Lắp ráp mạch điện và đặt chế độ làm việc cho các thiết bị đo : 1. Trên bảng lắp ráp mạch điện : Mắc mạch điện ADB (Hình 3) gồm điện trở thuần Ro (chọn trên hộp điện trở thập phân 0ữ9999 Ω ) nối tiếp với phần tử có trở kháng Zx (có thể là điện trở thuần Rx , tụ điện Cx , cuộn cảm Lx). Ban đầu ta lắp điện trở thuần Rx vào vị trí Zx. 2. Móc hai đầu của hai que đo của dao động kí điện tử vào hai lỗ vành khuyên tại hai điểm A, B của mạch trên bảng điện, sao cho :
Đầu A nối với kênh tín hiệu thứ hai CH2 của dao động kí.
Đầu B nối với kênh tín hiệu thứ nhất CH1 của dao động kí.
Điểm giữa D của mạch điện nối với điểm chung ( cọc mass 10 trên mặt dao động kí điện tử ) 3. Cắm phích lấy điện của dao động ký điện tử vào ổ điện ~ 220 V. ấn nút POWER (3) : đèn LED phát sáng. Dao động ký điện tử đ~ sẵn sàng hoạt động (Hình 1) :
Đặt chuyển mạch TIME/DIV (22) ở vị trí X–Y .
Đặt các chuyển mạch VOLTS/DIV (5, 15) của cả hai kênh CH1&CH2 ở vị trí 2V/DIV. Khi tiến hành đo, nếu cần điều chỉnh độ chia lối vào, ta l−u ý vặn hai chuyển mạch 5, 15 này đến cùng các vị trí nh− nhau để giữ cho hai kênh X và Y ( tức CH1 và CH2) luôn có cùng độ khuếch đại. Các núm xoay chiết áp gắn đồng trục với chúng đ−ợc xoay và giữ cố định ở vị trí tận cùng phải CAL (Calibration ). 4. Bấm công tắc S để bật điện cho máy phát âm tần GF-597, đặt tần số 1000Hz và điện áp ra U1 khoảng 5Vpp vào hai đầu mạch AB . II. Đo trở kháng và khảo sát mạch cộng h−ởng RLC dùng dao động ký điện tử hai kênh. A. Đo điện trở thuần Rx 1. Thay trở kháng Zx bằng điện trở Rx giữa hai điểm A,D trong mạch điện Hình 3. Tăng dần biên độ tín hiệu máy phát GF- 597 đồng thời quan sát trên màn dao động kí điện tử.. Vì hiệu điện thế và dòng điện chạy qua điện trở thuần Rx luôn đồng pha, nên góc lệch pha ϕ = 0 và trên màn hình dao động ký điện tử xuất hiện một đoạn thẳng sáng. 2. Điều chỉnh điện trở Ro của hộp điện trở mẫu thập phân cho tới khi đoạn thẳng sáng nằm nghiêng 450 so với các trục toạ độ. Khi đó biên độ Ux = 0RU và ta suy ra điện trở : Rx = Ro (2) Thực hiện 3 lần động tác này. Ghi các giá trị tìm đ−ợc của Ro vào Bảng 1. Chú ý : 1- Điều chỉnh để đoạn thẳng đi qua gốc toạ độ bằng cách giảm biên độ điện áp ra máy phát về 0 và dịch chấm sáng về gốc toạ dộ bằng các núm xoay 7 và 14. 2- Đặt các chuyển mạch VOLTS/DIV (5,15) tại các vị trí nh− nhau và các chiết áp đồng trục với hai chuyển mạch này tại vị trí CAL. B. Đo điện dung Cx của tụ điện 1. Thay trở kháng Zx bằng tụ điện Cx giữa hai điểm A,D trong mạch điện Hình 3. Chọn dao động điện có tần số f ≈ 1000 Hz lấy từ máy phát tần số GF 597. Vì hiệu điện thế giữa hai cực tụ điện chậm pha pi/2 so với dòng điện chạy qua nó, nên trên màn hình dao động ký điện tử xuất hiện một vệt sáng hình êlip vuông. 2. Điều chỉnh điện trở R0 của hộp điện trở thập phân hoặc tần số máy phát tới khi elip vuông trở thành hình tròn. Khi đó, biên độ UC = 0RU , suy ra dung kháng : 7 ZC = x 1 2 f Cpi = R0 (3) và điện dung của tụ điện : Cx = 0 1 2 f Rpi (4) Đo chính xác tần số f của tín hiệu điện xoay chiều lấy từ máy phát tần số GF–597 bằng cách dùng đồng hồ đo tần số hiện số ( 4000ZA) mắc song song với hai đầu mạch điện AB. Ghi giá trị của tần số f và các giá trị tìm đ−ợc của R0 vào Bảng 2. C. Đo điện cảm Lx của cuộn dây dẫn không có lõi sắt 1. Thay trở kháng Zx bằng cuộn dây dẫn Lx không có lõi sắt giữa hai điểm A,D trong mạch điện Hình 3. Chọn dao động điện có tần số f ≈ 10.000 Hz lấy từ máy phát tần số GF-597. Vì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm Lx sớm pha pi/2 so với dòng điện chạy qua nó, nếu điện trở thuần ro của cuộn cảm rất nhỏ so với cảm kháng ZL của nó thì trên màn hình dao động ký điện tử sẽ xuất hiện một vệt sáng hình êlip vuông. 2. Điều chỉnh điện trở R0 của hộp điện trở thập phân hoặc tần số máy phát cho tới khi vệt sáng hình êlip vuông trở thành vệt sáng hình tròn. Khi đó, biên độ UL = 0RU , suy ra cảm kháng : ZL = 2pif Lx = Ro (5) và điện cảm của cuộn dây : Lx = 0R 2 fpi (6) Thực hiện 3 lần động tác này. Đo chính xác tần số f của tín hiệu điện xoay chiều lấy từ máy phát tần số GF–597 bằng cách dùng đồng hồ đo tần số hiện số (4000ZA) mắc song song với hai đầu mạch điện AB. Ghi giá trị của tần số f và giá trị tìm đ−ợc của R0 vào Bảng 3. (Cũng có thể đo ZL và Lx bằng cách chọn giá trị xác định R0 = 2000 Ω và điều chỉnh tần số f của dao động điện lấy từ máy phát tần số GF-597). D. Khảo sát mạch cộng h−ởng nối tiếp RLC 1. Thay trở kháng Zx bằng tụ điện Cx mắc nối tiếp với cuộn cảm Lx giữa hai điểm A,D trong mạch điện Hình 3. 2. Đặt vào hai đầu mạch điện ADB một điện áp xoay chiều hình sin U1 lấy từ máy phát tần số GF-597. Quan sát thấy tín hiệu trên màn hình của dao động ký điện tử có dạng một vệt sáng hình êlip xiên. 3. Chọn một giá trị cố định R0 (lấy trên hộp điện trở thập phân 0ữ9 999,9 Ω). Thay đổi tần số f của máy phát tần số GF-597. Quan sát sự thay đổi dạng của vệt sáng trên màn hình dao động ký điện tử cho tới khi xảy ra hiện t−ợng cộng h−ởng điện trong mạch RLC, thì vệt sáng hình êlip xiên trở thành một vệt sáng thẳng. Đo chính xác tần số cộng h−ởng fch của tín hiệu điện xoay chiều lấy từ máy phát tần số GF–597 bằng cách dùng đồng hồ đo tần số hiện số mắc song song với hai đầu mạch điện AB. Thực hiện 3 lần động tác này. Ghi giá trị tần số cộng h−ởng fch vào Bảng 4. III. Câu hỏi thảo luận và kiểm tra 1. Nói rõ tính năng của dao động ký điện tử hai kênh V2020 và tác dụng của các núm điều chỉnh trên mặt máy của nó (Hình 1). 2. Nói rõ tính năng của máy phát tần số GF-597 và tác dụng của các núm điều chỉnh trên mặt máy của nó (Hình 2) . 3. Mô tả ph−ơng pháp khảo sát sự tổng hợp hai dao động điện vuông góc cùng tần số dùng dao động ký điện tử hai kênh V2020 và máy phát tần số GF-597. 4. Tại sao khi thay trở kháng Zx bằng điện trở thuần Rx trong mạch điện AD (Hình 3) thì trên màn hình dao động kí lại 8 xuất hiện một vệt sáng có dạng một đoạn thẳng ? Chúng nằm ở góc phần t− thứ mấy? giải thích tại sao ? tại sao khi nhấn nút 11 trên mặt dao động kí ta có thể thay đổi vị trí đoạn thẳng vệt sáng giữa các góc phần t− đó ? Giải thích cách điều chỉnh để suy ra giá trị của điện trở thuần Rx ? Có thể thực hiện việc đó bằng cách điều chỉnh tần số máy phát xoay chiều đ−ợc không ? 5. Tại sao khi thay trở kháng Zx bằng tụ điện có điện dung Cx trong mạch điện AD (Hình 3) thì trên màn hình của dao động kí lại xuất hiện một vệt sáng hình êlip vuông ? Giải thích cách điều chỉnh điện trở R0 hoặc tần số máy phát để tính ra giá trị của điện dung Cx . 7. Tại sao khi thay trở kháng Zx bằng cuộn dây dẫn có điện cảm Lx trong mạch điện ADB (Hình 3) thì trên màn hình dao động kí điện tử lại xuất hiện một vệt sáng hình êlip vuông ? Giải thích cách điều chỉnh điện trở R0 hoặc tần số máy phát để tính ra giá trị của điện cảm Lx. ** Khi nào vệt sáng hình êlip vuông trở thành vệt sáng hình đ−ờng tròn ? Dạng thực tế của " đ−ờng tròn" đó có thực sự tròn không ? có phụ thuộc tần số không ? Giải thích tại sao ? 8. Nêu rõ điều kiện cộng h−ởng điện trong mạch RLC. Tại sao khi xảy ra cộng h−ởng điện trong mạch RLC thì dạng đ−ờng êlip xiên quan sát thấy trên màn hình của dao động ký điện tử lại biến đổi thành một đoạn thẳng ? 9 Báo cáo thí nghiệm khảo sát mạch RLC có xoay chiều dùng dao động ký điện tử hai kênh và máy phát tần số Xác nhận của thày giáo Tr−ờng ........................................ Lớp ...................Tổ ..................... Họ tên ......................................... I. Mục đích thí nghiệm ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... II. kết quả thí nghiệm 1. Bảng 1 : Xác định điện trở thuần Rx Lần đo f (Hz) Ro (Ω) Rx (Ω) ∆Rx (Ω) 1 2 3 Trung bình 2. Bảng 2 : Xác định dung kháng ZC và điện dung Cx Lần đo f (Hz) ZC (Ω) ∆ZC (Ω) Cx (F) ∆Cx (F) 1 2 3 Trung bình 3. Bảng 3 : Xác định cảm kháng ZL và điện cảm Lx của cuộn dây dẫn không có lõi sắt Lần đo f (Hz) ZL (Ω) ∆ZL (Ω) Lx (H) ∆Lx (H) 1 2 3 Trung bình 4. Bảng 4 : Xác định tần số cộng h−ởng fch của mạch điện RLC mắc nối tiếp Lần đo 1 2 3 Trung bình fch (Hz) ∆fch (Hz) 10 5. Nhận xét kết quả và trả lời câu hỏi 1) So sánh tần số cộng h−ởng xác định đ−ợc bằng thực nghiệm với kết quả tính toán theo công thức lí thuyết : 1 2 f LCpi = trong đo L, C xác định từ kết quả đo trong bảng 2, 3. 2) Trả lời các câu hỏi trong bài.