Осциллограф начинающим, эксперименты с индуктивностью

В прошлый раз («РК» 12-2016) мы рассматривали с помощью осциллографа работу RC-цепи. Сегодня - индуктивность. Вернее, цепь, состоящую из индуктивности и сопротивления. Как и ранее, мы будем рассматривать работу с калибратором осциллографа в качестве источника импульсов.

Эксперименты с индуктивностью

Если же импульсы берутся от отдельного генератора, нужно будет просто подавать их на исследуемую цепь от него. При этом не забыть общий минус питания генератора соединить с клеммой «корпус» осциллографа.

И так, если мы соединим куском провода гнезда «У» и «Выход калибратора», включим калибратор на генерацию импульсов размахом 5V. При этом ручкой «V/дел» выставим «1», а ручкой «время/дел» выставим «0,2mS», вход переключим на переменное напряжение «~», на экране осциллографа будет видно примерно то, что показано на рисунке 1.

Диаграмма на экране осциллографа

Рис. 1. Диаграмма на экране осциллографа.

То есть, прямоугольные импульсы. Для экспериментов с индуктивностью нужен переменный резистор сопротивлением 100 кОм (такой же, как в экспериментах с RC-цепью) и какая-нибудь катушка индуктивности. В качестве неё можно взять обмотку электромагнитного реле.

В этих конкретных экспериментах в качестве индуктивности была обмотка электромагнитного реле WJ-118-1C с обмоткой на 14V. Можно использовать и другое реле небольшой мощности, с обмоткой на 12-20V. Либо в качестве индуктивности использовать обмотку небольшого трансформатора или низкочастного дросселя.

Схема эксперимента

Соберем схему, такую как показано на рисунке 2. В ней импульсы от генератора (калибратора осциллографа) поступают на вход «У» (вход вертикального отклонения) осциллографа через индуктивность L1, а параллельно входу «У» включен переменный резистор R1. Он будет регулировать ток через индуктивность, который проходит от выхода калибратора (генератора импульсов) на корпус осциллографа.

Схема эксперимента с осциллографом и индуктивностью

Рис. 2. Схема эксперимента с осциллографом и индуктивностью.

Осциллограф начинающим, эксперименты с индуктивностью

Рис. З. Диаграмма.

Сначала резистор R1 нужно установить в положение максимального сопротивления. При этом, импульсы на экране осциллографа будут иметь вид как на рис.З. Обратите внимание на наличие выбросов (узких вертикальных полосок) на фронтах импульсов. За счет этих выбросов общая амплитуда импульса немного увеличится. Этот выброс является следствием ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке индуктивности.

Если начать поворачивать рукоятку переменного резистора R1, его сопротивление будет уменьшаться, и при этом, амплитуда импульсов будет уменьшаться. При этом быстрее всего будет уменьшаться амплитуда выбросов, а не сами импульсы. Пока выбросы совсем не исчезают. Фронты будут сглаживаются, скругляться и сначала приобретают вид, как на рисунке 4. При этом амплитуда существенно снижается.

Новый вид диаграммы эксперимента

Рис. 4. Новый вид диаграммы эксперимента.

Происходит это из-за того, что реактивное сопротивление индуктивности и активное сопротивление резистора образуют делитель напряжения, поступающего на вход осциллографа. И, кроме того индуктивность, в следствие ЭДС самоиндукции, вносит задержку в протекание тока через нее. Эта задержка и создает сглаживание фронтов.

Продолжая уменьшать сопротивление R1, выкручиваем ручку переменного резистора еще сильнее, - амплитуда импульсов сильно снижается, и они уже приобретают вид, показанный на рис. 5.

Измененная диаграмма на экране осциллографа

Рис. 5. Измененная диаграмма на экране осциллографа.

Но, при дальнейшем повороте R1, амплитуда начинает снижаться, и в какой-то момент приобретает вид, показанный на рисунке 6.

Искажение при повороте резистора R1

Рис. 6. Искажение при повороте резистора R1.

В самом крайнем положении, когда сопротивление R1 равно нулю, импульсы пропадают (это и не удивительно, ведь R1, в состоянии нулевого сопротивления, фактически замкнул вход осциллографа).

РК-2017-01.

0 112 Для начинающих
осциллограф начинающим
cashback