示波器在电磁测量中的应用（实验方案）
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发布时间：2022-03-03 22:26
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时间：2022-03-03 23:55
用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。示波器分为数字示波器和模拟示波器。模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子*）电子*向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发出光来。 而数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理 示波器工作原理是：利用显示在示波器上的波形幅度的相对大小来反映加在示波器Y偏转极板上的电压最大值的相对大小，从而反映出电磁感应中所产生的交变电动势的最大值的大小。因此借助示波器可以研究感应电动势与其产生条件的关系。参考资料： http://bk.baidu.com/view/130973.htm 四个典型伏安特性图象的动态显示徐海毅线性电阻、晶体二极管、电池和白炽灯泡的伏安特性图象，是高二物理“恒定电流”一章的重要教学内容。在常规教学中，我们如果用描点作图法获得这四个静态伏安特性图象，不胜乏味。而利用示波器显示富有动感的伏安特性图象，对图象所蕴涵的物理规律作形象的动态追踪，不仅能完善和拓展学生对伏安特性图象物理意义的认识，同时也充分展示了学科知识、技能的综合应用，丰富学生的阅历。用示波器显示图象，实质上是以荧光屏为“纸”、以受到控制信号调制的电子束为“笔”重复作图。由于示波器是高内阻仪器，不论其X轴输入还是Y轴输入，一般都不能直接串入待测电路测量电流。在显示伏安特性图象时，需要通过“取样”，把电路中的电流信号转换为电压信号，满足待测电路和示波器正常工作需求。图1是显示线性电阻的伏安特性图象时用的电流取样电路。其中R是“待测电阻”，R0是“电流取样”电阻。示波器Y轴输入电压Uy=IRR0，与通过R的电流IR成正比，Uy大小和极性可以表示通过电阻R的电流大小和方向，这就是“电流取样”。电阻R0起了“电流传感器”的作用。示波器X轴输入电压 ，当R0阻值远小于R时， ，其大小和极性代表了电阻R两端电压的大小和极性，并且这种近似对显示图象无实质性影响。一、显示线性电阻的伏安特性图象实验电路如图2 所示。图中2V脉动直流可取自J1202型学生电源的“直流”输出（不能使用平滑直流）。它的作用是使通过待测电阻R的电流大小IR不断地增大、减小，以每秒100次的速度重复变化，满足示波器显示连续图象的要求。滑动变阻器 （20 ）的作用是控制IR的变化幅度，可以手动改变屏幕上显示的伏安特性图象的长度。R先用100 固定电阻，R0用10 固定电阻。示波器X输入置“外X”。接通2V脉动直流电源之前，先把 滑片调到最下端，把光点调到屏幕中心，表示“坐标原点”。演示可有如下四个内容：⑴. 接通2V脉动直流电源，把 滑片缓慢向上调，示波器屏幕显示一条自“原点”开始向右上方向伸展的、在“第一象限”的、倾斜的直线，这是电阻R的“正向”伏安特性图象。⑵. 把 滑片缓慢调回到最下端，图象随之缩回到“原点”。对调2V脉动直流电源极性后，再把 滑片缓慢向上调，则见一条自“原点”开始向左下方向伸展的、在“第三象限”的、倾斜的直线，这是电阻R的“反向”伏安特性图象。⑶. 把 滑片缓慢调回到最下端，图象随之缩回到“原点”。把2V脉动直流换成2V交流后，再把 滑片缓慢向上调，则见一条自“原点”向第一、第三象限双向伸展的对称的倾斜直线，这是电阻R完整的双向伏安特性图象。⑷. 把滑片缓慢调回到最下端，把R换成200 变阻器，其阻值先调到100 ，把 滑片缓慢向上调，使双向伏安特性图象长度合适。然后调节R的阻值，可见直线斜率随R值减小（增大）而增大（减小）。形象而又动态地说明了图象斜率的物理意义。如图3所示（其中坐标轴是人为加进去的，下同）。线性电阻的伏安特性图象是一条过原点并且贯穿一、三象限的直线。图象的第三象限部分和第一象限部分具有同等重要的物理意义，是“线性”的基本体现。在用描点作图法获得静态伏安特性图象时，一般只测绘其“正向”部分，这是描点作图法的局限，而且“不经意”间向学生传递了对线性电
