Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- lab3:контрольные_вопросы32 [2019/04/03 11:16]
root_s создано
+++ lab3:контрольные_вопросы32 [2025/07/01 11:59] (текущий)
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
+===== Задания  =====
+=== ВАХ неоновой лампы ===
+{{ :lab3:5.png?600 |Рис. 5.}}
+  - Получите на экране осциллографа вольтамперную характеристику неоновой лампы. Определите потенциал зажигания и гашения разряда для положительной и отрицательной ветвей ВАХ. Для этого на электронном блоке выберите режим переменного рабочего напряжения (переключатель $П_{1}$ в положении ($\sim $)). Отключите RC цепочку (все переключатели $П_{4} - П_{6}$ в положении ВЫКЛ). Переключатель $П_{3}$ в положении ВАХ.
+  - Изменяя частоту следования импульсов пронаблюдайте изменение формы ВАХ. Объясните причины этих изменений, принимая во внимание характерные времена, обусловленные наличием сопротивлений и паразитных емкостей в измерительной схеме. Подтвердите экспериментально правильность вашего объяснения. Зафиксируйте рисунком или фотографией ВАХ при частотах $50$ Гц, $500$ Гц, $5$ кГц и $50$ кГц.
+  - Измерьте минимальное значение тока через неоновую лампу, при котором самостоятельный разряд еще существует. Оцените внутреннее сопротивление лампы.
+=== Релаксационный генератор ===
+  - Изучите приведенную на рисунке 6 {{ :lab3:6.png?600 |Рис. 6. Принципиальная схема релаксационного генератора на неоновой лампе}} принципиальную схему релаксационного генератора (РГ) на неоновой лампе. Выберите режим постоянного рабочего напряжения: переключатель $П_1$ в положении «−». Включите RC цепочку: хотя бы один из переключателей $П_4 - П_6$ в положении «ВКЛ» (рычажок переключателя в верхнем положении). Установите $П_2$ в положение «+», П3 в положение РГ. Для различных номиналов RC цепи изменением выходного напряжения с генератора добейтесь работы релаксационного генератора при различных значениях RC. Зарегистрируйте соответствующие осциллограммы. Определите рабочий диапазон напряжений $U_Р$ работы РГ
+  - Стремясь получить наибольшую частоту генерации импульсов при выбранном значении $C,$ учитывайте, что разряд должен иметь возможность потухнуть: $\frac{U_А}{R_3}<I_{min}$ (см. п. 3 задания I). Используя радиочастотный кабель при измерении временных характеристик импульса, учитывайте, что погонная емкость кабеля составляет 100 пф/м.
 ===== Контрольные вопросы =====
+  - Как и почему начинается самостоятельный разряд? Выпишите условие возникновения разряда.
+  - Почему напряжение гашения лампы меньше напряжения зажигания?
+  - Объясните асимметрию осциллограмм и ВАХ относительно полярности рабочего напряжения.
+  - Объясните причину изменения вида осциллограмм (ВАХ) при изменении частоты входного напряжения.
+  - Объясните принцип работы релаксационного генератора.
+  - От чего зависит частота и диапазон рабочих напряжений релаксационного генератора?
+  - От чего зависит вид восходящего и нисходящего участка сигнала с релаксационным генератором.
+  - Почему меняются параметры релаксационного генератора при смене полярности?
+===== Литература =====
+  - Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т. 3. Электричество. М.: Наука, 1983.
+  - Б.А. Князев. Низкотемпературная плазма и газовый разряд. Новосибирск: НГУ, 2003.
+  - Ю.Б. Райзер. Физика газового разряда. Изд. 2-ое, доп. и перераб. М.: Наука, 1992.
+===== Приложение =====
+{{ :lab3:0_3-3.jpg?direct&200 |}}
+Неоновая лампа ТН--0.3--3 применяется в качестве индикаторных, сигнальных элементов в различных электротехнических и радиотехнических устройствах.
+Основные технические характеристики ТН--0.3--3:
+  * Тип тока: постоянный
+  * Напряжение зажигания: 150 В
+  * Напряжение горения: 65 В
+  * Наибольший ток разряда: 0,3 мА
+  * Срок службы: 200 ч
+  * Диаметр балонна: 9,5 мм
+  * Длина: 34,5 мм
+  * Тип цоколя: E10/13
+Лампа относятся к ионным газоразрядным приборам с холодным катодом, возникающий в процессе работы прибора самостоятельный тлеющий разряд сопровождается свечением, цвет свечения зависит от состава газа (для индикаторных ламп наиболее распространен оранжево--красный). Материалом электродов служит обычное железо, молибден, никель, алюминий, для снижения порога зажигания (начала разряда) катод покрывается активирующим веществом.
+Лампа включаются в сеть соответствующего напряжения через токоограничивающий (балластный) резистор, предотвращающий переход тлеющего разряда в дуговой.
+{{ :lab3:33.jpg?direct&250 |}}
+/*
   - Что такое ток гашения неоновой лампы, как его измерить?
-  - Какие физические процессы обуславливают наличие участка с отрицательным динамическим сопротивлением ($R_d=\frac{dU}{dI}$) на ВАХ газоразрядной лампы?
+  - Какие физические процессы обуславливают наличие участка с отрицательным динамическим сопротивлением $R_d=\frac{dU}{dI}$ на ВАХ газоразрядной лампы?
   - Приведите оценку времени гашения тлеющего разряда.
+---------------
+==== Упражнение 1. Снятие вольт-амперной характеристики (ВАХ) ====
+  - Выберите режим переменного рабочего напряжения: переключатель $П_{1}$ в положении ($\sim $).
+  - Отключите RC цепочку: все переключатели $П_{4} - П_{6}$ в положении ВЫКЛ (рычажок переключателя в нижнем положении), состояние переключателей $П_{2}$, $П_{7} - П_{9}$ --- безразлично.
+  - Переключатель $П_{3}$ в положении ВАХ.
+  - Зарегистрируйте осциллограммы $U_А$, $U_К$ (разъемы $Р_{2}$, $Р_{3}$) в режимах **XY** (фигуры Лиссажу, непосредственно ВАХ) и в режиме **XT**, **YT**. Упражнение проделать при нескольких частотах генератора в диапазоне $100$ Гц --- $50$ кГц и различных напряжениях. При использовании 4--х лучевого осциллографа можно параллельно, регистрировать и рабочее напряжение $U_Р$ с разъема $Р_{4}$.
+  - Проделайте те же упражнения с положением $П_{2}$ в режиме РГ.
+  - Уметь объяснить все наблюдаемые эффекты.
+==== Упражнение 2. Релаксационный генератор (РГ) ====
+  - Выберите режим постоянного рабочего напряжения: переключатель $П_{1}$ в положении $"-"$.
+  - Включите RC цепочку: хотя бы один из переключателей $П_{4} - П_{6}$ в положении ВКЛ (рычажок переключателя в верхнем положении).
+  - Установите $П_{2}$ в положение $"+"$, $П_{3}$ в положение РГ.
+  - Для различных номиналов RC цепи изменением выходного напряжения с Г3--109 добейтесь работы релаксационного генератора при различных значениях RC.
+  - Зарегистрируйте соответствующие осциллограммы.
+  - Определите рабочий диапазон напряжений $U_Р$ работы РГ.
+Проделайте те же упражнения при смене полярности $U_Р$ (переключатель $П_{2}$ в положении $"-"$.)
+==== ОСНОВНЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ====
+  - Как и почему начинается самостоятельный разряд? Выпишите условие возникновения разряда.
+  - Почему напряжение гашения лампы меньше напряжения зажигания?
+  - Объясните асимметрию осциллограмм и ВАХ относительно полярности рабочего напряжения.
+  - Объясните причину изменения вида осциллограмм (ВАХ) при изменении частоты входного напряжения.
+  - Объясните различия ВАХ при включенном и отключенном резисторе $R_{2}$ (переключатель $П_2$).
+  - Объясните работу релаксационного генератора.
+  - От чего зависит частота РГ.
+  - От чего зависят восходящая и нисходящая область сигнала с РГ.
+  - Почему меняются параметры РГ при смене полярности?
+  - От чего зависит рабочий диапазон рабочих напряжений РГ.
+Преподаватель может задать и другие вопросы по теме лабораторной работы.
+==== ВОЗМОЖНЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ====
+  - Попробуйте запустить релаксационный генератор с отключенной RC--цепочкой. Объясните причины трудностей осуществления такого режима.
+  - Снимите осциллограммы согласно упражнению по снятию ВАХ с минимальным значением RC и минимальной частотой Г3-109. Объясните что увидите.
+  - Попробуйте более строго рассчитать частоту генерации РГ при заданных (в вашем эксперименте) значениях $R$, $C$, $U_Р$. Сравните результаты расчетов с экспериментальными данными. Объясните причины возможного различия этих результатов.
+/*
+  - Что такое ток гашения неоновой лампы, как его измерить?
+  - Какие физические процессы обуславливают наличие участка с отрицательным динамическим сопротивлением $R_d=\frac{dU}{dI}$ на ВАХ газоразрядной лампы?
+  - Приведите оценку времени гашения тлеющего разряда.
+*/
+Назад к  [[:lab3:эксперимент32|описанию установки]] или далее к [[lab3:lab3|описанию]] лабораторных работ "Электрический ток в газах и жидкостях"