Osiloskopta alternatif gerilim

Öğretim programları: GCSE (ac and dc), A-level, Sek I

Tam sürümü aç ↗

Amaç

Alternatif bir gerilimin periyodunu, frekansını, genliğini ve etkin değerini ölçmek.

Düzenek

AC gerilim kaynağı: sinüs dalgası, genlik 5 V, 50 Hz. Çıkışına AC modunda bir voltmetre ve bir osiloskop (CH1, 2 V/bölme, 5 ms/bölme) bağlıdır.

İşlem basamakları

1. Ekran ızgarasını kullanarak sinyalin periyodunu ve tepeden tepeye değerini bulun.
2. Osiloskobun menü şeridindeki otomatik ölçümlerle karşılaştırın (Vpp, Vrms, frekans, periyot).
3. Voltmetreyi DC moduna, ardından yeniden AC moduna alın.
4. Kaynakta 100 Hz ayarlayın, ardından “Kare” dalga biçimini seçin.

Beklenen sonuç

Periyot 4 bölmedir (20 ms), frekans 50 Hz'dir; tepeden tepeye değer 5 bölmedir (10 V). AC modundaki voltmetre yaklaşık 3,54 V gösterir — genlik bölü \(\sqrt{2}\); DC modunda — yaklaşık 0 (sinüs dalgasının ortalaması). 100 Hz'de bir periyot 2 bölme kaplar. Genliği 5 V olan bir kare dalga için etkin değer 5 V'tur.

Sorular

1. Voltmetre neden 5 V değil de 3,54 V gösterir?
2. 5 ms/bölme ayarında ekrana 50 Hz'lik sinyalin kaç periyodu sığar?

Cevaplar

1. AC modunda voltmetre etkin değeri gösterir: bir direnci aynı ölçüde ısıtacak DC gerilimi. Sinüs dalgası için bu değer \(U_{rms} = U_0 / \sqrt{2}\) = 5 V / 1,414 ≈ 3,54 V'tur; 5 V ise gerilimin yalnızca tepelerde ulaştığı genliktir.
2. Ekran 10 bölme genişliğindedir; bu yüzden 5 ms/bölme ayarında 10 × 5 = 50 ms gösterir. 50 Hz'lik sinyalin bir periyodu \(T = 1 / f\) = 20 ms sürer; bu yüzden ekrana 50 / 20 = 2,5 periyot sığar.