monitor V(t) Tubo a raggi catodici: Tubo sotto vuoto (vetro) C A 1 A 2 A 3 Fascetto di elettroni Punto luminoso

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1 L scillscpi l srumen più uilizza per sudiare grandezze eleriche variabili nel emp. Ha un scherm sul quale viene visualizza il grafic della grandezza in funzine del emp: Grazie ai cmandi accessri pssn essere variae le scale del grafic in un grande inervall di valri, in md da visualizzare segnali leni velci, di grande piccla ampiezza. mnir V() (ms/cm) (V/cm) cmandi Nell scillscpi analgic la visualizzazine viene enua fcalizzand un fasce di elerni in diversi puni di un scherm ricper di maeriale fsfrescene. Arrivand nel cenr dell scherm gli elerni cedn la lr energia agli ami del fsfr, che pi si diseccian prducend fni e generand csi un punin lumins. Tub a raggi cadici: Tub s vu (ver) fsfr asce di elerni Pun lumins A 1 A A 3 =filamen, =cad, A 1,A,A 3 =andi Gli elerni, emessi dal filamen incandescene, vengn accelerai dagli andi fin a circa 1 kev. La psizine del pun lumins sull scherm può essere mdificaa deviand la raieria del fasce di elerni all inern del ub. Ad esempi, applicand un camp eleric rgnale al fasce, si esercia una frza in direzine rgnale alla raieria, deviand il fasce. La psizine del pun lumins sull scherm può essere mdificaa deviand la raieria del fasce di elerni all inern del ub. Ad esempi, applicand un camp eleric rgnale al fasce, si esercia una frza in direzine rgnale alla raieria, deviand il fasce. A 1 A A 3 A 1 A A 3 Z La psizine del pun lumins sull scherm può essere mdificaa deviand la raieria del fasce di elerni all inern del ub. Ad esempi, applicand un camp eleric rgnale al fasce, si esercia una frza in direzine rgnale alla raieria, deviand il fasce. A 1 A A 3 V La deviazine lung può essere enua facend passare il fasce ra le due armaure di un cndensare (parallele a Z) al quale viene applicaa una ensine V. Z La psizine del pun lumins sull scherm può essere mdificaa deviand la raieria del fasce di elerni all inern del ub. Ad esempi, applicand un camp eleric rgnale al fasce, si esercia una frza in direzine rgnale alla raieria, deviand il fasce. V Z A 1 A A 3 La deviazine lung può essere enua facend passare il fasce ra le armaure di un alr cndensare (parallel a Z) al quale viene applicaa una ensine V. 1

2 Nel ub cadic sn preseni ambedue i cndensari (dei placchee di deflessine). mbinand pprunamene le ensini V x e V y si può spsare il punin lumins in un pun qualsiasi dell scherm. A 1 A A 3 V V Z lleghiam adess la deflessine sull scherm alla differenza di penziale applicaa alle placchee di deflessine. L elerne esce dal cad e viene accelera dagli andi. Se l ulim and si rva ad un penziale V, l elerne acquisa una energia =ev. quindi uscira dal cannne elernic cn una velcia daa da 1 ev mv ev v m ninuerà a muversi cn quesa velcià nel vu del ub a raggi cadici finchè nn enrerà nel camp eleric presene ra le placchee di deflessine. V Le deflessini sn prprzinali alle ensini V x e V y applicae alle placchee. A 1 A A 3 v Il camp sarà =V y /d Nel camp l elerne subirà una frza direa lung l asse y (rgnale alle sua velcià iniziale) e quindi la raieria viene deflessa. Siccme la frza è csane, il m è unifrmemene accelera lung y, menre è unifrme lung z: y 1 a y cn z v liminand si iene y 1 y e evy ay m m md z ay v 1 evy m z md ev 1 Vy z 4d V All uscia delle placchee (dp una disanza l lung l asse z) l elerne si sara spsa lung di una quanià 1 Vy y( l) l 4d V dy g( ) d dz ed uscirà cn un angl 1 4 Vy z Vy z Vy l dz zl d V d V d V zl zl Quindi dp una ulerire disanza L si spserà ulerirmene lung di Lg, ed arriverà sull scherm ad una disanza dal cenr =Lg +y(l) 1 1 V V A 1 A A 3 v d l L A 1 A A 3 v d l L Si iene quindi 1 V V 1 y 1 y( l) Lg( ) l L l 4d V d V d DV La deflessine è quindi prprzinale alla differenza di penziale V y. L sess di scrs si può fare per. La csane D è dea fare di deflessine (in cm/v) e può essere reglaa ramie i cmandi frnali dell scillscpi. y V A 1 A A 3 v d y l l V L l L V y Nrmalmene si vule sudiare una ensine variabile nel emp V(). L si fa cnneendla all ingress vericale, in md che la deflessine vericale del pun lumins sull scherm sia D V () nempraneamene viene generaa inernamene all scillscpi una ensine V x a dene di sega: D Quindi la ensine da sudiare prvca l spsamen vericale del pun lumins, e cnempraneamene ques si spsa a velcià csane rizznalmene. Il risula è un grafic della ensine in funzine del emp. Ovviamene, il fare di deflessine rizznale va regla in md da per sservare ue le variazini del segnale V(), e quell vericale va regla in md che l ampiezza della deflessine sia sufficiene alla visualizzazine.

3 V y () V y () V y () V y () V y () V y () 3

4 V y () V y () V y () V y () V y () V y () 4

5 V y () V y () V y () V y () V y () V y () 5

6 V y () V y () V y () V y () V y () V y () 6

7 Se la V() e peridica e la Vx() ha l sess perid, il fasce ripercrrera esaamene l sess percrs nel perid successiv. V y () Ques viene fa mlissime vle al secnd, e a causa della persisenza dell immagine sulla reina, si vede un disegn sabile V y () quindi essenziale sincrnizzare il perid del dene di sega a quell dell nda in esame. Perid nn sincrnizza: è un circui all inern dell scillscpi de circui di rigger, che rislve ques prblema. Il circui cnfrna il livell e la pendenza del segnale d ingress cn dei valri di riferimen che si pssn impsare. V() V Trigger Perid sincrnizza: è un circui all inern dell scillscpi de circui di rigger, che rislve ques prblema. Il circui cnfrna il livell e la pendenza del segnale d ingress cn dei valri di riferimen che si pssn impsare. Il circui di rigger fa parire il dene di sega ue le vle che il livell del segnale e la sua pendenza sn quelli impsai. In ques md si sincrnizza il dene di sega al segnale V() V() V Trigger V Trigger T T 7

8 Il md miglire per imparare ad usarl è lavrarci! L scillscpi che avree a dispsizine è un Nainal VP-50A, scillscpi a due canali. Si pssn visualizzare cnempraneamene due segnali indipendeni, chiamai canale 1 e canale : V 1 () V () Di sli la prima csa da fare è verificare i cmandi di rigger. INT-LIN-T Su INT funzina il circui di rigger che sincrnizza aumaicamene il dene di sega al segnale Su LIN il dene di sega è sincrn cn la ensine di ree a 50 Hz Su T il dene di sega è sincrn cn un segnale applica dall esern, ad un appsi ingress di Trigger NORM-H1-H Permee di selezinare il segnale a cui sincrnizzare il dene di sega. Se il canale di ineresse è l 1, si userà H1, sennò H: nei due casi il rigger è il segnale applica all ingress scel. Su nrm la srgene è il segnale visualizza sul ub a raggi cadici. LVL, I, SLOP cnrlla il valre della ensine di riferimen del rigger e la pendenza di riferimen. Quand è cmpleamene rua in sens rari, su I, è regla in md aumaic. Si pu irare la manpla spingerla per selezinare la pendenza; girandla si regla il livell. La prima csa da fare è meere il rigger su au: ques permeerà di vedere il segnale, anche se nn sincrnizza, e di reglare csì le deflessini vericale e rizznale. Una vla visualizza il segnale, se nn è sincrn, si prà uilizzare il rigger inern regland livell e pendenza. Velcià del dene di sega, da 0.5s a 0. s per quadre are di deflessine Vericale canale 1 (da V a 1 mv per divisine) are di deflessine Vericale canale (da V a 1 mv per divisine) 8

9 ircui di TRIGGR are di deflessine Vericale canale (da V a 1 mv per divisine) are di deflessine Vericale canale (da V a 1 mv per divisine) Us dell Oscillscpi La prima csa da fare è meere su cal i penzimeri di araura dei fari di deflessine e della base dei empi (cerchiai di verde nella figura). Vann ruai cmpleamene in sens rari. Us dell scillscpi: la secnda csa da fare è reglare l zer delle racce rizznalmene (emp): Si mee il rigger su AUTO Si men a zer i segnali in ingress a H1 e H, cmmuand su GND i cmmuari idenificai in rss Si regla la psizine rizznale delle racce cn il penzimer idenifica in azzurr, in md che le racce riempian l scherm (spess ques va già bene fin dall inizi). 9

10 Us dell scillscpi: la erza csa da fare è reglare l zer delle racce vericalmene: Si mee il rigger su AUTO Si men a zer i segnali in ingress a H1 e H, cmmuand su GND i cmmuari idenificai in rss Si regla la psizine vericale delle racce cn il penzimer idenifica in azzurr, facend cincidere le due racce cn linee della quadreaura. Traccia reglaa sull zer per enrambi i canali A ques pun si rimen i cmmuari di ingress su D (indicai in azzurr) Regland il fare di deflessine vericale (idenifica in rss) si dvrebber vedere i due segnali. Due visualizzazini pssibili: Su au/nrm si grafica V(H1) e V(H) in funzine di Su - si grafica V(H1) in funzine di V(H) e quindi si vede una ellisse: Visualizzazine () ciè H1(H): usare la cnfigurazine indicaa dai cerchi azzurri. nrllare l zer meend i due segnali a GND (indicai in rss). Si vedrà un punin che va mss cn i cmandi psiin (indicai in verde) fin a prarl al cenr dell scherm Rimeend su ff i pulsani GND si vede l ellisse, le cui dimensini vericale ed rizznale dipendn dalle crrispndeni impsazini V/div 10

11 A(f)=V u /V in A(f)=V u /V in V in V in V u V u Med piu furb (f)=/t (f)=/t T T Med piu furb Med dell ellisse sin(f)=a/b=c/d Si applican i segnali ai due assi rgnali. V V cs cs( ) b a liminand viene una eq. () di una ellisse. c d 11

12 Dal manuale dell scillscpi analgic ISO-TH ISR 6 Dal manuale dell scillscpi is-ech-6 Dal manuale dell is-ech isr 6 Oscillscpi Digiali Sn sempre più diffusi. Invece di defleere il fasce elernic, la ensine in ingress viene campinaa da un cnverire analgicdigiale e visualizzaa sull scherm di un piccl cmpuer. Sn ml cmdi, cn aumaismi di cnfigurazine e di misura, ma hann qualche limiazine dvua al campinamen e alla quanizzazine (vedi labrari ann prssim). L esperienza del 15 Aprile 015 arica e scarica di un cndensare. Us dell scillscpi. Sudi del circui R (nda quadra) Avree a dispsizine: ndensari Resisenze rnmer Mulimer digiale avi di cllegamen Oscillscpi Nainal a canali Generare di segnali alernai (sinusidali, quadri ec.) Prima pare eserciazine : carica cndensare (circui R cn lunga csane di emp) Mnare il circui sulla basea, misurare V V in funzine del emp. Siccme cn i valri suggerii (33M e.) il prcess è len, si pssn misurare le ensini cn il vlmer digiale a inervalli di emp reglari scandii da un crnmer. Pee anche filmare cn il elefnin le leure di crnmer e vlmer. Ricrdare che R è la resisenza inerna del vlmer, e che V è la ensine dell alimenare da misurare cn il mulimer. V R 1 R V c V V 1

13 V c /V R 1 =30 M R =10M =. V / V (s) Da ques grafic si ricava il valre asinic V R V R e quindi R. 1 R (V -V c )/V Pendenza = -1/= -1/R P (s) Allra si pu graficare in scala semilg V V c / V Dalla pendenza si ricava e quindi di nuv R. Secnda pare eserciazine : carica e scarica del cndensare (circui R cn breve csane di emp) Ssiuire R e cn valri inferiri (.7k e n). La csane di emp è ml diminuia (R=59s) e il prcess è rpp velce per usare vlmer e crnmer. Però si può visualizzare l sess il prcess di carica (e scarica) usand l scillscpi. Invece che caricare e scaricare il cndensare cllegandl a man all alimenare V, si usa un generare di funzini che può generare ensini peridiche di diverse frme. L uscia TTL genera una ensine peridica che si alerna ra 0V e 5V. Usand un perid ml più lung della csane di emp, quand la ensine ransisce da 0 a 5V inizia la carica del cndensare, che si cmplea prima che la ensine ransisca nuvamene a 0V. Quand ransisce da 5V a 0V pare la scarica. Anche quesa si cmplea prima della successiva ransizine del generare da 0V a 5V. Secnda pare eserciazine : carica e scarica del cndensare (circui R cn breve csane di emp) ircui R V g () Generare di funzini (uscia TTL, frequenza f=1khz) V g ()=0V..5V R 1 V c () scillscpi Resisenza inerna R 5V f=1/t=1.0 khz V g 0V 5V V c 0V 60s 500s 60s 500s Oscillscpi analgic cllega cn uscia a 50 Ohm del Generare di funzini Generare di funzini Uscia TTL del Generare di funzini Reglazine frequenza Uscia TTL del generare di funzini 13

14 Secnda pare eserciazine : (circui R cn breve csane di emp) Scegliend un perid dell nda quadra di 1 ms (frequenza 1 khz) si ha abbasanza emp nella fase ala e nella fase bassa della ensine del generare per cnsenire la carica e scarica praicamene cmplee del cndensare. Sull scherm si pssn quindi campinare i valri della ensine al passare del emp, e ricsruire l sess grafic fa nella prima pare dell esperienza, dal quale si misurerà nell sess md la nuva csane di emp. Si pssn usare anche i dai della scarica, cn la frmula relaiva, e la csane di emp deve venire la sessa enr gli errri. La resisenza inerna dell scillscpi è ml elevaa (1M) e quindi nn è facilmene misurabile in ques cas. 5 V c (V) 0 0 V ( ) V (1 e / ) s/cm V 1V/cm ( )/ ( ) Ve (s) 1000 Terza pare eserciazine : (circui R cn breve csane di emp cn parire) Si aggiunge un resisre in parallel al cndensare (ad es.da.7k). Si ripen le misure di ensine ai capi del cndensare in funzine del emp. he differenze ci sn rispe al cas precedene? Quale è il valre asinic per la ensine di carica del cndensare? me cambia la csane di emp? Perché? (vedi lezine) V g () Generare di funzini (uscia TTL, frequenza f=1khz) V g ()=0V..5V R R 1 ircui R V c () scillscpi Resisenza inerna ircui R : schema di mnaggi R Prblemi praici: Le cnnessini ai BN vann fae cn cavei BN-cccdrill. Il rss e cnness al cenrale, il ner all scherm. GN Oscillscpi H1 H R Generare di segnali Oscillscpi H 1: misura V in =cccdrilli rssi Basea Oscillscpi H: misura V u =cccdrilli neri Generare di segnali Basea Oscillscpi 14