دانلود گزارش کار آزمایشگاه الکترونیک 1 (رشته فیزیک کاربردی)

مقاومت :

برای خواندن مقدار مقاومت‌ های کربنی از کدهای رنگی استفاده می‌کنیم به این ترتیب که : رنگ اول و دوم را به صورت عدد و رنگ سوم را به صورت توان عدد ده در آنها ضرب می‌کنیم و رنگ چهارم بیانگر درصد خطا است.

درصد خطا (عدد چهارم) × عدد سوم10 × عدد اول و دوم = مقدار مقاومت

اگر رنگ چهارم طلایی بود 5% خطا و اگر نقره‌ای بود 10% خطا در نظر می‌گیریم و اگر رنگ چهارم نداشتیم خطا 20% است.

اگر رنگ سوم طلایی بود بین رقم اول و دوم ممیز می‌گذاریم ولی اگر رنگ سوم نقره‌ای بود، ممیز قبل از دو رقم قرار می‌گیرد.

خازن :

1- خازن الکترولیتی : خازنهایی که پایه‌های مثبت و منفی دارند.

برای تشخیص پایه‌های مثبت و منفی : اصولاً در این خازنها یک نوار رنگی در کنار پایه منفی وجود دارد یا پایه‌های مثبت بلندتر از پایه‌های منفی هستند. همچنین حداکثر ولتاژ هم روی آنها نوشته شده و ظرفیت‌شان برحسب mf نیز مشخص است.

2- خازن غیرالکترولیتی : این خازن‌ها به دو صورت خازن‌های عدسی و خازن‌های مکعبی در آزمایشگاه وجود دارند. این نوع خازن‌ها پایه‌های مثبت و منفی ندارند و ظرفیت آنها نیز معلوم است.

برای خواندن ظرفیت این نوع خازن، معمولاً عددی روی آنها نوشته شده است که باید دو رقم اول را بنویسیم و به ازای رقم سوم صفر بگذاریم. این عدد ظرفیت خازن را برحسب پیکو فاراد نشان می‌دهد.

333               33000 pf

1 mf : 10-3 f

1 mf : 10-6 f

1 nf : 10-9 f

1 pf : 10-12 f

دیود :

در آزمایشگاه سه نوع دیود داریم:

1-LED : (در رنگ های مختلف) برای تشخیص آند و کاتد : چون این دیودها شفافند می‌توانیم اتصال داخل آنها ببینیم. خواهیم دید که، اتصال میانی با دو عرض مشخص است، عرض بزرگتر آند و عرض کوچکتر کاتد است (تقریباً مانند یک فلش است) و عبور جریان نیز در جهت فلش است. (کاتد              آند)

دیود در حالت ایده‌آل هم‌ارز یک کلید است.

                                 کلید بسته                                      بایاس مستقیم

                                 کلید باز                                        بایاس معکوس

اگر این نوع دیود را به جریان متناوب وصل کنیم به علت عوض شدن جهت جریان به نظر می‌رسد این دیود روشن و خاموش می‌شود.

2- دیود زنر : این نوع دیود برای تثبیت ولتاژ استفاده می‌شود. در بایاس معکوس هنگامیکه پدیده بهمن اتفاق می‌افتد (در ولتاژ ثابت، جریان بالا می‌رود) این دیود تازه شروع به کار می‌کند. برای تشخیص آند و کاتد : یک طرف این دیود رنگ تیره‌ای دارد، این نوار کاتد است.

3- دیود معمولی : از دو جنس متفاوت ژرمانیوم و سلسیوم ساخته می‌شود. برای تشخیص آند و کاتد : در یک سمت آنها نوار رنگی وجود دارد که کاتد است. اگر نوار رنگی بر روی این نوع دیودها وجود نداشت می‌توانیم با آزمایش آند و کاتد آنرا مشخص کنیم.

ترانزیستور ها :

ترانزیستور ها همگی سه پایه دارند. در کنار یکی از پایه‌ها یک زائده وجود دارد که مشخص کننده پایه امیتر است. به دو نوع NPN و PNP تقسیم می‌شوند.

صفحات برد بورد :

این صفحات از چهار تکه تشکیل شده‌اند. طبقات 1 و 4 مانند هم و طبقات 2 و 3 نیز مانند هم هستند.

طبقه 1و4 : روزنه‌ها در راستای طول با هم ارتباط دارند و در راستای عرض مستقل از هم هستند.

طبقه 2و3 : روزنه‌ها در راستای عرض با هم ارتباط دارند و در راستای طول مستقل از هم هستند.

منبع تغذیه :

1- منبع تغذیه DC : ولتاژ برحسب زمان مقدار ثابتی است.

این منبع یک قطب مثبت (قرمز) و یک قطب منفی (مشکی) دارد، به عنوان خروجی منبع و ورودی آن برق شهر است.

پیچ coarse برای تنظیم ولتاژ اعمال شده بر مدار و fine برای تنظیم دقیق ولتاژ بکار می‌رود و پیچ                   برای تنظیم جریان.

ولتاژ ماکزیمم 40v و جریان ماکزیمم نیز 4A برای این دستگاه وجود دارد.

2- منبع تغذیه AC : (سیگنال ژنراتور) ولتاژ برحسب زمان تغییر می‌کند.

با سه شکل موج مربعی، زیکزاکی و سینوسی در این منبع روبرو هستیم.

توانایی‌های سیگنال ژنراتور :

1- شکل موج را تغییر می‌دهد.

2- تنظیم دامنه و ولتاژ.

3- تنظیم فرکانس .

خروجی دستگاه out put :

کلیدهای wave from : شکل تابع موج را تغییر می‌دهند.

منطقه آبی رنگ Range-Hz : محدوده تنظیم فرکانس، به وسیله پیچ تنظیم که هر عدد نشان دهنده پیچ را در رنج آبی رنگ ضرب می‌کنیم، مقدار فرکانس بدست می‌آید.

Amplitupe : تنظیم دامنه موج.

مولتی‌متر (آوومتر) : (اهم‌متر، ولتمتر، آمپرمتر)

پایه خروجی منفی با رنگ مشکی مشخص شده است (common) ، و پایه‌های خروجی مثبت با رنگ قرمز.

mA : خروجی میلی‌آمپر

m‌W : خروجی ولتمتر

10A : اندازه‌گیری حداکثر جریان 10A

محدوده Range : محدوده اندازه‌گیری سیستم بسته به اینکه خروجی پایه مثبت چیست.

محدوده Function :

dcv : متوسط ولتاژ جریان متناوب .

acv : هر جریان متناوب یک مقدار موثر دارد که با زدن این کلید نشان داده می‌شود.

(تمامی فرمول ها در فایل اصلی موجود است)

آزمایش شماره یک : (اسیلوسکوپ)

هدف : آموزش کار با دستگاه اسیلوسکوپ و کاربرد آن در مطالعه مدارهای جریان متناوب.

الف) آشنایی با اسیلوسکوپ :

وسیله‌ای است بسیار موثر و دقیق که می‌تواند سیگنال ولتاژ را نشان دهد و نوع سیگنال را آشکار کند. به وسیله این دستگاه می‌توانیم ولتاژ یک سیگنال و اختلاف فاز دو موج را اندازه‌گیری کنیم، و در صورتیکه مقاومت مدار مشخص باشد نیز می‌توانیم جریان مدار را حساب کنیم. ورودی آن می‌تواند یک سیگنال ولتاژ از یک قسمت مدار باشد.

اسیلوسکوپ دارای دو کانال است یعنی می‌توانیم دو سیگنال را همزمان از دو قسمت مدار به آن بدهیم و آن دو سیگنال را با هم مقایسه کنیم.

ورودی دستگاه :

مکان ورودی با نامهای CH1 و CH2 در نوار آبی رنگ مشخص شده است و مکان فیش های ورودی در پایین‌ترین قسمت دستگاه است.

position (پیچ تنظیم) : می‌توانیم سیگنال موج را تنظیم کنیم، یعنی در راستای عمودی بالا یا پایین ببریم.

volt /Div (ولت بر قسمت) : مقیاس محور عمودی را تغییر می‌دهد. تغییر سایز سیگنال ولتاژ برای اینکه کل موج را در راستای عمودی در صفحه نمایش ببینیم.

Time / Div (زمان بر قسمت) : مقیاس محور افقی را تغییر می‌دهد.

کلید Ac / CND / Dc  : تعیین ولتاژ AC ، کالیبره کردن اسیلوسکوپ (تعیین صفر محور عمودی)، تعیین ولتاژ DC .

Intensity : شدت نور را در صفحه نمایش کم و زیاد می‌کند.

focus : برای پهن کردن نوار نوری

Vertmode :    CH1 : کانال 1

                       chop : هر دو کانال را نشان می‌دهد

                       Alt : هر لحظه یک کانال را نشان می‌دهد

                       Add: دو سیگنال موج را جمع می‌کند

                       CH2 : کانال 2

نحوه کالیبراسیون کردن اسیلوسکوپ :

نکته : اگر سیستمی کالیبره نباشد عددی که نشان می‌دهد قابل اعتماد نخواهد بود.

دستگاه اسیلوسکوپ دارای یک سیگنال ولتاژ مشخص است که همواره ثابت است پس اگر بخواهیم دستگاه را کالیبره کنیم باید از سیگنال خودش استفاده کنیم و آنرا تنظیم کنیم، برای این کار :

1- از ولتاژ استاندارد اسیلوسکوپ به ورودی یکی از کانال‌های دستگاه وصل می‌کنیم.

2- volts /Div را آنقدر تغییر می‌دهیم تا 1vpp را نشان دهد در این صورت آن کانال اسیلوسکوپ کالیبره خواهد بود.

نحوه اندازه‌گیری ولتاژ یک سیگنال موج :

فرض می‌کنیم موج ورودی سینوسی باشد.

ابتدا باید vpp را اندازه گرفت. برای این کار تعداد خانه‌هایی که در راستای محور عمودی از قله تا دره یک موج وجود دارد را اندازه می‌گیریم.

ضریب قرائت × تعداد خانه‌های صفحه نمایش در راستای محور عمودی = Vpp

عدد خوانده شده از روی volts / Div = ضریب قرائت

نحوه اندازه‌گیری فرکانس یک سیگنال موج :

                                              ضریب قرائت × تعداد خانه‌های افقی = T

ضریب قرائت : عدد خوانده شده از Time / Div

(فاصله دو نقطه از موج که در شرایط یکسانی هستند که ضریب قرائتش ممکن است  برحسب s یا ms یا ms باشد)

s : Hz      , ms : kHz      , ms : MHz

ب) اندازه‌گیری اختلاف فاز بین دو موج :

هنگامیکه دو موج سینوسی که فرکانس آنها برابر است ولی اختلاف فاز دارند را به اسیلوسکوپ بدهیم، می‌توانیم اختلاف فاز آنها را اندازه بگیریم. برای اندازه گیری اختلاف فاز بین دو موج داده شده به صورت زیر عمل می‌کنیم :

مدار روبرو را با خازن  و مقاومت می‌بندیم و برای اسیلوسکوپ دو ورودی از مدار می‌گیریم، یکی از دو سر مدار برای  و دیگری از دو سر خازن بر روی  . (سعی می‌کنیم  هر دو کانال را هماهنگ قرار دهیم).

اگر دکمه Vertmode را روی chop بگذاریم می‌توانیم هر دو موج را همزمان مشاهده کنیم و اگر دکمه‌های موجود زیر  و  را روی  بگذاریم می‌توانیم مرکز اختلاف فاز را روی یک نقطه دلخواه تنظیم کنیم. حال اگر کلید mode را از Auto به حالت xy تغییر دهیم می‌توانیم اختلاف فاز را به صورت یک بیضی (یا دایره) مشاهده کنیم. از مرکز این بیضی تا جایی که محور عمودی را در اولین نقطه قطع می‌کند را B و تا نقطه ماکزیمم بیضی با محور عمودی را A می‌نامیم و با توجه به رابطه  می‌توانیم اختلاف فاز دو موج را محاسبه کنیم .

(فرمول ها و نمودار ها در فایل اصلی موجود است)