Trillingen in beeld

• Mens & Natuur
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 1

Leerdoelen

• Je kent de betekenis van de begrippen :
  frequentie, trillingstijd en amplitude.
• Je kunt een trillingsgrafiek of oscilloscoop aflezen.
• Je kunt m.b.v. de informatie van een trillingsgrafiek of oscilloscoop de trillingstijd en frequentie bepalen.

Welke pijl geeft hier de amplitude aan?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Welke pijl geeft hier de trillingstijd aan?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Oscilloscoop

Een oscilloscoop is een apparaat dat een elektrische trilling (oscillatie) zichtbaar maakt op een beeldscherm.

Een bekend voorbeeld hiervan vind je terug in de hartmonitor.

Met behulp van een microfoon (of een toongenerator) kun je een toon in de vorm van een elektrisch signaal aanbieden aan de oscilloscoop.

De oscilloscoop zal bij de juiste instellingen deze toon in een duidelijke trillingsgrafiek zichtbaar maken.

In deze grafiek kun je voor elk tijdstip aflezen hoe groot de uitwijking is.

Je ziet dat op het beeldscherm één volledige trilling is afgebeeld.

Hoe groot is de amplitude van deze trilling?

1. 0,5 div
2. 2,5 div
3. 5 div
4. 10 div

De tijdbasis geeft aan hoe snel het lichtpuntje van links naar rechts door de hokjes gaat.
Hieruit kun je de schermtijd afleiden.....
In dit geval staat de tijdbasis ingesteld op 1 ms/div
(1 milliseconde per division).

Hoe groot is de schermtijd?

1. 5 div dus 5 ms
2. 10 div dus 10 ms
3. 5 div dus 5 s
4. 10 div dus 10 s

Hoe groot is de trillingstijd van deze trilling?

1. 10 ms dus 0,1 s
2. 10 div dus 0,01 s
3. 10 ms dus 0,001 s
4. 10 div dus 10.000 s

Als je weet dat de Trillingstijd 0,01 s is (T = 0,01 s), kun je ook uitrekenen hoeveel trillingen in één seconde passen.

Je gebruikt hiervoor: f = 1/T

Dat levert f = 1/T = 1/0,01 = 100 Hz

Deze trillingsgrafiek hoort dus bij een toon van 100 Hz
(f = 100 Hz)

Stappen:

• Bepaal zo goed mogelijk het aantal golven dat op het scherm staat.
  
  
• Bepaal a.d.h.v. de tijdbasis de schermtijd.
  
  
• Bereken de trillingstijd T. (Schermtijd : aantal golven)
  
  
• Bereken de frequentie ( f = 1/T )

In de volgende schermen gaan we volgens het stappenplan de frequentie van deze trilling op de oscilloscoop bepalen.

(Bepalen betekent hier dat je je ook informatie uit de grafiek moet aflezen en vervolgens gaat rekenen.)

Hoeveel golven staan op het scherm?

1. 1
2. 2
3. 4
4. 5

Hoe groot is de schermtijd?

1. 1 ms
2. 10 div
3. 5 ms
4. 10 ms

Hoe groot is de trillingstijd?

1. 10 ms dus 0,1 s
2. 5 ms dus 0,05 s
3. 10 ms dus 0,01 s
4. 5 ms dus 0,005 s

Hoe groot is de frequentie?

1. f= 0,005 Hz
2. f = 200 Hz
3. f = 500 Hz

In de volgende schermen gaan we volgens het stappenplan nogmaals de frequentie van een trilling op de oscilloscoop bepalen.

Let op deze is wel wat complexer!

Hoeveel golven staan op het scherm?

1. 3
2. 2
3. 1,5
4. 5

Hoe groot is de schermtijd?

1. 1 ms
2. 10 div
3. 5 ms
4. 50 ms

Hoe groot is de trillingstijd?

1. 5 ms dus 0,005 s
2. 10 ms dus 0,01 s
3. afgerond 33 ms dus 0,033 s
4. 50 ms dus 0,05 s

Hoe groot is de frequentie?

1. ongeveer 30 Hz
2. ongeveer 0,033 Hz
3. 0ngeveer 333 Hz

En nu alleen....
Bepaal volgens het stappenplan de frequentie van de trilling op de oscilloscoop.

Hoe groot is de frequentie?

Stappen:

• Bepaal zo goed mogelijk het aantal golven: 
  3,5
  
• Bepaal de schermtijd:
  10 x 10 ms = 100 ms = 0,1 s  
  
• Bereken de trillingstijd:
  T = 0,1 / 3,5 = 0,2857.... s
  
• Bereken de frequentie:
  f = 1/T = 1 / 0,2857... = 350 Hz

En nog een ...
Bepaal volgens het stappenplan de frequentie van de trilling op de oscilloscoop.

Hoe groot is de frequentie?

Stappen:

• Bepaal zo goed mogelijk het aantal golven: 
  4,25
  
• Bepaal de schermtijd:
  10 x 20 ms = 200 ms = 0,2 s  
  
• Bereken de trillingstijd:
  T = 0,2 / 4,25 = 0,04705... s
  
• Bereken de frequentie:
  f = 1/T = 1 / 0,04705... = 21,25 Hz

En de laatste ...
Bepaal de frequentie van de trilling op de oscilloscoop.

Het rare symbool µ betekent micro (miljoenste)

Dus 1 ms = 1000 µs

Hoe groot is de frequentie?

Stappen:

• Bepaal zo goed mogelijk het aantal golven: 
  1,5
• Bepaal de schermtijd:
  10 x 50 µs = 500 µs (0,5ms) = 0,0005 s  
  
• Bereken de trillingstijd: 
  T = 0,0005 / 1,5 = 0,00033.... s
• Bereken de frequentie: 
  f = 1/T = 1 / 0,00033... = 3000 Hz (3 kHz)