Колебания и волны. Алешкевич В.А - 43 стр.

42                                                          Êîëåáàíèÿ è âîëíû




 èñòî÷íèê     A                   B
  ýíåðãèè             êëþ÷
                                      êîëåáàòåëüíàÿ
                                         ñèñòåìà

                              íåëèíåéíûé
                             îãðàíè÷èòåëü


                     Ðèñ. 2.9à.                                   Ðèñ. 2.9á.
         Êëàññè÷åñêèì ïðèìåðîì àâòîêîëåáàòåëüíîé ñèñòåìû ñëóæàò ìåõàíè÷åñêèå ÷àñû
ñ ìàÿòíèêîì è ãèðÿìè. Ýòè ÷àñû ïåðèîäè÷åñêè «÷åðïàþò» ýíåðãèþ ïðè îïóñêàíèè ãèðü,
ïîäâåøåííûõ ê öåïî÷êå, ïåðåêèíóòîé ÷åðåç øåñòåðíþ ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà.
         Ïðèíöèï ðàáîòû âñåõ àâòîêîëåáàòåëüíûõ ñèñòåì ìîæíî ïîíÿòü, îáðàòèâøèñü ê
ñõåìå, èçîáðàæåííîé íà ðèñ. 2.9à.
         Ïåðèîäè÷åñêèì ïîñòóïëåíèåì ýíåðãèè â êîëåáàòåëüíóþ ñèñòåìó îò èñòî÷íèêà
ýíåðãèè ïî êàíàëó ÀÂ óïðàâëÿåò ñàìà êîëåáàòåëüíàÿ ñèñòåìà ïîñðåäñòâîì îáðàòíîé ñâÿ-
çè. Ñõåìàòè÷åñêè ýòî èçîáðàæåíî â âèäå íåêîòîðîãî çàïèðàþùåãî êàíàë À óñòðîéñòâà
(êëþ÷à), êîòîðûé óïðàâëÿåòñÿ ñàìîé ñèñòåìîé. Òàê, â çàâèñèìîñòè îò ïîëîæåíèÿ è ñêî-
ðîñòè êîëåáëþùåãîñÿ ëèñòà íà âåòðó áóäåò ðàçëè÷íîé ìîùíîñòü ñèë àýðîäèíàìè÷åñêîãî
äàâëåíèÿ.  êîíñòðóêöèè ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà (ðèñ. 2.9á) ïðèñóòñòâóåò ñïåöèàëüíîå óñò-
ðîéñòâî — àíêåð, âûïîëíÿþùèé ðîëü êëþ÷à. Ýòîò àíêåð, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé êîðî-
ìûñëî, ïðèâîäèòñÿ â êîëåáàíèå ñàìèì ìàÿòíèêîì ÷àñîâ. Ïðè îïðåäåëåííûõ ïîëîæåíè-
ÿõ îí «îòïèðàåò» îäíó èç øåñòåðåí ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà.  ýòîò ìîìåíò âðåìåíè øåñòåð-
íÿ ïðîâîðà÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò ìîìåíòà ñèë, ïðèëîæåííîãî ñî ñòîðîíû íàòÿíóòîé öåïè ñ
ãðóçîì. Ãðóç ïðè ýòîì îïóñêàåòñÿ íà íåáîëüøóþ âåëè÷èíó. Êîëè÷åñòâî ýíåðãèè, ïîñòó-
ïàþùåé â ÷àñîâîé ìåõàíèçì, ðàâíî ïî âåëè÷èíå óìåíüøåíèþ ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè
ãðóçà â ïîëå ñèëû òÿæåñòè.
         Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî ëþáàÿ àâòîêîëåáàòåëüíàÿ ñèñòåìà íåëèíåéíà. Íà ñõåìå ýòî
îòðàæåíî íàëè÷èåì â ñèñòåìå îáðàòíîé ñâÿçè íåëèíåéíîãî îãðàíè÷èòåëÿ ñèãíàëà, óï-
ðàâëÿþùåãî êëþ÷îì. Íåëèíåéíîñòü ñèñòåìû ïðîÿâëÿåòñÿ â òîì, ÷òî ïðè íà÷àëüíîì íà-
ðàñòàíèè àìïëèòóäû êîëåáàíèé, ïîðîæäåííûõ ôëóêòóàöèÿìè, ïîñòóïëåíèå ýíåðãèè â
ñèñòåìó çà êàæäûé ïîñëåäóþùèé ïåðèîä êîëåáàíèé óâåëè÷èâàåòñÿ íåëèíåéíî, ò.å. ïðè-
ðîñò ïîñòóïàþùåé ýíåðãèè ñòàíîâèòñÿ âñå ìåíüøå è ìåíüøå. Åñòåñòâåííî, ÷òî àìïëè-
òóäà êîëåáàíèé äîñòèãíåò òàêîé óñòàíîâèâøåéñÿ âåëè÷èíû, ïðè êîòîðîé ïðèòîê ýíåðãèè
è åå ïîòåðè áóäóò ðàâíû ïî âåëè÷èíå.


         Ìàÿòíèê íà âðàùàþùåìñÿ âàëó (ìàÿòíèê Ôðóäà). Äëÿ áîëåå óãëóáëåííîãî
èçó÷åíèÿ ïðèíöèïà äåéñòâèÿ àâòîêîëåáàòåëüíîé ñèñòåìû ïðîàíàëèçèðóåì êîëåáàíèÿ ìà-
ÿòíèêà, ïîäâåñ êîòîðîãî ñêðåïëåí ñ ìóôòîé 1, îäåòîé íà ãîðèçîíòàëüíûé âàë 2 (ðèñ. 2.10).