Курс общей физики. Лазарев А.П - 55 стр.

UptoLike

Рубрика: 

55
t=T система (контур ) возвращается в исходное состояние (рис.2,а) и
начинается повторение рассмотренного процесса .
В ходе процесса периодически изменяются (колеблются) заряд и
напряжение на конденсаторе, сила и направление тока , текущего
через индуктивность. Эти колебания сопровождаются взаимными
превращениями энергий электрического и магнитного полей .
Таким образом , если сопротивление контура равно нулю , то
указанный процесс будет продолжаться неограниченно долго и мы
получим незатухающие электрические колебания, период которых будет
зависеть от величин L и С .
Колебания, происходящие в таком идеальном контуре (R=0),
называются свободными, или собственными, колебаниями контура .
Можно показать, что период колебания в таком контуре будет равен
LCT π 2 =
. (10)
Данное уравнение (10) называется формулой Томсона .
В реальном колебательном контуре омическое сопротивление R
нельзя свести к нулю . Поэтому в нем электрические колебания всегда
будут затухающими, так как часть энергии будет затрачиваться на
нагревание проводников (Джоулево тепло ).
Для осуществления незатухающих электрических колебаний
необходимо обеспечить автоматическую подачу энергии с частотой ,
равной частоте собственных колебаний контура , т.е. необходимо создать
автоколебательную систему. Такой системой незатухающих колебаний
является ламповый генератор .
Ламповый генератор
Простейшая схема лампового генератора незатухающих
электромагнитных колебаний приведена на рис.3
Он состоит из колебательного контура LC, включенного в анодную цепь
трехэлектродной лампы последовательно с
источником Б
А
постоянного анодного
напряжения. Анодная батарея Б
А
является
как бы "резервуаром ", из которого подается
энергия в колебательный контур . С
катушкой L контура индуктивно связана
катушка L
1
, концы которой подключены к
сетке и катоду лампы . Она связывает
работу лампы с колебательным процессом
в контуре и называется катушкой обратной
связи.
Трехэлектродная лампа вместе с
катушкой обратной связи служит для того,
чтобы энергия подавалась в контур в такт колебаниям . Незатухающие
колебания получаются благодаря периодической подзарядке конденсатора
анодным током лампы , проходящим через контур . Для того чтобы
осуществлять периодическую подзарядку конденсатора контура в
Б
Н
Б
А
К
С
L
L
1
i
1
i
1
i
2
Рис.3
                                         55
t=T систем а (к онтур) возвра щ а ется в исходное состояние (рис.2,а ) и
на чина етсяповторение ра ссм отренного процесса .
        В ходе процесса периодически измен яю т ся(кол ебл ю т ся) за ряд и
н а пряж ен ие н а кон ден са т оре, сил а и н а пра в л ен ие т ока , т екущ его
через ин дукт ив н ост ь. Э т и кол еба н ия сопров ож да ю т ся в за имн ы ми
прев ра щ ен иями эн ергий эл ект рического и ма гн ит н ого пол ей .
        Т а к им обра зом , если сопротивление к онтура ра вно нулю , то
ук а за нны й процесс будет продолжа ться неогра ниченно долго и м ы
получим неза туха ю щ ие элек трическ ие к олеба ния, период к оторы х будет
за висеть отвеличинL и С .
        К олеба ния, происходящ ие в та к ом идеа льном к онтуре (R=0),
на зы ва ю тсясвободны м и, или собственны м и, к олеба ниям и к онтура .
          М ожно пок а за ть, что периодк олеба ниявта к ом к онтуре будетра вен
                                T = 2π LC .                                     (10)
Д а нное ура внение (10) на зы ва етсяф орм улой Т ом сона .
       В реа льном к олеба тельном к онтуре ом ическ ое сопротивление R
нельзя свести к нулю . П оэтом у в нем элек трическ ие к олеба ния всегда
будут за туха ю щ им и, та к к а к ча сть энергии будет за тра чива ться на
на грева ние проводник ов(Д жоулево тепло).
       Д ля осущ ествления неза туха ю щ их элек трическ их к олеба ний
необходим о обеспечить а втом а тическ ую подачу энергии с ча стотой,
ра вной ча стоте собственны х к олеба ний к онтура , т.е. необходим о созда ть
а вток олеба тельную систем у. Т а к ой систем ой неза туха ю щ их к олеба ний
являетсяла м повы й генера тор.
                             Л амповыйген ер атор
       П ростей ш а я схем а        ла м пового      генера тора     неза туха ю щ их
элек тром а гнитны х к олеба ний приведена на рис.3
О н состоит из к олеба тельного к онтура LC, вк лю ченного в а нодную цепь
                                   трехэлек тродной ла м пы последова тельно с
                i1                 источник ом       Б А постоянного а нодного
                                   на пряжения. Анодна я ба та рея Б А является
                                   к а к бы "резервуа ром ", из к оторого пода ется
                                   энергия в к олеба тельны й к онтур. С
         L1          L        С к а туш к ой L к онтура индук тивно связа на
                                   к а туш к а L1, к онцы к оторой подк лю чены к
                                   сетк е и к а тоду ла м пы . О на связы ва ет
            i2            i1       ра боту ла м пы с к олеба тельны м процессом
БН                                 в к онтуре и на зы ва ется к а туш к ой обра тной
         К БА                      связи.
                                          Т рехэлек тродна я ла м па вм есте с
              Рис.3
                                   к а туш к ой обра тной связи служит для того,
чтобы энергия подава ла сь в к онтур в та к т к олеба ниям . Н еза туха ю щ ие
к олеба ния получа ю тся бла года ря периодическ ой подза рядк е к онденса тора
а нодны м ток ом ла м пы , проходящ им через к онтур. Д ля того чтобы
осущ ествлять периодическ ую            подза рядк у к онденса тора к онтура в