Составители:
Рубрика:
4
где N
e
– число колебаний за время τ, т.е. за время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в е
раз.
Добротность Q колебательного контура связана с логарифмическом декрементом затухания
соотношением
e
NQ
π
λ
π
== (17)
Чем меньше затухание, тем больше Q. При слабом затухании (β<<
0
ω
) добротность равна
W
W
2Q
δ
π
=
где W – энергия, запасенная в контуре;
W
δ
- уменьшение этой энергии за период колебаний Т.
Энергия W пропорциональна квадрату амплитуды заряда конденсатора, т.е. W ~ e
-2βt
. Отсюда относительное
уменьшение энергии за период
λβ
δ
2T2
W
W
==
2. Описание установки и приборов
Исследуемый колебательный контур с емкостью и индуктивностью подключен в генератору релаксационных
(разрывных) колебаний.
Релаксационными колебаниями называется периодически повторяющийся процесс, состоящий из двух
стадий:
I. Медленного накопления анергии системы до определенного критического значения.
2. Последующей разрядки энергии, происходящей почти мгновенно.
Рассмотрим действие релаксационного генератора. Принципиальная схема
дана на рис. 5. Основными
элементами схемы является контур
RC
, содержащий
сопротивление
R
и емкость C , и неоновая лампа НЛ.
Работа схемы существенно зависит от свойств неоновой
лампы. Неоновая лампа - газоразрядный прибор,
конструктивно выполненный в виде стеклянного баллона, в
который впаяно два электрода - анод и катод - в виде
металлических пластинок, расположенных на расстоянии
2-3 мм, или коаксиальных электродов. Баллон наполняется
неоном при небольшом давлении (10-15 мм рт.ст
.).
Характерной особенностью неоновой лампы является
то, что она начинает проводить ток ("зажигается") только
при определенном напряжении - "напряжении зажигания"
между ее электродами, которое зависит от расстояния
между электродами, их формы и от природы и давления
газа. Если напряжение на электродах лампы
3
UU
<
, ток через лампу не идет, так как неон является
диэлектриком. В этом случае внутреннее сопротивление лампы
i
R бесконечно велико.
При разности потенциалов
3
U происходит пробой диэлектрика, через лампу идет ток, который скачком
достигает конечной величины. После зажигания лампа может гореть уже при более низком напряжении
U , гаснет
она при напряжении
2
U , называемом потенциалом гашения.
Вольтамперная характеристика неоновой лампы представлена
на рис. 5.
При малом напряжении на электродах ток, идущий через
лампу, равен нулю. При достижении напряжения зажигания в лампе
возникает разряд и ток скачком достигает значения
3
I . При
дальнейшем увеличении напряжения ток в лампе всё время
возрастает по прямой ab. Если уменьшить напряжение, то ток
уменьшается по прямой bc, близкой ab, и лишь при достижении
напряжения гашения ток через лампу скачком падает до нуля.
Для упрощения пользуются идеализированной
характеристикой неоновой лампы, которая представлена
на рис. 6.
В соответствии с этой характеристикой
внутреннее
Рис. 5.
U
3
U
2
c
a
b
I
I
3
I
2
К
л
Н.л
R
C
Б
Рис. 4.
где Ne число колебаний за время τ, т.е. за время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в е
раз.
Добротность Q колебательного контура связана с логарифмическом декрементом затухания
соотношением
π
Q= = πN e (17)
λ
Чем меньше затухание, тем больше Q. При слабом затухании (β<< ω0 ) добротность равна
W
Q = 2π
δW
где W энергия, запасенная в контуре;
δ W - уменьшение этой энергии за период колебаний Т.
Энергия W пропорциональна квадрату амплитуды заряда конденсатора, т.е. W ~ e-2βt. Отсюда относительное
уменьшение энергии за период
δW
= 2 β T = 2λ
W
2. Описание установки и приборов
Исследуемый колебательный контур с емкостью и индуктивностью подключен в генератору релаксационных
(разрывных) колебаний.
Релаксационными колебаниями называется периодически повторяющийся процесс, состоящий из двух
стадий:
I. Медленного накопления анергии системы до определенного критического значения.
2. Последующей разрядки энергии, происходящей почти мгновенно.
Рассмотрим действие релаксационного генератора. Принципиальная схема дана на рис. 5. Основными
элементами схемы является контур RC , содержащий
R
сопротивление R и емкость C , и неоновая лампа НЛ.
Работа схемы существенно зависит от свойств неоновой
лампы. Неоновая лампа - газоразрядный прибор,
конструктивно выполненный в виде стеклянного баллона, в
который впаяно два электрода - анод и катод - в виде
металлических пластинок, расположенных на расстоянии Б C Н.л
2-3 мм, или коаксиальных электродов. Баллон наполняется
неоном при небольшом давлении (10-15 мм рт.ст.).
Характерной особенностью неоновой лампы является
то, что она начинает проводить ток ("зажигается") только
при определенном напряжении - "напряжении зажигания" Кл
Рис. 4.
между ее электродами, которое зависит от расстояния
между электродами, их формы и от природы и давления
газа. Если напряжение на электродах лампы U < U 3 , ток через лампу не идет, так как неон является
диэлектриком. В этом случае внутреннее сопротивление лампы Ri бесконечно велико.
U 3 происходит пробой диэлектрика, через лампу идет ток, который скачком
При разности потенциалов
достигает конечной величины. После зажигания лампа может гореть уже при более низком напряжении U , гаснет
она при напряжении U 2 , называемом потенциалом гашения.
Вольтамперная характеристика неоновой лампы представлена
на рис. 5. b
I
При малом напряжении на электродах ток, идущий через
лампу, равен нулю. При достижении напряжения зажигания в лампе
возникает разряд и ток скачком достигает значения I 3 . При
дальнейшем увеличении напряжения ток в лампе всё время
I3
возрастает по прямой ab. Если уменьшить напряжение, то ток
a
уменьшается по прямой bc, близкой ab, и лишь при достижении I2
напряжения гашения ток через лампу скачком падает до нуля. c
Для упрощения пользуются идеализированной
характеристикой неоновой лампы, которая представлена
на рис. 6. U2 U3
В соответствии с этой характеристикой внутреннее
Рис. 5.
4
