Курс общей физики. Миловидова С.Д - 46 стр.

UptoLike

Рубрика: 

46
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
                                               46
t=T система (конту р) воз        вра щ а ется в исх одное состояние (рис.2,а ) и
на чина ется повторение ра ссмотренного процесса .
       В х оде процесса периодически из             меняю тся (колеблю тся) з аряд и
на пряжение на конденсаторе, сила и на пра вление тока , теку щ его через
инду ктивность.           Э ти       колеба ния      сопровожда ю тся    вза имны ми
превра щ ениями энергий электрического и ма гнитного полей .
       Т а ким обра з     ом, если сопротивление конту ра ра вно ну лю , то
у ка з
     а нны й процесс бу дет продолжа ться неогра ниченно долго и мы
полу чим нез   а ту х а ю щ ие электрические колеба ния, период которы х бу дет
за висеть отвеличинL и С .
       К олеба ния, происх одящ ие в таком идеа льном конту ре (R=0),
на зы ва ю тся свободны ми, или собственны ми, колеба ниями конту ра .
         М ожно пока з     а ть, что период колеба ния вта ком конту ре бу детра вен
                                    T = 2π LC .                                            (10)
Д а нное у ра внение (10) на з  ы ва ется ф орму лой Т омсона .
       В реа льном колебательном конту ре омическое сопротивление R
нельз я свести к ну лю . П оэтому в нем электрические колеба ния всегда
бу ду т з а ту х а ю щ ими, та к ка к ча сть энергии бу дет з             а тра чива ться на
на грева ние проводников(Д жоу лево тепло).
       Д ля осу щ ествления нез          а ту х а ю щ их электрических колеба ний
необх одимо обеспечить а втома тическу ю подачу энергии с ча стотой ,
ра вной ча стоте собственны х колеба ний конту ра , т.е. необх одимо соз                    да ть
а втоколеба тельну ю систему . Т а кой системой нез             а ту х а ю щ их колеба ний
является ла мповы й генератор.
                                Л а мповы й генера тор
       П ростей ш а я      сх ема      ла мпового        генера тора         нез ату х аю щ их
электрома гнитны х колеба ний приведена на рис.3
О н состоит изколеба тельного конту ра LC, вклю ченного в а нодну ю цепь
                                      трех электродной ла мпы последова тельно с
                    i1                источником Б А постоянного а нодного
                                      на пряжения. Анодна я батарея Б А является
                                      ка к бы "рез    ерву аром", изкоторого пода ется
                                      энергия в колеба тельны й конту р. С
         L1              L       С ка ту ш кой L конту ра инду ктивно связана
                                      ка ту ш ка L1, концы которой подклю чены к
                                      сетке и ка тоду ла мпы . О на связ                  ы ва ет
             i2             i1        ра боту ла мпы с колеба тельны м процессом
БН                                    в конту ре и на з    ы вается ка ту ш кой обратной
         К БА                         с вяз и.
                                              Т рех электродна я ла мпа вместе с
               Рис.3
                                      ка ту ш кой обра тной связ      и слу жит для того,
чтобы энергия пода ва ла сь в конту р в такт колеба ниям. Н ез                   а ту х а ю щ ие
колеба ния полу ча ю тся бла года ря периодической подз            а рядке конденса тора
а нодны м током ла мпы , прох одящ им через конту р. Д ля того чтобы
осу щ ествлять периодическу ю             подз   арядку конденсатора конту ра в