Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.3). Миловидова С.Д - 32 стр.

UptoLike

32
Откуда
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,
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, 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 необходимые моменты времени, анодный ток должен
иметь пульсирующий характер. Это обеспечивается путем соответствующего
изменения потенциала на сетке лампы, который создается через посредство
катушки связи L самим колебательным контуром .
Рассмотрим более подробно работу такой электрической системы. При
замыкании ключа К включается анодная батарея Б
А
и в анодной цепи появится
возрастающий со временем анодный ток i
1
. Этот ток , во-первых, зарядит
конденсатор контура и, во-вторых, создаст в катушке L магнитное поле,
которое пронижет также катушку L
1
. Так как это поле усиливается со
Б
Н
Б
А
К
С
L
L
1
1
1
2
Рис.3
                                               32


О т к уда                               T = 2π LC .                                   (10)
Д анное урав не ние (10) назыв ае т ся форм улой Том сона.
        В ре альном к оле бат е льном к онт уре ом иче ск ое соп рот ив ле ние R не льзя
св е ст и к нулю . П оэт ом у в не м эле к т риче ск ие к оле бания в се гда будут
зат ухаю щ им и, т ак к ак част ь эне ргии буде т зат рачив ат ься на нагре в ание
п ров одник ов (Д жоуле в от е п ло).
        Д ля осущ е ст в ле ния не зат ухаю щ ихэле к т риче ск ихк оле баний не обходим о
обе сп е чит ь ав т ом ат иче ск ую п одачу эне ргии с част от ой , рав ной част от е
собст в е нных к оле баний к онт ура, т .е . не обходим о создат ь ав т ок оле бат е льную
сист е м у. Так ой сист е м ой не зат ухаю щ их к оле баний яв ляе т ся лам п ов ый
ге не рат ор.

                                    Л амповый ге не ратор
        П рост е й ш ая схе м а лам п ов огоге нерат ора не зат ухаю щ их
эле к т ром агнит ныхк оле баний п рив е де на на рис.3.
                                                О н сост оит из к оле бат е льного к онт ура,
                        i1                      в к лю че нного        в    анодную         ц еп ь
                                                т ре хэле к т родной                      лам п ы
                                                п осле дов ат е льно с ист очник ом Б А
                                                п ост оянного анодного нап ряже ния.
                                                А нодная бат аре я Б А яв ляе т ся к ак бы
                                                "ре зе рв уаром ", из к от орого п одае т ся
               L1               L          С эне ргия в к оле бат е льный к онт ур. С
                                                к ат уш к ой L к онт ура индук т ив носв язана
                                                к ат уш к а L, к онц ы к от орой п одк лю че ны
                   i2                           к се т к е и к ат оду лам п ы. О на св языв ае т
    БН                                i1        работ у        лам п ы   с к оле бат е льным
                                                п роц е ссом в к онт уре и назыв ае т ся
                                                к ат уш к ой обрат ной св язи.
               К       БА
                                                       Тре хэле к т родная лам п а в м е ст е с
                     Р ис.3                     к ат уш к ой обрат ной св язи служит для
                                                т ого, чт обы эне ргия п одав алась в к онт ур
в т ак т к оле баниям . Н е зат ухаю щ ие к оле бания п олучаю т ся благодаря
п е риодиче ск ой п одзарядк е к онде нсат ора анодным т ок ом лам п ы, п роходящ им
че ре з к онт ур. Д ля т ого чт обы осущ е ст в лят ь п е риодиче ск ую п одзарядк у
к онде нсат ора к онт ура в не обходим ые м ом е нт ы в ре м е ни, анодный т ок должен
им е т ь п ульсирую щ ий харак т е р. Эт о обе сп е чив ае т ся п ут е м соот в е т ст в ую щ е го
изм е не ния п от е нц иала на се т к е лам п ы, к от орый создае т ся че ре з п осре дст в о
к ат уш к и св язи L сам им к оле бат е льным к онт уром .
        Р ассм от рим боле е п одробно работ у т ак ой эле к т риче ск ой сист е м ы. П ри
зам ык ании к лю ча К в к лю чае т ся анодная бат аре я Б А и в анодной ц е п и п ояв ит ся
в озраст аю щ ий со в ре м е не м анодный т ок i1. Эт от т ок , в о-п е рв ых, зарядит
к онде нсат ор к онт ура и, в о-в т орых, создаст в к ат уш к е L м агнит ное п оле ,
к от орое п рониже т т ак же к ат уш к у L1. Так к ак эт о п оле усилив ае т ся со