Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.3). Миловидова С.Д - 33 стр.

UptoLike

33
временем, то, согласно правилу Ленца, в катушке L
1
будет индуцироваться
ток i
2
, противоположный току i
1
( рис.3. направление этих токов показано
стрелками). Сеточный ток i
2
зарядит сетку лампы отрицательно, в связи с чем
лампа "запрется ".
Примечание . Необходимо помнить, что направление тока противоположно
направлению движения электронов в лампе. Следовательно, при силе тока i
2
электроны движутся к сетке и, накапливаясь на ней, заряжают ее отрицательно.
Таким образом , лампа произвела зарядку конденсатора и затем
отключила контур от источника энергии Б
А
, разомкнув анодную цепь.
Начавшееся в контуре электрическое колебание будет теперь совершаться
обычным порядком . В течение второй четверти периода ток в контуре
перезарядит конденсатор и прекратится . Так как в это время магнитное поле
катушки L, а следовательно, и катушки L
1
ослабевает , то, согласно правилу
Ленца, ток в сеточной катушке L
1
продолжает идти в прежнем направлении.
Поэтому сетка получит дополнительный отрицательный заряд, и лампа
останется "запертой ".
В течение второй половины периода в контуре пойдет ток обратного
направления, сначала усиливающийся (в третьей четверти периода), а потом
ослабевающий (в последней четверти периода). Поэтому, опять-таки в
соответствии с правилом Ленца, в сеточной катушке L
1
направление тока
изменится на обратное и отрицательный заряд сетки начнет уменьшаться . К
концу периода этот заряд ликвидируется , лампа ’’откроется’’ и произведет
подразядку конденсатора. Затем начнется повторение процесса .
Таким образом , лампа периодически - к началу каждого периода - подает
в контур энергию от анодной батареи. Благодаря этому в контуре совершаются
незатухающие электрические колебания.
Описание схемы лабораторной работы
В данной работе используется ламповый генератор с
автотрансформаторной обратной связью . На рис.4 его схема приведена слева. В
этой схеме катушка контура и сеточная катушка совмещены в одну. Вся
катушка L входит в состав контура, а часть ее L
g
является сеточной катушкой .
Дополнительными элементами в схеме генератора являются С
бл
, С
св
и R
g
.
Конденсатор С
бл
=10000 пФ, который имеет малое сопротивление для токов
высокой частоты, блокирует сетку от постоянного напряжения источника
анодного питания 300 В , которое имеется и на контуре. Иногда его называют
блокировочным конденсатором . Конденсатор С
св
=100 пФ (конденсатор связи) и
сопротивление R
g
-0,5 МОм (сопротивление утечки) включены в цепь сетки
лампы с целью выбора определенного режима лампы и лучшего использования
линейного участка характеристики триода.
Справа на рис.4 расположен резонансный контур с катушкой
индуктивности L
1
=0,47510
-3
Гн и конденсатором переменной емкости
С
1
=10 ÷ 550 пФ. Параллельно им включен микроамперметр. Очевидно, что
катушки L и L
1
индуктивно связаны друг с другом .
                                              33
в ре м е не м , т о, согласноп рав илу Л е нц а, в к ат уш к е L1 буде т индуц иров ат ься
т ок i2, п рот ив оп оложный т ок у i1 ( рис.3. нап рав ле ние эт их т ок ов п ок азано
ст ре лк ам и). Се т очный т ок i2 зарядит се т к у лам п ы от риц ат е льно, в св язи с че м
лам п а "зап ре т ся".
П рим е чание . Н е обходим о п ом нит ь, чт о нап рав ле ние т ок а п рот ив оп оложно
нап рав ле нию дв иже ния эле к т ронов в лам п е . Сле дов ат е льно, п ри силе т ок а i2
эле к т роны дв ижут ся к се т к е и, нак ап лив аясьна не й , заряжаю т е е от риц ат е льно.
         Так им образом , лам п а п роизв е ла зарядк у к онде нсат ора и зат е м
от к лю чила к онт ур от ист очник а эне ргии Б А , разом к нув анодную ц е п ь.
Н ачав ш е е ся в к онт уре эле к т риче ск ое к оле бание буде т т е п е рь сов е рш ат ься
обычным п орядк ом . В т е че ние в т орой че т в е рт и п е риода т ок в к онт уре
п е ре зарядит к онде нсат ор и п ре к рат ит ся. Так к ак в эт о в ре м я м агнит ное п оле
к ат уш к и L, а сле дов ат е льно, и к ат уш к и L1 ослабе в ае т , т о, согласно п рав илу
Л е нц а, т ок в се т очной к ат уш к е L1 п родолжае т идт и в п ре жне м нап рав ле нии.
П оэт ом у се т к а п олучит доп олнит е льный от риц ат е льный заряд, и лам п а
ост ане т ся "зап е рт ой ".
         В т е че ние в т орой п олов ины п е риода в к онт уре п ой де т т ок обрат ного
нап рав ле ния, сначала усилив аю щ ий ся (в т ре т ье й че т в е рт и п е риода), а п от ом
ослабе в аю щ ий (в п осле дне й че т в е рт и п е риода). П оэт ом у, оп ят ь-т ак и в
соот в е т ст в ии с п рав илом Л е нц а, в се т очной к ат уш к е L1 нап рав ле ние т ок а
изм е нит ся на обрат ное и от риц ат е льный заряд се т к и начне т ум е ньш ат ься. К
к онц у п е риода эт от заряд лик в идируе т ся, лам п а ’’от к рое т ся’’ и п роизв еде т
п одразядк у к онде нсат ора. Зат е м начне т ся п ов т оре ние п роц е сса.
         Так им образом , лам п а п е риодиче ск и - к началу к аждогоп е риода - п одае т
в к онт ур эне ргию от анодной бат аре и. Благодаря эт ом у в к онт уре сов е рш аю т ся
не зат ухаю щ ие эле к т риче ск ие к оле бания.

                       О писание схе мы лабораторной работы
        В      данной     работ е      исп ользуе т ся     лам п ов ый        ге не рат ор    с
ав т от рансформ ат орной обрат ной св язью . Н а рис.4 е госхем а п рив е де на сле в а. В
эт ой схе м е к ат уш к а к онт ура и се т очная к ат уш к а сов м е щ е ны в одну. В ся
к ат уш к а L в ходит в сост ав к онт ура, а част ь е е Lg яв ляе т ся се т очной к ат уш к ой .
Д оп олнит е льным и эле м е нт ам и в схе м е ге нерат ора яв ляю т ся Сбл, Ссв и Rg.
К онде нсат ор Сбл=10000 п Ф , к от орый им е е т м алое соп рот ив ле ние для т ок ов
в ысок ой част от ы, блок ируе т се т к у от п ост оянного нап ряже ния ист очник а
анодногоп ит ания 300 В , к от орое им е е т ся и на к онт уре . И ногда е го назыв аю т
блок иров очным к онде нсат ором . К онде нсат ор Ссв=100 п Ф (к онде нсат ор св язи) и
соп рот ив ле ние Rg-0,5 М О м (соп рот ив ле ние ут е чк и) в к лю че ны в ц е п ь се т к и
лам п ы с ц е лью в ыбора оп ре де ле нногоре жим а лам п ы и лучш е гоисп ользов ания
лине й ногоучаст к а харак т е рист ик и т риода.
        Сп рав а на рис.4 расп оложе н ре зонансный к онт ур с к ат уш к ой
                                   -3
индук т ив ност и L1=0,475⋅10 Гн и к онде нсат ором п е ре м е нной е м к ост и
С1=10 ÷ 550 п Ф . П аралле льно им в к лю че н м ик роам п е рм е т р. О че в идно, чт о
к ат уш к и L и L1 индук т ив носв язаны друг с другом .