ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
37
другой – катода. При переменном напряжении электроды попеременно
играют роль анода и катода.
Эти свойства неоновой лампы вполне объясняют механизм возникновения
релаксационных колебаний , схема генератора которых приведена на рис. 2. По
этой схеме с помощью реостата R
, который включен в цепь источника
постоянного напряжения как делитель напряжения (потенциометр), можно
регулировать величину этого напряжения U. Через сопротивления R , которое
служит для ограничения тока через неоновую лампу, конденсатор С будет
заряжаться . Заряд конденсатора и сопутствующее ему повышение напряжения
на обкладках конденсатора будут происходить до тех пор , пока напряжение не
достигнет потенциала зажигания неоновой лампы N, в этот момент неоновая
лампа вспыхивает и становится проводящей, т .е. конденсатор С получает
возможность разряжаться на внутреннее сопротивление лампы R
i
, разряд
конденсатора будет происходить до тех пор , пока напряжение на его обкладках
не упадет до потенциала погасания неоновой лампы, и она погаснет
(проводимость ее станет равной нулю ).
После этого конденсатор
вновь начнет заряжаться и
процесс повторяется .
Графическое изменение
напряжения на обкладках
конденсатора со временем
показано на рис. 3
Как видно из рис. 3,
период релаксационных
колебаний Т складывается из
времени нарастания
напряжения на обкладках
конденсатора от нижнего
порога погасания U
n
до верхнего порога зажигания U
з
и времени спадания от U
з
до U
n
. Обозначив эти отрезки времени соответственно через t
1
и t
2
, получаем
следующее выражение для периода релаксационных колебаний : T=t
1
+ t
2
Строгий математический вывод уравнения для периода релаксационных
колебаний через параметры элементов цепи генератора дает следующее
выражение :
Un
Uз
CRi
U
з
U
UnU
CRT +
−
−
= ln
, (1)
Рис. 2
R
1
N
V
R
С
U
U
3
U
n
t
1
t
2
t
Рис.3
37
другой – к ат ода. П ри п е ре м е нном нап ряже нии эле к т роды п оп е ре м е нно
играю т рольанода и к ат ода.
Эт и св ой ст в а не онов ой лам п ы в п олне объясняю т м е ханизм в озник нов ения
R
V С
R1 Р ис. 2
N
ре лак сац ионныхк оле баний , схе м а ге не рат ора к от орыхп рив е де на на рис. 2. П о
эт ой схе м е с п ом ощ ью ре ост ат а R , к от орый в к лю че н в ц е п ь ист очник а
п ост оянного нап ряже ния к ак де лит е ль нап ряже ния (п от е нц иом е т р), м ожно
ре гулиров ат ь в е личину эт огонап ряже ния U. Ч е ре з соп рот ив ле ния R , к от орое
служит для ограниче ния т ок а че ре з не онов ую лам п у, к онде нсат ор С буде т
заряжат ься. Заряд к онде нсат ора и соп ут ст в ую щ е е е м у п ов ыш е ние нап ряжения
на обк ладк ахк онденсат ора будут п роисходит ь дот е хп ор, п ок а нап ряже ние не
дост игне т п от е нц иала зажигания не онов ой лам п ы N, в эт от м ом е нт не онов ая
лам п а в сп ыхив ае т и ст анов ит ся п ров одящ е й , т .е . к онде нсат ор С п олучае т
в озм ожност ь разряжат ься на в нут ре нне е соп рот ив ле ние лам п ы Ri, разряд
к онде нсат ора буде т п роисходит ьдот е хп ор, п ок а нап ряже ние на е гообк ладк ах
не уп аде т до п от е нц иала п огасания не онов ой лам п ы, и она п огасне т
(п ров одим ост ье е ст ане т рав ной нулю ).
П осле эт ого к онде нсат ор
U в нов ь начне т заряжат ься и
п роц е сс п ов т оряе т ся.
Графиче ск ое изм е не ние
нап ряже ния на обк ладк ах
U3 к онде нсат ора со в ре м е не м
п ок азанона рис. 3
К ак в идно из рис. 3,
Un п е риод ре лак сац ионных
t к оле баний Т ск ладыв ае т ся из
t2 в ре м е ни нараст ания
t1 нап ряже ния на обк ладк ах
Р ис.3
к онде нсат ора от нижне го
п орога п огасания Un дов е рхне гоп орога зажигания Uз и в ре м е ни сп адания от Uз
доUn. О бозначив эт и от ре зк и в ре м е ни соот в е т ст в е нноче ре з t1 и t2 , п олучае м
сле дую щ е е в ыраже ние для п е риода ре лак сац ионныхк оле баний : T=t1+ t2
Ст рогий м ат е м ат иче ск ий в ыв од урав не ния для п е риода ре лак сац ионных
к оле баний че ре з п арам е т ры эле м е нт ов ц е п и ге не рат ора дае т сле дую щ е е
в ыраже ние :
U − Un Uз
T = CR ln + CRi , (1)
U − Uз Un
