Практикум по курсу общей физики по специальностям "География", "Природопользование", "Геоэкология". Миловидова С.Д - 58 стр.

UptoLike

Рубрика: 

58
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
необходимые моменты времени , анодный ток должен иметь
пульсирующий характер . Это обеспечивается путем соответствующего
изменения потенциала на сетке лампы , который меняется при изменении
направления тока разрядки в контуре LC за счет явления взаимной
индукции между катушками L и L
1
.
При отрицательном заряде на сетке лампа оказывается "запертой ",
анодный ток через лампу не пойдет. Колебательный контур будет работать
в обычном режиме. При положительном заряде на сетке лампа
’’откроется’’ и произведет подразядку конденсатора . Затем начнется
повторение процесса .
Б
Н
Б
А
К
С
L
L
1
i
1
i
1
i
2
Рис.3
                                               58
М ож но       пок а з
                    а ть,     что     период к олеба ния в так ом к онту ре бу дет
ра вен                                     T = 2π LC .                                      (10)
Д а нное у ра внение (10) на з  ы ва етсяформу лой Т омсона .
       В реа льном к олебательном к онту ре омическ ое сопротивление R
нельз  я свести к ну лю . П оэтому в нем элек трическ ие к олеба ния всегда
бу ду т з а ту ха ю щ ими, та к к а к ча сть энергии бу дет з              а тра чива ться на
на грева ние проводник ов(Д ж оу лево тепло).
       Д ля осу щ ествления нез           а ту ха ю щ их элек трическ их к олеба ний
необходимо обеспечить а втома тическ у ю подачу энергии с ча стотой,
ра вной ча стоте собственны х к олеба ний к онту ра , т.е. необходимо соз                    да ть
а вток олеба тельну ю систему . Т а к ой системой нез             а ту ха ю щ их к олеба ний
являетсяла мповы й генератор.
                                Л ампов ы й генератор
       П ростейш а я схема             ла мпового         генера тора         нез ату хаю щ их
элек трома гнитны х к олеба ний приведена на рис.3
О н состоит изк олеба тельного к онту ра LC, вк лю ченного в а нодну ю цепь
                                      трехэлек тродной ла мпы последова тельно с
                   i1                 источник ом Б А постоянного а нодного
                                      на пряж ения. Анодна я батарея Б А является
                                      к а к бы "рез    ерву аром", изк оторого пода ется
                                      энергия в к олеба тельны й к онту р. С
         L1             L        С к а ту ш к ой L к онту ра инду к тивно связана
                                      к а ту ш к а L1, к онцы к оторой подк лю чены к
                                      сетк е и к а тоду ла мпы . О на связ                 ы ва ет
             i2            i1         ра  бо  ту  л а мпы  с  к олеба  тел ьн ы м  п ро  цес  сом
БН                                    в к онту ре и на з    ы вается к а ту ш к ой обратной
         К БА                         связ   и.
                                               Т рехэлек тродна я ла мпа вместе с
               Рис.3
                                      к а ту ш к ой обра тной связ      и слу ж ит для того,
чтобы энергия пода ва ла сь в к онту р в так т к олеба ниям. Н ез                 а ту ха ю щ ие
к олеба ния полу ча ю тся бла года ря периодическ ой подз            а рядк е к онденса тора
а нодны м ток ом ла мпы , проходящ им через к онту р. Д ля того чтобы
осу щ ествлять периодическ у ю             подз   арядк у к онденсатора к онту ра в
необходимы е моменты               времени, а нодны й ток                   долж ен иметь
пу льсиру ю щ ий харак тер. Это обеспечива ется пу тем соответству ю щ его
из менения потенциа ла на сетк е ла мпы , к оторы й меняется при из                    менении
на пра вления ток а ра з   рядк и в к онту ре LC з           а счет явления вз          а имной
инду к ции меж ду к а ту ш к а ми L и L1.
       П ри отрица тельном з      а ряде на сетк е лампа ок а з        ы вается "з   а пертой",
а нодны й ток черезла мпу не пойдет. К олеба тельны й к онту р бу детра бота ть
в обы чном реж име. П ри полож ительном з                       аряде на сетк е ла мпа
’’отк роется’’ и произ     ведет подра з       ядк у к онденса тора . За тем начнется
повторение процесса.