Практикум по электричеству и магнетизму - 75 стр.

UptoLike

75
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
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
i
1
Б
Н
Б
А
К
С
L
L
1
i
1
i
2
Рис.3
                                               75
          Л амповы й генератор
        П рост ейша я   сх ем а       ла м п ового       ген ера т ора        н еза т у х а ю щ их
                                              элект ром а гн ит н ых                колеба н ий
                                              п ривед ен а н а рис.3. Он сост оит из
                        i1                    колеба тель н ого кон т у ра , вклю чен н ого
                                              в а н од н у ю      цеп ь т рех элект род н ой
                                              ла м п ы п ослед ова т ель н о с ист очн иком
                                              Б А п ост оя н н ого а н од н ого н а п ря ж ен ия .
                                              Ан од н а я ба т а рея Б А я вля ется ка к бы
              L1               L        С "резерву а ром ", из которого п од а ет ся
                                              эн ергия в колеба т ель н ый кон т у р. С
                                              ка т у шкой L кон т у ра ин д у кт ивн о
                   i2                         свя за н а ка т у шка L, кон цы которой
   БН                              i1         п од клю чен ы к сет ке и ка тод у ла м п ы.
                                              Он а свя зыва ет ра бот у ла м п ы с
                                              колеба тель н ым п роцессом в кон т у ре
              К         БА     Рис.3
                                              и н а зыва ет ся ка т у шкой обра т н ой
свя зи.
        Трех электрод н а я ла м п а вм ест е с ка т у шкой обра т н ой свя зи слу ж ит д ля
т ого, чтобы эн ергия п од а ва ла сь в кон т у рв т а кт колеба н ия м . Н еза т у х а ю щ ие
колеба н ия п олу ча ю тся бла год а ря п ериод ической п од за ря д ке кон д ен са тора
а н од н ым током ла м п ы, п рох од я щ им через кон т у р. Д ля т ого чт обы
осу щ ест вля т ь п ериод ическу ю         п од за ря д ку    кон д ен са тора кон т у ра в
н еобх од им ые м ом ен т ы врем ен и, а н од н ый т ок д олж ен им ет ь п у ль сиру ю щ ий
х а ра кт ер. Это обесп ечива ет ся п у т ем соот вет ст ву ю щ его изм ен ен ия
п от ен циа ла н а сет ке ла м п ы, кот орый созд а ет ся через п осред ст во ка т у шки
свя зи L са м им колеба т ель н ым кон т у ром .
         Ра ссм отрим более п од робн о ра бот у т а кой электрической сист ем ы. П ри
за м ыка н ии клю ча К вклю ча ет ся а н од н а я ба т а рея Б А и в а н од н ой цеп и
п оя вит ся возра ст а ю щ ий со врем ен ем а н од н ый т ок i1. Этот ток, во-п ервых ,
за ря д ит кон д ен са тор кон т у ра и, во-вторых , созд а ст в ка т у шке L м а гн ит н ое
п оле, которое п рон иж ет т а кж е ка т у шку L1. Т а к ка к это п оле у силива ет ся со
врем ен ем , то, согла сн о п ра вилу Л ен ца , в ка т у шке L1 бу д ет ин д у цирова т ь ся
т ок i2, п рот ивоп олож н ый т оку i1 ( рис.3. н а п ра влен ие эт их т оков п ока за н о
ст релка м и). С ет очн ый ток i2 за ря д ит сет ку ла м п ы от рица т ель н о, в свя зи с
чем ла м п а "за п рет ся ".
П рим еча н ие. Н еобх од им о п ом н ит ь , чт о н а п ра влен ие т ока п рот ивоп олож н о
н а п ра влен ию д виж ен ия элект рон ов в ла м п е. С лед ова т ель н о, п ри силе т ока i2
электрон ы д виж у т ся к сетке и, н а ка п лива я сь н а н ей, за ря ж а ю т ее
от рица т ель н о.
         Т а ким обра зом , ла м п а п роизвела за ря д ку кон д ен са т ора и за т ем
от клю чила кон т у р от ист очн ика эн ергии Б А, ра зом кн у в а н од н у ю цеп ь .
Н а ча вшееся в кон т у ре элект рическое колеба н ие бу д ет т еп ерь соверша т ь ся
обычн ым п оря д ком . В т ечен ие вт орой чет верт и п ериод а т ок в кон т у ре
п ереза ря д ит кон д ен са т ори п рекра т ит ся . Т а к ка к в эт о врем я м а гн ит н ое п оле