Страница:Радио всем 1926 г. №08.djvu/8

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Физики говорят, что в первом случае система обладает наибольшим запасом скрытой (потенциальной) энергии, зависящей от разности высот. Во втором случае вся энергия превращена в энергию движения.

Если бы ничто не мешало движению воды в трубке, то можно быпо бы вечно наблюдать такие переходы одного вида энергии в другой: в трубке вечно продолжались бы раз возникшие колебания. В действительности течение веды всегда тормозится трением о стенки. Следовательно, часть энергии непрерыз:-:: должна тратиться на преодолевайте сил трения, а потому, как бы ни была велика начальная разность уровней, езздазшая колебания,—рано или поздно вся соответствующая ей энергия будет нацело поглащена сипами сопротивления.

Вы легко убедитесь в этом, если проследите за колебаниями и сравните каждый, последующий „размах" колебаний с каждым предыдущим. Вы заметите, что размахи будут непрерывно и довольно быстро уменьшаться. Колебания будут, как говорят, „затухать".

Теперь, запасшись такими сведениями из области самых простых колебаний, вспомним оставленный нами контур, состоящий из заряженного конденсатора и катушки самоиндукции, последовательно с которыми включен разрядный промежуток. Как вы помните, между шариками последнего проскочила искра. Эт" значит, что в воздухе и в провалах пришли в движение электрические заряды, ггд действием разности потенциалов между обкладками конденсатора.

Но даже и тогда, когда эта разность потенциалов будет исчерпана, движущиеся заряды не могут мгновенно остановиться: проходя по виткам катушки самоиндукции, они ведь создали вокруг себя магнитное поле, на что было затрачено совершенно определенное количество энергии.

Исчезнуть бесследно эта энергия не может, как не могла, в рассмотренном примере, исчезнуть энергия дзи~ення водяных частиц. Там энергия движения превращалась в потенциальную, по мере увеличения разности уровней,—здесь же энергия магнитного поля должна превращаться в энергию электростатического поля между обкладками конденсатора, из которой она первоначально и возникла. Вот почему электрический ток в нашем контуре не только не прекратится в момент падения разности потенциалов до нуля, но, напротив, достигнет в этот момент своей наибольшей силы. Он бу» дет итти в прежнем направлении—от обкладки, бывшей положительно заряженной, к обкладке, на которой был отрицательный заряд.

Но вот наступит момент, когда между обкладками окажется разность потенциалов, по величине разная натальной, а по знаку—ей противоположная (тз-есть высший потенциал окажется на обкладле. которая прежде обладала потенциалом низшим).

В этот момент между шариками должна проскочить такая же искра, как и в самом начале явления, но только, разумеется, направление тока будет противоположным. Снова сила тока станет быстро возрастать по мере уменьшения разности потенциалов между разряжающимися обкладками конденсатора: энергия электростатического поля станет переходить в энергию поля магнитного,

которое создает катушка. Затем, пройдя через наибольшее свое значение, ток начнет ослабевать, пока не упадет до нуля в момент, соответствующий полному заряду конденсатора.

Этот момент, как нетрудно видеть, ничем не отличается от начального, а потому все явление повторится снова. В нашем контуре будут происходить электромагнитные колебания. Они продолжались бы вечно, если бы ничто не мешало электрическим зарядам двигаться в металлических г.рззоднгках и в воздушном промежутке. В действительности всякий провод, как вы з-:дс-е, обладает некоторым омическим сопротивлением, сопротинлев е же воздушного промежутка в ссзбе-.чгдт велико.

Благодаря такому сопроти5леч энергия, запасенная первоначал.ьчо в з-Р-- женном конденсаторе, будет г.:зтеле-аз иссякать, колебания в хз.чттре будут затухать, как затухали а рдшт- ренные нами колебания веды в трубке.

Через некоторое вре:- ч г.: -:де-дд_др будет заряжаться, в прздезге ".

до такой низкой разное» вагег&каясз, что под действием ее в:?лу_1-ый промежуток перестанет -?збяаз.~='= Мокра погаснет.

Черт. 3.

Физик Феддерсен впервые наблюдал такое затухание искрового разряда, рассматривая искру особым способом во вращающемся зеркале. Он обнаружил, что действительно видимая нами всякая искра состоит из целого ряда искр, следующих одна за другой и постепенно ослабевающих.

Нетрудно видеть, что скорость, с которой будут затухать колебания в контуре, должна быть самым тесным образом связана с омическим сопротивлением как воздушного промежутка, так и проводов. Для суждения о затухании, обычно, сравнивают между собою последовательные два значения разностей потенциалов, соответствующих окончательной зарядке конденсатора: с течением времени значения эти будут непрерывно уменьшаться.

Если к» возьмем отношение таких двух последовательных значений, то получим так называемый декремент колебания, который может его характеризовать. Впрочем, чаще пользуются так называемым логарифмическим декрементом затухания, вычисление которого мы не можем, к сожалению,

раз‘яснить читателям, не обладающим математической подготовкой.

На чертеже 3 графически представлены изменения разности потенциалов между обкладками конденсатора (кривая „ V") и силы тока в контуре (кривая „J") с течением времени,— в идеальном случае,, когда полное омическое сопротивление контура равно нулю и когда поэтому колебания происходят без затухания.

Чертеж 4 изображает то же явление,, но в иной обстановке: когда контур обладает некоторым омическим сопротивлением и колебания постепенно затухают.

Выясняв лричижу затухания колебаний,, "осмотрим еще. отчего должен зависеть, зегяо; колебаний, возникающих в нашем контуре.

Совершенно ясно, что решающую роль- здесь должны играть величины емкости конденсатора и самоиндукции катушки. В самом деле, ведь чем больше емкость,, тем дольше должен заряжаться конденсатор, при всех прочих равных условиях. Но, ведь, помимо процесса зарядки и разряда конденсатора, в контуре происходит еще один процесс: возникновение и исчезновение магнитного попя катушки. Чем больше величина самоиндукция последней, тек медленнее пойдет процесс создания такого поля (или процесс его уничтожения).

Итак, период колебаний в контуре должен быть тем больше, чем больше емкость конденсатора и самоиндукции катушки, включенных в цепь. Точное исследование, сделанное впервые Томсоном, показывает, что период колебания прямо пропорционален корню квадратному из произведения чисел, выражающих емкость и самоиндукцию: так, для увеличения периода вдвое, надо увеличить это произведение вчетверо, для увеличения втрое—в девять раз; вчетверо -— в шестнадцать, раз и так далее. Омическое сопротивление также влияет на период колебаний, но весьма слабо (если оно не слишком велико, а самоиндукция и емкость достаточно значительны).

(Продолжение следует).

б