Страница:Радио всем 1929 г. №18.djvu/16

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


начнет разряжаться, а сила тока постепенно возрастать,- словом, в контуре повторятся все те явления, которые произошли за время от Т0 до Т4. После этого кштур опять окажется в том же положении, как и в начальный момент, и весь процесс будет повторяться снова и снова (рис. 6). Напряжение па обкладках кон-

J - сила, /пока у-напряжение

делсатора я сила тока в ием все время будут изменяться, в контуре будут происходить электрические колебания. Те пределы V0 и J0 па рис. 6, в которых будут изменяться напряжение V и сила тока J в контуре во время колебании, называются соответственно амплитудами напряжения и тока.

Незатухающие и затухающие колебания

Попытаемся теперь выяснить, откуда берется энергия этих электрических колебаний. В начальный момент Т0 в нашем контуре находился некоторый запас энергии—в виде заряда конденсатора (эту энергию контур получил от батареи Е). В момент Т, конденсатор разрядился, и, значит, запаса энергии в пен уже не осталось, по зато в этот момент сила тока в контуре наибольшая, и вокруг катушки самоиндукции существует сильное магнитное поле. В этом магнитном ,толе с момент Т2 и сосредоточен вест, запас энергии контура. Очевидно, что в течение времени от Т0 до Т, энергия контура постепенно превращалась из электрической энергии заряда конденсатора в магнитную энергию поля катушки самоиндукции. В течение времени от Тх до Т2 будет происходить обратный процесс—энергия контура будет вновь из магнитной превращаться в электрическую и в момент 1'2 вповь вся энергия контура будет сосредоточена в конденсаторе. В точение всего процесса колебаний энергия будет все время переходить то из электрической в магнитную, то, наоборот, из магнитной в электрическую.

Если бы во время этих превращений вся электрическая энергия подлостью превращалась в магнитную и затем вся целиком вновь в электрическую, то, очевидно, колебания в нашем контуре могли бы происходить вечно. Напряжение на обкладках конденсатора и сила тока в контуре все время достигали бы тех же величин, как и в моменты Т0 и Tlf и амплитуды колебаний оставались бы все время постоянными. Мы имели бы в контуре незатухающие колебания.

526

в Но ведь всякий контур, криме емкости и самоиндукции, неизбежно обладает еще и некоторым сопротивлением R (рис. 7). В этом сопротивлении I! (мы будем считать, что в пего включено .сопротивление всех проводников контура) при прохождении электрического тока часть энер- 1ии затрачивается на нагревание проводника. Таким образом часть электрической энергии контура превращается не в магнитную энергию, а в тепловую, и эта тепловая энергия уже не может вновь превратиться в электрическую. Следовательно, не вся электрическая энергия контура, который обладает сопротивлением, превращается в магнитную, а только часть ее. Снова в электрическую энергию превратится опять-таки ые вся магнитная энергия, а только часть, и в момент Т2 электрическая энергия контура (а значит, и вся его энергия вообще) будет мепьше, чем в момент Т0.

мя уменьшаться. То же будет происходить с амплитудами тока. Мы будем иметь колебания с постепенно уменьшающейся амплитудой, или так называемые затухающие колебания.' Эти колебания графически должны быть изображены так, как это указано на рис. 8.

Итак, мы выяснили, что в электрическом контуре, состоящем из емкости, самоиндукции и сопротивлешш, вследствие того, что часть энергии затрачивается на нагревание сопротивления, могут происходить только затухающие колебания. Если мы дадим такому контуру какой- либо запас энергии (например от батареи) и затем предоставим его самому себе, то в исм будут происходить затухающие колебания, амплитуда которых будет постепенно уменьшаться до тех пор, пока вся энергия, запасенная контуром, не израсходуется на нагревание его проводников. Только в том случае, когда

Так как энергия заряда данного конденсатора тем больше, чем больше напряжение на его обкладках, то, значит, напряжение на обкладках конденсатора в момент Т2 будет мепьше, чем в момент Т„, в момент Т} меньше, чем в момент Т2, и т. д., то есть амплитуды напряжений во время колебании будут все вре-

мм убыль энергии, идущей на нагревание проводников, сможем все время пополнять, нам удастся получить в контур;: незатухающие колебания. Достичь этого можно, например, с помощью хорошо известной всем любителям электропной лампы, но об этом мы будем подробно говорить в дальнейшем.

ЗАНЯТИЕ 16 е. ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ

Итак, в электрическом контуре, состоящем из емкости, самоиндукции и сопротивления, мы можем получить затухающие электрические колебания. Ясно, что затухапие этих колебаний будет тем больше (амплитуды их будут уменьшаться тем

R

Рис. 7

быстрее), чем больше сопротивление контура, так как чем больше энергии тратится па нагревание этого сопротивления, том больше будут потери энергии в контуре. Если сопротивление контура мало, то колебания в нем будут слабозатухающие (рис. 9-—Л), если же оно велико, то колебания будут сильнозатухающие (рис. 9—Б).

Кроме сопротивления потери энергии в контуре могут вызываться еще и другими причинами, например потерями в диэлектрике. Большинство диэлектриков, как мы ужо говорили, под действием переменного электрического поля нагревается. Значит, энергия контура во время колебаний может тратиться ие только па нагревание проводников, по и на нагревание диэлектрика (в конденсаторе). Ясно, что чем сильнее нагревается диэлектрик, том больше потери энергии в нем и тем сильнее затухают колебания.

Колебательный и апериодический контур

Чем больше будет сопротивление контура, тем большая часть энергии, в нем запасенной, будет затрачена в течение времени от момента Т0 до момента Т, (рис. 9) на нагревание этого сопротив лепил. Если сопротивление это будет очень велико, то может случиться, что вся энергия, запасенная в -конденсаторе, полностью израсходуется па нагревание этого сопротивления сразу за время пер-

(

)