Это периодические изменения с течением времени электрических и магнитных величин.
Электромагнитные колебания можно сравнить с колебаниями маятника. При этом электрической энергии соответствует потенциальная энергия маятника, а магнитной энергии кинетическая. Колебания, происходящие под действием процессов в самом колебательном контуре без внешних воздействий и потерь энергии на теплоту и электромагнитное излучение, называются собственными электромагнитными колебаниями.
Частным случаем электромагнитных колебаний являются незатухающие колебания.
Колебания, амплитуда которых не убывает со временем, а остается постоянной.
Возбуждение незатухающих электрических колебаний
Для возбуждения и поддержания незатухающих электрических колебаний к контуру следует все время подводить энергию от внешнего источника, которая компенсировала бы потери энергии на теплоту и электромагнитное излучение. Для этого можно применить триод.
На рис. 1, а показана схема лампового генератора с обратной связью. В анодное круг триода включен последовательно колебательному контуру, батарее Ба, в цепи сетки – катушка Lc, связанная индуктивно с катушкой L колебательного контура.
Рис. 1
Когда нить катода раскалена и батарея Ба включена, возникает кратковременный ток, который заряжает конденсатор: нижняя обмотка зарядится положительно, верхняя - отрицательно. Далее конденсатор разряжается через катушку индуктивности, а в контуре, возникнут синусоидальные электрические колебания. Однако угасающий синусоидальный ток, проходя через катушку L контура, возбуждает в катушке Lc ЭДС индукции. Так между сеткой и катодом образуется переменное напряжение. Это напряжение регулирует энергию, подводится от источника к колебательному контуру.
В отрицательный полупериод (когда на сетке отрицательный потенциал на катоде - положительный) лампа «заперта» и источник тока не работает. Напротив, в положительную полупериод (когда на сетке положительный потенциал, на катоде - отрицательный) источник Ба создает анодный ток, пополняя энергию колебательного контура, которая расходуется на теплоту и электромагнитное излучение. Благодаря этому в контуре существуют незатухающие колебания.
Полупроводниковые генераторы электрических колебаний
Кроме генераторов на электронных лампах широко используют полупроводниковые генераторы электрических колебаний - на транзисторах. По структуре они аналогичны (рис. 2):
Рис. 2
Последние имеют существенные преимущества: у них нет нагревательных катодов, которые потребляют мощность и требуют время для накала; они работают при более низких напряжениях; имеют значительно меньшие размеры и тому подобное.
Мы привели схему генераторов электрических колебаний с трансформаторной обратной связью колебательного контура с лампой или транзистором. Существуют также генераторы с индуктивной и емкостной обратными связями.
Система, которая сама регулирует ввод энергии в контур, называется автоколебательной, а возбужденные в ней колебания – автоколебаниями.
Возбуждение незатухающих электрических колебаний возможно с помощью других методов, но все они подобны описанному.
Вы можете заказать написание статьи по физике для публикации на Студворк!
Комментарии