§ 31. Ламповый генератор электрических колебаний

80

Гл. III. Электрические колебания

и пропускала ток к конденсатору, мы можем получить э л е к-

т р и ч е с к у ю а в т о к о л е б а т е л ь н у ю с и с т е м у, позво-

ляющую возбуждать (генерировать) незатухающие электриче-

ские колебания.

Очевидно, для того чтобы колебания в контуре управляли

анодным током лампы, надо подать на ее сетку напряжение,

зависящее от колебаний тока или напряжения в контуре, т. е.,

как говорят, с в я з а т ь контур с сеточной цепью лампы. Такая

электрическая связь может быть осуществлена различными спо-

собами — при помощи электростатической индукции (е м к о с т-

н а я связь), при помощи электромагнитной индукции (и н д у к-

т и в н а я связь) и т. д. Главное здесь заключается не в том,

каким именно способом контур связан с лампой, а в том, что

благодаря этой связи мы имеем не только действие лампы на

колебания в контуре, но и о б р а т н о е в о з д е й с т в и е этих

колебаний на лампу. Разнообразные способы соединения лампы

с колебательным контуром, обеспечивающие такое обратное воз-

действие, являются примерами так называемой обратной связи,

а сами электрические а в т о к о л е б а т е л ь н ы е системы тако-

го рода называются ламповыми генераторами

1

). Современные

ламповые генераторы позволяют получать колебания с частотами

до нескольких миллиардов герц и применяются чрезвычайно

широко. Они служат основой каждой радиостанции и входят

в состав многих типов радиоприемников.

На рис. 58 показана одна из весьма многочисленных и раз-

нообразных схем лампового генератора — схема с и н д у к т и в-

н о й обратной связью.

Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивно-

сти L и конденсатора емкости C, включен последовательно с ба-

тареей B в анодную цепь лампы, т. е. между анодом A и нака-

ленной нитью (катодом) K. Нить накаливается током от батареи

накала B

н

. В сеточную цепь лампы — между сеткой G и катодом

K — включена вторая катушка индуктивности L



, связанная

индуктивно с катушкой L контура. Таким образом, катушки L

и L



образуют как бы первичную и вторичную обмотки транс-

форматора, но без сердечника. Впрочем, в генераторах низких

1

) Обратная связь в общем смысле — это устройство, при помощи которого

происходящий в системе процесс (движение, колебание) частично использу-

ется для управления (регулирования) самим этим процессом. Так, например,

в паровой машине обратную связь осуществляет золотниковый механизм.

Он приводится в действие самой машиной и вместе с тем управляет ее

движением.

Гл. III. Электрические колебания

81

(звуковых) частот можно применять трансформатор с железным

сердечником.

Рис. 58. Ламповый генера-

тор

Катушка L



управляет напряже-

нием на сетке и осуществляет об-

ратную связь между колебаниями

в контуре и на сетке лампы.

Представим себе, что в контуре,

состоящем из катушки индуктивно-

сти L и конденсатора емкости C,

происходят колебания. По катуш-

ке L протекает переменный ток, ко-

торый наводит в катушке L



пере-

менную э.д.с. Сетка заряжается то

положительно, то отрицательно по

отношению к катоду K, причем период этих колебаний сеточного

напряжения, очевидно, тот же, что и период колебаний в конту-

ре LC, т. е.

T = 2π

√

LC .

Лампа то «отпирается», то «запирается»; таким образом, ко-

лебания в контуре вызывают пульсации анодного тока лампы.

Анодный ток, идущий от анода через контур LC к катоду,

разветвляясь, проходит через катушку индуктивности и конден-

сатор (разумеется, постоянная, т. е. не меняющаяся со временем,

составляющая анодного тока проходит при этом только через

катушку, так как постоянный ток через конденсатор идти не

может, см. том II, § 159). Если фаза колебаний анодного тока

подобрана правильно, т. е. «толчки» анодного тока действуют

на контур в нужные моменты, то колебания в контуре будут

поддерживаться (ср. § 30). Другими словами, за каждый период

колебаний от батареи B будет заимствоваться порция энергии,

как раз покрывающая потери энергии в контуре за то же вре-

мя, и колебания будут незатухающими. Если поменять местами

концы катушки L



, то фаза колебаний сеточного напряжения

изменится на 180

◦

, и колебания не возбудятся (аналогично тому,

как это получалось в системе, изображенной на рис. 56).

Наблюдать колебания можно с помощью электронного ос-

циллографа или — если колебания имеют звуковую частоту —

с помощью громкоговорителя, включенного прямо в анодную

цепь лампы. Можно также включить в конденсаторную ветвь

контура лампочку накаливания (от карманного фонаря или ав-

томобильную, в зависимости от мощности генератора). Так как

лампочка включена последовательно с конденсатором, постоян-

82

Гл. III. Электрические колебания

ная составляющая анодного тока через нее не проходит. Следова-

тельно, лампочка будет загораться только при наличии в контуре

электрических колебаний.

С помощью лампового генератора, подобного описанному,

нетрудно наблюдать и явление электрического резонанса, свя-

зав индуктивно с контуром LC генератора второй такой же

колебательный контур, но с п е р е м е н н ы м конденсатором

и с включенной в контур лампочкой накаливания. Плавно меняя

емкость в этом контуре, его можно настроить в резонанс на

частоту генератора. При соответствующем подборе лампочки и

связи между контурами нетрудно добиться таких условий, что

при резонансе лампочка вспыхивает, а при расстройке гаснет.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: