-->
|
|
|
Ãëàâà 3. Ýëåêòðîìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ è âîëíû § 21. Ïåðåìåííûé ýëåêòðè÷åñêèé òîêÂûíóæäåííûå êîëåáàíèÿ1. Ðàññìàòðèâàÿ ïðîöåññ óñòàíîâëåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ è ýëåêòðîìàãíèòíûõ êîëåáàíèé â èäåàëèçèðîâàííûõ ñèñòåìàõ, ìû ïðåíåáðåãàëè â ïåðâîì ñëó÷àå òðåíèåì, âî âòîðîì ñëó÷àå ñîïðîòèâëåíèåì ïðîâîäîâ è ñ÷èòàëè, ÷òî ïîëíàÿ ýíåðãèÿ êîëåáàòåëüíîé ñèñòåìû îñòà¸òñÿ íåèçìåííîé. Ïðè ýòîì êîëåáàíèÿ äîëæíû ïðîäîëæàòüñÿ ñêîëü óãîäíî äîëãî, íå çàòóõàÿ. Îäíàêî â ðåàëüíûõ êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåìàõ ïðîèñõîäÿò ïîòåðè ýíåðãèè ïðè ñîâåðøåíèè ðàáîòû ïðîòèâ ñèë òðåíèÿ è ïðåâðàùåíèå å¸ âî âíóòðåííþþ ýíåðãèþ. ×òîáû â ýòèõ ñëó÷àÿõ êîëåáàíèÿ íå çàòóõàëè, íåîáõîäèìî êîìïåíñèðîâàòü ïîòåðè ýíåðãèè è ïîäâîäèòü ê êîëåáàòåëüíîé ñèñòåìå ýíåðãèþ èçâíå. Ïðîñòîé îïûò ñ ìàÿòíèêîì ïîêàçûâàåò: äëÿ òîãî ÷òîáû êîëåáàíèÿ íå ïðåêðàùàëèñü, åãî íóæíî ïîäòàëêèâàòü.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå ìàÿòíèê îñòàíîâèòñÿ. Ýòîò âûâîä îòíîñèòñÿ íå òîëüêî ê ìàÿòíèêó, íî è ê ëþáûì äðóãèì ðåàëüíûì êîëåáàòåëüíûì ñèñòåìàì: ÷òîáû ïîääåðæèâàòü íåçàòóõàþùèå êîëåáàíèÿ â íèõ, íåîáõîäèìî äåéñòâèå ïåðèîäè÷åñêîé âûíóæäàþùåé ñèëû.
Âûíóæäåííûå êîëåáàíèÿ ïðîèñõîäÿò ñ ÷àñòîòîé âûíóæäàþùåé ñèëû. Àìïëèòóäà ýòèõ êîëåáàíèé çàâèñèò íå òîëüêî îò ïåðâîíà÷àëüíîãî çàïàñà ýíåðãèè, êàê â ñëó÷àå ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé, íî è îò ñîîòíîøåíèÿ ñîáñòâåííîé ÷àñòîòû êîëåáàòåëüíîé ñèñòåìû è ÷àñòîòû âûíóæäàþùåé ñèëû. ×òîáû â ýòîì óáåäèòüñÿ, ïðîäåëàåì îïûò. Ïðèâåä¸ì â êîëåáàíèÿ íîæêè êàìåðòîíà, óñòàíîâëåííîãî íà äåðåâÿííîì ÿùèêå è èìåþùåãî îïðåäåë¸ííóþ ÷àñòîòó êîëåáàíèé. Áóäåì ïðèäâèãàòü ê íåìó ïî î÷åðåäè êàìåðòîíû, èìåþùèå ðàçíûå ÷àñòîòû. Êàìåðòîíû áóäóò ñîâåðøàòü âûíóæäåííûå êîëåáàíèÿ è èçäàâàòü çâóêè. Ãðîì÷å âñåõ áóäåò çâó÷àòü êàìåðòîí, ÷àñòîòà êîëåáàíèé êîòîðîãî ðàâíà ÷àñòîòå êîëåáàíèé ïåðâîãî êàìåðòîíà. Íîæêè ýòîãî êàìåðòîíà áóäóò èìåòü íàèáîëüøóþ àìïëèòóäó êîëåáàíèé. Ñëåäîâàòåëüíî, íàèáîëüøàÿ àìïëèòóäà êîëåáàíèé áóäåò ó êàìåðòîíà, ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà êîòîðîãî ñîâïàäàåò ñ ÷àñòîòîé âûíóæäàþùåé ñèëû.  ýòîì çàêëþ÷àåòñÿ ÿâëåíèå ðåçîíàíñà.
ßâëåíèå ðåçîíàíñà ìîæåò îêàçàòüñÿ êàê ïîëåçíûì, òàê è âðåäíûì. Ñ îäíîé ñòîðîíû, ðåçîíàíñ ïîçâîëÿåò îñóùåñòâèòü íàñòðîéêó ìóçûêàëüíûõ èíñòðóìåíòîâ, îïðåäåëèòü ÷àñòîòó êîëåáàòåëüíîé ñèñòåìû ñ ïîìîùüþ ÷àñòîòîìåðà. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ðåçîíàíñ ìîæåò ïðèâåñòè ê ñòîëü áîëüøîìó óâåëè÷åíèþ àìïëèòóäû êîëåáàíèé, ÷òî âûçîâåò ðàçðóøåíèå êîíñòðóêöèé. Âûíóæäåííûå ýëåêòðîìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ2. Âûíóæäåííûå êîëåáàíèÿ ìîãóò âîçíèêíóòü íå òîëüêî â ìåõàíè÷åñêèõ êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåìàõ, íî è â ýëåêòðè÷åñêèõ öåïÿõ ïðè íàëè÷èè ïåðèîäè÷åñêîé ÝÄÑ. Âñïîìíèì, ÷òî â îïûòå (ñì. ðèñ. 76) íàáëþäàëîñü çàòóõàíèå êîëåáàíèé â êîíòóðå. Åñëè æå ê êîíòóðó ïîäêëþ÷èòü èñòî÷íèê ïåðèîäè÷åñêîé ÝÄÑ (ðèñ. 77), òî êîëåáàíèÿ â êîíòóðå áóäóò íåçàòóõàþùèìè.
Òàêèìè âûíóæäåííûìè ýëåêòðîìàãíèòíûìè êîëåáàíèÿìè ÿâëÿåòñÿ ïåðåìåííûé òîê, êîòîðûé øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ â áûòó è íà ïðîèçâîäñòâå.
|
|
|