Тема: Автоколебания. Генерирование электрической энергии.
Цель: формировать представление об автоколебаниях; самые разные частоты вырабатывают с помощью автоколебательных систем, без них были бы невозможны современная радиосвязь, телевидение.
Изучение нового материала
Повторение механических автоколебаний.
1. Автоколебательные системы.
Если в систему, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания,
поместить источник энергии и система сама регулировала бы подачу энергии порциями, то появятся незатухающие колебания.
Системы называются автоколебательными, если в них создаются незатухающие колебания за счет поступления энергии от источника внутри системы.
Генератор на транзисторе – автоколебательная система.
2. Как создать незатухающие колебания в контуре?
Необходимо обеспечивать автоматическую работу клапана или ключа.
Клапан должен обладать большим быстродействием. Такую работу безынерционного клапана выполняет транзистор, который состоит из 3-х полупроводников: коллектора,
эмиттера и базы. Эмиттер и коллектор имеют одинаковые основные носители заряда;
основные носители базы имеют противоположный знак.
3. Работа генератора на транзисторе.
На схеме видим, что колебательный контур последовательно соединен с источником напряжения, а далее расположен транзистор.
На коллектор подается отрицательный потенциал, а на эмиттер – положительный.
Переход база – коллектор является обратным (ток в цепи не идет); при этом переход эмиттер- база оказывается прямым. Что соответствует разомкнутому ключу на схемах.
Чтобы в контуре появился ток и зарядил конденсатор необходимо сообщать базе отрицательный потенциал относительно эмиттера. Это соответствует замкнутому ключу на схеме. Для компенсации потерь энергии в контуре напряжение на эмиттерном переходе
должно постоянно менять знак, для осуществления обратной связи.
В данном случае обратная связь возникает из-за индуктивной связи катушек. Одна из ник расположена в контуре, другая подключена к эмиттерному переходу.
Чтобы колебания в контуре не затухали, необходимо подбирать фазу колебаний напряжения на эмиттерном переходе так, что «толчки» тока действуют на контур в нужные интервалы времени.
От индуктивности катушки и емкости конденсатора зависит частота колебаний в контуре.
ω0=1 / QUOTE
Чем меньше индуктивность и емкость, тем больше частота колебаний
Генераторы на транзисторах широко применяются в радиотехнических устройствах, электронно – вычислительных машинах.
4. Основные элементы автоколебательной системы.
Выделим основные элементы, применяемые во многих автоколебательных системах.
Источник энергии автоколебаний | Для электромагнитных колебательных систем | Для механических колебательных систем |
1. Источник постоянного напряжения | Генератор на транзисторе | Потенциальная энергия поднятой гири или сжатой пружины |
2. Колебательная система | Колебательный контур | Маятник |
3. Регулятор поступления энергии | Транзистор | Анкерное устройство |
4. Обратная связь | Индуктивная связь катушки контура с катушкой в цепи эмиттер — база | |
Домашнее задание:
1. Ознакомиться с лекцией
2. Ответить на вопросы:
1. Где возникают автоколебания?
2. Чем отличаются автоколебания от свободных и вынужденных колебаний?
3. Описать роль транзистора в создании автоколебаний?
4. Что такое обратная связь и как она осуществляется в генераторе на транзисторе?
5. Выделить элементы автоколебательной системы.
Фото выполненного домашнего задания студент отправляет до 02.11.2021 мне на электронную почту: ludmilakorotcenkova@gmail.com
При отправлении задания четко указать ФИО, группу, дату, тему