Генератор на транзисторе. Автоколебания. Автор: Бахтина Ирина Владимировна, учитель физики МОУ « СОШ 3 » г. Новый Оскол Белгородской области L св. L Э Б К C

КОЛЕБАНИЯ СВОБОДНЫЕ АВТОКОЛЕБАНИЯ ВЫНУЖДЕННЫЕ Периодические изменения заряда, силы тока, напряжения, происходящие с очень большой частотой без потребления энергии от внешних источников Периодические изменения заряда, силы тока, напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника

LC _ + Назовите систему, в которой осуществляются свободные электрические колебания. Что происходит с колебаниями в реальном колебательном контуре через некоторое время? В чем причина затухания колебаний ? Если мы хотим, чтобы колебания продолжались еще какое-то время, что для этого можно сделать? Подумайте, почему колебания при добавлении источника постоянного тока не будут длиться бесконечно долго, и почему простое подключение источника тока не решит нашу проблему ? + _ _ + Колебания в контуре происходят с очень большой частотой. Конденсатор будет восполнять потери энергии только в те моменты, когда его полярность совпадает с полярностью источника А в те моменты, когда полярность противоположна он будет разряжаться через источник.

Очевидно, что обязательным условием получения незатухающих колебаний в контуре является восполнение потерь энергии именно в моменты совпадения полярности конденсатора и источника и отключение конденсатора от источника в другое время. В качестве устройства, способного осуществить такую функцию можно использовать транзистор, через который конденсатор колебательного контура будет соединен с источником тока. быстродействующий прибор пока на базу не подан сигнал – ток через транзистор не идет, конденсатор отключен от источника при подаче сигнала – ток через транзистор идет и конденсатор заряжается от источника Как вы думаете, мы получили, наконец, систему, способную совершать незатухающие колебания? Все учтено, на ваш взгляд? ? Не хватает устройства, которое бы могло подать сигнал на базу !!!

В качестве устройства, способного «подать сигнал» в нужный момент, используют катушку обратной связи, один конец которой соединен с базой, а другой с эмиттером ( связь индуктивная) L св. L Э Б К Мы получили систему, в которой могут вырабатываться незатухающие колебания за счет восполнения потерь энергии от источника внутри самой системы. Такие колебания называются автоколебаниями, а системы – автоколебательными Обязательные элементы автоколебательной системы: элемент, в котором происходят свободные колебания (колебательный контур); источник энергии для восполнения потерь энергии (аккумулятор); клапан, регулирующий поступление энергии в контур ( транзистор); устройство для осуществления обратной связи ( катушка).

Рассмотрим подробно ход процессов в автоколебательной системе L св. L Э Б I К После зарядки конденсатора его верхняя обкладка заряжена положительно, нижняя - отрицательно 2. Конденсатор начинает разряжаться через катушку. Ток в первой четверти периода постепенно нарастает, затем убывает, порождая переменное магнитное поле, пронизывающее витки катушки L. 3. В катушке L св, которая индуктивно связана с катушкой контура, возникает магнитное поле, имеющее такое же направление и появляется индукционный ток, направленный от эмиттера к базе. 4. Транзистор пропускает ток к конденсатору, в котором в это время протекает еще индукционный ток, совпадающий по направлению с первоначальным. Все потери энергии восполняются, знаки зарядов пластин меняются на противоположные

L св. L Э Б Ток через конденсатор теперь течет в противоположном направлении, нарастая в первой четверти и убывая во второй 2. Порождаемое током магнитное поле, пронизывает витки катушки контура, а, следовательно, и индуктивно связанной с ней катушки L св.. 3. В катушке обратной связи возникает индукционный ток, направленный от базы к эмиттеру, в результате чего потенциал базы оказывается выше и ток к конденсатору не идет. 4. В конденсаторе протекает только индукционный ток, совпадающий по направлению с током в начале полупериода. Конденсатор перезаряжается, знаки пластин меняются на противоположные. + -

КОЛЕБАНИЯ СВОБОДНЫЕ АВТОКОЛЕБАНИЯ ВЫНУЖДЕННЫЕ незатухающие колебания, происходящие в системе за счет восполнения потерь энергии от источника внутри самой системы

? Как называется система, в которой могут осуществляться автоколебания? Перечислите основные элементы автоколебательной системы Каково назначение элементов автоколебательной системы: колебательный контур источник постоянного тока транзистор катушка, включенная в цепь транзистора Как протекают процессы в автоколебательной системе?

Список литературы Г. Я. Мякишев. Физика: Учебник для 11 кл. общеобразовательных учреждений / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н.Сотский. – М. : Просвещение, 2008.