Релаксационные колебания

Релаксационными колебаниями называют периодически повторяющийся процесс, состоящий из двух стадий:

1. Медленного накопления энергии системы до определенного критического значения.

2. Последующей разрядки энергии, происходящей почти мгновенно.

Релаксационные колебания широко распространены (вибрации тормозов трамвая, звучание струн смычковых музыкальных инструментов, работа генераторов развертки в телевизорах и т.д.).

Рассмотрим действие релаксационного генератора, основной частью которого является неоновая лампа. Неоновая лампа состоит из стеклянного баллона, в который впаяно два электрода – анод и катод – в виде металлических пластинок, расположенных на расстоянии 2-3мм. Баллон заполнен неоном при низком давлении (10-15мм рт.ст.). Основная особенность неоновой лампы заключается в том, что она начинает проводить ток только при определенном напряжении напряжении зажигания. Если напряжение на электродах лампы , ток через лампу не идет, так как неон (инертный газ) является диэлектриком и его сопротивление велико (). При напряжении происходит пробой диэлектрика – через лампу идет ток. При этом неон светится оранжевым светом, лампа зажигается; потенциал зажигания лампы. Потенциал зажигания зависит от расстояния между электродами, формы электродов, природы и давления наполняющего баллон газа. После зажигания неоновая лампа может гореть уже и при более низком напряжении. Гаснет лампа при напряжении , называемом напряжением гашения.

Рис. 133

Вольт-амперная характеристика неоновой лампы имеет вид, представленный на рис. 133. При малом напряжении на электродах ток через лампу не идет, так как ее сопротивление очень большое. При вспыхивании лампы ток скачком достигает значения и ее сопротивление становится малым. При дальнейшем увеличении напряжения ток в лампе все время возрастает по прямой ab. Если уменьшать напряжение, то ток уменьшается по прямой bc, близкой к ab.

а б

Рис. 134

Рассмотрим действие релаксационного генератора, основанного на процессах зарядки и разрядки конденсатора, изображенного на рис.134 а. При замыкании ключа ВК конденсатор медленно заряжается от батареи , напряжение на электродах неоновой лампы возрастает по закону

в момент, когда напряжение на конденсаторе достигает значения , лампа зажигается, ее электрическое сопротивление резко уменьшается и через нее идет ток. При этом происходит разряд конденсатора по закону

.

Когда разность потенциалов на электродах лампы и соответственно на пластинах конденсатора упадет до значения , лампа гаснет. Конденсатор снова начинает заряжаться. Таким образом, лампа будет периодически вспыхивать через определенные промежутки времени

(11-14)

Зависимость представлена рис.134б.

Дата добавления: 2015-05-06