Ламповый генератор

Простейшая схема лампового генератора незатухающих электромагнитных колебаний приведена на рис.3. Он состоит из колебательного контура, включенного в анодную цепь трехэлектродной лампы последовательно с источником Б_А постоянного анодного напряжения. Анодная батарея Б_А является как бы "резервуаром", из которого подается энергия в колебательный контур. С катушкой L контура индуктивно связана катушка L, концы которой подключены к сетке и катоду лампы. Она связывает работу лампы с колебательным процессом в контуре и называется катушкой обратной связи.

Трехэлектродная лампа вместе с катушкой обратной связи служит для того, чтобы энергия подавалась в контур в такт колебаниям. Незатухающие колебания получаются благодаря периодической подзарядке конденсатора анодным током лампы, проходящим через контур. Для того чтобы осуществлять периодическую подзарядку конденсатора контура в необходимые моменты времени, анодный ток должен иметь пульсирующий характер. Это обеспечивается путем соответствующего изменения потенциала на сетке лампы, который создается через посредство катушки связи L самим колебательным контуром.

Рассмотрим более подробно работу такой электрической системы. При замыкании ключа К включается анодная батарея Б_А и в анодной цепи появится возрастающий со временем анодный ток i₁. Этот ток, во-первых, зарядит конденсатор контура и, во-вторых, создаст в катушке L магнитное поле, которое пронижет также катушку L₁. Так как это поле усиливается со временем, то, согласно правилу Ленца, в катушке L₁ будет индуцироваться ток i₂, противоположный току i₁ ( рис.3. направление этих токов показано стрелками). Сеточный ток i₂ зарядит сетку лампы отрицательно, в связи с чем лампа "запрется".

Примечание. Необходимо помнить, что направление тока противоположно направлению движения электронов в лампе. Следовательно, при силе тока i₂ электроны движутся к сетке и, накапливаясь на ней, заряжают ее отрицательно.

Таким образом, лампа произвела зарядку конденсатора и затем отключила контур от источника энергии Б_А, разомкнув анодную цепь. Начавшееся в контуре электрическое колебание будет теперь совершаться обычным порядком. В течение второй четверти периода ток в контуре перезарядит конденсатор и прекратится. Так как в это время магнитное поле катушки L, а следовательно, и катушки L₁ ослабевает, то, согласно правилу Ленца, ток в сеточной катушке L₁ продолжает идти в прежнем направлении. Поэтому сетка получит дополнительный отрицательный заряд, и лампа останется "запертой".

В течение второй половины периода в контуре пойдет ток обратного направления, сначала усиливающийся (в третьей четверти периода), а потом ослабевающий (в последней четверти периода). Поэтому, опять-таки в соответствии с правилом Ленца, в сеточной катушке L₁ направление тока изменится на обратное и отрицательный заряд сетки начнет уменьшаться. К концу периода этот заряд ликвидируется, лампа ’’откроется’’ и произведет подразядку конденсатора. Затем начнется повторение процесса.

Таким образом, лампа периодически - к началу каждого периода - подает в контур энергию от анодной батареи. Благодаря этому в контуре совершаются незатухающие электрические колебания.