Ламповый генератор

Простейшая схема лампового генератора незатухающих электромагнитных колебаний приведена на рис.3

О н состоит из колебательного контура LC, 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 L₁, 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 меняется при изменении направления тока разрядки в контуре LC за счет явления взаимной индукции между катушками L и L₁.

При отрицательном заряде на сетке лампа оказывается "запертой", анодный ток через лампу не пойдет. Колебательный контур будет работать в обычном режиме. При положительном заряде на сетке лампа ’’откроется’’ и произведет подразядку конденсатора. Затем начнется повторение процесса.

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

Описание схемы лабораторной работы

В данной работе используется ламповый генератор с автотрансформаторной обратной связью. На рис.4 его схема приведена слева.

В этой схеме катушка контура и сеточная катушка совмещены в одну. Вся катушка L входит в состав контура, а часть ее L_g является сеточной катушкой. Дополнительными элементами в схеме генератора являются С_бл, С_св и R_g. Конденсатор С_бл=10000 пФ, который имеет малое сопротивление для токов высокой частоты, блокирует сетку от постоянного напряжения источника анодного питания 300 В, которое имеется и на контуре. Иногда его называют блокировочным конденсатором. Конденсатор С_св=100 пФ (конденсатор связи) и сопротивление R_g-0,5 МОм (сопротивление утечки) включены в цепь сетки лампы с целью выбора определенного режима лампы и лучшего использования линейного участка характеристики триода.

Справа на рис.4 расположен резонансный контур с катушкой индуктивности L₁=0,47510^-3 Гн и конденсатором переменной емкости

С₁=10 ÷ 550 пФ. Параллельно им включен микроамперметр. Очевидно, что катушки L и L₁ индуктивно связаны друг с другом.

Выполнение работы Определение периода незатухающих колебаний генератора.

1. С обрать схему лампового генератора, обращая внимание на правильное включение источника анодного питания. Наличие генерации проверяется при помощи индикатора высокочастотного электромагнитного поля на неоновой лампе, которая загорается при приближении его к катушке индуктивности L.

2. Собрать схему резонансного контура (резонатора). Так как катушки генератора L и резонатора L₁ связаны между собой индуктивно, то в резонаторе также возникнут колебания, на наличие которых указывает ток в микроамперметре. Изменяя емкость С₁ , можно наблюдать резонанс: - явление резкого увеличения тока в резонаторе при совпадении частоты колебания резонатора с частотой колебания лампового генератора. В этом случае колебания в резонаторе будут происходить с таким же периодом, как и в генераторе: Т₁=Т, т.е.

или , (13)

где - значение емкости переменного конденсатора С₁, соответствующее максимальному значению тока.

3. Изменяя величину емкости С₁, определяют силу тока в резонаторе, обязательно пройдя через максимальное значение силы тока. Результаты измерений заносят в таблицу и строят график зависимости силы тока в резонаторе от величины емкости С₁ (по оси ординат откладывается сила тока, а по оси абсцисс - емкость переменного конденсатора). На полученной резонансной кривой максимум тока будет соответствовать определенной емкости . Зная эту емкость и величину L, определяют период и частоту колебаний генератора по формулам:

Работа № 11 (5)

Изучение явления вращения плоскости колебаний

плоскополяризованного света