Колебания подвижной

Глава XXI. Вынужденные электрические колебания. Переменные токи.........................................538

ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ [ГЛ. XX!

ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ

Рассмотрим теперь электрические колебания, возникающие в том случае, если в цепи имеется генератор, электродвижущая сила которого изменяется периодически. Они подобны механическим колебаниям тела, вызываемым периодической внешней силой. Такие электрические колебания широко применяются в технике. Вынужденными колебаниями являются технические переменные токи, которые возникают под действием внешней э. д. с. генераторов электростанций. Вынужденные электрические колебания мы имеем также во всех приемных радиотехнических устройствах.

540 ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ [ГЛ. XXI

542 ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ [ГЛ. XXI

ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ [ГЛ. XXI

546 ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ [ГЛ. XXI

548 ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ [ГЛ. XXI

ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ ТОКИ [ГЛ. XXI

552 ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТР. КОЛЕБАНИЯ. ПЕРЕМЕННЫЕ токи [гл. xxi

Отношение am/Mm=Sm называется амплитудной чувствительностью механизма, рассматриваемого как преобразователь гармонического вращающего момента в колебания подвижной части.

нем и цилиндром вызывает торможение движения поршня, в результате чего колебания подвижной части быстро затухают.

Кроме вращающего и противодействующего моментов, во всех измерительных приборах создают момент успокоения Мусп. В электростатическом вольтметре используется магнитоиндукционный успокоитель (не показанный на 2.4), состоящий из алюминиевой пластинки, закрепленной на оси прибора и расположенной в магнитном поле постоянного магнита. При движении подвижной части прибора в пластинке будут индуктироваться токи, тормозящие движение. Таким образом успокаиваются колебания подвижной части прибора, что ускоряет получение установившегося отклонения; тогда Mycn = 0.

Примером одиночного контура с током может служить прибор электромагнитной системы ( 2.7), состоящий из неподвижной катушки А, в которую при прохождении по ней тока втягивается ферромагнитный сердечник В в виде фигурной пластинки, установленной на оси; на этой же оси укреплена стрелка С, перемещающаяся по шкале. Противодействующий момент создается спиральной пружиной D. Успокоитель этого прибора — воздушный (на 2.7 не показан). Он состоит из закрытой с одной стороны камеры, внутри которой может перемещаться легкий поршень, связанный с подвижной частью прибора. При ее повороте возникает разность давлений воздуха по обеим сторонам поршня, что оказывает тормозящее действие на колебания подвижной части и ускоряет получение установившегося отклонения; тогда момент успокоения Мусп =0.

Если длительность импульса тока мала по сравнению с периодом колебания подвижной части гальванометра, то максимальное отклонение стрелки прямо пропорционально величине заряда, прошедшего через обмотку (для увеличения периода собственных колебаний подвижная часть гальванометра снабжается специальными грузиками).

Если центр тяжести подвижной части не лежит на оси вращения, то на показания прибора будет влиять момент сил тяжести, что может привести к появлению погрешности. Для исключения влияния момента этих сил подвижную часть уравновешивают с помощью грузиков-противовесов 9. Для устранения колебаний подвижной части применяют воздушные или магнитоиндукционные успокоители. На 9-2 показан воздушный успокоитель, состоящий из поршня 5, перемещающегося в закрытом с одной стороны цилиндре 4. Движение поршня, вызванное вращением оси 1, создает разность давлений воздуха. Перемещение воздуха через зазор между поршнем и цилиндром вызывает торможение движения поршня, в результате чего колебания подвижной части быстро затухают.

в. Момент сил, тормозящих (успокаивающих) колебания подвижной части, который можно выразить в таком виде:

Если Р = О, то колебания подвижной части будут незатухающими, или свободными. Выражение (3.83) превращается в уравнение

Первые два члена правой части уравнения (4.2) представляют собой- собственные колебания подвижной части гальванометра,

Из уравнения (4.5) следует, что при установившемся режиме подвижная часть гальванометра совершает колебания с амплитудой, зависящей от р и от отношения частоты тока о> к частоте свободных колебаний подвижной части гальванометра ю„ (величины q). Колебания подвижной части гальванометра сдвинуты по фазе на угол ф относительно тока, причем угол ф зависит также от р и q.

Чтобы не было погрешности регистрации, колебания подвижной части гальванометра осциллографа должны точно соответствовать форме кривой тока и совпадать с ним по фазе. Как показывает уравнение (4.5), в действительности этого нет, так как амплитуда колебаний подвижной части гальванометра при одном и том же токе может иметь различные значения, зависящие от частоты тока и конструктивных параметров гальванометра, и фазовый угол ф не равен нулю. i