Неустойчивого равновесия

Таким образом, были рассмотрены устойчивые состояния системы, но возможны и неустойчивые ее состояния, например, когда стол стоит на одной ножке, причем его центр тяжести расположен над точкой опоры. Неустойчивое состояние системы обычно зависит от окружающих условий, т. е. от ее взаимодействия со средой. О неустойчивых состояниях, т. е. неустойчивых энергетических уровнях, говорят, что они имеют малое время жизни.

Схема мультивибратора на ОУ, работающего в ждущем режиме (одновибратора), изображена на 6.5, а. С приходом запускающего импульса «вх ( 6.5, б) мультивибратор переходит в неустойчивое состояние, которое имеет некоторую длительность ta, определяемую времязадающей R2'С-цепью, после чего устройство возвращается в исходное устойчивое состояние.

жим ожидания). Поэтому одновибраторы часто называют щими мультивибраторами. Неустойчивое состояние наступает с приходом кратковременного входного запускающего импульса. Это состояние сохраняется требуемое время, задаваемое выбором элементов ЛС-цепи, после чего одновибратор возвращается в исходное устойчивое состояние.

тивная обратная связь, обеспечивающая неустойчивое состояние триггера. При выполнении (8.2) исключается возможность реализации в стационарном режиме равновесного состояния, при котором одновременно закрытыми оказываются инверторы обоих элементов. Следовательно, если возникнет такое 362

Проанализируем это выражение. При Е0 = ?ст сопротивление га = Гэо- В этом случае имеем неустойчивое состояние дугового промежутка, которое характеризуется критической напряженностью электрического поля ?кр на стволе дуги. Неустойчивый режим соответствует точке М2 (см. 5.20), в которой изменение приложенного напряжения приводит к погасанию или повторному зажиганию дуги. Как видно из уравнения (5.114), если Е0 > Ест, то сопротивление га остаточного ствола дуги стремится к нулю и происходит повторное зажигание дуги. При ?0< ?ст сопротивление гв стремится к бесконечности, и дуга не возобновляется.

Газообразное — наиболее беспорядочное' и структурно неустойчивое 'состояние молекул. Газы не имеют постоянного объема формы и структуры. При отсутствии внешних воздействий газы способны расширяться и занимать весь объем, в котором они находятся. При нормаль-• ном давлении газы имеют малую плотность, например плотность в г/л:

Мы видели, что, используя нелинейные элементы, можно осуществить стабилизаторы напряжения и тока, усилители мощности, модуляторы, генераторы незатухающих колебаний, выпрямители,' инверторы и т. д. Рассмотренными примерами далеко не исчерпывается перечень возможных применений нелинейных элементов в электрических цепях. Так, например, очень важным является создание устройств для формирования импульсов напряжения различной формы, создание так называемых спусковых устройств — триггеров, в которых используется неустойчивое состояние и при плавном изменении входного напряжения происходит скачок

/ — адиабатический градиент температуры-, 2 — устойчивое состояние атмосферы; S — неустойчивое состояние атмосферы

ческих доменов начинают сокращаться, и при некотором критическом значении стороннего поля наступает неустойчивое состояние и домены кол-лапсируют (исчезают), а пленка оказывается равномерно намагниченной до насыщения и представляет собой один гигантский домен.

Мы видели, что, используя нелинейные элементы, можно осуществить стабилизаторы напряжения и тока, усилители мощности, модуляторы, генераторы незатухающих колебаний, выпрямители, инверторы и т. д. Рассмотренными примерами далеко не исчерпывается перечень возможных применений нелинейных элементов в электрических цепях. Так, например, очень важным является создание устройств для формирования импульсов напряжения различной формы, создание так называемых спусковых устройств — триггеров, в которых используется неустойчивое состояние и при плавном изменении входного напряжения происходит скачок напряжения или тока на выходе, создание на этой основе счетчиков импульсов и т. д.

жим ожидания). Поэтому одновибраторы часто называют ждущими мультивибраторами. Неустойчивое состояние наступает с приходом кратковременного входного запускающего импульса. Это состояние сохраняется требуемое время, задаваемое выбором элементов ЛС-цепи, после чего одновибратор возвращается в исходное устойчивое состояние.

ROTO и неустойчивого равновесия.

1-22. Иллюстрация к исследованию устойчивого и неустойчивого равновесия.

Состояния устойчивого равновесия характеризуются тем, что после слабого внешнего воздействия устройство возвращается в исходное состояние, т. е. токи и напряжения принимают исходные значения в отличие от состояния неустойчивого равновесия, при котором любое слабое внешнее воздействие нарушает это состояние. Для перехода триггера из одного устойчивого состояния в другое необходимо, чтобы входной сигнал превысил пороговое значение.

Заторможенный режим достигается тем, что на управляющие элементы усилительных приборов, используемых в генераторе, подается напряжение смещения в запирающей полярности, вследствие чего они оказываются запертыми и самопроизвольно открыться не могут. Поэтому схема находится в состоянии 'устойчивого равновесия, вывести ее из которого может только внешнее воздействие. Внешнее воздействие — пусковой управляющий (или синхронизирующий) импульс .— прикладывается к схеме таким образом, чтобы закрытый усилительный прибор открылся (или открытый — закрылся). При этом схема переходит в состояние неустойчивого равновесия и через некоторое время возвращается в исходное состояние устойчивого равновесия.

внх схемах обязательно наличие реактивного элемента (емкости или индуктивности), в котором накапливается энергия, поддерживающая некоторое время схему в состоянии неустойчивого равновесия. В триггерных схемах этот элемент отсутствует, поэтому у них имеется два устойчивых состояния равновесия, в любом из которых схема может находиться неопределенно долгое время.

Точка /( механической характеристики соответствует положению неустойчивого равновесия, так как при любом малом снижении скорости, обусловленном незначительным увеличением момента нагрузки, момент двигателя не растет, а падает, в результате чего двигатель останавливается. Вся нижняя часть механической характеристики, лежащая ниже точки /С, является областью неустойчивой работы двигателя. Максимальный момент Ммакс называется опрокидывающим моментом асинхронной машины. Работа машины на верхней, устойчивой, части механической характеристики с моментом, превышающим номинальный, возможна лишь кратковременно; в противном случае срок службы машины сокращается из-за ее перегрева.

1-21. Характеристика н. э. с участками устойчивого и неустойчивого равновесия.

1-22. Иллюстрация к исследованию устойчивого и неустойчивого равновесия.

возникает режим неустойчивого равновесия, так как, несмотря на симметрию схемы, в любой момент может нарушиться равенство коллекторных токов.

Если R + Кл < 0, т. е. угол а меньше угла у. образуемого кас тельной к характеристике в точке /, At с ростом t увеличивается, т. ' точка / является точкой неустойчивого равновесия. Даже весьма малс отклонение от нее приведет при At > 0 к переходу в точку 2, а пр) At < 0 к i = О, т. е. к погасанию дуги.

При токе /2 точка М2 соответствует состоянию неустойчивого равновесия в системе; случайные как угодно малые отклонения тока приводят или к увеличению тока до значения 1г, или уменьшают его до нуля, т.е.