Возникновение магнитного

4-9. ВОЗНИКНОВЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ С ЧАСТОТОЙ, МЕНЬШЕЙ ЧАСТОТЫ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

4-9. Возникновение колебаний с частотой, меньшей частоты источника электрической энергии ...... 142

а — схема; б — возникновение колебаний в автогенераторе; » — > амплитудная характеристика усилителя

4-9. ВОЗНИКНОВЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ

4-9. Возникновение колебаний с частотой, меньшей частоты источника электрической энергии . . . . . .

3. Возникновение колебаний в цепи на гармонике с частотой пнй/п, где тип — целые числа.

3. Возникновение колебаний в цепи на гармонике с частотой тю/п, где т и п — целые числа.

называется основным уравнением генератора с самовозбуждением. Это неравенство позволяет легко объяснить влияние основных параметров лампы и схемы на возникновение колебаний. Чем больше крутизна характеристики S и больше усиление триода р. = 1/D, тем требуется меньшая величина /Сос, т. е. тем легче возникают автоколебания. Увеличение потерь в контуре, снижающее величину гэ р = L/Cr, наоборот, требует увеличения АГ0с, т. е. затрудняет возникновение колебаний.

Вернемся к рассмотрению 10.11 и выясним поведение автогенератора при изменении величины обратной связи. При ослаблении связи наклон линии // растет и при некотором критическом значении Кос, обращающем неравенство (10.17) в равенство (10.3), возникновение колебаний невозможно. Линия связи, соответствующая критической величине обратной связи, занимает положение 0В (см. 10.11).

При постепенном повышении частоты <ор2 путем изменения емкости или индуктивности второго контура частота генерации будет сначала идти по кривой со/, а затем в точке Е, расположенной правее точки С0р2 = copl, частота скачком перейдет на кривую co/;. При обратном изменении шр2 частота генерации будет идти по кривой ю/; до точки F, где скачком перейдет на кривую т/. Перескок частоты в точке Е объясняется тем, что на участке от copi до со?. ( 10.24) условия генерации более благоприятны для частоты со/,, однако ранее возбужденное колебание о/ оказывается устойчивым и при некотором снижении гэ р. Когда гэ р уменьшится настолько, что колебания со, станут неустойчивыми, происходит срыв этих колебаний и возникновение колебаний с частотой со/7. Аналогично может быть объяснен и скачок частоты генерации в точке F. Таким образом, получается «nef-ля затягивания частоты». Ширина области затягивания ю? — (of тем больше, чем сильнее связь между контурами и чем выше добротность второго контура.

10.3. Возникновение колебаний в автогенераторе........361

На 2.26 схема шчески показано возникновение магнитного потока в массивном сердечнике полюса. Пусть в начальный момент времени ток возбуждения и магнитный поток полюса равны нулю. Затем ток в обмотке быстро возрастает до какого-то значения /н, чему соответствуют МДС FB = lwH и установившийся поток Ф. Однако при быстром изменении потока (в данном случае происходит возрастание потока) в< всех контурах, связанных с этим потоком, возникает ЭДС

поля. Эти представления были связаны вначала с электрическими цепями, по которым протекает ток. Д. К- Максвелл распространил эти представления на пространство, которое окружает цепи. В диэлектрике или пустоте при изменениях магнитного поля индуктируются э. Д. с. и возникает электрическое поле, а при изменениях электрического поля протекают токи смещения, обусловливающие возникновение магнитного поля. В этом смысле следует понимать основные законы электромагнетизма — закон электромагнитной индукции и закон полного тока. Эти представления были экспериментально подтверждены работами Г. Герца, П. Н. Лебедева и А. С. Попова.

при наибольшем положительном потенциале антенны, число линий электрического смещения с каждой стороны антенны равно трем ( П1-9, а). Когда напряжение и заряд антенны уменьшатся на одну треть, число линий, идущих от антенны к земле, уменьшится до двух с каждой стороны ( П1-9, б). Эти линии удаляются от антенны, двигаясь по ней к источнику энергии. Третья линия должна была бы исчезнуть, но при движении волны от антенны в пространстве справа и слева от линий, идущих к земле, увеличивается смещение и протекает ток смещения, что определяет возникновение магнитного поля, связанного с линиями электрического поля. На П1-9, б показана одна линия этого магнитного поля. Третья линия электрического поля не исчезает, а сохраняется и отделяется от антенны, двигаясь от нее.

Электрическое и магнитное поля являются двумя сторонами единого электромагнитного поля. Наличие магнитного поля свидетельствует о том, что существуют токи, создающие это поле, а протекание токов обусловливает появление магнитного поля. Эти представления были связаны вначале с электрическими цепями, по которым протекает ток. Д. К. Максвелл распространил эти представления на пространство, которое окружает цепи. В диэлектрике или пустоте при изменениях магнитного поля индуктируются ЭДС и возникает электрическое поле, а при изменениях электрического поля протекают токи смещения, обусловливающие возникновение магнитного поля. В этом смысле следует понимать основные законы электромагнетизма — закон электромагнитной индукции и закон полного тока. Эти представления были экспериментально подтверждены работами Г. Герца, П. Н. Лебедева и А. С. Попова.

возникновение магнитного поля, связанного с линиями электрического поля. На П1-18,б показана одна линия этого магнитного поля. Третья линия электрического поля поэтому не исчезает, а сохраняется и отделяется от антенны, двигаясь от нее.

В ряде случаев мы можем все же рассматривать только электрическое поле. Это имеет место, например, в случае электростатического поля. Электростатическим называется поле как бы неподвижных, стационарных зарядов. Правда, мы можем рассматривать электростатическое поле независимо лишь с известным приближением. Заряды, создающие поле, располагаются в определенных областях пространства, например на поверхностях проводящих тел. При этом электроны, обладающие отрицательными зарядами и движущиеся по замкнутым орбитам внутри атомов проводящих тел, могут также перемещаться от атома к атому. Движение электронов обусловливает возникновение магнитного поля. Однако это поле вне атомов при достаточном удалении от них будет настолько слабым, что его можно не принимать во внимание. Мы можем с некоторыми допущениями рассматривать одну сторону электромагнитного поля — электрическое поле. Это допустимо также в некоторых случаях неэлектростатического поля, например, когда по проводам протекает электрический ток.

Электрическое поле и магнитное поле, как было указано в предыдущих главах, являются двумя сторонами электромагнитного поля. Только в некоторых условиях практически можно рассматривать отдельно электрическое и магнитное поле, не забывая о том, что всегда существует единое электромагнитное поле. Протекание тока в цепи определяет возникновение магнитного поля; электрическим зарядам соответствует недостаток или избыток квазинепрдвижных электронов, на самом деле движущихся по орбитам вокруг ядер атомов, а движение электронов определяет возникновение "магнитного поля,

Рассмотренные представления о магнитном поле были связаны с электрическими цепями, по которым протекает ток, создающий магнитное поле. Эти представления соответствуют результатам экспериментальных работ и гипотезам ученых до появления «Трактата об электричестве и магнетизме» Д. К. Максвелла ' (1873 г.). Максвелл математически обработал результаты опытов Фарадея и распространил законы электромагнетизма на пространство, которое окружает цепи. В соответствии с представлениями Максвелла, в пространстве, заполненном ди-. электриком, или в пустоте при изменении магнитного поля индуктируются э. д. с. и возникает электрическое поле. При изменении электрического поля в диэлектриках и пустоте протекают токи смещения, обусловливающие возникновение магнитного поля.

соблюдении определенных условий) энергетически выгодным, если магнитные моменты атомов ориентированы одинаково. Но одинаковая ориентация магнитных моментов означает возникновение магнитного момента вещества, т. е. его намагничивание. Кроме того, энергетически более выгодным является разделение всего объема кристалла на замкнутые области — домены, каждая из которых имеет определенный магнитный момент. В целом кристалл немагнитен, так как магнитные моменты доменов ориентированы в пространстве равновероятно. При доменной структуре кристалла сумма всех видов энергий тела (обменной кристаллографической магнитной анизотропии, магнито-стрикционной деформации, магнито-упругой, магнитостатической, магнитной) минимальна. Между соседними доменами возникают граничные слои (стенки Блоха), внутри которых происходит плавный поворот векторов намагниченности ( 3).

Любое электромагнитное явление, рассматриваемое в целом, характеризуется двумя сторонами — электрической и магнитной, между которыми существует тесная связь. Так, электромагнитное поле имеет две взаимосвязанные стороны — электрическое поле и магнитное поле. Важнейшей нашей задачей в первой главе будет рассмотрение связи между электрическими и магнитными явлениями. Вместе с тем можно создать условия, когда в некоторой области пространства обнаруживаются только электрические или только магнитные явления. Например, вне заряженных неподвижных проводящих тел обнаруживается только электрическое поле. Аналогично в пространстве, окружающем неподвижные постоянные магниты, обнаруживается только магнитное поле. Однако и в этих случаях, если рассматривать явление в целом, нетрудно усмотреть как электрическую, так и магнитную его стороны. Так, заряды неподвижных заряженных тел образуются совокупностью зарядов элементарных заряженных частиц, движущихся хаотически около поверхностей тел. Каждая такая частица окружена электромагнитным полем, но вследствие хаотического движения частиц их результирующее магнитное поле практически исчезает уже на ничтожных расстояниях от поверхностей тел. Электрические же поля частиц при избытке на теле частиц с зарядами того или иного знака суммируются и обнаруживаются в окружающем тела пространстве. В окружающем неподвижные постоянные магниты пространстве, наоборот, взаимно компенсируются электрические поля элементарных частиц, образующих вещество магнитов, вследствие равенства суммарных зарядов положительно и отрицательно заряженных частиц. Магнитные поля вследствие согласованного движения частиц, возникшего при намагничивании магнитов, суммируются в пространстве, окружающем магниты. Таким образом, и в этих особых случаях, когда в некоторой области пространства обнаруживается только электрическое поле или только магнитное поле, явление в целом оказывается электромагнитным. Но весьма важно в этом смысле, и это будет особо рассмотрено дальше, что в переменном электромагнитном поле само электрическое поле возникает вследствие изменения во времени магнитного поля и, в свою очередь, возникновение магнитного поля является результатом изменения во времени электрического поля.