Биология - Автоколебания

08 февраля 2011


Оглавление:
1. Автоколебания
2. Механизм автоколебаний
3. В природе и технике



Автоколебания — незатухающие колебания в диссипативной динамической системе с нелинейной обратной связью, поддерживающиеся за счёт энергии постоянного, то есть непериодического внешнего воздействия.

Автоколебания отличаются от вынужденных колебаний тем, что последние вызваны периодическим внешним воздействием и происходят с частотой этого воздействия, в то время как возникновение автоколебаний и их частота определяются внутренними свойствами самой автоколебательной системы.

Термин автоколебания в русскоязычную терминологию введён А. А. Андроновым в 1928 году.

Примеры

Примерами автоколебаний могут служить:

  • незатухающие колебания маятника часов за счёт постоянного действия тяжести заводной гири;
  • колебания скрипичной струны под воздействием равномерно движущегося смычка
  • возникновение переменного тока в цепях мультивибратора и в других электронных генераторах при постоянном напряжении питания;
  • колебание воздушного столба в трубе органа, при равномерной подаче воздуха в неё.
  • вращательные колебания латунной часовой шестерёнки со стальной осью, подвешенной к магниту и закрученной

Молоток Маклакова

Молоток, совершающий удары за счёт энергии электрической цепи переменного тока с частотой, во много раз меньшей частоты тока в цепи.

Молоток Маклакова.png

Катушка L колебательного контура помещается над столом. Снизу в неё входит железная трубка, нижний конец которой является ударной частью молотка. В трубке есть вертикальная прорезь, чтобы уменьшить токи Фуко. Параметры колебательного контура такие, что собственная частота его колебаний совпадает с частотой тока в цепи.

После включения тока и установления колебаний наблюдается резонанс токов контура и внешней цепи, и железная трубка втягивается в катушку. Индуктивность катушки растёт, колебательный контур выходит из резонанса, а амплитуда колебаний тока в катушке уменьшается. Поэтому трубка возвращается в исходное положение - вне катушки - под действием силы тяжести. Затем колебания тока внутри контура начинают нарастать, и снова наступает резонанс: трубка опять втягивается в катушку.

Трубка совершает автоколебания, т. е. периодические движения вверх и вниз, и при этом громко стучит по столу, подобно молотку. Период этих механических автоколебаний в десятки раз превосходит период переменного тока, поддерживающего их.

Молоток назван по имени М. И. Маклакова, лекционного ассистента Московского физико-технического института, предложившего и осуществившего такой опыт для демонстрации автоколебаний.



Просмотров: 11097


<<< Автогенератор
Акустическая обратная связь >>>