Физикалық аспаптар

Контурдағы  еркін электромагниттік тербелістер  тез   өшеді,   сондықтан олар   іс   жүзінде   қолданылмайды. Керісінше,   ешпейтін   еріксіз   тербелістердің практикалық мәні ересен зор.

Пәтердің    жарықтандыру    желісіндегі, заводтар мен фабрикалардағы айнымалы   ток   дегеніміз   —   еріксіз электромагниттік    тербелістер.     Ток күші   және   кернеу   уақыт   бойынша гармоникалық заң бойыюпа езгереді.

Кернеудің     тербелісін    осцилло графтың көмегімен оңай аңғаруға болады. Егер осциллографтың вертикаль   бүрышы   пластиналарына желіден кернеу берілсе, онда экрандағы уақыттық жайма синусоида болып     шығады     (34-сурет).     Экран бетіндегі сәуленің горизонталь багыт тағы  қозғалыс  жылдамдығын  білсек жиілігі бойьгаша анықталады), содан тербелістердің жиілігін анықтауға болады. Айнымалы токтың жиілігі дегеніміз 1 с ішіндегі тербелістер саны. Өндірістік   айнымалы   ток   стаңдарт жиілігі 50 Гц-ке тең. Бүл бір секуңд ішіңце ток 50 рет бір жаққа қарай

(ол    "ара    тісі    тәрізді"    кернеудің және 50 рет қарама-қарсы жаққа қарай ағады деген сөз. Осы 50 Гц жиілік дүниежүзіндегі елдердің көбінде өнеркәсіп тогы үшін қабыл-данған. АҚШ-та 60 Гц жиілік қабылданған.

Егер  тізбек үшындағы кернеу гар-моникалық заң бойьгаша өзгеретін болса, онда өткізгіштің ішіндегі электр өрісіндегі кернеулілігі де гар-моникалық өзгерістері зарядталған бөлшектердің ретті қозғалысының жылдамдығының гармоникалық тер-белісін, демек, ток күшінің де гармо-никалық тербелісін тудырады. Рас, тізбек үштарындағы кернеу өзгерме-ген кезде бүкіл тізбек бойында электр өрісі лезде өзгере қоймайды. Өріс өзгерісі өте үлкен жылдам-дықпен тарағанмен де, жылдамдық шексіз үлкен болмайды.

Алайда, егер тізбек ішіндегі өріс өзгерісінің таралу уақыты кернеу тербелісінің периодьгаан көп кіші болса, бүкіл тізбектегі электр өрісі, тізбек үштарындағы кернеу өзгерген кезде, бірден-ақ өзгереді деп есепте-уге болады. Соңда берілген уақыт ме-зетінде тарамдалған тізбектің барлық қималарьшда іс жүзінде ток күшінің мәні бірдей болады.

 Жарықтандыру желісінің розетка үяларындағы айнымалы кернеуді электр станцияларьгадағы генератор-лар туғызады. Түрақты магнит өрісінде айналып түратын сым рама-ны (11-параграфты қара) айнымалы ток генераторының қарапайым үлгісі ретінде қарастыруға болады. Ауданы 5 раманы тесіп өтетін Ф магнит ин-дукциясының ағыны рамаға түсі-рілген нормаль мен магнит ин-дукциясының векторы арасьгадағы а сәулені түрақты жылдамдықпен гори-зонталь бағытта экранда жүгіріп өту-ге    және    содан    кейін    лезде    кері оралуға мәжбүр етеді.  Осыдан кейін барлық   процесс   қайталанады.   Егер енді түтіктің вертикаль бүрушы пласти-наларын конденсаторға жалғаса,  оның разрядталуы   кезіндегі   кернеудің   тер-белісі сәулені  вертикаль бағытта  тер-белтеді.    Нәтижесінде    экран    бетінде тербелістің   уақыттық   "жаймасы"   тү-зіледі   (23-сурет),  бүл үшында қарьш-дашы    бар    маятниктің    жылжымалы қағаз бетіне сызатын тербелісіне әбден үқсайды.    Тербеліс   бара-бара   өшеді'. Бүлар еркін тербелістер больш табыла-ды.     Жүйені     тепе-теңдік     қалыптан шығарғаннан кейін оида пайда болатын   конденсаторға заряд берілгеннен кейін тепе-теңдік қалыптан шығады. Конденсаторды зарядтау — маят- 
никтің тепе-теңдік қалыптан ауытқуымен пара-пар. Электр тізбегінде еріксіз электромагниттік тербелістерді де шығарып алу қиын емес. Сыртқы периодты электр қоз- 
ғаушы күштің әсерінен тізбекте пайда болатын тербелістерді еріксіз тербелістер деп атайды. Бірнеше орамнан түратын сым ра-маны біртекті магнит ерісінде айнал-дырғанда    айньшалы    ЭҚК-і    енеді (24-сурет). Осы кездегі ЭҚК-тің тегі мынадай:    раманың    өткізгіштерімен бірге қозғалып жүрген электрондарға магнит   өрісі   тарапынан   күш   әсер етеді.  Ол электрондарды  өткізгіштің бойында қозғалысқа келтіреді. Рама-ны тесіп өтетін магнит ағьшы пери-одтық      түрде      езгеріп      отыратын болғандықтан,   электромагниттік   ин-дукция    заңына    сай    индукцияның ЭҚК-і   де   периодты   түрде   өзгеріп _н    отырады.   Тізбекті  түйықтаған  кезде і     айнымалы ЭҚК-і айнымалы тоқ ту-дырып,    гальванометрдің   тілі   тепе-_н    теңдік   қалпының   маңында   тербеле _н    бастайды.

п

;е Еркін      электромагниттік      тер-

белістер  конденсаторды индуктивтік катушка арқылы разрядтаған кезде пайда болады. Тізбектегі еріксіз тер-белістерді периодты ЭҚК тудырады.

Денені  серіппеге іліп қойып тер-белткен  қандай жеңіл болса, элек-тромагниттік тербелістерді шы-ғарып алу да соншалықты жеңіл. Бірақ тербелістерді бақылау онша оңай емес. Өйткені біз коңденса-тордың зарядын да, катушкадағы токты да тікелей кермейміз ғой.

Электромагниттік тербелістер

кездейсоқ  ашылған-ды.  Лейден  бан-касын (бірінші  конденсаторды) ойлап шығарып,    оған    электростатикалык машинаның   көмегімен   үлкен   заряд беріп    үйренгеннен    кейін   банканың электр   разрядын   бақылай   бастады. Лейден  банкасының   астарларын  ка-тушка-сыммен түйықтағаңда,  катуш-ка      ішіңцегі     болат     шыбықтардың магниттелетіні анықталды. Мүңда таң-каларлық ештеңе жоқ еді, электр то-гы катушканың болат өзегін магнит-теуі тиісті еді.  Таңқаларлық жағдай мынау еді: катушка өзегінің қай үшы солтүстік   полюс,   қай   үшы  оңтүстік полюс   болатынын   алдын   ала   білу мүмкін  болмады.   Тәжірибені   бірдей жағдайларда   қайталап,   бірінде   бір түрлі,      екіншісінде      екінші     түрлі нәтиже тапқан. Конденсатор катушка арқылы разрядталғанда тербеліс пай-да болатынын бірден түсіне алмаған. Разрядталу   кезінде   конденсатор  сан рет  қайыра  зарядіалып   үлгереді  де тоқ бағытын сан рет өзгертеді. Осы-дан езек әр түрлі болып магниттеле алады.

Зарядтың, тоқ күшінің және кер-неудің периодты (не периодты дерліктей) өзгеруін электромаг-ииттік тербелістер деп атайды.

Кебіне  бүл тербелістер механика-лық   тербелістердің   жиілігінен   кеш

артық болатын ете үлкен жиілікпек  етеді. Сондықтан, оларды бақылау дың және зерттеудің ең қолайль' приборы — электрондық осциллО" граф болып табылады.

Осциллографтың  электроңды-сәу лелік түтігінде электрондардың жі' ңішке шоғы электроңдармен аг қылаған кезде жарқырай алатын эк-ранға келіп түседі. Тутіктің горизон-таль бағытта бүрушы пластиналарынЗ "ара тістері" тәрізді £/_ж айнымал*' жайма кернеуі беріледі (22-сурет) Кернеу недауір баяу есіп барады да, күрт кемиді. Пластиналар арасын-дағы      электр     ерісі      электрондыіі