 | Pobierz cały dokument fizyka.sprawozdanie.49.biotechnologia.fizyka.doc Rozmiar 27 KB |
ĆWICZENIE NR 49
DRGANIA RELAKSACYJNE
Wstęp teoretyczny.
Periodyczne zmiany napięcia prądu powtarzające się tak, jak wahania odchylenia w ruchu drgającym, nazywamy drganiami elektrycznymi. Istnieją różne rodzaje drgań elektrycznych. Jednym z nich są drgania o wykładniczym zaniku i narastaniu napięcia, powstające w obwodach zawierających pojemność i opór. Drgania relaksacyjne są szczególnym przypadkiem drgań wykładniczych. Gdyby obwód złożony z baterii, kondensatora i oporu przerywać ręcznie za pomocą wyłącznika, to przy każdym włączaniu prądu napięcie rosłoby wykładniczo, po przerwaniu prądu malałoby wykładniczo itd. W rezultacie otrzymalibyśmy nieregularne wahania napięcia złożone z odcinków krzywej wykładniczej - najogólniejszy typ drgań relaksacyjnych.
Aby proces ładowania i rozładowania kondensatora następował periodycznie, tj. aby powstały regularne drgania relaksacyjne, należy połączyć oporem okładki kondensatora ze źródłem prądu stałego oraz dodatkowo z urządzeniem, które by w równych odstępach czasu włączało i wyłączało prąd w obwodzie.
Rolę takiego urządzenia odgrywa lampa neonowa. Gdy lampa neonowa się nie jarzy, prąd przez nią nie płynie, gdyż pomiędzy elektrodami znajduje się wąska przestrzeń wypełniona neonem, który jest doskonałym izolatorem. Jeżeli na elektrodach lampy powstanie pewna różnica potencjałów Vz , to dochodzi do tzw. Jonizacji lawinowej i gwałtownego przepływu prądu przez lampę. W tym stanie jarzenia lampa neonowa ma bardzo mały opór, zachodzi więc gwałtowne wyładowanie kondensatora połączonego z jej elektrodami.
Gdy napięcie na okładkach kondensatora, a więc i na elektrodach lampy, zmniejszy się do pewnej granicznej wartości Vg lampa neonowa gaśnie. Następuje to wtedy, gdy wartość napięcia pomiędzy elektrodami nie wystarcza do wywołania jonizacji lawinowej.
Gdy lampa neonowa zgaśnie, jej opór znów jest tak duży, że praktycznie biorąc okładki kondensatora nie są już połączone, rozpoczyna się proces ładowania kondensatora od napięcia Vg do napięcia zapłonu lampy Vz . W ten sposób układ złożony z kondensatora ładującego się z baterii przez duży opóroraz z lampy neonowe połączonej równolegle z okładkami kondensatora - staje się źródłem drgań elektrycznych, periodycznych wahań napięcia od Vg do Vz .
Napięcie Vz jest wyższe od Vg dla każdej lampy neonowej. Warunek ten jest wynikiem powstawania naboju przestrzennego między elektrodami lampy w czasie jarzenia się jej. Nabój ten utworzony przez chmurę elektronów i jonów kompensuje częściowo napięcie, Jakie elektrody muszą mieć względem siebie w pierwszej chwili.
 | Pobierz cały dokument fizyka.sprawozdanie.49.biotechnologia.fizyka.doc rozmiar 27 KB |