Thomsonova formula. Oscilatorni krug

14.02.2021

Elektromagnetske vibracije su periodične promjene tijekom vremena u električnim i magnetskim veličinama u električnom krugu.

besplatno nazivaju se takvima fluktuacije, koji nastaju u zatvorenom sustavu zbog odstupanja ovog sustava od stanja stabilne ravnoteže.

Tijekom oscilacija odvija se kontinuirani proces transformacije energije sustava iz jednog oblika u drugi. U slučaju oklijevanja elektro magnetsko polje razmjena se može odvijati samo između električne i magnetske komponente ovog polja. Najjednostavniji sustav u kojem se ovaj proces može odvijati je oscilatorni krug.

Idealan oscilatorni krug (LC krug) - strujni krug, koji se sastoji od induktora L i kondenzator C.

Za razliku od pravog oscilatornog kruga, koji ima električni otpor R, električni otpor idealnog kruga je uvijek nula. Stoga je idealni oscilatorni krug pojednostavljeni model stvarnog kruga.

Na slici 1 prikazan je dijagram idealnog oscilatornog kruga.

Energija kruga

Ukupna energija oscilatornog kruga

$W=W_(e) + W_(m), \; \; \; W_(e) =\dfrac(C\cdot u^(2) )(2) = \dfrac(q^(2) ) (2C), \; \; \; W_(m) =\dfrac(L\cdot i^(2))(2),$

Gdje Mi- energija električno polje oscilatorni krug u datom trenutku, S je kapacitet kondenzatora, u- vrijednost napona na kondenzatoru u datom trenutku, q- vrijednost naboja kondenzatora u datom trenutku, Wm- energija magnetskog polja titrajnog kruga u datom trenutku, L- induktivnost zavojnice, i- vrijednost struje u zavojnici u datom trenutku.

Procesi u oscilatornom krugu

Razmotrimo procese koji se događaju u oscilatornom krugu.

Da bismo sklop uklonili iz ravnotežnog položaja, kondenzator punimo tako da na njegovim pločama postoji naboj Q m(Sl. 2, položaj 1 ). Uzimajući u obzir jednadžbu $U_(m)=\dfrac(Q_(m))(C)$ nalazimo vrijednost napona na kondenzatoru. U ovom trenutku u krugu nema struje, t.j. i = 0.

Nakon što je ključ zatvoren, pod djelovanjem električnog polja kondenzatora u krugu, struja, jačina struje i koji će se vremenom povećavati. Kondenzator će se u ovom trenutku početi prazniti, jer. elektroni koji stvaraju struju (podsjećam da se smjer kretanja pozitivnih naboja uzima kao smjer struje) napuštaju negativnu ploču kondenzatora i dolaze na pozitivnu (vidi sl. 2, položaj 2 ). Zajedno s naplatom q napetost će se smanjiti u$\lijevo(u = \dfrac(q)(C) \desno).$ Kako jačina struje raste, kroz zavojnicu će se pojaviti emf samoindukcije, sprječavajući promjenu jačine struje. Kao rezultat toga, jačina struje u oscilatornom krugu će se povećati od nule do određene maksimalne vrijednosti ne odmah, već tijekom određenog vremenskog razdoblja, određenog induktivnošću zavojnice.

Naboj kondenzatora q smanjuje se i u nekom trenutku postaje jednak nuli ( q = 0, u= 0), struja u zavojnici će dosegnuti određenu vrijednost ja sam(vidi sl. 2, položaj 3 ).

Bez električnog polja kondenzatora (i otpora), elektroni koji stvaraju struju nastavljaju se kretati po inerciji. U ovom slučaju, elektroni koji dolaze do neutralne ploče kondenzatora daju joj negativan naboj, a elektroni koji napuštaju neutralnu ploču daju joj pozitivan naboj. Kondenzator se počinje puniti q(i napon u), ali suprotnog predznaka, t.j. kondenzator se puni. Sada novo električno polje kondenzatora sprječava kretanje elektrona, pa struja i počinje opadati (vidi sliku 2, položaj 4 ). Opet, to se ne događa odmah, jer sada EMF samoindukcije nastoji nadoknaditi smanjenje struje i "podržava" ga. I vrijednost struje ja sam(trudna 3 ) ispada maksimalna struja u konturi.

I opet, pod djelovanjem električnog polja kondenzatora, u krugu će se pojaviti električna struja, ali usmjerena u suprotnom smjeru, jakosti struje i koji će se vremenom povećavati. I kondenzator će se u tom trenutku isprazniti (vidi sliku 2, položaj 6 ) na nulu (vidi sliku 2, položaj 7 ). itd.

Budući da je naboj na kondenzatoru q(i napon u) određuje njegovu energiju električnog polja Mi$\left(W_(e)=\dfrac(q^(2))(2C)=\dfrac(C \cdot u^(2))(2) \desno),$ i struja u zavojnici i- energija magnetskog polja wm$\left(W_(m)=\dfrac(L \cdot i^(2))(2) \desno),$ tada će se zajedno s promjenama naboja, napona i struje mijenjati i energije.

Oznake u tablici:

$W_(e\, \max ) =\dfrac(Q_(m)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot U_(m)^(2) )(2), \; \; \; W_(e\, 2) =\dfrac(q_(2)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(2)^(2) )(2), \; \; \ ; W_(e\, 4) =\dfrac(q_(4)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(4)^(2) )(2), \; \; \; W_(e\, 6) =\dfrac(q_(6)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(6)^(2) )(2),$

$W_(m\; \max ) =\dfrac(L\cdot I_(m)^(2) )(2), \; \; \; W_(m2) =\dfrac(L\cdot i_(2) )^(2) )(2), \; \; \; W_(m4) =\dfrac(L\cdot i_(4)^(2) )(2), \; \; \; W_(m6) =\dfrac(L\cdot i_(6)^(2) )(2).$

Ukupna energija idealnog oscilatornog kruga održava se tijekom vremena, budući da u njemu dolazi do gubitka energije (nema otpora). Zatim

$W=W_(e\, \max ) = W_(m\, \max) = W_(e2) + W_(m2) = W_(e4) + W_(m4) = ...$

Dakle, idealno LC- krug će doživjeti periodične promjene u vrijednostima jakosti struje i, naboj q i stres u, a ukupna energija kruga će ostati konstantna. U ovom slučaju kažemo da postoje slobodne elektromagnetske oscilacije.

Slobodne elektromagnetske oscilacije u krugu - to su periodične promjene naboja na pločama kondenzatora, jakosti struje i napona u krugu, koje se javljaju bez trošenja energije iz vanjskih izvora.

Dakle, pojava slobodnih elektromagnetskih oscilacija u krugu je posljedica ponovnog punjenja kondenzatora i pojave EMF-a samoindukcije u zavojnici, koja "osigurava" ovo ponovno punjenje. Imajte na umu da je naboj na kondenzatoru q i struja u zavojnici i dostižu svoje maksimalne vrijednosti Q m i ja sam u raznim vremenskim trenucima.

Slobodne elektromagnetske oscilacije u krugu nastaju prema harmonijskom zakonu:

$q=Q_(m) \cdot \cos \left(\omega \cdot t+\varphi _(1) \desno), \; \; \; u=U_(m) \cdot \cos \left(\ omega \cdot t+\varphi _(1) \desno), \; \; \; i=I_(m) \cdot \cos \left(\omega \cdot t+\varphi _(2) \desno).$

Najmanji vremenski period tijekom kojeg LC- krug se vraća u prvobitno stanje (na početnu vrijednost naboja ove obloge), naziva se period slobodnih (prirodnih) elektromagnetskih oscilacija u krugu.

Period slobodnih elektromagnetskih oscilacija u LC-kontura je određena Thomsonovom formulom:

$T=2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C), \;\;\; \omega =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C)).$

Sa stajališta mehaničke analogije, opružno njihalo bez trenja odgovara idealnom oscilatornom krugu, a stvarnom - s trenjem. Zbog djelovanja sila trenja, oscilacije opružnog njihala s vremenom se gube.

*Izvođenje Thomsonove formule

Budući da ukupna energija ideala LC-kontura, jednak zbroju energija elektrostatičkog polja kondenzatora i magnetskog polja zavojnice je očuvana, tada je u svakom trenutku jednakost

$W=\dfrac(Q_(m)^(2) )(2C) =\dfrac(L\cdot I_(m)^(2) )(2) =\dfrac(q^(2) )(2C ) +\dfrac(L\cdot i^(2) )(2) =(\rm const).$

Dobivamo jednadžbu oscilacija u LC-krug, koristeći zakon održanja energije. Razlikovanje izraza za njegovu ukupnu energiju s obzirom na vrijeme, uzimajući u obzir činjenicu da

$W"=0, \;\;\; q"=i, \;\;\; i"=q"",$

dobivamo jednadžbu koja opisuje slobodne oscilacije u idealnom krugu:

$\left(\dfrac(q^(2) )(2C) +\dfrac(L\cdot i^(2) )(2) \desno)^((") ) =\dfrac(q)(C ) \cdot q"+L\cdot i\cdot i" = \dfrac(q)(C) \cdot q"+L\cdot q"\cdot q""=0,$

\(\dfrac(q)(C) +L\cdot q""=0,\; \; \; \; q""+\dfrac(1)(L\cdot C) \cdot q=0.\ )

Prepisujući ga kao:

$q""+\omega ^(2) \cdot q=0,$

imajte na umu da je ovo jednadžba harmonijskih oscilacija s cikličkom frekvencijom

$\omega =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C) ).$

Sukladno tome, razdoblje razmatranih oscilacija

$T=\dfrac(2\pi )(\omega ) =2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C).$

Književnost

Zhilko, V.V. Fizika: udžbenik. dodatak za 11. razred općeg obrazovanja. škola iz ruskog lang. obuka / V.V. Zhilko, L.G. Marković. - Minsk: Nar. Asveta, 2009. - S. 39-43.

Vrsta lekcije: sat početnog upoznavanja s gradivom i praktična aplikacija znanja i vještina.

Trajanje lekcije: 45 minuta.

Ciljevi:

Didaktički – generalizirati i sistematizirati znanja o fizikalnim procesima koji se odvijaju u elektromagnetskom oscilatornom krugu

stvoriti uvjete za usvajanje novog gradiva, koristeći aktivne nastavne metode

obrazovne Ja sam– pokazati univerzalnost teorije oscilacija;

obrazovne - razvijati kognitivne procese učenika, temeljene na primjeni znanstvene metode spoznaje: sličnosti i modeliranja; predviđanje situacije; razviti kod školaraca metode učinkovite obrade obrazovne informacije, nastaviti formiranje komunik kompetencije.

obrazovne – nastaviti formiranje predodžbi o odnosu prirodnih pojava i jedinstvene fizičke slike svijeta

Ciljevi lekcije:

1. obrazovne

ü formulirati ovisnost perioda titrajnog kruga o njegovim karakteristikama: kapacitivnosti i induktivnosti

ü proučavati tehnike rješavanja tipičnih problema na "oscilatornom krugu"

2. obrazovne

ü nastaviti s formiranjem vještina za uspoređivanje pojava, donošenje zaključaka i generalizacija na temelju pokusa

ü rad na formiranju vještina analiziranja svojstava i pojava na temelju znanja.

3. Odgajatelji

ü pokazati značaj eksperimentalnih činjenica i eksperimenta u ljudskom životu.

ü otkriti značaj gomilanja činjenica i njihova pojašnjenja u spoznaji pojava.

ü upoznati učenike s odnosom i uvjetovanošću pojava okolnog svijeta.

TCO:računalo, projektor, IAD

Preliminarne pripreme:

- pojedinačni evaluacijski listovi - 24 kom

- listovi rute (u boji) - 4 komada

Tehnološka karta sata:

Faze lekcije

Aktivne metode

ICT podrška

1.Organizacijski

Epigraf lekcije

Slajd №1,2

2. Ažuriranje znanja

(generalizacija prethodno proučenog gradiva - provjera znanja formula na temu “Mehaničke i elektromagnetske vibracije”)

Shvatite pogrešku!

Formule su dane s greškama.

Zadatak: ispraviti pogreške, zatim provjera vršnjaka, bodovanje

Slajd #3

Slajd #4

slajd broj 5

3.Motivacija aktivnosti : zašto se ova tema izučava u kolegiju fizike 11. razreda

(riječ nastavnog rada)

Oscilatorni krug je glavni dio radio prijemnika. Namjena prijemnika je primanje oscilacija (valova) različitih frekvencija. Najjednostavniji oscilatorni krug je zavojnica i kondenzator s karakteristikama induktiviteta, odnosno kapaciteta. Kako prijemni kapacitet kruga ovisi o zavojnici i kondenzatoru?

Ključne riječi

CMD (kolektivna mentalna aktivnost)

Grupe imaju 5 minuta za mozganjem dati opće tumačenje ovih pojmova i predložiti kako će se pojaviti u sljedećoj lekciji.

slajd broj 6

4. Postavljanje ciljeva

Doznati ovisnost perioda elektromagnetskog titrajnog kruga o kapacitetu kondenzatora i induktivnosti zavojnice. Naučite koristiti formule za rješavanje problema.

(cilj postavljaju sami učenici, koristeći ključne pojmove)

5. Formiranje novih znanja

(koristiti iskustvo učenika pri učenju novog gradiva)

Koju formulu razdoblja već znate?

T=2π/ω;

ω =2πν

Koja je formula za cikličku frekvenciju dobivena u prošloj lekciji?

Povežite ove dvije formule i dobijete formulu koju je izveo kralj viktorijanske fizike William Thomson:

Povijest Lorda Thomsona

Virtualni laboratorij (video eksperiment)

Virtualni laboratorij (interaktivni model)

"Debela" pitanja:

Objasni zašto...?

Zašto misliš...?

Koja je razlika …?

Pogodi što će se dogoditi ako...?

"Suptilna" pitanja:

Što? Gdje? Kako?

Limenka...?

Hoće li …?

Slažeš li se …?

Košarica - metoda (analiza praktične situacije u grupama)

Slajd #9

Slajd #10

Slajd №11,12

6. Kontrola stečenog znanja

Opišite jedan problem na ploči

U grupama osmislite uvjet za kvalitativni odn računski problem, pišite na list rute, sljedeća skupina rješava ovaj problem, pokazuje govornik na ploči

Glavni uređaj koji određuje radnu frekvenciju bilo kojeg alternatora je oscilatorni krug. Titrajni krug (slika 1) sastoji se od induktora L(razmotrimo idealan slučaj kada zavojnica nema omski otpor) i kondenzator C i naziva se zatvorenim. Karakteristika zavojnice je njegova induktivnost, označava se L a mjeri se u Henryju (H), kondenzator je karakteriziran kapacitivnošću C, koji se mjeri u faradima (F).

Neka se kondenzator napuni u početnom trenutku vremena (slika 1) tako da jedna od njegovih ploča ima naboj + P 0 , a s druge - naboj - P 0 . U tom slučaju između ploča kondenzatora nastaje električno polje koje ima energiju

gdje je amplituda (maksimalni) napon ili razlika potencijala na pločama kondenzatora.

Nakon što se krug zatvori, kondenzator se počinje prazniti i kroz krug će teći električna struja (slika 2) čija se vrijednost povećava od nule do maksimalne vrijednosti. Budući da u krugu teče izmjenična struja, u zavojnici se inducira EMF samoindukcije, što sprječava pražnjenje kondenzatora. Stoga se proces pražnjenja kondenzatora ne događa odmah, već postupno. U svakom trenutku, razlika potencijala na pločama kondenzatora

(gdje je naboj kondenzatora u danom trenutku) jednak je razlici potencijala na svitku, t.j. jednaka emf samoindukcije


Sl. 1	sl.2

Kada se kondenzator potpuno isprazni i , struja u zavojnici će dosegnuti svoju maksimalnu vrijednost (slika 3). Indukcija magnetskog polja zavojnice u ovom trenutku je također maksimalna, a energija magnetskog polja bit će jednaka

Tada se jačina struje počinje smanjivati, a naboj će se nakupljati na pločama kondenzatora (slika 4). Kada se struja smanji na nulu, naboj kondenzatora doseže svoju maksimalnu vrijednost. P 0 , no ploča, koja je prije bila pozitivno nabijena, sada će biti negativno nabijena (slika 5). Tada se kondenzator ponovno počinje prazniti, a struja u krugu će teći u suprotnom smjeru.

Dakle, proces naboja koji teče s jedne ploče kondenzatora na drugu kroz induktor ponavlja se uvijek iznova. Kažu da se u krugu javljaju elektromagnetske oscilacije. Taj je proces povezan ne samo s fluktuacijama veličine naboja i napona na kondenzatoru, jakosti struje u zavojnici, već i s prijenosom energije iz električnog polja u magnetsko polje i obrnuto.


sl.3	sl.4

Do ponovnog punjenja kondenzatora do maksimalnog napona doći će tek kada nema gubitka energije u oscilatornom krugu. Takav sklop naziva se idealnim.

U stvarnim krugovima dolazi do sljedećih gubitaka energije:

1) toplinski gubici, jer R ¹ 0;

2) gubici u dielektriku kondenzatora;

3) gubici histereze u jezgri zavojnice;

4) gubitke zračenja itd. Ako zanemarimo ove gubitke energije, onda možemo napisati da , t.j.

Oscilacije koje se javljaju u idealnom titrajnom krugu u kojem je ovaj uvjet zadovoljen nazivaju se besplatno, ili vlastiti, oscilacije konture.

U ovom slučaju, napon U(i naplatiti P) na kondenzatoru varira prema harmonijskom zakonu:

gdje je n prirodna frekvencija titrajnog kruga, w 0 = 2pn prirodna (kružna) frekvencija titrajnog kruga. Frekvencija elektromagnetskih oscilacija u krugu definirana je kao

Razdoblje T- određuje se vrijeme za koje se događa jedno potpuno osciliranje napona na kondenzatoru i struje u krugu Thomsonova formula

Jačina struje u krugu također se mijenja prema harmonijskom zakonu, ali zaostaje za naponom u fazi za . Stoga će ovisnost jakosti struje u krugu o vremenu imati oblik

Na slici 6 prikazani su grafikoni promjena napona U na kondenzatoru i struji ja u svitku za idealan titrajni krug.

U stvarnom strujnom krugu energija će se smanjivati sa svakim titranjem. Amplitude napona na kondenzatoru i struje u krugu će se smanjiti, takve oscilacije nazivaju se prigušenim. Ne mogu se koristiti u glavnim generatorima, jer uređaj će u najboljem slučaju raditi u pulsnom načinu rada.


sl.5	sl.6

Da bi se dobile neprigušene oscilacije, potrebno je nadoknaditi gubitke energije na raznim radnim frekvencijama uređaja, uključujući i one koji se koriste u medicini.

Thomsonova formula nazvan po engleskom fizičaru Williamu Thomsonu, koji ga je izveo 1853. godine, a povezuje period prirodnih električnih ili elektromagnetskih oscilacija u krugu s njegovim kapacitetom i induktivitetom.

Thomsonova formula izgleda ovako:

$T = 2\pi\sqrt(LC)$

vidi također

Napišite recenziju na članak "Thomsonova formula"

Bilješke

Izvod koji karakterizira Thomsonovu formulu

– Da, da, znam. Idemo, idemo ... - rekao je Pierre i ušao u kuću. U hodniku je stajao visoki, ćelavi starac u kućnom ogrtaču, crvenog nosa, u galošama na bosim nogama; ugledavši Pierrea, ljutito je nešto promrmljao i otišao u hodnik.
“Bili su velike inteligencije, ali sada su, kao što ćete vidjeti, oslabili”, rekao je Gerasim. - Želiš li ići u ured? Pierre je kimnuo glavom. - Ured je bio zapečaćen kakav je bio. Sofiji Danilovnoj je naređeno, ako dolaze od tebe, pusti knjige.
Pierre je ušao u vrlo sumoran ured u koji je ušao s takvom zebnjom za života dobročinitelja. Ovaj ured, sada prašnjav i netaknut od smrti Josifa Aleksejeviča, bio je još sumorniji.
Gerasim je otvorio jedan kapak i na prstima izašao iz sobe. Pierre je prošetao po uredu, otišao do ormarića u kojem su ležali rukopisi i iznio jedno od nekada najvažnijih svetišta reda. Bila su to prava škotska djela, s bilješkama i objašnjenjima dobročinitelja. Sjeo je za prašnjavi stol za pisanje i položio rukopise pred sebe, otvorio ih, zatvorio i na kraju, odgurnuvši ih od sebe, naslonivši glavu na ruke, pomislio je.

Ako usporedimo Sl. 50 sa sl. 17, koji prikazuje vibracije tijela na oprugama, nije teško ustanoviti veliku sličnost u svim fazama procesa. Moguće je sastaviti svojevrsni "rječnik", uz pomoć kojeg se opis električnih vibracija može odmah prevesti u opis mehaničkih, i obrnuto. Ovdje je rječnik.

Pokušajte ponovno pročitati prethodni odlomak s ovim "rječnikom". U početnom trenutku kondenzator se puni (tijelo je otklonjeno), tj. sustavu se javlja opskrba električnom (potencijalnom) energijom. Struja počinje teći (tijelo dobiva brzinu), nakon četvrtine perioda struja i magnetska energija su najveće, a kondenzator se isprazni, naboj na njemu je nula (brzina tijela i njegova kinetička energija su najveće , a tijelo prolazi kroz ravnotežni položaj) itd.

Imajte na umu da početno punjenje kondenzatora, a time i napon na njemu, stvara elektromotorna sila baterije. S druge strane, početni otklon tijela nastaje vanjskom primijenjenom silom. Dakle, sila koja djeluje na mehaničku oscilatorni sustav, ima ulogu sličnu elektromotornoj sili koja djeluje na električni oscilatorni sustav. Stoga se naš "rječnik" može dopuniti još jednim "prijevodom":

7) sila, 7) elektromotorna sila.

Sličnost pravilnosti oba procesa ide dalje. Mehaničke vibracije slabe zbog trenja: pri svakom titranju dio energije se zbog trenja pretvara u toplinu, pa amplituda postaje sve manja. Na isti način, pri svakom ponovnom punjenju kondenzatora, dio energije struje pretvara se u toplinu, oslobođenu zbog prisutnosti otpora na žici zavojnice. Stoga su i električne oscilacije u krugu također prigušene. Otpor ima istu ulogu za električne vibracije kao što trenje igra za mehaničke vibracije.

Godine 1853 Engleski fizičar William Thomson (Lord Kelvin, 1824.-1907.) teoretski je pokazao da su prirodne električne oscilacije u krugu koji se sastoji od kondenzatora kapacitivnosti i induktora harmonične, a njihov period se izražava formulom

(- u henryju, - u faradima, - u sekundama). Ovo jednostavno i vrlo važna formula naziva se Thomsonova formula. Sami titrajni krugovi s kapacitetom i induktivnošću često se nazivaju i Thomson, budući da je Thomson prvi dao teoriju električnih oscilacija u takvim krugovima. U posljednje vrijeme sve se više koristi izraz “-kontura” (i slično “-kontura”, “-kontura” itd.).

Uspoređujući Thomsonovu formulu s formulom koja određuje period harmonijskih titranja elastičnog njihala (§ 9), vidimo da masa tijela ima istu ulogu kao induktivnost, a krutost opruge ima istu ulogu kao i recipročna kapaciteta (). U skladu s tim, u našem "rječniku" drugi red se može napisati ovako:

2) krutost opruge 2) recipročna vrijednost kapaciteta kondenzatora.

Odabirom različitih i , možete dobiti bilo koja razdoblja električnih oscilacija. Naravno, ovisno o razdoblju električnih oscilacija, potrebno je koristiti različite metode za njihovo promatranje i snimanje (oscilografija). Ako uzmemo, na primjer, i , tada će razdoblje biti

tj. Doći će oscilacije s frekvencijom od oko . Ovo je primjer električnih vibracija čija frekvencija leži u audio rasponu. Takve se fluktuacije mogu čuti telefonom i zabilježiti na osciloskopu petlje. Elektronički osciloskop omogućuje dobivanje zamaha i ovih i višefrekventnih oscilacija. Radiotehnika koristi iznimno brze oscilacije - s frekvencijama od mnogo milijuna herca. Elektronički osciloskop omogućuje promatranje njihovog oblika jednako dobro kao što možemo vidjeti oblik njihala uz pomoć traga njihala na čađavoj ploči (§ 3). Oscilografija slobodnih električnih oscilacija s jednom pobudom titrajnog kruga obično se ne koristi. Činjenica je da se stanje ravnoteže u krugu uspostavlja u samo nekoliko razdoblja, ili, u najboljem slučaju, u nekoliko desetaka razdoblja (ovisno o odnosu između induktiviteta kruga, njegovog kapaciteta i otpora). Ako, recimo, proces raspadanja praktički završi u 20 razdoblja, tada će u gornjem primjeru kruga s periodima cijelog bljeska slobodnih oscilacija biti potrebno samo sve i bit će vrlo teško pratiti oscilogram jednostavnim vizualnim promatranje. Problem se lako rješava ako se cijeli proces - od pobuđivanja oscilacija do njihovog gotovo potpunog gašenja - periodično ponavlja. Time što ćemo napon skeniranja elektroničkog osciloskopa također učiniti periodičnim i sinkronim s procesom pobuđivanja oscilacija, natjerat ćemo snop elektrona da više puta "nacrta" isti oscilogram na istom mjestu na ekranu. Uz dovoljno često ponavljanje, slika koja se promatra na ekranu općenito će se činiti kontinuiranom, tj. sjedit ćemo na nepokretnoj i nepromjenjivoj krivulji, čiju ideju daje sl. 49b.

U krugu prekidača prikazanom na sl. 49, a, višestruko ponavljanje procesa može se postići jednostavnim povremenim pomicanjem prekidača iz jednog položaja u drugi.

Radiotehnika ima za iste mnogo naprednije i brže električne metode preklapanja pomoću elektroničkih cijevnih krugova. No, čak i prije izuma elektroničkih cijevi, izumljena je genijalna metoda za periodično ponavljanje pobuđivanja prigušenih oscilacija u krugu, temeljena na korištenju naboja iskre. S obzirom na jednostavnost i jasnoću ove metode, zadržat ćemo se na njoj nešto detaljnije.

Riža. 51. Shema iskri pobuđivanja titranja u krugu

Titrajni krug je prekinut malim razmakom (iskrini razmak 1), čiji su krajevi spojeni na sekundarni namot pojačanog transformatora 2 (slika 51). Struja iz transformatora puni kondenzator 3 sve dok napon na iskrištu ne postane jednak naponu proboja (vidi svezak II, §93). U tom trenutku u iskričnom razmaku dolazi do iskričnog pražnjenja, što zatvara strujni krug, budući da stupac visoko ioniziranog plina u kanalu iskri provodi struju gotovo jednako dobro kao metal. U takvom zatvorenom krugu će se pojaviti električne oscilacije, kao što je gore opisano. Sve dok iskrište dobro provodi struju, sekundarni namot transformatora je praktički kratko spojen iskrom, tako da cijeli napon transformatora pada na njegovom sekundarnom namotu, čiji je otpor mnogo veći od otpora transformatora. Iskra. Posljedično, s dobro vodljivim iskristim razmakom, transformator praktički ne isporučuje energiju u krug. Zbog činjenice da krug ima otpor, dio energije vibracije troši se na Jouleovu toplinu, kao i na procese u iskri, oscilacije se guše i nakon kratkog vremena amplitude struje i napona toliko padaju da se iskra ugasi. Tada se električne oscilacije prekidaju. Od tog trenutka transformator ponovno puni kondenzator sve dok opet ne dođe do kvara, a cijeli se proces ponavlja (slika 52). Dakle, stvaranje iskre i njezino gašenje igraju ulogu automatskog prekidača koji osigurava ponavljanje oscilatornog procesa.

Riža. 52. Krivulja a) pokazuje kako se mijenja visoki napon na otvorenom sekundarnom namotu transformatora. U onim trenucima kada ovaj napon dosegne probojni napon, iskra skoči u iskrište, krug se zatvori, dobije se bljesak prigušenih oscilacija - krivulje b)