Номер 1, страница 104 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

1. Что такое автоколебательная система?

1. Автоколебательная система — это система, способная самостоятельно генерировать и поддерживать незатухающие колебания за счёт энергии, поступающей от непериодического внешнего источника. Ключевой особенностью такой системы является то, что она сама управляет поступлением энергии в нужные моменты времени, компенсируя её потери.

В отличие от свободных колебаний, которые всегда затухают из-за потерь энергии (например, трения), и вынужденных колебаний, которые происходят под действием внешней периодической силы и имеют её частоту, автоколебания поддерживаются самой системой, а их частота и амплитуда определяются внутренними свойствами системы.

Любая автоколебательная система состоит из трёх основных частей:

• Колебательная система: Элемент, который непосредственно совершает колебания (например, маятник в часах, колебательный контур в радиопередатчике).
• Источник энергии: Постоянный (непериодический) источник, который питает систему (например, поднятая гиря в старинных часах, батарея в электронном генераторе).
• Клапан (регулятор) с обратной связью: Устройство, которое регулирует подачу энергии от источника к колебательной системе. Этим клапаном управляет сама колебательная система. Он открывается в нужные моменты, чтобы «подталкивать» систему и восполнять потери энергии.

Рассмотрим на примере механических часов с маятником:

• Колебательная система — это маятник.
• Источник энергии — поднятая гиря или заведенная пружина.
• Клапан с обратной связью — анкерный механизм. Когда маятник проходит положение равновесия, он зацепляет анкер, который на короткое время освобождает храповое колесо. Колесо, приводимое в движение гирей, успевает провернуться на один зубец и при этом передаёт маятнику небольшой импульс (порцию энергии), достаточный для компенсации потерь на трение. Таким образом, маятник сам управляет моментом получения энергии.

Другими примерами автоколебательных систем являются:

• Электронные генераторы (например, на транзисторах и LC-контурах).
• Паровая машина.
• Сердце живого организма.
• Струна скрипки, по которой ведут смычком.

Ответ: Автоколебательная система — это система, которая может создавать и поддерживать незатухающие колебания за счёт энергии от постоянного (непериодического) источника, причём система сама регулирует поступление этой энергии для компенсации потерь. Основными элементами такой системы являются колебательная система, источник энергии и механизм обратной связи (клапан), управляющий подачей энергии.