Номер 6, страница 18 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

6. Какова роль транзистора в электрической автоколебательной системе?

Автоколебательная система — это система, способная самостоятельно генерировать и поддерживать незатухающие колебания за счет энергии от постоянного (непериодического) источника. Классический пример электрической автоколебательной системы — это генератор незатухающих колебаний на транзисторе.

Любая реальная колебательная система, например, колебательный контур (состоящий из катушки индуктивности $\text{L}$ и конденсатора $\text{C}$), обладает потерями энергии. В основном это тепловые потери на активном сопротивлении проводов катушки и других элементов цепи. Из-за этих потерь свободные колебания в контуре быстро затухают.

Для поддержания незатухающих колебаний необходимо восполнять эти потери энергии. Роль транзистора в автоколебательной системе заключается именно в этом: он выполняет функцию управляемого клапана и усилителя, который дозирует и подает энергию от источника постоянного тока в колебательный контур в нужные моменты времени.

Транзистор работает как усилительный элемент. Он является активным компонентом, способным усиливать слабые сигналы. В автоколебательной системе небольшая часть энергии из колебательного контура через цепь обратной связи подается на базу транзистора. Этот слабый управляющий сигнал на базе управляет значительно большим током в цепи коллектора, который питается от внешнего источника постоянного напряжения. Таким образом, транзистор усиливает сигнал, взятый из самого контура.

Одновременно транзистор функционирует как управляемый клапан (ключ). Управляемый колебаниями в контуре, транзистор периодически открывается и закрывается. Когда транзистор открыт, он пропускает порцию энергии от источника питания в колебательный контур. Важно, чтобы эта "подкачка" энергии происходила в фазе с собственными колебаниями в контуре, то есть в тот момент, когда это способствует увеличению амплитуды, а не ее уменьшению. Это обеспечивается правильной организацией цепи обратной связи, которая сдвигает фазу управляющего сигнала нужным образом.

Таким образом, транзистор, работая в ключевом или активном режиме, регулирует поток энергии от источника питания в колебательную систему. Он отбирает небольшую часть энергии колебаний для собственного управления и использует ее, чтобы открыть "кран" для поступления гораздо большей порции энергии от батареи. Этот процесс повторяется каждый период колебаний, что и позволяет поддерживать их постоянную амплитуду, компенсируя все потери.

Ответ: В электрической автоколебательной системе транзистор играет роль активного элемента (управляемого ключа и усилителя), который, управляясь сигналом с самого колебательного контура через цепь обратной связи, дозированно подает энергию от источника постоянного тока в контур для компенсации потерь и поддержания незатухающих колебаний.