Задание 3, страница 16 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 3

Рассмотрите на рисунке 9 принципиальную схему устройства автоколебательной системы. Поясните принцип действия автоколебательной системы.

Обратная связь

Источник энергии

Устройство, регулирующее поступление энергии

Колебательная система

Рис. 9. Принципиальная схема устройства автоколебательной системы

Решение

Принципиальная схема на рисунке 9 иллюстрирует работу автоколебательной системы. Такая система способна самостоятельно создавать и поддерживать незатухающие колебания за счет энергии от постоянного источника. Принцип ее действия заключается во взаимодействии трех основных частей:

1. Источник энергии. Это источник постоянной (непериодической) энергии, например, батарейка, поднятый груз или сжатая пружина. Он служит для восполнения потерь энергии в колебательной системе, которые неизбежны из-за трения, сопротивления среды и т.д.

2. Колебательная система. Это элемент, который по своей природе способен совершать колебания, например, маятник в часах или колебательный контур в радиопередатчике. Если предоставить эту систему самой себе, ее колебания будут затухающими.

3. Устройство, регулирующее поступление энергии. Этот элемент выполняет роль "клапана", который дозированно, небольшими порциями, пропускает энергию от источника к колебательной системе.

4. Обратная связь. Это ключевой механизм системы. Он заключается в том, что сама колебательная система управляет работой "клапана". В зависимости от своего состояния (например, положения или фазы колебания), колебательная система через цепь обратной связи подает сигнал на регулирующее устройство, заставляя его открыться или закрыться.

Таким образом, весь процесс выглядит следующим образом: колебательная система начинает колебаться. Через обратную связь она сообщает регулирующему устройству, в какой момент нужно подать энергию. Регулирующее устройство в нужный момент (в правильной фазе) "открывается" и передает порцию энергии от источника к колебательной системе. Этот энергетический "толчок" компенсирует потери и не дает колебаниям затухнуть. Этот цикл повторяется снова и снова, поддерживая незатухающие колебания, которые называются автоколебаниями. Частота и амплитуда этих колебаний определяются внутренними свойствами самой системы, а не внешним воздействием.

Ответ: Принцип действия автокоleбательной системы заключается в том, что сама колебательная система через механизм обратной связи управляет поступлением энергии от постоянного источника. Энергия подается порциями и в нужные моменты времени (синхронно с собственными колебаниями системы), чтобы компенсировать потери и поддерживать незатухающие колебания.