Поэтому для того, чтобы в эквивалентном сопротивлении г, шунтирующем всю катушку, выделилась та же мощность, последнее должно быть

больше в (j-y раз.

Тогда будет соблюдено равенство

Р - -

2г ~

2Гг

Таким образом

(3.54)

(3.55)

Найдя эквивалентное параллельное сопротивление, легко по указанным формулам пересчета найти, если нужно, эквивалентное последовательное сопротивление.

§ 10. Колебательный контур как фильтр.

То, что было сказано относительно фильтрации колебаний при помощи двухпроводной линии, полностью применимо к контуру. Осуществление линии, настроенной в резонанс при длинных волнах, встречало бы чрезвычайно большие затруднения из-за громоздких размеров. Контур не имеет этого недостатка и может быть сделан очень портативным. Поэтому контур находит чрезвычайно широкое применение в радиоустройствах. В частности

Фиг. 3.24.

в приемных устройствах им пользуются для выделения участка спектра, относящегося к данному сигналу, на фоне других сигналов и различных помех.

Для того, чтобы колебательный контур выполнял свое назначение, его кривая резонанса должна быть достаточно остра, что, как мы видели, может быть достигнуто только при достаточном уменьшении отношения мощности к вольтамперам, а это требует заботливого устройства всех элементов контура с целью свести к минимуму потери и правильного выбора характеристического сопротивления.

При параллельной эдс следует стремиться к малой величине , а при

последовательной к большей величи;не /, что, как очевидно из предыдущего, увеличивает в этих случаях вольтамперы.

в приемных цепях обычно применяются контуры с переменными емкостями и переменными самоиндукциями для того, чтобы иметь возможность

настраиваться на различные частоты.

В этом случае качества контура должны быть обеспечены на всем перекрываемом диапазоне.

В хорошо устроенных контурах удается получить отношение вольт-,ампер к мощности до 150.

На фиг. 3.24 и фиг. 3.25 дано семейство кривых резонанса для различных значений этого отношенкия. Для лучшей фильтрации применяется несколько контуров, о чем скажем в главе о фильтрах, где выясним также ряд важных явлений, сопровождающих процесс фильтрации.

§ 11, Колебательный контур как волномер.

Явлением резонанса пользуются для устройства простейших приборов для измерения частот. С этой целью применяется контур, обладающий малым затуханием,вследствие чего его кривые резонанса имеют большую остроту.

Емкость и самоиндукция контура делаются переменными. Обычно для этой цели применяется воздушный переменный конденсатор прочной конструкции, снабженный шкалой, на которой нанесены деления. Изменение самоиндукции чаще всего достигается сменой катушек. Контур заранее точно градуируется, что дает возможность знать собственную частоту (настройку) контура при данной катушке и данном положении рукоятки конденсатора. Такая градуировка чаще производится не на частоту, а на длину волны, вследствие чего и самый прибор получил название волномера .

Техника измерения частоты (или длины вол-

0,5 0,Ь 0.7 0.8 0,9 1D 1.1 1.2 1.3 1,4 Фиг. 3.25.

ны) при наличии колебательного поля заключа- / ется в том, что контур волномера связывают с иНб* источником колебаний путем приближения к нему / j и наблюдают ток в контуре при различных его настройках.

Вращая конденсатор и не изменяя положения волномера относительно источника, замечают, при каком значении конденсатора ток в контуре максимален. Это значение соответствует совпадению собственного периода волномера с периодом действующего колебания.

Длина волны (или частота) определяется по графику градуировки. В качестве токоуказателя

может быть применен любой чувствительный прибор G, который обычно связывается с контуром через взаимную индукцию (фиг. 3.26).

Часто в качестве указателя применяют прибор, градуированный не на силу тока, а на квадрат силы тока, вследствие чего показания этого прибора пропорциональны мощности (или вольтамперам) в контуре.

Фиг. 3.26.

§ 12. Замечания о реальном контуре.

В радиотехнике используются частоты, начиная от 10 гц и кончая 10* гц. Весь этот диапазон делят на несколько интервалов, не имеющих точных границ, но все же устанавливающих известные градации частот: частоты до гц обычно называются низкими; частоты от 10 до 10 гц - повышенными или звуковыми; от 10* до 10 гц - высокими и частоты от 10 до 10* гц - высокими или, весьма высокими.

1) Колебательный контур с сосредоточенными постоянными в качестве самостоятельного элемента радиоустройства, выделенного идейно и конструктивно, применяется, главным образом, для высоких и отчасти весьма высоких частот.

В этом случае, как правило, применяются катушки без железа и воздушные конденсаторы. Такие кОнтуры практически представляют собой линейные системы, т. е. такие, в которых параметры L, С и г не зависят непосредственно от амплитуды тока и напряжения.

Говоря точнее, эта зависимость столь мала, что лежит ниже предела технической точности измерений.

Косвенная зависимость от амплитуды всегда существует и проявляется, в частности, в том, что под влиянием выделяющегося тепла или электростатических сил приборы изменяют свои размеры и свои электрические свойства.

До наступления теплового равновесия контур медленно изменяет свои параметры. Если контур служит для возбуждения колебаний в генераторе- частота генератора изменяется с температурой частей контура.

Поэтому в нужных случаях применяются специальные конструкции конденсаторов и катушек, в которых действие теплового расширения автоматически компенсируется.

2) Подчеркнем еще раз, что в этой главе мы принимали, что контур образован из сосредоточенных L, С и г. В действительности, как уже говорилось выше, сосредоточенных элементов не существует.

Каждый участок проводника в различной степени соединяет в себе свойства всех трех элементов. Однако практически, как было уже сказано в гл. П., элементы L и С можно считать сосредоточенными, если на них укладывается очень малая доля волны. В высокочастотных контурах это требование соблюдается только отчасти или вовсе не соблюдается, в особенности в отношении катушек самоиндукции.

При высоких частотах емкость катушки часто играет очень значительную роль в двух отношениях.

Во-первых, если элементы контура остаются геометрически неизмененными, а частота меняется, то величина коэфициента самоиндукции изменяется с изменением частоты.

Во-вторых, емкость контура в действительности состоит из двух слагаемых: емкости конденсатора и емкости катушки. Поэтому, когда мы изменяем величину емкости конденсатора на А процентов, то в действительности емкость контура изменяется на В процентов, причем В<СА. Доведя емкость конденсатора до нуля, мы тем не менее имеем в реальном контуре паразитную емкость, создаваемую катушкой.

Что касается самоиндукции кбнденсатора, то она практически имеет значение только при весьма высоких частотах.

Значительное влияние в качестве самоиндукции или емкостей могут оказать соединительные провода, ведущие от конденсатора к катушке или или к другим частям схемы.

3) Влияние скинэффекта в реальных контурах выражается, во-первых, в увеличении сопротивления проводов при увеличении частоты. Во-вторых, в катушках, сделанных из труб или проволоки, с увеличением частоты падает значение коэфициента самоиндукции, так как токовые линии вытесняются с путей, дающих большую самоиндукцию (см. гл. I, § 27).

Таким образом выведенные здесь соотношения для контуров могут оказаться недостаточно точными, в особенности при очень высоких частотах.