Автоколебания: различия между версиями
| [непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Убрал "опыт Гамазкова": не описан в литературе, нет ссылок, нет видео и т.д. |
Нет описания правки |
||
Строка 14:
* [[флаттер (авиация)|флаттер]] и [[бафтинг]] элементов конструкции летательного аппарата.
Автоколебания лежат в основе многих явлений природы:▼
=== Молоток Маклакова ===▼
* колебания листьев растений под действием равномерного потока воздуха;▼
[[Молоток]], совершающий удары за счёт [[Электрическая энергия|энергии]] [[переменный ток|переменного тока]] с [[частота|частотой]], во много раз меньшей частоты тока в [[электрическая цепь|электрической цепи]]<ref>{{Книга:Сивухин Д.В.: Электричество}}</ref>.▼
* образование турбулентных потоков на перекатах и порогах рек;▼
* голоса людей, животных и птиц образуются благодаря автоколебаниям, возникающим при прохождении воздуха через голосовые связки;▼
* действие регулярных [[гейзер]]ов и пр.▼
На автоколебаниях основан принцип действия большого количества всевозможных технических устройств и приспособлений, в том числе:▼
[[Файл:Молоток Маклакова.png|right]]▼
* работа всевозможных [[часы|часов]], как механических, так и электрических;▼
[[Катушка индуктивности|Катушка]] L [[колебательный контур|колебательного контура]] помещается над [[стол]]ом (или другим предметом, по которому требуется ударять). Снизу в неё входит железная трубка, нижний конец которой является ударной частью молотка. В трубке есть вертикальная прорезь, чтобы уменьшить [[токи Фуко]]. Параметры колебательного контура такие, что собственная частота его колебаний совпадает с частотой тока в цепи (например, переменного городского тока, 50 герц).▼
* звучание всех [[духовые инструменты|духовых]] и [[смычковые инструменты|струнно-смычковых]] музыкальных инструментов;▼
* действие всевозможных [[Электрический генератор|генераторов электрических]] и [[Генератор сигналов|электромагнитных колебаний]], применяемых в электротехнике, радиотехнике и электронике;▼
* работа поршневых [[паровая машина|паровых машин]] и [[Поршневой двигатель внутреннего сгорания|двигателей внутреннего сгорания]];▼
* некоторые системы автоматического регулирования работают в режиме автоколебаний, когда регулируемая величина колеблется в окрестности требуемого значения, то превышая его, то опускаясь ниже него, в допустимом для целей регулирования диапазоне (например, система терморегулирования бытового холодильника).▼
[[Файл:Tacoma Narrows Bridge Falling.png|thumb|250px|Разрушение [[Тэкомский мост|Тэкомского моста]] ([[США]], [[штат Вашингтон]]) 7 ноября [[1940 год]]а вследствие автоколебаний, возникших под действием ветра.]]▼
После включения тока и установления колебаний наблюдается [[резонанс]] токов контура и внешней цепи, и железная трубка втягивается в катушку. [[Индуктивность]] катушки растёт, колебательный контур выходит из резонанса, а [[амплитуда]] [[колебания|колебаний]] тока в катушке уменьшается. Поэтому трубка возвращается в исходное положение — вне катушки — под действием [[сила тяжести|силы тяжести]]. Затем колебания тока внутри контура начинают нарастать, и снова наступает резонанс: трубка опять втягивается в катушку.▼
В то же время, в некоторых технических системах автоколебания могут возникать без специального намерения конструкторов этих систем, в результате неудачного выбора их технических параметров. Такие автоколебания могут быть нежелательными (например, «рычание» водопроводного крана при определённых расходах воды), а зачастую разрушительными, являющимися причиной аварий c тяжёлыми последствиями, когда речь идёт о системах с большими уровнями энергии, циркулирующей в них. Например:▼
* в турбинах электростанций;▼
Трубка совершает [[автоколебания]], то есть периодические движения вверх и вниз, и при этом громко стучит по столу, подобно [[молоток|молотку]]. Период этих механических автоколебаний в десятки раз превосходит период переменного тока, поддерживающего их.▼
* в реактивных авиационных ([[Помпаж (авиация)|помпаж]]) и ракетных двигателях;▼
* в магистралях газов и жидкостей высокого давления;▼
Молоток назван по имени М. И. Маклакова, лекционного ассистента [[Московский физико-технический институт|Московского физико-технического института]], предложившего и осуществившего такой опыт для демонстрации автоколебаний.▼
* [[флаттер (авиация)|флаттер]] различных элементов летательных аппаратов;▼
<!--* автоколебания мостов при движении по ним транспорта с определёнными скоростями; — это резонанс при вынужденных колебаниях-->▼
* автоколебания сооружений неустойчивой аэродинамической формы при обтекании их потоком воздуха с определённой скоростью (явление ветрового резонанса) и др.▼
== Механизм автоколебаний ==
Строка 46 ⟶ 56 :
При наличии в системе нескольких элементов, колеблющихся независимо друг от друга, и одновременно воздействующих на нелинейный регулятор или регуляторы (которых тоже может быть несколько), автоколебания могут принимать более сложный характер, например, ''апериодический'', или ''[[динамический хаос]]''.
▲[[Молоток]], совершающий удары за счёт [[Электрическая энергия|энергии]] [[переменный ток|переменного тока]] с [[частота|частотой]], во много раз меньшей частоты тока в [[электрическая цепь|электрической цепи]]<ref>{{Книга:Сивухин Д.В.: Электричество}}</ref>.
▲Автоколебания лежат в основе многих явлений природы:
▲* колебания листьев растений под действием равномерного потока воздуха;
▲* образование турбулентных потоков на перекатах и порогах рек;
▲* голоса людей, животных и птиц образуются благодаря автоколебаниям, возникающим при прохождении воздуха через голосовые связки;
▲* действие регулярных [[гейзер]]ов и пр.
▲[[Файл:Молоток Маклакова.png|right]]
▲На автоколебаниях основан принцип действия большого количества всевозможных технических устройств и приспособлений, в том числе:
▲[[Катушка индуктивности|Катушка]] L [[колебательный контур|колебательного контура]] помещается над [[стол]]ом (или другим предметом, по которому требуется ударять). Снизу в неё входит железная трубка, нижний конец которой является ударной частью молотка. В трубке есть вертикальная прорезь, чтобы уменьшить [[токи Фуко]]. Параметры колебательного контура такие, что собственная частота его колебаний совпадает с частотой тока в цепи (например, переменного городского тока, 50 герц).
▲* работа всевозможных [[часы|часов]], как механических, так и электрических;
▲* звучание всех [[духовые инструменты|духовых]] и [[смычковые инструменты|струнно-смычковых]] музыкальных инструментов;
▲* действие всевозможных [[Электрический генератор|генераторов электрических]] и [[Генератор сигналов|электромагнитных колебаний]], применяемых в электротехнике, радиотехнике и электронике;
▲* работа поршневых [[паровая машина|паровых машин]] и [[Поршневой двигатель внутреннего сгорания|двигателей внутреннего сгорания]];
▲* некоторые системы автоматического регулирования работают в режиме автоколебаний, когда регулируемая величина колеблется в окрестности требуемого значения, то превышая его, то опускаясь ниже него, в допустимом для целей регулирования диапазоне (например, система терморегулирования бытового холодильника).
▲После включения тока и установления колебаний наблюдается [[резонанс]] токов контура и внешней цепи, и железная трубка втягивается в катушку. [[Индуктивность]] катушки растёт, колебательный контур выходит из резонанса, а [[амплитуда]] [[колебания|колебаний]] тока в катушке уменьшается. Поэтому трубка возвращается в исходное положение — вне катушки — под действием [[сила тяжести|силы тяжести]]. Затем колебания тока внутри контура начинают нарастать, и снова наступает резонанс: трубка опять втягивается в катушку.
▲[[Файл:Tacoma Narrows Bridge Falling.png|thumb|250px|Разрушение [[Тэкомский мост|Тэкомского моста]] ([[США]], [[штат Вашингтон]]) 7 ноября [[1940 год]]а вследствие автоколебаний, возникших под действием ветра.]]
▲В то же время, в некоторых технических системах автоколебания могут возникать без специального намерения конструкторов этих систем, в результате неудачного выбора их технических параметров. Такие автоколебания могут быть нежелательными (например, «рычание» водопроводного крана при определённых расходах воды), а зачастую разрушительными, являющимися причиной аварий c тяжёлыми последствиями, когда речь идёт о системах с большими уровнями энергии, циркулирующей в них. Например:
▲Трубка совершает [[автоколебания]], то есть периодические движения вверх и вниз, и при этом громко стучит по столу, подобно [[молоток|молотку]]. Период этих механических автоколебаний в десятки раз превосходит период переменного тока, поддерживающего их.
▲* в турбинах электростанций;
▲* в реактивных авиационных ([[Помпаж (авиация)|помпаж]]) и ракетных двигателях;
▲Молоток назван по имени М. И. Маклакова, лекционного ассистента [[Московский физико-технический институт|Московского физико-технического института]], предложившего и осуществившего такой опыт для демонстрации автоколебаний.
▲* в магистралях газов и жидкостей высокого давления;
▲* [[флаттер (авиация)|флаттер]] различных элементов летательных аппаратов;
▲<!--* автоколебания мостов при движении по ним транспорта с определёнными скоростями; — это резонанс при вынужденных колебаниях-->
▲* автоколебания сооружений неустойчивой аэродинамической формы при обтекании их потоком воздуха с определённой скоростью (явление ветрового резонанса) и др.
== См. также ==
| |||