Н. Иснев.
Колебательный контур (замкнутый), как сказано выше, состоит из конденсатора, к обкладкам которого присоединена катушка. Если к заряженным обкладкам конденсатора присоединить концы катушки, то в контуре возникнут электрические колебания, т.-е. электроны будут совершать колебательные движения, проходя по катушке, то от правой обкладки конденсатора к левой, то в обратном направлении. Но постепенно эти колебания будут становиться все слабее, пока не прекратятся. Частота колебаний для данного контура, как и в случае маятника, постоянна и зависит от емкости конденсатора и самоиндукции катушки. С их увеличением частота колебаний уменьшается и, наоборот, с уменьшением емкости или самоиндукции, — частота колебаний увеличивается. Изменяя емкость конденсатора или самоиндукцию катушки, можно установить данную желательную частоту колебаний в контуре или, как говорят, можно настроить контур на ту или иную частоту. В радиотехнике обыкновенно подбирают емкость и самоиндукцию в колебательных контурах таким образом, чтобы частота колебаний была очень велика (сотни тысяч и миллионы колебаний в секунду). Эти быстрые колебательные движения электронов представляют собой не что иное, как переменный электрический ток высокой частоты. Но в отличие от обыкновенного переменного тока здесь амплитуды тока при каждом следующем периоде (колебании) будут постепенно уменьшаться: колебания в нашем контуре затухают. Их можно изобразить кривой A (рис. 1).
Рис. 1. Кривые, изображающие электрические колебания. А — затухающие колебания; В — незатухающие колебания той же частоты; С — затухающие колебания частоты вдвое большей чем в предыдущих случаях.
Если мы представим себе, что кривая A (рис. 1) изображает затухающие электрические колебания, то, сравнивая ее с кривой C (рис. 1), можем сказать, что контур, колебания которого изображает кривая C, обладал большей частотой колебаний сравнительно с контуром A. Очевидно, последний обладал большей емкостью или самоиндукцией.
Коле6ания в контуре могут быть и незатухающими; такие колебания изображает кривая B (рис. 1).
Рис. 2. Антенна представляет собой колебательный контур.
Антенна тоже является колебательным контуром (открытым). В самом деле, на рис. 2, где A — антенна, мы видим катушку L концы которой как бы присоединены к "конденсатору", одной обкладкой которого служит горизонтальный провод антенны, а другой — земля. Колебания в передающей антенне возбуждаются передатчиком. Вызванные этими колебаниями волны, дойдя до приемной антенны, возбуждают в ней электрические колебания.
Частоту колебаний антенны можно увеличивать или уменьшать, изменяя самоиндукцию или емкость включаемых в нее катушки и конденсатора. При отсутствии катушки L, антенна все же сохраняет свойства колебательного контура: провода ее обладают некоторой самоиндукцией.
Резонанс. Когда волны доходят до приемной антенны,они вызывают в ней колебания электронов. Но для того, чтобы эти возникшие под влиянием волн электрические колебания (переменные токи) были значительны, надо настроить приемную антенну на ту частоту, с которой колеблются электроны в передающей антенне. Чтобы уяснить себе, почему это так происходит, вернемся к колебаниям маятника.
Рис. 3. Явление резонанса. Колебания маятника D вызывают колебания одинакового по длине маятника А.
На рис. 3 мы видим четыре маятника, подвешенных на одной горизонтальной нити. Если мы сообщим толчок маятнику D, то он начнет колебаться с некоторой частотой, зависящей от длинны его нити; своими колебаниями он будет сообщать равномерные толчки (через горизонтальную нить) остальным трем маятникам. Если вы такой опыт произведете, то заметите, что из этих остальных трех маятников начнет заметно колебаться только маятник A одинаковый по длине с маятником D, т.-е. тот маятник, который сам способен колебаться с той же частотой, что и маятник D. Происходит это от того, что маятник A получает толчки от маятника D в такт со своими собственными колебаниями; остальные же маятники (B и C) получают толчки от D невпопад и поэтому не могут раскачаться. О маятнике A и D говорят, что они настроены в резонанс. Если мы желаем, чтобы под влиянием колебаний маятника D раскачался маятник B, — надо настроить его в резонанс с частотой колебаний маятника A, другими словами: надо изменить длину нити у B, так, чтобы частота, с которой он способен колебаться, была равна частоте колебаний маятника D.
В области звука можно тоже наблюдать явление резонанса: так если над открытым роялем ударить по струне мандолины так, чтобы она зазвучала, то из всех струн рояля отзовутся и сами зазвучат только те струны, которые настроены на тот же тон, т.-е. которые сами способны колебаться с той же частотой, с какой колебалась струна мандолины.
То же самое происходит и в области электрических колебаний. Приемная антенна заметно "отзывается" на колебания передающей антенны, когда она настроена в резонанс с последней, т.-е. когда частота, с которой способны колебаться электроны в приемной антенне, выбрана такой же, как и в передающей. Как сказано выше, настройка осуществляется изменением емкости конденсатора или самоиндукции катушки, включенных в антенну.
Так как каждой частоте колебаний антенны соответствует определенная длина излучаемой волны, то вместо того, чтобы сказать "антенна настроена на такую-то частоту", — говорят "антенна настроена на такую-то волну".
При одновременной работе нескольких передающих станций в приемнике слышна передача только той передающей станции, на волну (частоту) которой приемная станция настроена. Ибо только волны этой станции могут достаточно сильно "раскачать" приемную антенну.