Механічні коливання. Автоколивальні системи
 |
| Анкерний механізм та храпове колесо |
Незгасаючі вимушені коливання можна отримати дією зовнішньої періодичної сили на коливальну систему. Проте існують коливальні системи, котрі самі здатні керувати зовнішнім впливом, забезпечуючи узгодженість дії сили зі своїм періодичним рухом. Така система називається автоколивальною, а здійснені нею незгасаючі коливання – автоколиваннями.
Автоколивання – незгасаючі коливання, спричинені сталим зовнішнім впливом на систему, котра сама регулює її частоту.
На відміну від вимушених
коливань, частота й амплітуда коливань визначаються властивостями самої
коливальної системи. Від вільних коливань, автоколивання відрізняються тим, що
вони з часом не згасають, а також тим, що їх амплітуда не залежить від
початкового короткочасного впливу, який збуджує коливання.
У будь-якій автоколивальній
системі виокремлюють основні елементи (мал. 1 а): 1 – джерело енергії; 2 –
передавальний пристрій зі зворотнім зв’язком – 3, який регулює надходження енергії від джерела у коливальну
систему – 4.
Прикладом автоколивальної
системи є годинник з маятником (мал. 1
б).
Джерелом енергії такої
системи є гиря 1, передавальним пристроєм – храпове колесо 2 та анкер 3,
коливальною системою – маятник 4.
Піднята над землею гиря,
опускаючись, обертає храпове колесо, оскільки гиря вільно опускається, то її
рух є рівноприскореним. Рівномірне обертання храпового колеса забезпечує
маятник, який з’єднано з храповим колесом через анкер. За одну секунду маятник
здійснює одне повне коливання. Завдання анкера полягає в тому, щоб храпове
колесо, до якого кріпляться стрілки, могло при цьому повертатись лише на один
зубець.
Маятниковий механізм нині
ще використовується ще на вежах або настінних годинниках. Згодом маятниковий механізм
годинників замінили на пружинний, електронний, кварцовий.
У техніці застосовуються електромеханічні автоколивальні системи, в яких коливання здійснює механічна система, а надходження енергії регулюється спеціальним електричним пристроєм.
