Лампа — «часовая гиря»
Электронная лампа с управляющей сеткой позволяет получить незатухающие колебания в контуре. Для того чтобы идея такого использования стала понятной, необходимо снова вернуться на время к маятнику. Если его подталкивать не в такт с его собственными колебаниями, толку не будет. Например, пусть период качаний маятника равен 1 секунде. Подталкивайте его 60 раз в секунду то в одну, то в другую сторону. Тогда два соседних толчка застигнут маятник почти на одном и том же месте. Один подтолкнет, другой задержит — проку от этого никакого.
Совсем другое дело, если подталкивать маятник дважды в секунду, например, в крайних положениях. Каждый толчок будет добавлять энергии маятнику, будет приносить пользу.
Того же нужно добиться и в колебательном контуре. Необходимо «подбрасывать» контуру энергию именно в такт высокочастотным колебаниям. А как это сделать? Как не ошибиться при таком невероятно быстром темпе работы?Только в том случае, если сам колебательный контур возьмет на себя управление этим «подбрасыванием», можно рассчитывать на строгое соблюдение порядка в работе. Тогда усиленные колебания появятся в анодной цепи лампы. Их можно частично вернуть контуру, где они будут его раскачивать. В этом случае задача будет решена. Колебания анодного тока в точности соответствуют изменениям сеточного напряжения и, следовательно, «раскачивают» контур в такт с его собственными колебаниями. Что же касается энергии, идущей на компенсацию потерь, то она черпается из батареи, включенной в анодную цепь лампы. Там ее хватит надолго.
На этой странице дано изображение колебательного контура, включенного в анодную цепь лампы. Рядом с его катушкой (например, внутри нее) расположена вторая катушка, находящаяся в сеточной цепи лампы. Предположим, что в колебательный контур попало какое-то первоначальное количество энергии, например, в момент включения анодной батареи. Возникают электрические колебания. Ток в катушке контура, а вместе с ним и магнитное поле вокруг нее все время меняют направление. Во второй, сеточной катушке в такт этим изменениям наводится переменный ток той же частоты, что и в контуре. Вместе с его направлением меняются и заряды на сетке лампы. Пока еще слабенькие колебания, усиленные во много раз, вызовут приток свежих сил в колебательный контур.
Так, цикл за циклом будет «раскачиваться» контур, набираться энергии за счет анодного тока лампы. Но, так же как и в механическом маятнике, размах, амплитуда колебаний ограничены. В маятнике нарастают потери на трение, а в контуре — неэффективные расходы энергии. «Раскачка» будет продолжаться до тех пор, пока в контур добавляется больше энергии, чем потребляется в нем. Но как только приток и утечка энергии сделаются одинаковыми, раскачка прекратится. Незатухающие колебания постоянной амплитуды в нашем распоряжении. Только выключение батареи прекратит работу генератора.