Page 123 - 6374
P. 123
коливання молоточка вмикають і вимикають електричний струм, який надає енергію системі
дзвінка, завдяки чому підтримуються автоколивання молоточка.
Розглянемо як приклад найпростішої автоколивальної системи механізм звичайного
годинника – «ходиків». Маятник годинника забезпечено зігнутим рівноплечим важелем –
анкером, з яким зчеплене ходове колесо. Воно приводиться в рух гирею, підвішеною до
ланцюжка, перекинутого через зубчасте колесо, насаджене на спільну вісь з ходовим
колесом. Маятник здійснює незгасаючі коливання завдяки тому, що змушує ходове колесо у
відповідні моменти підштовхувати себе за рахунок енергії, яка передається під час опускання
гирі. В наручних і настільних годинниках замість гирі застосовують заводну пружину, а
замість маятника – балансир. Він має форму симетричного тіла, яке здійснює коливання
навколо вертикальної осі завдяки пружності спіральної пружини, яка закручується й
розкручується. У годинникових механізмах коливальною системою є маятник або балансир;
джерелом енергії – піднята вгору гиря або закручена пружина; клапаном – анкер, який дає
можливість ходовому колесу прокрутитися на один зубець за один півперіод. Якщо маятник
нерухомий, піднята гиря чи заведена пружина не можуть привести в обертання ходове
колесо – цьому заважають зубці анкера. Якщо маятнику надати невеликого імпульсу вправо,
то зубець колеса, вийшовши зі зчеплення (зісковзнувши з зубця анкера), підштовхне маятник
у напрямі його руху. Ходове колесо повернеться на певний кут і впреться своїм зубцем у
правий зубець анкера. Під час зворотного руху маятника ходове колесо виходитиме зі
зчеплення з правим плечем анкера і в момент зісковзування підштовхне маятник знову по
ходу його руху. І так двічі за кожен період маятник дістає від піднятої гирі чи закрученої
пружини необхідну кількість енергії для підтримання незатухаючих коливань. Коливання
маятника продовжуватимуться доти, поки не буде витрачено всю потенціальну енергію
піднятої гирі чи закрученої пружини. У цьому разі амплітуда коливань маятника
підтримується незмінною.
Слід зауважити одну важливу властивість автоколивальних систем. Якщо маятник
перебуває в спокої, то не рухається й ходове колесо. Як тільки маятник почне коливальний
рух, починає стрибкоподібно обертатися й ходове колесо, підштовхуючи маятник у той бік, в
який він рухався у момент поштовху. Маятник здійснює незгасаючі коливання, змушуючи
механізм підштовхувати себе у відповідні моменти. Механізм штовхає маятник, а маятник
чинить зворотну дію на механізм. Коливаннями маятника керує сам маятник. Таким чином, у
коливальній системі існує так званий зворотний зв’язок:маятник передає свої коливання
ходовому колесу, а ходове колесо повертає назад ці коливання маятнику у вигляді
поштовхів, які сприяють руху маятника.