تذبذب كهربائي

التذبذب الكهربائي Electronic oscillation، هوتيار كهربائي يتغير اتجاهها دورياً مع الزمن، ويكون جيبي الشكل أوغير جيبي، ويتولد عند الانفراغ الكهربائي لمكثف.

الانفراغ المهتز

يحدث الانفراغ المهتز عندما تنفرغ مكثفة سعتها C في دارة كهربائية تحوي مقاومة R وتحريضية L يمكن حتى تلاحظ إحدى الحالتين التاليتين:

الحالة الأولى: توافق الشرط ، وفيها يحدث الانفراغ على هيئة تيار يجري بالاتجاه نفسه وتزداد قيمته من الصفر إلى قيمة عظمى، ثم يتناقص إلى الصفر (الشكل 1)، ويعود سبب ذلك إلى حتى قيمة الطاقة المفقودة في المقاومة بأثر جول Effet Joule كبيرة نسبياً، ويؤدي فقدان الطاقة هذا إلى التخامد.

الحالة الثانية: وتوافق الشرط ويكون فقدان الطاقة قليلاً نسبياً فيحدث الانفراغ على هيئة تيار متغير الاتجاه تزداد قيمته من الصفر إلى قيمة عظمى، ثم تتناقص، فيشحن هذا التيار المكثفة من حديث باتجاه معاكس للسابق، وتنفرغ المكثفة بعدئذ على شكل تيار في الاتجاه الآخر، إلى غير ذلك تتكرر الظاهرة، ويتولد تيار انفراغ يتغير دورياً بين قيم عظمى موجبة وأخرى سالبة حتى ينعدم. تدعى هذه الظاهرة الانفراغ المهتز المتخامد.

إن تواتر اهتزازات التيار أي f، في هذه الحالة تحسب بصيغة طمسون:

حيث تقدر f بالهرتز، وL بالهنري، وC بالفاراد، وR بالأوم، ويدعى مقلوب هذا التواتر: شبه الدور pseudo-periode. وإذا صارت المقاومة R صغيرة صغراً كافياً لإهمالها، ويساوي الدور T عندئذ: فيدعى T الدور الخاص للدارة periode propre.

وإذا لم تعوَّض الطاقة المفقودة في R بعمل تغذية خارجية فإن سعة الاهتزازات تتناقص بسرعة تزداد حدثا كبرت المقاومة R، أي حدثا عَظُم التخامد، إلى غير ذلك تتلاشى الاهتزازات فتتوقف. إذا هذه الدارة، التي تسمى الدارة المهتزة، تشبَّه بنواس ثقيل أُزيح عن وضع توازنه فيعود إليها بعد حتى يُنجز عدداً من الاهتزازات بسعة تتناقص من اهتزازة إلى أخرى بعمل التخامد الذي ينتج من مختلف أنواع الاحتكاك الذي يعتري النواس في أثناء حركته. إذا هذه الدارات المهتزة، التي تولِّد قطارات من الأمواج المتخامدة، استخدمت في أول أجهزة الإرسال (البرق الراديوي radio telegraphie). وإذا أُريد الحصول على اهتزازات مغذاة، أي ذات سعة ثابتة، فينبغي حتى يُعوَّض فقدان الطاقة في جميع دور بتقديم طاقة إلى الدارة، بوساطة هجريب خاص، يتألف من أنابيب إلكترونية أوترانزستورات.

وتوجد أنواع مختلفة من المهتزات التي تولِّد تيارات متناوبة جيبية الشكل، بتواترات تقع في مجال عريض جداً، يمتد من التواترات المنخفضة جداً (أي أقل من هرتز واحد) إلى التواترات العالية التي تفوق ميگاهرتز. إذا هذه المهتزات تقوم على مبدأ ظاهرة رد العمل (الرجيع)، ومفاده حتى جزءاً من الطاقة التي تخرج من الدارة المهتزة يُعاد إليها بالطور نفسه.

اهتزازات الارتخاء

اهتزازات الارتخاء، توجد مهتزات تولد اهتزازات متناوبة غير جيبية لها أهميتها في التطبيقات العملية تدعى اهتزازات الارتخاء. تولِّد هذه المهتزات تيارات دورية بأشكال مختلفة: أسنان المنشار، أوموجات مستطيلة أومثلثية، أونبضات قصيرة جداً.

ويمكن حتى يتألف مولد اهتزازات الارتخاء من مكثفة تنشحن بتيار ثابت الشدة، ثم تنفرغ بسرعة عبر التيراترون حين يبلغ التوتر بين لبوسي المكثفة قيمة معينة. إلى غير ذلك تحصل اهتزازات أسنان المنشار التي تستعمل خاصة في عملية المسح في كاشف الاهتزازات. ويُتحكم في دور الاهتزازات بتغيير شدة تيار الشحن. كما يُتحكم في سعتها بتغيير التوتر الذي يسبب الانفراغ بتأثيره في شبكة التيراترون. ويسمح مرشح مناسب بالحصول على تنويع في شكل الاهتزازات.