«Н»: А почему ты назвал этот параметр — «удивительным»?

«А»: Да хотя бы потому, что он как бы един в трех лицах!

«Н»: А это как?

«А»: Да вот, посмотри на рисунок! На рис. 3.10,а изображены незатухающие электромагнитные колебания, которые имели бы место в контуре без потерь. На рис. 3.10,б изображены реальные, ЗАТУХАЮЩИЕ колебания в контуре.

Так вот, численно, количество полных циклов заряд — разряд до, практически, полного затухания РАВНО ДОБРОТНОСТИ! Т. е. добротность Q = n, где n — количество полных циклов. А теперь от амплитудно-временных характеристик перейдем к АЧХ (рис. 3.11).

Вот эта, колоколообразная кривая (мы к ее рассмотрению вернемся в дальнейшем еще не раз) дает вторую, практически очень важную характеристику для Q:

Q = f0/2f,

где f — полоса пропускания по уровню 0,707.

И, кроме того, вот третья ипостась добротности, численно равная:

И если первая ипостась очень понятна, но не очень наглядна, поскольку кто успеет подсчитать точное число колебаний за очень малый промежуток времени, то вторая ипостась — может прямо выводиться на экран специальных анализаторов АЧХ! С ней удобно работать!

«Н»: Ну, а третья?

«А»: Третья ипостась — для реальных расчетов! Но любой колебательный контур характеризуется еще и частотой резонанса, или, что адекватно, частотой собственных колебаний:

Любопытно, что для получения одной и той же f0, можно взять различное соотношение L и С. Но формула для определения добротности показывает, каким именно должно быть соотношение L и С для получения требующейся нам ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА! Она обозначена как df = 2f

«Н»: А какого порядка эта величина должна быть?

«А»: Смотря для чего! А вообще получение высоких добротностей — это сложная техническая задача! Но, в общем, вполне решаемая! Сейчас нам осталось рассмотреть еще одну важную физическую, а равно и техническую особенность колебательных контуров!

«Н»: Ты снова рисуешь схему?

«А»: А куда деваться (см. рис. 3.12)?

Здесь колебательный контур включен непосредственно в состав некоторой внешней цепи. Обрати внимание, Незнайкин, что в этом случае, когда частота внешнего генератора f1 совпадает с собственной частотой контура, последний представляет собой ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ для ВНЕШНЕЙ ЦЕПИ!

«Н»: Но при этом ВНУТРИ контура LC реактивное сопротивление МАЛО!?

«А»: Да, конечно!.. Дело в том, что за каждый период собственных колебаний контур LC теряет МАЛУЮ часть запасенной в нем энергии! Следовательно, этот контур будет потреблять из ВНЕШНЕЙ цепи ТОЛЬКО такую часть энергии, которая идет на компенсацию потерь за этот период! А это — очень незначительная величина! И она тем меньше, чем больше добротность контура Q!

«Н»: То есть, если я верно понял, на резонансной частоте по отношению ко ВНЕШНЕЙ ЦЕПИ контур является БОЛЬШИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ, причем тем большим, чем больше его добротность?

«А»: Абсолютно точно! Но есть и еще одно исключительно важное следствие! Не догадываешься, какое именно?

«Н»: Может быть (см. рис. 3.12) что мы можем написать:

I2 = I1Q

Так или нет?

«А»: Замечательно! Ну а что ты скажешь относительно напряжения?

«Н»: У меня создалось впечатление, что напряжение на зажимах А и Б контура… может превысить напряжение генератора!

«А»: И ты не ошибся! Оно превышает на частоте собственного резонанса подводимые извне колебания по амплитуде в Q раз!

«Н»: То есть колебательный контур УСИЛИВАЕТ частоту, равную его резонансной в Q раз?

«А»: Да! Но если во внешней цепи будут протекать токи, частоты которых не совпадают с резонансной, то они не создадут на зажимах контура сколько-нибудь заметного напряжения! Поэтому РЕЗОНАНСНЫЙ КОНТУР ОБЛАДАЕТ ЧАСТОТНОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬЮ!