На рис. 318 а представлена характеристика неоновой лампы (см. § 117). Это – нелинейная характеристика. Если повышать напряжение на лампе $V$, то при $V=V_{2}$ она вспыхивает и начинает светиться красным светом. При дальнейшем повышении напряжения ток в лампе возрастает вдоль кривой
$A B$. Если уменьшать напряжение на лампе в обратном порядке, то она гаснет при другом напряжении $V_{1}<V_{2}$. Величины $V_{2}$ и $V_{1}$ называются потенциалами зажигания и погасания соответственно.
Рис. 318
Включим неоновую лампу в цепь, изображенную на рис. 318 б. Сопротивление $R$ должно быть очень велико, а электродвижущая сила батареи $\mathscr{E}-$ больше $V_{2}$. Если замкнуть цепь, то конденсатор $C$ начнет заряжаться. Напряжение на нем (равное напряжению на неоновой лампе $V$ ) будет возрастать по закону
\[
V=\mathscr{E}\left(1-e^{-t / \tau}\right),
\]

где $\tau=R C$ (см. § 48). Когда напряжение $V$ достигнет значения $V_{2}$, лампа загорится и начнет пропускать ток. Ее сопротивление практически обратится в нуль. Поэтому конденсатор очень быстро (почти мгновенно) начнет разряжаться через лампу. Однако когда напряжение на конденсаторе упадет до $V_{1}$, лампа погаснет и перестанет пропускать ток. С этого момента снова начнется зарядка конденсатора, пока потенциал $V$ не достигнет значения $V_{2}$. Тогда лампа опять загорится и начнется новая разрядка конденсатора. И этот процесс будет продолжаться периодически с периодом
\[
T=\tau \ln \frac{\mathscr{E}-V_{1}}{\mathscr{E}-V_{2}} .
\]

Зависимость напряжения $V$ от времени представлена на рис. 318 в жирной пилообразной кривой. Если период колебаний $T$ порядка секунды или больше, то будут видны кратковременные вспышки света, разделенные более продолжительными паузами. Уменьшая $R$ или $C$, можно получить период $T$ гораздо меньше, и глаз уже не будет различать отдельных вспышек. В рассматриваемом случае автоколебания возникают потому, что существует
Рис. 319

определенное время успокоения (или время релаксации) контура $\tau=R C$. По этой причине колебания рассматриваемого типа получили название релаксационных колебаний.

Зубцы на пилообразной кривой рис. 318 в не прямые. Для многих целей, в особенности в электронных осциллографах, требуются пилообразные напряжения с прямолинейными зубцами – напряжение в пределах каждого зубца должно меняться во времени по линейному закону. Этого можно достигнуть, если ввести в цепь, помимо неоновой лампы, второй нелинейный элемент – электронную лампу (триод или лучше пентод), как указано на рис. $319 a$. Через лампу потечет анодный ток $\dot{I}_{a}=\dot{q}$, практически не зависящий от анодного напряжения. Поэтому во время зарядки заряд на конденсаторе будет меняться во времени по линейному закону: $q=I_{a} t+$ const. По линейному закону будет меняться и напряжение на конденсаторе $C$ (равное напряжению на неоновой лампе). Поэтому вместо кривой рис. 318 в получится такая же кривая, но с прямыми зубцами (рис. 319 б).