УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ТОКОВ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Устройство, с помощью которого можно получить токи высокой частоты, называется генератором. Генератор — это «фабрика радиоволн». Когда он работает, в его контуре образуются колебания высокой частоты, которые распространяются во все стороны со скоростью света.

Простейшим приемником токов высокой частоты служит колебательный контур, в антенну которого включена электрическая лампочка.

Настроив приемный колебательный контур в резонанс с колебаниями генератора токов высокой частоты, можно осуществить передачу и прием высокочастотной энергии на расстоянии.

На рисунке 51 показана принципиальная схема генератора токов высокой частоты и приспособления к генератору.

Вся установка состоит из генератора токов высокой частоты и приемного устройства.

Генератор собирается по трехточечной схеме с самовозбуждением '. В нашей конструкции к катушке колебательного контура, кроме двух проводов, идущих к началу и 'концу катушки, присоединяется третий провод. Место, куда он должен быть присоединен, необходимо подобрать опытным путем.

Как видно из принципиальной схемы генератора (рис. 51), генератор собран на лампе 6Н7, в которой оба триода включены параллельно. Иногда для увеличения мощности генератора таких ламп ставят две и включают их параллельно друг другу.

Колебательный контур генератора состоит из катушки и конденсатора переменной емкости С3.

Катушка делается из медной проволоки (без изоляции) диаметром 3—4 мм. Диаметр катушки 50—60 мм,, количество витков — 7. Расстояние между витками 10 мм.

1 Постройку генератора необходимо согласовать с Управлением связи.

Рис. 51. Принципиальная схема генератора токов высокой частоты и приспособления к генератору.

Конденсатор переменной емкости должен быть с воздушным диэлектриком, емкость его 150—250 пф Можно взять конденсатор емкостью 500 пф (сдвоенный) и использовать одну половину.

Дроссель высокой частоты Др, наматывается на каркасе (деревянном или картонном) диаметром 20 мм и имеет 150 витков провода диаметром 0,5 мм в любой изоляции. Намотка делается прогрессивной, то-есть вначале ведется виток к витку, а затем, начиная со средины каркаса, расстояние между витками все время увеличивается и доходит до 10 мм.

Данные других деталей указаны на схеме.

Генератор собирается на панели размером 400 X 500 мм, сделанной из органического стекла или толстой фанеры После установки и закрепления всех деталей, как это показано на рисунке 52, производится монтаж.

В качестве монтажных проводников хорошо использовать плоские медные проводники — шинки Такие шинки можно нарезать из листовой меди или латуни. Все соединения в монтаже должны быть сделаны горячей пайкой.

Рис. 52. Общий вид генератора токов высокой частоты.

Третий подвижной контакт катушки делается из гибкого многожильного провода и заканчивается зажимом из латуни или жести.

Сразу после окончания монтажа генератор можно испытать. Для этого к генератору подводится питание: напряжение накала и напряжение для анодов ламп.

Накал ламп питается от переменного тока напряжением 6 в. Напряжение на анодах ламп должно быть не менее 220 в (лучше 400 в). Оно может быть как переменным, так и постоянным (от выпрямителя) .

Если кружок работает в школе, то высокое напряжение можно получить от двух школьных универсальных (сборных) трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно. На рисунке 53 показано, как это сделать.

Испытывается генератор с помощью испытательного кольца диаметром до 70 мм с электрической лампочкой 2,5 в и 0,06 а, включенной в разрыв кольца. К кольцу желательно присоединить и неоновую лампочку типа МН-3 или МН-4. Цоколь неоновой лампочки присоединяется к кольцу непосредственно (без разрыва) (рис. ф1). Кольцо делается из такой же проволоки, как и катушка, и укрепляется на изоляционной ручке, чтобы было удобно держать его в руке.

Когда виток с лампочкой подносится к катушке генератора, лампочка должна загораться.

Изменяя положение движка на катушке генератора, добиваются лучшего горения лампочки (конденсатор С3 должен находиться в среднем положении). Если генератор работает плохо, надо подобрать сопротивление утечки сетки и емкость сеточного конденсатора.

Рис. 54. Устройство ламповой панельки и индикаторного кольца.

Приемный колебательный контур изображен на рисунке 55. Он состоит из катушки и конденсатора переменной емкости С4. Эти детали берутся такими же, как и в генераторе, и, соединяются параллельно. Колебательный контур монтируется, на панели из органического стекла стекла или толстой фанеры размером 400 X 500 мм.

На этой панели устанавливаются две пары гнезд для детектора и телефона и два зажима — один для антенны, а другой для заземления.

В цепь антенны, между зажимом и контуром, устанавливается патрончик для электрической лампочки на 2,5 в и 0,06 а.

Монтаж панели делается шинкой или толстым медным проводом.

С помощью генератора токов высокой частоты можно показать ряд опытов: передачу энергии без проводов, образование стоячих воли в проводи, пучности и узлы токов и напряжений и изменение длины волны при изменении настройки контура генератора.

Опыт первый.

К зажиму «антенна» генератора токов высокой частоты подключите штырь длиной 1 м. К зажиму «заземление» присоедините противовес — провРД длиной до 1 м. Включите питание для генератора. Затем на расстоянии 2—3 м установите приемный контур и подключите к нему антенну и противовес такой же длины, как и в генераторе.

Рис. 55. Схема приемного контура для опытов с генератором токов высокой частоты

Настраивая переменным конденсатором приемный контур в резонанс с колебаниями генератора, замечаем горение индикаторной лампочки в цепи контура. При нарушении резонанса лампочка гаснет.

Если в разрыв высоковольтного провода, идущего к аноду лампы генератора, включить телеграфный ключ и нажимать его согласно знакам телеграфной азбуки, то лампочка в приемном контуре будет вспыхивать каждый раз, когда ключ замкнут. Таким образом можно передать радиограмму. Если приема колебаний нет, соедините противовесы генератора и приемного контура между собой или сократите расстояние между ними. Работа с генератором, учитывая высокое напряжение, должна проводиться только под наблюдением руководителя.

Проделанный опыт убеждает нас в том, что энергию можно передать без проводов и можно использовать это свойство для высокочастотного транспорта и радиосвязи.

Опыт второй. Возьмите лезвие от безопасной бритвы, привяжите его к нитке и опустите внутрь катушки генератора, когда он работает.

Через некоторое время вы заметите, что лезвие сильно нагрелось, его нельзя взять в руки.

В поле токов высокой частоты можно нагреть и другие металлические предметы. Этим широко пользуются в современном производстве для сушки и нагрева материалов, для закалки и плавки металлов, а также в медицине для излечивания болезней токами высокой частоты.

Опыт третий. С помощью генератора токов высокой частоты можно показать образование стоячих электромагнитных волн и измерить частоту генератора.

Для этого на стеклянную трубку диаметром 20—25 мм и длиной до 1 м наматывается провод в бумажной или эмалевой изоляции диаметром 0,4—0,5 мм и длиной 30—50 м (рис. 51). Намотка делается в один слой, виток к витку. Концы проволоки закрепляются резиновыми кольцами или нитками. Трубка с намотанным проводом укрепляется вертикально в какой-нибудь подставке.

Присоединив такую катушку одним концом (другой остается свободным) к катушке генератора, берем приемный виток с индикаторной лампочкой и, надев его на трубку, перемещаем вдоль намотки. При включенном генераторе лампочка при перемещении витка будет зажигаться в определенных местах, а при дальнейшем движении — гаснуть.

Если к этому же приемному витку присоединить еще небольшую неоновую лампочку (например, типа МН-4), как это показано на рисунке, и снова перемещать виток вдоль трубки с намоткой, то мы заметим, что лампочки будут зажигаться попеременно. Там, где зажигается неоновая лампочка, электрическая лампочка не горит, и наоборот.

Изменяя частоту генератора путем вращения пластин конденсатора переменной емкости, мы можем изменить положение точек, в которых происходит зажигание лампочек. Объясняется это тем, что в проводнике образуются стоячие волны.

Токи высокой частоты, распространяясь вдоль провода, намотанного на стеклянной трубке, и дойдя до конца его, отражаются обратно и, складываясь с первоначальными колебаниями, образуют стоячие волны.

Стоячие волны характеризуются узлами тока, в которых электрическое поле имеет максимальную величину, и пучностями напряжения, в которых максимальна напряженность поля.

Электрическая лампочка горит в узлах тока, неоновая — в пучностях напряжения.

Расстояние между двумя наиболее яркими вспышками тех или других лампочек везде одинаково и равно половине длины волны колебаний, излучаемых генератором. Измерив это расстояние линейкой и вычислив длину провода, намотанного на этом участке, определим половину длины волны генератора. Помножив результат на два, получим полную длину волны. По полученной длине волны в метрах можно подсчитать частоту в килогерцах.