ВСЕХ
ДЛЯ

РАДИОТЕХНК
ЗЛЕКТРО'И

ЭЛЕКТРО'
И РАДИО¬
ТЕХНИКА
ДЛЯ ВСЕХ

К
м

ELECTRICITY
AND
ELECTRONICS BASIC

WILLIAM F. STEINBERG
WALTER

B. FORD

Third edition

AMERICAN TECHNICAL SOCIETY CHICAGO.
U. S. A.

У. Ф.

СТЕЙНБЕРГ,

У. Б.

ФОРД

ЭЛЕКТРОИ РАДИОТЕХНИКА
ДЛЯ ВСЕХ
Издание второе
Перевод

с английского

М. Б. ВЕЛИКОВСКОГО

и

Э. Я. ПАСТРОНА

Под редакцией А. X. ЯКОБСОНА

ИЗДАТЕЛЬСТВО «СОВЕТСКОЕ РАДИО»
МОСКВА 1972

УДК 621. 3.01+621.396:001.92
Стейнберг У. Ф., Форд У. Б Электро- и радиотехника для
всех. Пер. с англ. М. Б. Великовского и Э. Я. Пастрона
под
ред.
А. X. Якобсона. Изд. 2. «Советское радио», 1972, 416 стр.
Книга американских авторов, трижды переиздававшаяся в США,
вводит читателя в мир электро- и радиотехники. В ней приведены
не

только

работе,

начальные

но

и

сведения,

описания

многих

необходимые каждому
интересных

опытов

и

дома

и

полезных

на
са¬

моделок.
В
и
и

начале

книги

авторы

рассказывают

об использовании электро-

радиотехники в различных областях народного хозяйства и в быту
о
процессах, требующих знаний в этой области. Далее читатель

знакомится

с

простейшими

электрическими

схемами,

приборами

устройствами, применяемыми в повседнезной жизни, а затем
диотехническими схемами и устройствами.
Постепенно читатель узнает, как выполнить электрическую

и

водку,

установить

звонок;

пайку,

осуществлять

как

для

чего

проводить

существуют
многие

с ра¬

про¬

предохранители;

как

и

са¬

интересные

опыты

мому делать различные приборы и многое другое.
Читатель узнает также и о принципах работы радиоламп, тран¬
Познакомится он
зисторов, телевизионных трубок, телевизоров.
и с цветным телевидением, радиолокацией и другими применения¬
ми радиотехники. Сумеет научиться строить простейшие приборы
для

работы

проверки

радиоламп,

транзисторные усилители,

радио¬

приемники и т. д.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, особенно полезной
она будет для школьников 6 8 классов и учащихся профессиональ¬
ных училищ.
3-4-5
58-71
У. Ф.

Электро-

СТЕЙНБЕРГ,
и

У. Б. ФОРД

радиотехника для

всех

Издание второе

Под редакцией А. X. Якобсона
Редактор И. М. Волкова
Художественный редактор 3. Е. Вендрова
Технический редактор А. А. Белоус
Корректоры Л. И. Кирильченко, Л. А. Максимова
72 г
в набор 15/V11 71 г. Подписано в печать ©/IV
Бумага типографская № 3
Формат 84Х108/32
Объем 21,84 уел. п. л., 22,311
уч.-изд. л.
Зак. 418
Тираж 100.000 Цена 1 р. 21 к.
Издательство «Советское радио», Москва, Главпочтамт, п/я 693

Сдано

Московская

типография № 4 Главполиграфпрома Комитета
при Совете Министров СССР
Москва, Б. Переяславская ул., д. 46.

по печати

ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
РУССКОГО ПЕРЕВОДА
В настоящей
сведения
многие

приведены самые начальные
радиотехнике. Они охватывают

книге,

по

электрообласти этих

и

отраслей

техники.

Материал

изло¬

кратко, простым языком и сопровождается большим
числом практических примеров, фотографий и рисунков.
При редактировании перевода в авторский текст были
внесены лишь небольшие поправки. Были учтены разли¬
жен

чия

в ряде условных обозначений, принятых
американской технической литературе.

Несмотря
ства

по

сколько

на то, что

американские
и

внешнему виду

своим

в

приборы

основным

нашей и
и

устрой¬

данным

не¬

соответствующих отечественных,
графический материал и тексты практических примеров
сохранены в первоначальном виде.
Во втором издании
русского перевода исправлены
ошибки, допущенные в первом издании. Однако внести
поправки в рисунки в соответствии с новой системой
обозначений не представлялось возможным. Были учте¬
ны многочисленные отзывы и вопросы читателей. В част¬
ности, пополнен ряд описаний интересных самоделок.
отличаются

от

А. X. Якобсон

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРОВ

ние

Об успехе этой книги свидетельствует использова¬
трех ее изданий в сотнях американских школ.

всех

При

подготовке третьего издания был учтен опыт препо¬

давателей, работавших
были

включены

с

этой книгой. По

материалы

рассматриваемой области

о

последних

техники.

их

совету

в нее

достижениях

Первоначальный

в

текст

книги был исправлен и дополнен с целью отразить изме¬
нения в методике преподавания.

Успехи электро- и радиотехники во многом способст¬
прогрессу в различных областях науки и техники,

вовали

5

а

также

помогли

ний, облегчающих

внедрению многочисленных
повседневную жизнь людей.

изобрете¬

Электрическое освещение, автомобиль, телефон, ра¬
дио или телевидение сопровождают нас почти на каждом
шагу.
ся

в

Поэтому каждый,
современной

мире

основами электросостоит

в

читателя

Каждое
и

том,
к

и

кто хочет хорошо

радиотехники.

чтобы простым

пониманию

и

Цель данной

книги

легким

путем привести
электро- и радиотехники.
иллюстрируется фотографиями

основ

новое положение

рисунками.
По мере изучения

ориентировать¬

техники, должен быть знаком с

книги

читатель познакомится

с

ус¬

обозначениями, обычно используемыми для изо¬
бражения электротехнических и радиоэлектронных при¬
боров и устройств на схемах. В конце параграфов даны

ловными

контрольные вопросы,

которые

помогут

проверить как

прочитанный материал.
В книге дано достаточно подробное описание многих
интересных самоделок. При их изготовлении можно при¬

усвоен

менить на практике знания, полученные из книги. Эти
самоделки не только интересны сами по себе, но пред¬
ставляют собой полезные вещи. В процессе этой работы
читатель получит практические навыки, необходимые в

повседневной

жизни.

Знания электро-и радиотехники, почерпнутые из этой
книги, откроют читателю дорогу ко многим увлечениям,
которым посвящают свое свободное время люди самых
различных

профессий.

ГЛАВА

I

ВЕК ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

1.

ГДЕ ПРИМЕНЯЕТСЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Электротехника и радиоэлектроника. Разделить
значения этих двух слов не просто. Когда говорят об
электротехнике, хо обычно под этим подразумевают об¬
ласть техники,
связанную с применением электромагни¬
тов, генераторов, двигателей, электроосветительных и
нагревательных приборов. К радиоэлектронике или ра¬
диотехнике относят обычно все, касающееся радиотех¬
нических, телевизионных и других устройств, работаю¬
щих на электронных лампах и транзисторах.
У себя дома. Когда мы зажигаем свет щелчком

вы¬

задумываемся над тем, что относится
к системе электрического освещения. А ведь в ней много
интересных устройств, названия которых для большин¬
ства из нас неизвестны. По мере изучения электротехни¬
ключателя,

мы

не

ки мы познакомимся со специальными терминами, аппа¬
ратами и оборудованием, к которому они относятся, и
узнаем, какую роль играет то или иное устройство в си¬
стеме электрического освещения наших домов.
В системах электрического освещения современного
дома широко применяются обычные или люминесцентные

Кварцевые электрические лампы дают излучение,
близкое по спектральному составу к солнечному. Оно
способно убить вредные микроорганизмы в воздухе ком¬

лампы.

Электрические лампы инфракрасного излучения
нас лучистой тепловой энергией.
Сколько электродвигателей работает в вашем доме?

наты.

обеспечивают

Если вы поторопитесь с ответом, не произведя предва¬
рительного подсчета, ваш ответ может оказаться далеко
не точным. Электродвигатели работают в стиральных ма¬
шинах, холодильниках,
электробритвах,
вентиляторах,
магнитофонах, радиолах и различных электроинструмен¬
тах. Широко используются и электрические нагреватель¬
ные приборы, например, в кухонных плитах, электрова7

Рис. 1.2.

Рис. 1.1

Рис. 1.1. Электротехника и радиоэлектроника играют важную роль
на кухне современного дома. С помощью высокой частоты цыпленок,
Помещенный в электрическую кухонную плиту, может быть приготов¬
лен за 6 8 минут. Чтобы испечь пирог, нужно всего лишь 3 минуты.
Рис. 1.2. Транзисторные переговорные устройства обеспечивают связь
в комнатах современного дома. Так как они потребляют мало энер¬
гии,

их

можно

на

длительное

время

оставлять

включенными.

Рис.

1.3.

Электронная

,-вычислительная

машина.

В промышленности и тор¬
говле используются раз¬
личные
типы
вычисли¬
тельных
говых
машины

применяют

сов.

На

промышленных

ные

задачи,

работе.
8

для

обработки

счетов

предприятиях

возникающие

в

они

и

машин.

учета

складских

позволяют

исследовательской

В

предприятиях

и

решать

тор¬
эти

запа¬
слож¬

производственной

Рис. 1.4. Схематическое изображение трансокеанской радиотелефон¬
ной линии связи, позволяющей разговаривать с домашнего телефона
с абонентами других стран.

фельницах, водонагревателях, кофеварках, утюгах, су¬
шилках для одежды,

электроодеялах и т. п.
В сельском хозяйстве. В деревне много трудоемких
работ, которые теперь очень быстро выполняются при

помощи электротехнических аппаратов: электронасосов,
электродоилок и др.
На предприятиях и в учреждениях. Говоря о приме¬
нениях электротехники в быту, нельзя не вспомнить о ее
роли в промышленности. Обычно только одна треть вы¬

рабатываемой электрической энергии расходуется в быту.
Остальные две трети идут на нужды промышленных и
торговых предприятий.
Современное производственное
предприятие средних размеров расходует свыше 10 000
киловатт-часов электроэнергии в год.
В промышленности черной металлургии электротех¬
нические устройства используются почти при всех техно¬
логических процессах, начиная от выемки сырой желез¬
ной руды и до отправки готовых стальных листов на раз¬
личные производственные предприятия. Руду добывают
электроэкскаваторами, грузят в вагоны или суда элек¬
трическими кранами и после разгрузки на сталелитейном
заводе по электрическому конвейеру подают в домны, где
она

превращается

в

чугун.

Прокатные

станы,

в

которых
9

Рис. 1.5. Центральная система управления может автоматически осу¬
ществлять до сорока различных операций, связанных с включением
освещения

электродвигателей,

нагревательных

кондиционирования воздуха и т.
может
часа в сутки:

п.

Такая

устройств,

управляющая

систем
система

работать 24

700

включается

715

включаются

система

подогрева

или

система

кондиционирования

воздуха;

печи и гальванические ванны; 720
включаются электродвига¬
730
включается
освещение
компрессоров сети повышенного давления;
в коридорах и раздевалках; 740
включается освещение в цехах; ?55
подается

тели

энергия к стенкам; 800

подается сигнал к началу рабочего дня.

болванок делают стальные листы, также приводятся
действие электродвигателями. Когда стальной лист по¬

из-

в

на металлообрабатывающие заводы, электриче¬
ские двигатели приводят в действие станки, на которых
изготовляют различные изделия, например шасси радио¬
приемников и телевизоров и многие другие приборы бы¬

падает

тового назначения.

Для техники связи. Первобытный человек посылал со¬
общения своему соседу дымовыми или звуковыми сигна¬

Современному человеку для этого достаточно все¬
трубку телефонного аппарата и набрать
соответствующий номер. Его голос будет передан даже
лами.

го лишь поднять

10

Рис. 1.6. Космический корабль
ние мягкой посадки на Луну.
о

«Сервейер»

рассчитан

на

В его задачи входит
лунной поверхности, измерение уровня радиации и

рактеристик,
лю.

а

также

передача

Электрическая энергия
батареями.

на

телевизионных

этом

корабле

осуществле¬

анализ

данных

магнитных

ха¬

на

Зем¬

вырабатывается

сол¬

изображений

нечными

самую отдаленную точку страны. Несколько дополни¬
и он сможет говорить с абонентом дру¬
усилий
гой страны или связаться с пассажиром корабля, нахо¬
в

тельных

дящегося

в сотнях миль от

берега (рис. 1.4).

на
автомобилях
устанавливаемые
или на самолетах, и карманные транзисторные приемо¬
передатчики используются для связи в службах охраны
общественного порядка, в авиации, промышленности и

Радиостанции,

военном деле.

Еще совсем недавно человек мог ра¬
развлекаться лишь в светлое время дня. В на¬
ше
время многие предприятия работают по 24 часа
в
сутки. Это стало возможным благодаря хорошему
В домах для освещения
электрическому освещению.
редко используются лампочки мощностью более нес¬

Для

ботать

освещения.

и

в промышленности мощность осве¬
измеряется тысячами ватт.
В городах электричество освещает улицы и площади
и приводит в действие множество сигналов системы ре¬
гулирования уличного движения.
На транспорте. Электрические машины заменяют на
транспорте двигатели, работавшие ранее на угле и бен-

кольких

сотен

ватт,

тительных ламп

11

Рис. 1.7. Телевизионный передатчик,
лета,

позволяет

вести

на

установленный на

командном

пункте

борту

наблюдение

по

само¬

экрану

телевизора.

?ине; электровозы уже вытеснили паровозы, а все трол¬

лейбусы

и поезда метро
приводятся в движение только
электрическими двигателями.
В наши дни едва ли найдется вид транспорта, рабо¬
та которого не зависит от электроэнергии. Она необхо¬
дима и для реактивного лайнера, и для океанского ко¬
рабля, и для легкового автомобиля.
Для автоматизации. К слову «автоматизация» в про¬
мышленности
уже
привыкли.
Некоторые производ¬
ственные процессы с начала и до конца выполняются
автоматически.
Многие процессы, ранее производив
шиеся вручную, теперь выполняют автоматы, приводи¬

мые в

действие электрическими

двигателями. На многих

по

утрам до прихода ра¬
промышленных предприятиях
бочих при помощи автоматических устройств осуществ¬

необходимые подготовительные мероприятия.
В исследованиях. В современной исследовательской
лаборатории невозможно обойтись без электротехниче¬

ляются

ских

устройств.

Почти

пользовавшиеся в

все

измерительные

исследованиях,

приборы,

связанных

с

ис¬

примене¬

энергии, были электрическими. Газораз¬
Гейгера, обнаруживающие присутствие
рядные
урана, питаются от электрических батарей. Без электри¬
чества не могут работать медицинские и промышленные
нием

атомной

счетчики

рентгеновские и другие установки.
12

Рис. 1.8. Отраженные звуковые сигналы, принимаемые в гидролока¬
ционной установке, используются для определения положения под¬
водной лодки или корабля противника. Подводные лодки могут за¬
пускать из погруженного состояния ракеты, нацеленные на наземные
цели.

После того
ностью,

ученые

как

космические

подготовили

полеты

полет людей

стали
на

реаль¬

Луну,

торый был

неоднократно совершен. Но прежде
править людей в такое путешествие, нужно было

ко¬

чем

от¬

собрать
много данных о Луне. Для сбора этих данных на Луну
отправлялись автоматические станции с приборами. На
такой станции для электропитания ее приборов исполь¬
солнечной
зуют солнечную
энергию. Преобразование
энергии
мощи

в

электрическую может осуществляться при
пластин кремния, применяемых в так

тонких

по¬
на¬

зываемых солнечных элементах.

В военной технике. В

наш

век ракет, искусственных
военной техники соз¬
для
спутников
ядерного оружия
даются сложнейшие
радиоэлектронные приборы и си¬
стемы. Большое значение для
обороны страны имеют
сети радиолокационных станций дальнего обнаружения,
а также различные системы радиолокации, радиосвязи,
гидролокации, телевидения и телефонной связи, позво¬
и

за попада¬
военному командованию следить
ющими в зону наблюдения кораблями, ракетами и са¬

ляющие

молетами.

Обслуживание

невозможно

без

знания

всех

этих

основных

устройств
законов

и

систем

электро-

и

радиотехники.
Контрольные
1.

Перечислите,

вопросы

какими электрическими устройствами
утром.
2. Назовите электродвигатели, работающие в вашем

зовались

вы

поль¬

сегодня

доме.
13

3. Какова мощность самой большой осветительной лампы в
вашей квартире?
4. Назовите известные вам примеры использования электриче¬
ских ламп.

2. ЭЛЕКТРО-

И

РАДИОТЕХНИКА БУДУЩЕГО

-В нашем доме. Что можно ожидать от электродиотехники в
дах

будущем? Ведь

в

лабораториях

и на

ра¬

заво¬

могут сделать почти любой прибор,
конструктором. Исследовательские лабо¬
непрерывно работают над созданием эконо¬

в наши дни

уже

придуманный
ратории
мичных
щем

осветительных ламп.

мы

будем

трический

иметь

Этот

свет.

Уже

в

действительно
вид

освещения

недалеком

буду¬

«холодный»

элек¬

уже

разработан

(рис. 1.9).
Электро-

и радиотехника
в
скором времени будут
широко применяться на кухнях наших домов. Посколь¬
ку большинство операций по приготовлению пищи мо¬
выполнено
жет быть
электрическими приборами, до¬
машняя хозяйка сможет заранее «запрограммировать»
процесс приготовления обеда. Пища будет приготовле¬
и для
на, посуда вымыта, полы подметены и натерты
всего этого нужно будет лишь нажать соответствующие
кнопки на пульте управления.
Недалеко время, когда мы сможем посмотреть теле¬
передачу с плоского экрана величиной во всю стенку
комнаты.
Создание таких экранов стало возможным

благодаря разработке усилителей

света, и, по-видимо¬
му, уже осталось немного ждать того момента, когда
начнется
промышленное производство таких плоских
телевизоров. В нашу жизнь войдут видеомагнитофоны,
позволят

которые

интересные
сможет

не

записать

будет

на магнитную пленку
программы. Видеомагнитофон
телевизионную программу, когда нас
нам

записывать

телевизионные

дома.

Воспроизведение

записанных на

магнит¬

программ мало чем отли¬
чается от воспроизведения радиопрограмм при помощи
обычного магнитофона.
Видеотелефон, разговаривая по которому можно

ной

пленке

видеть

телевизионных

своего

собеседника,

разработан

(рис.

1.11)

и

уже применяется.
В промышленности. Здесь мы станем свидетелями
все более широкой автоматизации производства. Впол14

Рис. 1.9. Комната с «холодным» освещением в доме завтрашнего
дня. Электролюминесцентные панели, изготовление из люминофо¬
ров и прозрачных электропроводящих материалов, заменят обычные
электроосветительные приборы и будут давать мягкое, приятное для
глаза освещение.

Рис. 1.10. Метод непосредственного усиления света может оказать¬
ся путем к созданию телевизоров с очень большим экраном. Такие
телевизоры возможно будут достаточно тонкими, чтобы их можно
было

вешать

на

стены

или

использовать

в

качестве

перегородок

между комнатами.
15

не

возможно,

управляемых
низмов

будут

что

с

помощью

машин

и

полностью

меха¬
авто¬

матизированы технологические
процессы от момента подачи
сырья до выпуска готового из¬
делия. Участие человека потре¬
буется при этом только для на¬
блюдения за правильностью ре¬
жимов

Рис.

1.11.

Видеотелефон

по¬

вашего

со¬

зволяет' видеть

беседника,' находящегося

работы

и

проведения об¬

служивания.
Многие новые
основаны

на

разработки

использовании

на

другом конце линии.

радиолокации. Одна
автоматическое

из

них

управление

движением автомобилей

на автострадах. Скоро мы уви¬
дим, как по дорогам пойдут автомобили, управление ко¬
торыми будет полностью (с соблюдением правил безо¬
пасности) доверено радиолокатору. Результаты анало¬
гичных разработок будут пригодны для управления дви¬
жением самолетов. Без помощи человека радиолокаторы
будут управлять полетом самолета с момента взлета и
до посадки в аэропорту назначения.

Рис. 1.12. Через электрические лампочки проходит ток, полученный
тепловой
результате непосредственного преобразования
энергии
в
электрическую.

в

М

Рис. 1.13. Значительное

количество

электроэнергии

произво¬

будет

диться на атомных электростанциях.

В энергетике все большее
электростанции.
В медицине. Утверждают,

значение

будут приобре¬

тать атомные

использовали

ней

электрических

что

древние римляне
для лечения болез¬

еще

угрей

зубов.
В

наше

время применение электро- и радиотехники
исследованиях и при лечении болезней
дает значительный вклад в улучшение медицинского
в

медицинских

обслуживания.
ваний
тов

Одним

современных

будет

цветная

из

намечаемых

усовершенство¬
рентгенодиагностических аппара¬

рентгеноскопия,

которая

облегчит

Сейчас проектирует¬
начнется производство электронных прибо¬
давление
ров, которые будут измерять и записывать
крови, пульс, температуру и другие показатели состо¬
яния больного. Уже разработана «радиопилюля», кото¬
рая содержит миниатюрную электронную схему и мо¬
жет
передавать информацию о состоянии внутренних
органов больного.
В предстоящих космических полетах космонавтам
придется длительное время оставаться в стесненном по¬

диагностику
ся и вскоре

ложении.

многих

заболеваний.

Для проверки

состояния

космонавтов

можно

присоединенные к мышцам тела
и связанные с соответствующими электронными
прибо¬
прибора, создающего ин¬
рами. Разработка лазера

использовать электроды,

тенсивный .пучок когерентного света и представляюще¬
го значительный интерес для промышленности, откры¬
вает путь к новым методам хирургии. Этот прибор уже

используется

в

тонких

глазных

операциях и,

как

ожи17

дается, будет иметь большое
лей и других болезней.
Контрольные

значение

в

разработать
2.

опухо¬

вопросы

1. Какой, по вашему мнению, электрический
бы

лечении

для

применения

в

домашнем

прибор

надо

было

хозяйстве?

новые

устройства смогут прийти на смену современ¬
трубкам?
3. Какой электронный прибор может быть использован для по¬
вышения безопасности движения на
автострадах?
ным

Какие

телевизионным

3.

КЕМ МОЖНО РАБОТАТЬ

В ОБЛАСТИ

ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКИ

Электро-

и

радиотехника как

«профессия». Вероят¬

но,

нигде сейчас так не требуются специалисты, как
в области применения электро- и радиотехники. Почти
каждый день создаются новые электронные приборы,

каждый из них открывает новое поле деятельности.
Колоссальное увеличение числа таких приборов озна¬

и

чает

рост потребностей в специалистах по их конструи¬
рованию, установке и ремонту.
Все основные работы по электро- и радиотехнике
можно разделить на ряд групп, каждой из которых со¬
ответствуют своя специализация и уровень подготовки:
монтаж
приборов и аппаратуры, сооружение сетей и
Большое значе¬
систем, эксплуатация и ремонт, связь.
ние

при

выполнении

этих

работ

имеет

труд инженера

и

техника.

Монтаж
и
Монтажники
приборов
аппаратуры.
на любом предприятии, изготавливающем электро¬

есть

техническую или электронную аппаратуру или детали
нее. На радиозаводе монтажник занимается сбор¬
кой радиосхемы на шасси; на заводе, выпускающем
электродетали, он наматывает* обмотки; на авиацион¬
ном заводе он занимается монтажом электро- и радио¬
проводки в самолетах. Для выполнения каждой из этих
для

операций требуется подготовка. Относительно более
сложную работу выполняют радиомонтажники при сбор¬
деталей

печатных схем, например, телевизоров.
В большинстве случаев монтажник должен обладать
выполнять ин¬
точно
ловкими пальцами, способностью
пользоваться
ручными инструментами
струкции, умением
ке

18

.

чертежи, необходимые при выполнении дан¬
операции. Многим монтажникам необходимо также
контрольно-измери¬
уметь пользоваться определенными
и донимать

ной

тельными

приборами,

позволяющими проверить качество

изготовления готового изделия.

Сооружение

сетей

и

систем.

Электрики-строители

вы¬

электротехнические работы при строительстве
самых различных зданий. Они устанавливают электро¬
арматуру и нагревательные приборы, монтируют элек¬
тропроводку и другие виды электрооборудования. Для
полняют

работ

уметь читать чертежи и
инструментами.
различными
Аналогичной работой занимаются электрики по мон¬
тажу электропроводки и электрооборудования на судах,
телефонисты, прокладывающие телефонные линии для
жилых домов и предприятий, а также электрики сцены,
обслуживающие электропроводку и систему освещения
выполнения

этих

важно

пользоваться

театрах, в павильонах киностудий и т. п.
Все производимые работы должны полностью соот¬
ветствовать определенным правилам и нормам. Каждому
электромонтеру важно уметь читать электрические схе¬
мы и пользоваться расчетными формулами.
Одним из лучших путей освоения профессии электро¬
монтера является специальный курс обучения, который
состоит из выполнения ряда работ по определенной про¬
грамме под наблюдением достаточно опытного руково¬
дителя и при соответствующем инструктаже. Для про¬
хождения курсов обучения желательно иметь среднее об¬
разование.
Эксплуатация и ремонт. Эксплуатацией и ремонтом
оборудования, выпускаемого электротехнической и ра¬
диоэлектронной промышленностью, занято относительно
большее число людей, чем в любой другой отрасли. Элек¬
тромонтеры, занимающиеся эксплуатацией, отвечают за
в

.

поддержание
парка систем

в

хорошем

состоянии

всего

колоссального

устройств электрооборудования жилых
домов, учреждений и предприятий. В этой области тех¬
ники трудятся опытные рабочие, обеспечивающие необ¬
ходимый контроль, обслуживание и ремонт электропро¬
и

водок, электродвигателей, генераторов, трансформаторов
и многих других
видов электрооборудования. Большой
объем работы приходится на долю мастеров, обслужи¬
вающих бытовые электромашины.

Каждый

обслуживанию электроприборов требует

вид

работ

наличия

по

специ19

Рис. 1.14.

Много опытных специалистов по электротехнике и элек¬
на телецентре.

тронике работают

альной

подготовки,

и знаний основ

опыта

обращения

с

инструментами

электротехники.

обширная область ремонтных работ по
радиоприемников и телевизоров. В дан¬
ном случае необходима специальная подготовка. Ремонт
вышедших из строя слуховых аппаратов, вычислитель¬
Всем

известна

обслуживанию
ных

машин,

ных

приборов

ся

вести

радиопередатчиков, контрольно-измеритель¬

под

и

стереофонических усилителей приходит¬

наблюдением

опытных

специалистов.

Они

должны обладать хорошими теоретическими знаниями и
уметь обращаться с различными контрольно-измеритель¬

приборами.
Подготовка специалистов

ными

по обслуживанию и ремон¬
ту электрического и электронного оборудования может
производиться в специальных технических школах и ино¬
гда на курсах при предприятиях.
Связь. По-видимому, наиболее известным применени¬
ем радиотехники является техника связи, которая охва¬
тывает

фонную

радио, телевидение,
и

фототелеграфную

20

связь.

Связь

с

линии, теле¬

ра¬
роль для
авиации, в службах охраны
других специальных службах. В каждой области связи

диоэлектронной аппаратуры
обеспечения безопасности в
и

радиорелейные
играет

помощью

важную

специальностей связанных с применением
радиоэлектроники. Так, например, на телецентре имеют¬
ся операторы по обслуживанию и ремонту передатчика;
для управления сигналами звука и изображения; опера¬
торы, работающие с передающей камерой, а также на
проекторе для показа кинофильмов, и операторы, заня¬
тые регулированием освещения. Все они должны обла¬
дать большим опытом и. координированно действовать
при передаче телевизионной программы.
Работа радиооператора часто бывает такой же, как
работа техника. Во многих случаях оператор, работаю¬
щий на конкретном виде радиооборудования, одновре¬
менно является техником по конструированию и ремонту
данного оборудования. Расширение областей примене¬
ния различных средств связи привело к
росту потребно¬
стей в соответствующих специалистах. Каждому такому
специалисту необходимо знание математики, физики и
электроники в объеме программы средней школы. Цен¬
ный опыт можно приобрести и при занятиях радиолю¬
бительством.
Работа техника. Техник выполняет работу, для кото¬
имеется много

рой

нужна техническая и специальная подготовка, и яв¬
непосредственным помощником инженера или на¬
учного работника в их деятельности. Он участвует в ис¬
следованиях, проектировании и разработке электрических
и электронных схем. Испытания и усовершенствования
экспериментальных электронных приборов часто также
ляется

проводятся техниками.

Кроме работы
техник

на

всех

видах

связного

оборудования

может

специализироваться, например, в таких
областях, как измерительная техника, контрольные, ин¬
дикаторные и регистрирующие приборы, навигационное
оборудование, управление ракетами и космическими ко¬
раблями, электронные вычислительные машины и многие
другие типы оборудования со схемами на электронных
лампах и полупроводниковых приборах.
Техники могут занимать самые различные должно¬
сти, например: техник по электронным вычислительным
машинам,.техник по электронным схемам, техник по
электронным измерительным приборам, техник-исследо¬
ватель и техник-испытатель систем.
В промышленности техники занимаются проведением

испытаний, непосредственной сборкой
новок,

экспериментальной работой

и

и

монтажом

эксплуатацией

уста¬
элек21

Рис. 1.15. Два инженера, находящиеся за защитной
блюдают за искусственной
молнией, создаваемой

10

решеткой, на¬

напряжением

миллионов вольт.

трического и электронного оборудования. Так, например,
техник, работающий над новой печатной схемой, должен
сначала провести ряд
экспериментов с расположением
деталей и соединительных проводов и добиться нужных
характеристик. Он намечает методику испытаний изде¬
контрольно-измерительных приборов и
расположение деталей так, чтобы прибор рабо¬
тал как полагается. Чтобы справиться со всем этим, ему
нужно знать теоретические основы электроники и уметь
производить математические расчеты и испытания схем.
Техники обычно имеют более высокую подготовку,
их производится в
чем дает средняя школа. Обучение
техникумах, профессиональных училищах, специальных
курсах на предприятиях и т. п. Основными изучаемыми
лия

с

помощью

меняет

предметами являются основы электротехники и электро¬
ники, математика, физика и черчение.
Работа инженеров. Инженер отвечает за проведение
исследований, проектирования и эксперимента, а также
за воплощение новых идей в создаваемых им электриче¬
ских и электронных устройствах^ Электротехника и ра¬
диоэлектроника относятся к наиболее быстроразвиваюищмся отраслям техники, и поэтому успехи промышлен¬
ности и расширение областей применения
электроники
сопровождаются постоянным увеличением спроса на инженеров-электриков.
Основными сферами деятельности для инженера в
этих областях аехники
22

являются

производство электри¬

ческих и

машин

электронных

и

оборудования, телефон¬

связь, энергосистемы, системы осве¬
щения, транспорт и радиосвязь. Много инженеров-элекная

телеграфная

и

триков
ная

требуется

техника,

системы,

для

работы

системы

в таких

управления

вычислительная техника

областях,

ракетами,
и

как атом¬

следящие

автоматизация.

инженера-электрика требует большой ак¬
точности, ему необходимо научиться рабо¬
куратности
тать как в одиночку, так и в составе группы. Значитель¬

Профессия
и

ная

часть

его

рабочего

времени расходуется

на

разра¬

идей, схем, проведение математических рас¬
ботку
четов, написание отчетов и составление технических ус¬
ловий. Чтобы стать хорошим инженером, надо обладать
способностями значительно выше среднего уровня и до¬
новых

биться успехов при изучении математики и других наук.
В рассматриваемой области имеется много узких спе¬

циальностей, которые могут быть привлекательными для
людей с особыми интересами. Так, например, инженерсветотехник, обладающий хорошим художественным вку¬
сом, может найти свое призвание в кинопромышленно¬
сти или в театре, а для инженера-электрика с хорошим
музыкальным слухом наилучшей может оказаться рабо¬
та, связанная с получением высококачественной записи
и воспроизведения музыкальных программ.

Тем,
ней

кто

школе

тематике

и

инженером, нужно еще в сред¬
знаний по ма¬
естественным наукам. Большинство инженехочет

стать

заложить

хороший фундамент

ров-электриков имеет законченное высшее образование.
Для инженеров, обладающих способностями, в области
техники открываются неограниченные возможности.
Контрольные вопросы
1. Какую область радиотехники вы хотели бы избрать своей
специальностью?
2. Почему работа в области электро- и радиотехники имеет
большие перспективы?
3. Перечислите виды
работ, которые должен уметь делать
электрик
4. Назовите известные вам инженерные работы по электро- и
радиотехнике.

ГЛАВА

ПРИМЕНЕНИЕ МАГНЕТИЗМА

4.

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ

Применение

Почти каждый
чтобы собрать ку¬
сочки железа, или наблюдал, как небольшой магнит мо¬
жет притягиваться к
поверхности металла. Это простое
свойство притяжения магнитов к некоторым металлам
используется для ряда практических целей в нашей жиз¬
ни. Специальный молоток (рис. II.1) удерживает гвозди
постоянных

магнитов.

из нас пользовался магнитом для того,

с

широкой шляпкой, благодаря

чему их не нужно дер¬
Магнитные держатели можно использо¬
хранения ножей; с помощью небольших магни¬

жать пальцами.
вать для
тов

можно

сделать

миниатюрный блокнот, прикрепляе¬

мый к двери кабинета (рис. II.2). Наконец,
держатели хорошо удерживают двери комнат
состоянии. Используются магниты также и

магнитные

в

закрытом
в

детских

играх.

Рис. ПЛ.
с

Специальный

магнитной

лезный
мебели

головкой

молоток

очень

по¬

обивке
инструмент
при
или в тех случаях,
когда

забивать
приходится
в труднодоступные места. Магнит¬
ная головка обычно имеет подко¬

гвозди

вообразную форму.
24

Рис. 11.2. Этот
блокнот состоит
основания
больших

и

настенный
из

стального

нескольких

постоянных

Магниты

удерживают

бумаги

карандаши

вании.

и

не¬

магнитов.
листок
на

осно¬

Рис. Н.З. При изучении правил уличного движения удобно пользо¬
ваться большой металлической доской и миниатюрными пластмас¬
совыми автомобилями, в которых помещены магнитики, удерживаю¬
щие их в различных положениях на доске.

Рис. И.4. При сближении северных полюсов магнитов между ними
возникает сила отталкивания. То же самое происходит, если сбли¬
жать южные полюса магнитов. Если же сближать разноименные подюса двух полосовых магнитов, то они притянутся друг к другу.
25

Рис. 11.5.
Рис. 11.5. Магниты
друг к
ченная

другу.

Если

картина

Рис. II.7.
(вверху)

расположены одноименными

воспользоваться

покажет,

что

стальными

одноименные

полюсами

то полу¬
отталкиваются.

опилками,

полюса

Близко расположенные разноименные полюса магнитов

(внизу)

силь¬

но притягиваются друг к другу.
Рис. 11.6. Металлические шарики изображают молекулы в куске ста¬
ли. В намагниченной стали все молекулы расположены упорядочен¬
но, т. е. все одноименные полюса направлены в одну сторону.

Рис. Н.7. Каждый шарик, изображающий молекулу, окрашен в два
с тем чтобы показать северный и южный полюсы. В ненамагниченной стали молекулы расположены неупорядоченно.

цвета,

Несмотря
возможно, не
На рис. 11.1

широкое применение магнитов, многие,
как намагничиваются материалы.
II.3 показаны примеры использования по¬
стоянных магнитов. Эти магни¬

на

знают,

ты
в
не

искусственные, поскольку
естественном

были

Рис. П.8.

Полоска

вается,

если

сколько

раз

янного

состоянии

намагничены.

стали

провести
одним

магнита.

из

по

они

Чтобы

намагничи¬
ней

полюсов

не¬

посто¬

Рис. П.9. Стальные опилки на глобусе иллюстрируют магнитное поле
Земли. Географический и магнитный полюсы Земли не совпадают.
Расстояние между ними составляет около 2 200 км. Компас показы¬
вает направление на магнитный полюс. Различие в положении по¬
люсов обязывает штурманов учитывать эту разницу
при прокладке
курса.

сделать магнит, нужно иметь
и

соответствующий

материал

специальной обработке.
Взаимодействие магнитов. Если приближать друг

подвергнуть

его

к

другу концы двух магнитов, то они будут либо притяги¬
ваться, либо отталкиваться. На рис. II.4 и II.5 показано,
что одинаково обозначенные концы магнитов отталкива¬
а

разноименные
притягиваются друг к Другу.
обычно называют полюсами и обозна¬
чают буквами N (северный полюс) и 5 (южный полюс).
Таким образом, одноименные полюса магнитов отталки¬
ются,

Концы

магнитов

а

притягиваются друг к другу.
Не каждый кусок стали являет¬
ся магнитом. Два стержня могут иметь совершенно оди¬
наковый вид, однако один из них может притягивать дру¬

ваются,

разноименные

Структура

гие

стальные

иметь

этого

магнитов.

или

детали, а другой может не
Предмет, притягивающий другие

железные

свойства.

или стальные предметы, называют магнитом.
В чем различие между намагниченной и ненамагниченной сталью? Как и все другие материалы, сталь со¬
стоит из мельчайших частиц, называемых молекулами.
Считают, что каждая молекула имеет северный и южный

железные

27

и представляет
собой
В намагниченном куске мягкой

полюсы

магнит.
миниатюрный
эти миниатюрные

стали

магнитики располагаются в строго определенном поряд¬
ке. На рис. П.6 показано такое
упорядоченное располо¬

жение молекул. Все северные полюсы ориентированы в
соответственно в про¬
одном направлении, а все южные
тивоположном направлении.
В ненамагниченной стали молекулы ориентированы
самым

различным образом (рис. II.7). При

тическом

таком

магниты

расположении миниатюрные
друга, и поэтому такая сталь

лизуют друг

не

хао¬

нейтра¬
является

магнитом.

Магнитная индукция. Ненамагниченную полоску

ста¬

магнитом
проводя по ней
(рис. П.8). Магнит заставит миниатюрные магнитики в
полоске стали ориентироваться так, чтобы все одноимен¬
ные полюсы были направлены в одну сторону. Если за¬
тем убрать магнат, то направление миниатюрных магни¬
она
сама
тов в полоске не изменится. Таким образом,

ли

можно

станет

намагнитить,

магнитом.

Явление, при котором

называется магнитной

это

происходит,

индукцией.

Магнитный компас. Если подвесить намагниченный
стальной стержень так, чтобы он мог поворачиваться, то
одним своим полюсом он укажет на север, а другим

Рис. 11.10. Образцы выпускаемых
симо от его

23

формы,

имеет

магнитов.

северный

Каждый магнит,

и южный полюс.

незави*

Это объясняется тем, что Земля представляет со¬
бой огромный магнит, северный и южный полюсы котона юг.

притягивают

рого

В

компасе

полюсы

соответствующие

имеется

очень

бодно вращающийся
нец стрелки компаса,

легкий

тонкий

стержня.

магнитик,

сво¬

короткой заостренной оси. Ко¬
указывающий на север, обычно на¬
на

зывают

северным.
Магнитный компас

корабли

вигации:

большую

оказывает

помощь в на¬

в

море приходят в свой порт назначе¬
ния, путешественники ориентируются на своих маршру¬
тах, а самолеты выдерживают заданную трассу полета.
В первых компасах, изготовленных людьми много
столетий назад, стрелки делали из магнитного железня¬
ка, поскольку эта железная руда обладала естественной
намагниченностью.
Северный полюс Земли не все время остается в одном
и

том

же

из

положении;

Как

щается.

видно из рис.

года

в

11.9,

он

он

год

несколько

расположен

в

сме¬

области

залива. Изменения положения полюсов очень
большинстве практических случаев считают, что
магнитный северный полюс расположен приблизительно
на 12° западнее географического северного полюса, если

Гудзонова

малы и в

компас находится в Нью-Йорке, и приблизительно на 18°
восточнее, если компас находится в Сан-Франциско. В уз¬
кой полосе на территории Соединенных Штатов от Ми¬
чигана

до

тинный

Джорджии

компас все время показывает ис¬
поскольку направление на магнит¬
совпадает с направлением на географический
и

север

ный полюс

юг,

полюс.

Различие

между направлением на северный полюс
и направлением магнит¬
ной стрелки в любой точке Земли называется магнитным

(географическим меридианом)

склонением.

Постоянный

магнит

может

размагнититься

вие сильных ударов или нагрева. Эти
ют молекулы изменить свою ориентацию,

факторы
и

вследст¬
заставля¬

намагничен¬

ность стали исчезает.

Металлы для

изготовления

магнитов.

Постоянные

различные формы и размеры
(рис. 11.10). Наиболее распространенными являются
подковообразный и полосовой магниты. Эти магниты де¬
лают из закаленной
стали, сохраняющей намагничен¬
магниты

могут

иметь

ность длительное
тить,

однако

она

время.
не

Мягкую

сохраняет

сталь
свою

легко

намагни¬

намагниченность.
29

Рис. 11.11. Стальные опилки
располагаются вдоль силовых
линий, «связывающих» межд^
собой полюсы магнита.

Считают,

что

мягкая

сталь

легко теряет свою намагни¬
потому,
молекулы стали могут свободно ме^
нять свою ориентацию. В
твердой стали молекулы обла¬
дают меньшей свободой изменения ориентации.
Очень сильные постоянные магниты делают из спла¬
к
вов, в которых
железу добавляются такие металлы,
как вольфрам, хром, кобальт или никель. Недавние до¬
ченность

что

стижения в использовании

сплавов

железа

позволили

сделать значительно более сильные магниты, чем магни¬
ты из твердых сталей. Одним из лучших магнитных спла¬
вов

является

никель

алнико

кобальт.

и

сплав,

содержащий алюминий,

Кроме

упоминавшихся уже примене¬
ний, постоянные магниты используются в громкоговори¬
телях, электроизмерительных
телефонных
приборах,
трубках, генераторах и электродвигателях. С этими при¬
менениями

магнитов

мы

познакомимся

в

последующих

главах.

Магнитые материалы. Металлы, которые притягива¬
магнитными
магнитом, называются
материалами.
К ним относятся железо, сталь, кобальт и никель. Дру¬

ются

гие металлы, в том числе чистый алюминий, медь, цинк
и свинец, не притягиваются магнитом- и называются не¬
магнитными. Неметаллические материалы, такие, как
дерево, ткани и т. д., не обладают магнитными свойст¬

вами.
Магнитное поле.

через

немагнитные

опилки

на

лист

Действие магнита распространяется
материалы. Если нарыпать стальные

бумаги

или

стекла,

магнитом, то,

на

магнитом

бумаги

несмотря
имеется лист

то,

что
или

расположенный
между
стекла,

над

опилками
опилки

и

на¬

магниту. На рис. 11.11 пока¬
определенную картину, соот¬
ветствующую невидимому магнитному полю постоянного
магнитятся

зано,

30

что

и

притянутся

опилки

к

образуют

магнита. Такое маглитное поле всегда

любого

существует вокруг

магнита.

Более сильное магнитное

поле

можно

создать,

если

сблизить разноименные полюсы двух магнитов. Чем бли¬
же
друг к другу эти полюсы, тем короче магнитные си¬
ловые

Каждый

линий.

другой,

из

сильнее также

магнитные

полюсов

сильнее

втягиваются

материалы. Магнитное

между

притягивает
ними

поле магнита,

другие
изогну¬

в форме подковы, сильнее, чем
у соответствующего
полосового магнита.

того

ИНТЕРЕСНЫЕ ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ
1.

Демонстрация

магнитного поля одиночного

магнита

А. Поместите полосовой
ревянного
те

на

стола и

бумагу

чите по

накройте

магнит на

его листом

поверхность де¬

бумаги. Насыпь¬

немного железных опилок

ней до

и слегка посту¬
картины распределения по¬

образования

Обратите внимание, что линии расположения опилок
идут от одного полюса к другому. Заметьте также, что
наиболее сильное поле сосредоточено у полюсов.
Б. Посыпьте железными опилками лист бумаги, по¬

ля.

Вы увидите, что
концентрируется между полюсами. По¬
думайте, почему подковообразный магнит создает более
сильное магнитное поле, чем полосовой магнит.

крывающий подковообразный
мцг.нитное

2.

Демонстрация

А. Положите два

одной прямой)

магнитного поля двух магнитов

полосовых,магнита на стол

бумаги

же, ,как это

(вдоль

так, чтобы между их северными полюса¬

ми.было приблизительно 25
стом

магнит.

поле

и

посыпьте

требуется

в

мм.

его

п.

Накройте

железными

магниты ли¬

опилками

так

1, А. Понаблюдайте картину

магдитного поля. Что характерно для такого магнитного

поля?
Б. Положите
нии так, чтобы

два полосовых магнита вдоль одной ли¬
Полюс одного находился на рас¬

северный

стоянии 25 мм от южного полюса другого.

Накройте маг¬
бумаги и посыпьте его железными опилка¬
Понаблюдайте каргину распределения магнитного

ниты листом
ми*

3)

Чем отличается

поля.

она от

картины, полученной

в опы¬

2, А?

те

3.

Намагничивание

А. Зажмите

постоянного магнита

в тиски

старое

полотно для ножовки и

отломите кусок длиной около 50 мм. Что¬
полотно не ломалось в нескольких местах, оно долж¬

плоскогубцами
бы

но выступать из тисков не
те

постоянным

раз.

магнитом

Попробуйте

чем на 65 мм. Проведи¬
стальной полосе несколько

более
по

притянуть

лотна несколько небольших

намагниченным куском
гвоздей. Благодаря чему

по¬

по¬

лотно стало постоянным магнитом?

Б. Возьмите два сверла диаметром 6
ными

канавками

магнита.

и намагнитьте

мм со

спираль¬

их с помощью сильного

Намагничивайте каждое сверло одним

и тем же

держа оба сверла одинаково. Поло¬
жите оба сверла параллельно друг другу на плоскую по¬
верхность на расстоянии 3 мм друг от друга заточенны¬
ми концами в одну сторону. Понаблюдайте, что происхо¬
дит со сверлами. Почему сверла отталкивают друг дру¬
га? Поверните одно сверло на 180°. Что происходит при

полюсом

этом и

магнита,

почему?

4.

Изготовление компаса

Возьмите кусок стальной пружины

5

мм и

жину

длиной 25

от

часов). С

мм

шириной

около

(хорошо

использовать старую пру¬
одного конца заточите пружину в ви¬

В центре пружины пробейте отверстие так,
чтобы пружина могла находится в равновесии на ост¬
рие. Сбалансировать стрел¬

де стрелки.

ку

компаса
в

легче,

если

она

средней

части,
как показано на рис. II. 12.
Ось компаса можно сделать
из штифтика, заостренного
изогнута

с

обоих

этот

концов.

штифт

деревянную

Воткните

одним концом в

подставку

высо-

Рис. 11.12. Компас, сделанный
из куска часовой пружины.

>2

той около 20 мм

Чтобы штифт
в

деревянной

Шкалу

квадратным основанием 40X40 мм.
было воткнуть
рукой, сделайте

с

можно

с помощью

подставке отверстие

компаса

можно

нарисовать

на

гвоздя.

бумаги

листке

приклеить к подставке. Намагнитьте стальную пружи¬
ну, поместите ее на заостренный штифт. Если равновесие
и

достигнуто, подточите более тяжелый конец стрелки,
пока она уравновесится. Сравните направление, которое

не

показывает стрелка вашего компаса, с
бого другого компаса. Почему компас
правление

на

показаниями лю¬
показывает

на¬

северный магнитный полюс?

Контрольные вопросы
1. Приведите

примеры

использования

магнитов

постоянных

в вашем доме.
2.

Почему

изготовленные

постоянные

магниты

называют

искус¬

ственными?
3.
4.

Как называются
Какие изменения

вании?
б. Что

6. Как

7. В

магнита?

полюсы

происходят

в

куске

стали

при

намагничи¬

индукция»?

означает термин «магнитная
мы называем конец стрелки,

чем

показывающий

географическим

и

Север?

на

магнитным

север¬
ным полюсом?
8. Объясните, почему компас необходим для навигации?
9. Определите приблизительное магнитное склонение для ме¬
различие

между

ста, где вы живете.
местах
компаса
в
10. Почему стрелка
Земли
некоторых
ука¬
зывает истинное направление на север и юг?
11. Почему твердая сталь сохраняет свою намагиченность?
сильных
12. Какие материалы используются для изготовления
постоянных магнитов?
13. Перечислите некоторые немагнитные материалы.
14. Что означает термин «магнитное поле»?.
15. Какой материал использовали для компаса в древности?

§.

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ

Как делают
можно

сделать

постоянные

магниты.

Мы

уже

знаем,

магнитом,
твердой
другой постоянный магнит. Можно на¬

что намагничивая

стержень

из

стали

стержень и другим способом. Для этого на
следует намотать изолированный провод и концы
обмотки подключить к источнику тока, например к бата¬
рее. Таким образом получится электромагнит. Если затем
магнитить

него

отключить

обмотки
2

Зак. 418

батарею

(катушки),

и

вытащить

то

он

стержень

окажется

(сердечник)

из

намагниченным.

33

11.13. Каждый

Рис.

внесенный
компас,
катушки с током, ука¬
поля.
зывает направление
магнитного
Из рассмотрения рисунка следует, что
один конец катушки притягивает южный
полюс компаса. Отсюда можно сделать
вывод, что катушка имеет северный и
южный полюсы аналогично полосовому
в

магнитное

поле

магниту.

объяснить,

Чем
с

ка

стальной
ним

что

катуш¬

намагничивает

проводом

сердечник? Подсоеди¬
к батарее снова,

катушку

а сердечник удалим. Если вос¬
пользоваться железными опил¬
ками, то полученная

картина

будет такой же, как и в случае полосо¬
Направление магнитного поля можно опре-

магнитного поля
вого магнита.

Рис. И.14. Примером применения электромагнита
Колебания
та.

в

зуммере

обусловлены

Когда зуммер соединен

с

наличием

источником

электромагнит притягивает якорь. Как
к

катушке, контакт
гивать якорь.

и

разрывается

Якорь возвращается

и

контакт

якорь

к

включения
место,

14

восстанавливается

катушке.

где

и

выключения

тока

частота

электрической

только

якорь

электромагнит
свое

есть

контак¬

энергии,

притянется

перестает

снова

следствие

электромагнита.

тона

зуммер.

притя¬

первоначальное положение,

Электромагнит

Вибрация якоря

регулируется

в

является

прерывистого

зуммера.

притягивает
попеременного

Указкой

отмечено

(рис. 11.13). Как уже отме¬
изображают в виде силовых ли¬
магнит, катушка имеет северный

делить с помощью компаса
чалось,

магнитное

ний. Как
и

и

южный

поле

постоянный

Южный

полюсы.

северный конец стрелки

полюс

Применение электромагнитов.
нетизма

используется

катушки притягивает

компаса.

при

Принцип электромаг¬

конструировании

многих

уст¬

ройств. Электромагниты

применяются в электродвигате¬
лях, автомобилях, громкоговорителях, телевизорах, элек¬
и
во
многих
трогенераторах
других
устройствах

(рис. 11.14).
Электромагниты
магнитные

используют там, где нужны

сильные

Когда электромагнит подключен

поля.

к

ис¬

точнику тока, он создает магнитное поле; когда ток в об¬
мотке электромагнита выключен, магнитного поля нет.
Если катушку с обмоткой без сердечника подключить

батарее, то она будет довольно слабо притягивать
сталь или железо. Если же в середину*катушки вставить
к

(кусок

сердечник
сможет

поднять

мягкой

стали),

несколько

то

наш

электромагнит
предметов. При от¬
электромагнита сталь¬
им, отпадут. Это про¬

стальных

батареи от катушки
предметы, удерживавшиеся
изойдет потому, что сердечник из мягкой стали легко
размагнитится. Таким образом, после отключения элек¬
тромагнита от источника тока он перестает работать.
/
соединении

ные

Итак,

отметим

та:

он

во-первых,
поле и, во-вторых,
быть

из

сделан

электромагнита
сти слабым.

основные
должен

особенности

создавать

электромагни¬
магнитное

сильное

сердечник
электромагнита должен
мягкой стали, чтобы после выключения
его

Электромагнит

магнитное

может

поле

было

по

обладать большей

возможно¬

или

мень¬

шей силой притяжения в зависимости от пропускаемого
по нему тока и числа витков в катушке. Напряженность

возрастает с увеличением тока, проте¬
катушке, и с увеличением числа витков.
этих факторов более подробно будет рассмот¬

магнитного

кающего
Влияние
рено

поля

по

ниже.

Катушка

и

подвижный сердечник. В устройствах ди¬

выполняющих операции от¬
крывания, закрывания, притягивания или отталкиваний,
обычно используется электромагнит, состоящий из ка¬

станционного

управления,

тушки и подвижного
тромагнит называют

стального

сердечника. Такой элек¬
Если намотать из про-

соленоидом.

Катушка
индуктивности
( без сердечника )

Условное обозначение катушки.

Условное
с

обозначение

ферромагнитным

катушки

сердечником.

вода катушку на каркасе из немагнитного материала, на¬
пример картона, и подключить ее к батарее, то вокруг
катушки появится магнитное поле. Магнитные силовые
линии этого поля сконцентрируются внутри катушки. Не¬
большой стальной сердечник (из мягкой стали), распо¬
ложенный вблизи катушки (рис. 11.17), будет втягивать¬
ся в катушку.
Втягивание сердечника в катушку происходит под
действием сил ее магнитного поля, т. е. катушка дейст-

Рис. 11.15. Небольшой электромагнит, сделанный
жет удерживать

около

ста

килограммов.

в

Батарейка

мастерской,

мо¬

для карманного

фонарика, питающая электромагнит, позволяет ему удерживать че¬
весом 80 кг. Промышленностью используются большие элек¬

ловека

тромагниты,
ко тонн.
36

способные

поднимать стальные детали

весом

в

несколь¬

Рис. 11.16. Во вспомогательном устройстве электрического колокола
используется катушка с подвижным сердечником, называемая соле¬
ноидом. Когда нажимается кнопка, сердечник втягивается в катуш¬
ку и ударяет одну из труб. Когда кнопка освобождается, пружина
вытягивает

приближает

сердечник из катушки и
нажимая и отпуская

бе. Таким образом,

его

ко

второй тру¬

кнопку, можно получать со¬

ответствующие звуки.

вует как обычный магнит и притягивает к себе стальной

Элементарные

магнитики в

сердечнике, попа¬
катушки, располагаются упорядо¬
ченно. В результате этого магнитное поле внутри катуш¬
ки усиливается. После отключения
батареи катушка те-

сердечник.

дая в магнитное

Рис.

11.17.

поле

Когда батарея

ничивается и втягивается
нитного

притяжения

соединена
в

с

катушкой,

сердечник намаг¬

катушку. Когда батарея отключена,

между

катушкой

действием пружины сердечник выходит

и

из

сердечником

катушки.

нет,

и

маг¬
под

Рис. Н.18. Вид сзади
с

подвижным

на

катушку
ис¬

сердечником,

пользуемую в мигающих
ческих рекламах.

электри¬

Батарейка

ключается

к

катушке

с

и стальной сердечник
ся в середину катушки.

под¬

проводом,
втягивает¬

Когда сер¬
дечник проходит через катушку,
батарейка отключается. Это позво¬
ляет

пройти через катушку и
крайнего поло¬

ему

после

достижения

жения .вернуться
стояние.
вновь

в

начальное

со¬

К этому моменту катушка

подсоединяется

к

батарейке

сердечника пов¬
торяется.
Пустить устройство в
работу можно вручную.
и

ряет свои

магнитные

вается, потому что
вижный сердечник

цикл

свойства,

он сделан из

движения

а сердечник размагничи¬
мягкой стали. Такой под¬

можно использовать для притяжения
различных устройств. Если сердечник
прикрепить к пружине, то он будет возвращаться в свое
первоначальное положение сразу же после отключения
или выталкивания

тока

(рис. 11.18).

ИНТЕРЕСНЫЕ ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ

1.

Намагничивание постоянного магнита

при помощи электрического тока

Сверните вокруг деревянной палочки диаметром
трубку из тонкого картона размерами-50X50 мм
(рис. 11.19). Склейте края картона внахлест быстро сох¬
нущим клеем. Проследите, чтобы трубка не приклеилась
к деревянной палочке и чтобы ее можно было снять. Из
6,5

мм

картона толщиной 3 мм вырежьте две круглые
щечки диаметром приблизительно 25 мм. В каждой из

толстого

Рис. 11.19.

Катушка

тромагнита.

38

элек¬

щечек просверлите центральное отверстие, чтобы их мож¬
но было плотно надеть на концы картонной трубки. Про¬

отверстие диаметром 1,5 мм
центрального отверстия.
Второе отверстие
диаметром 1,5 мм нужно просверлить у внешнего края
той же щечки. Приклейте щечки на концы трубки.
Вставьте во внутреннее отверстие щечки конец провода
диаметром 0,65 мм для намотки электромагнитов. Намо¬
тайте четыре плотных слоя провода на каркас, после

сверлите

вблизи

чего
ки.

в

одной

из

щечек

от

конец

провода выведите

во

внешнее

отверстие щеч¬

Выводы катушки

должны иметь длину около 150 мм.
Возьмите стержень из твердой стали диаметром око¬

длиной 75

Можно использовать и кусок
пружину от часов или инструмен¬
тальную сталь. Вставьте стержень в катушку. Подсоеди¬
к
ните выводы катушки
батарее приблизительно на
10 сек. Отключите батарею и вытащите сердечник. Убе¬
дитесь, что сердечник притягивает небольшие гв озди.
Что произошло со сталью? Поднесите сердечник одним
концом к стрелке компаса. Пометьте полярность вашего
ло 6 мм

и

мм.

ножовочного полотна,

постоянного магнита.

2.

и

Соленоид

с подвижным

сердечником

Возьмите стержень из мягкой стали диаметром 6 мм
мм. Вставьте его наполовину в
катушку,

длиной 65

сделанную
катушки к

в

первом

батарее,

а

опыте.
затем

Подсоедините
на мгновение

один

конец

коснитесь вто¬

рым выводом другого полюса батареи. Что происходит
сердечником и почему? Как можно использовать этот
принцид в электрических приборах?
Намотанную вами катушку можно использовать в
различных электрических устройствах, например в элек¬
трическом замке, зуммере, реле, выключателе или элек¬
с

тродвигателе.
3.

Электромагнит большой

силы

Необходимые материалы
Кусок четырехдюймовой стальной

трубы длиной 50 мм
мягкой листовой стали 6x125x125 мм
%
Кусок мягкой листовой стали 9,5x125x125 мм
Круглый пруток из мягкой стали 0 38 мм длиной 56 мм
Стальные крючки с резьбой М9,5
Кусок

Шестигранные

...

стальные гайки

М

9,5

.

1
1
1
1

2
2
3?

Крепежные
19 мм
Провод для

стальные

винты

с

М4,

резьбой

8

намотки электромагнитов 0 1 мм с эмале¬

из изоляционного материала

Секрет
питании

чается

от

в

110

хлопчатобумажной изоляцией

вой или

Лист металла толщиной 0,8 мм 150x200
товления катушки (см. текст)

Трубка

длиной

:

колоссальной

силы

мм

для

1

длиной 50

этого

ж

изго¬

мм

,

1

.

электромагнита при

миниатюрной батарейки (рис. 11.15)

заклю¬

контакте

между

почтц

идеальном

магнитном

трубой, а также между нижней пла¬
стиной, сердечником и трубой. Для получения такого
контакта детали нужно обрабатывать на станке до по¬
верхней

пластиной

лучения

зеркальной поверхности. Для

выполнить
а

и

необходимые операции

на

кто

сможет

токарном

станке,

тех,

также

сумеет
приварить
центральный сердечник
к верхней пластине,
откроется возможность с помощью
изготовленного электромагнита провести много весьма
интересных экспериментов.
Обточите боковую и переднюю

на токарном

станке

до

получения

поверхности

детали

максимально

ровных

Рис. 11.20. Разрез электромагнита большой Подъемной
40

силы,

Поверхностей соприкасающихся деталей. Диаметр, ниж¬
ней пластины должен быть приблизительно равен диа¬
метру трубы. Просверлите в центре верхней пластины
отверстие, в которое запрессуйте сердечник, и сварите
обе детали,
как показано на рис. 11.20.
верхнюю пластину с сердечником к трубе
ответствии

с

Привинтите
винтами

в

со¬

рисунком. Установите собранную оболочку

магнита на токарный станок и
обработайте торцевые
поверхности сердечника и трубы по одной плоскости.
Просверлите отверстия в магнитном сердечнике и ниж¬
ней пластине, нарежьте резьбу и закрепите в этих от¬
верстиях стальные крючки с помощью гаек. Просверли¬
те в верхней пластине два отверстия диаметром 3 мм
для выводов катушки.
Из меди, алюминия или латуни сделайте каркас,
на который
вы затем намотаете
катушку из провода
для электромагнитов. Использовать для каркаса сталь
нельзя.

Катушка должна плотно надеваться на сердечник и
быть несколько
стальной
короче
трубы. Намотайте
110 м провода и изолируйте выводы катушки изоля¬
ционными трубками. Чтобы выводы катушки не лома¬
кусочков многожильного про¬
или закре¬
присоединенных внутри к катушке,
на
контактной
выводы
планке,
укрепленной
верхней пластине электромагнита. Если электромаг¬
предполагается использовать для удержания одного

лись, их можно сделать из

вода,
пить
на
нит

или нескольких человек,
и

нижнюю

пластины

Контрольные

рекомендуется

вместе

2. Что происходит
в

катушку,

3. Назовите

со

стальным

с

проводом

сердечником,
соединенную с источником
несколько электрических

пользуются электромагниты.
4. Какое влияние оказывает
поле в электромагните?

5. Почему

верхнюю

вопросы

1. Что происходит, когда катушка
к источнику электрической энергии?
щен

связать

небольшой цепочкой.

подсоединяется
когда

он

поме¬

электрической энергии?
устройств, в которых ис¬

стальной сердечник на магнитное

в электромагнитах не используется твердая сталь?
6. Что собой представляет катушка с подвижным сердечником?
7. Объясните, почему сердечник из стали втягивается в маг¬
нитное поле катушки.

ГЛАВА

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

6.

ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ

Строение

вещества.

массу и
ранстве. Вещество
медь, из
которой
что

имеет

Веществом

мы

некоторый

занимает

называем

объем

все,

в

прост¬
может быть твердым, как, например,
изготовлен
электрический провод,
газообразным, как водород, или жидким, как вода.
Рассмотрим строение вещества на примере воды.
Возьмем каплю воды и разделим ее пополам. Если мы

будем
в

продолжать

конце

концов

в

делить

наших

получаемые
руках окажется

капельки,
частица,

то

кото¬

рую дальше уже нельзя делить, хотя она все еще сохра¬
няет химические свойств^ воды. Такой мельчайшей ча¬

стицей

является молекула.
Возьмем теперь молекулу воды и пропустим через нее
электрический ток. Молекула распадется на две газооб¬
водород и кислород. Однако
разные составляющие
эти

газы

не

обладают свойствами воды.

торое подобно воде
несколько

основных

может

Вещество,

быть разложено

составляющих,

на

две

называется

ко¬

или

хими¬

ческим соединением.

Водород
ся

й кислород не удаем¬
на составляющие.
химическими эле¬

разложить
Их называют
ментами.

Мельчайшая

частица

элемента, все еще
сохраняющая
химические и электрические свой¬
ства этого элемента, называется

Рис. III. 1. При соединении атомов кис¬
и водорода образуется молекула

лорода
воды.
42

Рис. II 1.2.
Строение электрон¬
ных оболочек атома меди.

Рис. Ш.З. Строение электрон¬
ных оболочек атома алюминия.

атомом. Для образования молекулы воды
два атома водорода и один атом кислорода

необходимы

III. 1).
Природа электричества.
До того как была пред¬
ложена
эффекты
электронная теория, электрические
можно было наблюдать, ощущать и даже измерять, од¬
их
нако объясняли
при помощи таинственной силы,
по
действие
которой
проводнику
распространялось
со скоростью 300 тысяч километров в секунду. В наше

(рис.

время, когда электронная теория получила повсемест¬
ное признание, ею пользуются для объяснения распро¬
странения электричества через проводники.
Согласно электронной теории атомы, из которых об¬
разовано все вещество, состоят, в свою очередь, из трех
типов частиц: протонов, электронов и нейтронов. Атомы
различных материалов отличаются друг от друга лишь
числом и расположением этих частиц.
Электрон представляет собой частицу с отрицатель¬
ным электрическим зарядом и вращается вокруг центра
атома подобно тему, как Земля вращается вокруг Солн¬
ца. В центре атома находится ядро, состоящее из пололожительно
заряженных частиц, называемых протона¬
ми, и нейтральных частиц (лишенных заряда) нейтро¬
нов. Итак, имеются два вида заряженных частиц
по¬
отрицательные. Поскольку положитель¬
заряд ядра атома притягивает отрицательный за¬
ряд электрона, можно утверждать, что противоположные
43

ложительные

ный

и

по

знаку заряды притягиваются друг

к

другу.

Другими

словами, между положительным и отрицательным заря¬
дом действует сила'притяжения.
Следует отметить, что каждая из таких частиц, как
протон и нейтрон, имеет массу в 1 847 раз большую, чем

у_ электрона. Таким образом, практически полный вес
атома какого-либо материала определяется числом его
протонов и нейтронов.
Ради простоты построения схемы атома его обычно
представляют в виде ряда орбит, по которым движутся
электроны. Диаметры орбит последовательно возраста¬
ют. Однако,
по
общему мнению ученых, движение
электронов происходит по окружностям больших кру¬
гов сферических оболочек, причем каждая из оболочек
Сила,
расположена
внутри
другой.
удерживающая
электроны на орбитах и предотвращающая их отрыв
от ядра атома, является силой притяжения между по¬
ложительно
заряженными протонами и отрицательно
заряженными электронами. Сила, исключающая движе¬
ние

электронов

силой,

т.

е.

к

центру ядра,

является

центробежной

силой, стремящейся удалить вращающееся

тело от

центра вращения.
электронов внешней оболочки, все
остальные частицы в атоме расположены весьма близко
друг к другу, и, чтобы вырвать их из атома, требуется
приложить огромные силы. Поскольку электроны внеш¬
ней оболочки являются наиболее удаленными от ядра,
ойй притягиваются к положительному ядру в меньшей
степени, чем остальные частицы (рис. III.2). У атомов
таких материалов, как медь и серебро, во внешней обо¬
За

исключением

по одному
электрону, который
Эта
особенность делает медь и се¬
нетрудно оторвать.
ребро очень хорошими проводниками электричества.
Атом алюминия состоит из 13 электронов, враща¬
ющихся вокруг ядра, образованного 13 протонами и
14
нейтронами (рис. III.3). Законы распределения
электронов в атоме требуют, чтобы во внешней оболоч¬
ке находилось 8 электронов. Только при таком числе
электронов обеспечивается устойчивость этой оболочки.
При любом другом числе электронов внешняя оболочка
оказывается неустойчивой. Чем меньше число электро¬
больше
нов, тем
неустойчивость. Эти неустойчивые
лочке

находится

электроны
скольку
44

они

всего

известны

могут

как

легко

«свободные»

перемещаться

электроны,
к

по¬

другому атому.

Во внешней оболочке атома алюминия всего 3 электро¬
на. Он является
хорошим проводником.
Если мы рассмотрим строение электронных оболочек
атома

меди,

изображенного

на

рис. III.2,

то

поймем,

по¬

чему медь является еще лучшим электрическим провод¬
ником, чем алюминий. Во внешней

электронной оболоч¬

ке

атома

меди

всего

один

как у алюминия их три.

ну атома
одному из

легче

меди

свободный

Одному
перейти

электронов

атома

электрон,

тогда

единственному электро¬
к

другому атому,

алюминия.

Кроме

чем

того,

электроны, вращающиеся вокруг ядра атома алюминия,
в пределах трех электронных оболочек,

расположены
в

то

время как в атоме меди они распределены между
четырьмя оболочками. Поэтому электрон внешней обо¬
лочки атома
большем
меди
находится на
удалении
от

центра атома, и в результате этого уменьшается си¬
притяжения между ним и положительно заряженны¬
ми частицами ядра. Уменьшается также сила, под дей¬
ствием которой электрон был бы способен перемещать¬
ла

ся в

сторону другого

Чтобы

атома.

электроны двигаться вдоль провод¬
ника, необходима сила, способная привести их в движе¬
ние.

нику

заставить

Когда электрическая
питания,

например,

цепь
к

присоединяется

сухому

элементу

к

источ¬

(батарей¬

ке),

отрицательно
заряженные
электроны
стремятся
двигаться вдоль проводника от отрицательного зажима
сухого элемента в сторону его положительного зажима.
В результате такого движения отрицательно заряжен¬
ный электрон из внешней оболочки атома отрывается
от этого атома проводника и перемещается к соседнему
атому. Приход этого электрона к другому атому вынуж¬
дает электрон этого атома из внешней оболочки перейти
к следующему атому. Этот процесс повторяется и про-

Рис. II 1.4. Когда отрицательно заряженный электрон перемещается
от

отрицательного зажима сухого элемента к атому А, он вынуж¬
из внешней оболочки атома А двигаться к
атому В.

дает электрон

Электрон

из

атома

В

движется

к

атому

С,

где

он

вытесняет

элек¬

троны из внешней оболочки и заставляет его двигаться к атому О.
Это движение захватывает атом В и продолжается по остальной
части

цепи

к

положительному

зажиму

сухого

элемента.
45

должается до тех пор, пока электрон не дойдет до поло¬
жительного зажима сухого элемента (рис. Ш.4).

7.

ПОЛУЧЕНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ

ХИМИЧЕСКИМ

ПУТЕМ

Простейший

элемент.

Простейший

источник

элект¬

элемент
можно изготовить путем по¬
рического тока
гружения угля и цинка в раствор нашатыря. Нашатырь
используется для очистки поверхностей медных деталей
перед пайкой и хранится в виде порошка или брусков.
Химики называют нашатырь хлористым аммонием, и в
виде порошка его можно приобрести в магазине. Если

имеется

брусок

нашатыря, то от него нужно отколоть
небольших кусочков и растереть их в поро¬
шок. Затем порошок можно растворить в стакане воды.
В стакан с раствором нашатыря опускается полоска

несколько

цинка, а затем в тот же стакан вводится стержень из уг¬
лерода, причем так, чтобы он не касался цинка. После
этого к цинку присоединяется
изолированный провод,
а другой такой провод соединяется с
угольным стерж¬
нем. Если два других конца этих проводов подключить

1,5-вольтовой электрической

к

лампочке

для

карманно¬

загорится (рис. III.5).
В результате какого процесса наш элемент выраба¬
тывает электрическую
энергию? Это происходит так.
го

фонарика,

то оца

Водный раствор нашатыря, называемый электролитом,
начинает действовать на полоску цинка таким образом,
сторон на этой полоске начинают собирать¬
мельчайшие
частицы
электроны
отрицательные
электричества. Полоска цинка, на которую из раствора
перешли электроны, называется отрицательным электро¬
дом. Для обозначения отрицательного электрода обычно
используется знак минус ( ). Поскольку электроны из
раствора перешли в цинк, в угольном электроде будет
ощущаться недостаток электронов. Место электрической
цепи, где наблюдается недостаток электронов, назы¬
вается положительным электродом. Обычно для обозна¬
чения положительного электрода используется знак плюс
что

со

всех

ся

( + ). Если
вается

реместиться

4.6

в

одном

в

месте

электрической

схемы

скапли¬

стремятся пе-*
як недо-где
наблюдается
место,
другое

большое

число

электронов, то

они

Условное

Условное
обозначение эле¬
мента и его внешний вид.

Рис.

обозначение

батареи

и

ее

вид,

Ш.5. Элемент, выполненный из полоски
и
цинка
угольного
погруженных в раствор нашатыря. На схеме изображены

стержня,
элемент
ка

внешний

источник тока,

электрическая

два

нагрузка.

соединительных проводника
Лампочка от
карманного

и лампоч¬

фонарика

подключена к полоске цинка и угольному стержню. Электроны дви¬
Этот поток
жутся по проводу и через лампочку от цинка к углю.
электронов называют электрическим током. Он берет начало в том
месте,
к
в

где

месту,

имеется

где

много'

сравнительно

избыточных
мало

электронов,

электротехнике принято
направлению движения электронов.

и

направляется
же тока

Направлением

электронов.
считать
направление,

противоположное
47

Рис. 111.6. Снаружи элемент
карманного
фонарика по¬
крыт картоном, однако его
корпус представляет собой
цинковый стакан. В центре

угольный стер¬

стакана
жень.
под

В

«крышкой»

онного
ся

стакане

цинковом
из

изоляци¬
находит¬

материала

представ¬
ляющий собой пасту из на¬
электролит,

шатыря,
же

содержащую

черную

так¬

мар¬

двуокись

ганца.

статок

Электроны
к

ляются

шиеся

в

в электролитическом растворе устрем¬
цинку. Для того, чтобы электроны, скопив¬

цинковой полоске,

имели

возможность

попасть

угольный стержень, электроды элемента надо соеди¬
нять внешней цепью, по которой они смогут пройти.
Гальванические элементы и постоянный ток. Эле¬
менты, которые нельзя перезаряжать, называются галь¬
ваническими или первичными элементами. Когда мы
на

изготовили элемент из

цинка,

угля

и

нашатыря,

получили первичный элемент, поскольку

Рис.

II 1.7. Показания всех трех

жение одиночного

43

то

мы

его невозможно

приборов подтверждают,

что

напря¬

сухого элемента любого размера составляет 1,5

в.

перезарядить. Такой

элемент выходит из строя после
растворится в электро¬

как Ъесь цинк полностью

того,
лите.

Поток электронов, берущии начало в элементе и про¬
ходящий через схему, называется постоянным током.
Постоянный ток представляет собой поток частиц элек¬
тричества, имеющий всегда одно и то же направление и
величину.
Гальванический элемент имеет один зажим, обозна¬

ченный

( ),

знаком плюс ( + ),
лампочкой карманного
электроны проходят через провод и лампочку,
двигаясь от отрицательного зажима к положительному.
Поскольку электроны в гальваническом элементе всегда
перемещаются в одном и том же' направлении, он явля¬
ется электрическим источником постоянного тока. За на¬
правление тока принято направление, противоположное
направлению потока электронов.
знаком

Когда эти
фонарика,

Сухой
нет

минус

зажимы

и

элемент.

с

Гальванический

легко

хим

другой

соединены

проливающегося
элементом

(рис. Ш.6).

в котором
называется су¬
сухие элементы ис¬
элемент,

электролита,

Такие

электрических карманных фонариках, ав¬
томатических ручках с электроподсветкой, радиоприем¬
никах, телефонных цепях и во многих других устройст¬
вах, где необходим постоянный ток. От элементов с жид¬

пользуются

ким
в

в

электролитом они
электролита

в

качестве

основном
в

них

отличаются

используется

тем,

что

активная

масса в виде пасты.

Напряжение
мента

на

менте с жидким

ется

зажимах

составляет около

1,5

сухого
в

электролитом,

гальванического эле¬

(рис. III.7). Как и в эле¬
угольный стержень явля¬

( + ) электродом, а цинк
( ). Принцип работы этого элемента

положительным

тельным
как и

отрица¬
такой же,

элемента с жидким

электролитом.
выпускается много сухих элемен¬
тов различной формы
и
размеров. Элементы больших
размеров обладают сравнительно большим сроком служ¬
бы, т. е. чем больше элемент, тем дольше он служит.
В тех случаях, когда элементы предназначены для ис¬
у

Промышленностью

приборах,
фонарике,
возможности малые габариты и вес.
Щелочно-марганцевый элемент. У обычных сухих эле¬

пользования

в

переносных

устройствах

как, например, в карманном
по

ментов на

поверхности электродов

или

они должны иметь

образуются

пузырьки
49

^аза, что приводит к сокращению активной площади кон¬
электродов с электролитом и ограничивает вели¬

такта

Этот эффект на¬
уменьшения его
вредного влияния используют деполяризатор, в качестве
которого применяют двуокись марганца. Часто эффект
поляризации сказывается сильнее, чем действие деполя¬
ризатора, и тогда для элемента требуется период покоя,
в течение которого он
приходит в рабочее состояние.

чину тока,

зывается

вырабатываемого элементом.
поляризацией, и обычно для

Недавние усовершенствования сухих

элементов позво¬

существенно уменьшить эффект поляризации, бла¬
годаря чему у угольно-цинковых элементов при тех же
самых размера^ удалось в несколько раз повысить отда¬
ваемый в нагрузку ток и срок службы. Один из таких
элементов, известный к"ак элемент щелочно-марганцевого
типа, изображен на рис. III.8. В элементах этого типа в
лили

качестве

электролита используется гидрат окиси калия
высокой проводимостью. По¬

(едкий калий), обладающий
верхность электродов
площадь,

что

в

таком

значительно

элементе

имеет

большую

действие поляри¬

уменьшает

Благодаря этим особенностям такой сухой эле¬
способен отдавать в нагрузку достаточно сильный
ток, лишь в незначительной степени изменяя при этом
напряжение на своих зажимах. Кроме того, он способен
зации.
мент

работать даже
окружающей температуре.

удовлетворительно
низкой

Ртутный

элемент.

элементу ртутный

Подобно

элемент

при

исключительно

щелочно-марганцевому

способен отдавать

в

нагрузку

Рис. Ш.8. Конструкция щелочно¬
элемента.
марганцевого
Поляриза¬
ция в таком элементе уменьшена за
положи¬
счет увеличения площадей
тельного и отрицательного электро¬
дов

(анода

и

катода):

2
положительный
картон;
электрод;
3
4
стальной стакан;
изолирующий
6
в
виде
диск; 5
анод
электролит;
/

цинкового цилиндра; 7
си

марганца;

рующее

трод.

50

8

кольцо^ 10

катод из двуоки¬

сепаратор;

9

отрицательный

изоли¬

элек¬

достаточно сильный ток, не изменяя при этом

существен¬

напряжения на своих зажимах. Он отличается исклю¬
чительно продолжительным сроком службы, который мо¬
жет достигать двух лет. Данный элемент способен вы¬
держивать как очень высокие, так и очень низкие темпе¬
ратуры, что делает его превосходным источником энер¬
гии для переносного электронного
оборудования. Одно
из преимуществ ртутного элемента перед сухими элемен¬
но

тами

типов

других

можно

связано с тем,

изготовлять очень

вицу. Это делает их
слуховых аппаратов

удобными
и

что

ртутные

элементы

небольшими, размером

с

пуго¬

источниками питания

других электронных

для

приборов,

за¬

ограниченный объем.
На рис. III.9 изображен ртутный элемент в разрезе.
Обратите внимание на сходство конструкций ртутного
нимающих

элемента

с

щелочно-марганцевым.

Катоды

в

х)боих

эле¬

расположены в непосредственной близости от
корпуса, и в каждом из элементов используется один и
тот же электролит
гидрат окиси калия (едкий калий).
Одно из существенных различий этих элементов состоит
в том, что в ртутном элементе в качестве
деполяризатора
используется окись ртути, а в щелочно-марганцевом
двуокись марганца. Поскольку в элементах этих двух ти¬
пов применяется очень едкая гидроокись калия, никогда
не пытайтесь их вскрывать, так как это может привести
к серьезному поражению глаз или кожи. Химический
про¬
цесс в ртутном и щелочно-марганцевом элементах подо¬
бен химическому процессу в простейшем элементе. На¬
пряжение, создаваемое
ртутным элементом, со¬
ментах

ставляет

1,35

в.

Сухие
В

батареи.

случаях, когда
необходимо
получить
больше
напряжение
тех

Рис. II 1.9.
получил
окиси
в

Ртутный

свое

ртути,

качестве

элемент

название

от

используемого

материала

Срок службы

като¬

у такого
элемента в несколько раз
эле¬
больше, чем у сухих
ментов другого типа, имею¬
щих те же размеры.
да.

Рис.

ШЛО.

стве

источника

менных

Батарея, используемая
анодного

приемниках,

1,5-8

числа

состоит

элементов,

вафель. Если батарея
ментов,

67.5

то

ее

питания

полное

из

совре¬

большого

форму

имеющих
состоит

каче¬

в
в

из^45

напряжение

эле¬
равно

в.

1.5 в, сухие элементы соединяются
таким образом,
чтобы напряжения
элементов складывались
У карманного фонари¬

отдельных

(рис. ШЛО).

эле¬
использующего два сухих
мента, напряжение равно 3 в. Ког¬
да ряд сухих элементов размещают
в одном корпусе и соединяют меж¬
ка,

ду собой так, чтобы получить большое напряжение, то
такое устройство называют батареей. Эти элементы мо¬

гут иметь цилиндрическую

форму,

менты для

ручек

плоскую

автоматических

форму,

что

как, например,
с
подсветкой,

обеспечит более

компактное

эле¬
или

рас¬

положение таких элементов. Сухие батареи для радио¬
приемников изготовляются на различные
напряжения,
обычно равные 1,5; 6; 9; 12; 22,5; 45 или 90 в.

Аккумуляторный

элемент.

Один

из

недостатков сухо¬
определенного вре¬
мени работы он оказывается разряженным и его даль¬
нейшее использование невозможно. Элемент, который
го

элемента

связан

с

тем,

что

после

благодаря перезаряд¬
аккумулятором (вторичным элементом).
такого типа
используются в аккумуляторных
устанавливаемых на автомашинах. Аккумуля¬

можно использовать снова и снова
называется

ке,

Элементы
батареях,
торный элемент, применяемый в качестве источника тока,
во время работы разряжается, однако после перезаряд¬
ки он вновь готов к работе.
В простейшем гальваническом (первичном) элементе
мы

использовали

ных в

два

различных

материала,

электролитический раствор. Наиболее

ненным

типом

является

аккумуляторного

свинцово-кислотный

элемента

элемент.

погружен¬

распростра¬

(вторичного)

Он получил

такое

название потому, что в него входят свинцовые пластины,
используемые в качестве и положительных, и отрицатель¬
ных

электродов; электролитом служит серная
разведенная дистиллированной водой.

Простейший аккумуляторный

элемент можно

кислота,
изгото-

Рис.

111.11. Внутреннее ус¬
тройство автомобилей 12-е
батареи:
колпа¬
/
вывод батареи; 2

чок

над
стием; 3

вентиляционным

отвер¬

герметизирующая за¬
элемента;
мазка; 4
крышка
5
наполнительная трубка; 6
указатель
уровня электролита;
7
межэлементный
соедини¬

тель, приваренный к вводу, 8
ввод

через

элемента

крышку

и

9
баретка
баретка пластин;
пластин; 10
протектор сепа¬
отрицательная пла¬
по¬
13
сепаратор;

ратора, 11
12
стина;
ложительная

пластина;

14

рицательная

пластина,

с

рой

удалена

ящик

вить

залив

самому,

в стеклянный

активная

показать

(чтобы

нову), 15

ее

сетка

от¬
кото¬

масса

сетчатую ос¬
16

пластины;

аккумулятора.

сосуд разведенную

во¬

серной кислотой
необходимо проявлять исключительную осторожность,
дой серную кислоту. При обращении
так

как

она

очень

опасна.

При

с

попадании

кислоты на

оголенную часть тела происходит сильный ожог кожи;
кислота может прожигать одежду до дыр. Раствор кисло¬

порядке: сначала в стакан на¬
воду очень медленно добав¬
ляется кислота. После этого в раствор кислоты вводятся
две свинцовые полоски, причем так, чтобы они не каса¬
лись друг друга. Такой элемент еще не будет создавать
ты

приготовляется

ливается

вода, а

в таком

затем

в

ток. Он нуждается в зарядке; это можно сделать при
помощи источника постоянного тока, в качестве которо¬
го можно воспользоваться двумя
сухими элементами.

Сухие

батарею так,
Положительный

элементы должны быть соединены в

чтобы ее напряжение составляло
зажим батареи следует соединить
полосок,

а

отрицательный

с

3 в.
с

одной

из

другой. После

свинцовых

этого

мы

что в

электролите что-то происходит: начнут по¬
являться пузырьки. По мере того как
процесс зарядки
будет продолжаться, свинцовая пластинка, соединенная
с положительным зажимом нашей батареи, начинает ста¬

увидим,

коричневой. Цвет отрицательной пластинки из¬
Спустя пример¬
десять минут можно отсоединить
батарею и прове-

новиться

менится в очень незначительной степени.
но

вырабатывает

рить,

ли

наш

аккумуляторный

элемент

ток.

Зарядка аккумуляторного элемента. Во время про¬
цесса зарядки в аккумуляторном элементе происходят
изменения. Пластинки становятся различными по цвету,
причем положительная пластинка делается коричневой.
Такое покрытие на положительной пластинке химики на¬
зывают перекисью свинца. Таким
образом, в результате
зарядки аккумуляторного элемента его свинцовые пла¬
стинки становятся различными.
Электролитический ра¬
створ также изменяется: из слабого раствора серной кис¬
лоты он превращается в более
крепкий раствор той же
кислоты. Напряжение полностью заряженного элемента
составляет около 2 в.
Аккумуляторные батареи промышленного изготовле¬
ния. Аккумуляторный элемент значительно надежнее су¬
хого элемента. Эго особенно заметно в тех случаях, ког¬
да

необходима непрерывная

отдача тока.

Так, например,

аккумуляторная батарея используется для
запуска двигателя, в качестве источника электропитания
для схемы зажигания, а также фар и вспомогательного
оборудования. Поскольку для этих целей необходимо на¬
пряжение более 2 в, аккумуляторная батарея обычно
компонуется из шести кислотно-свинцовых аккумулятор¬
ных элементов, соединенных так, чтобы общее напряже¬
ние батареи составляло 12 в. В некоторых автомашинах
применяются аккумуляторные батареи напряжением 6 в.
в автомашине

Проверка аккумуляторной батареи. Один из методов
проверки работоспособности аккумуляторной
батареи
в

определении концентрации кислоты в каждом
ареометра. Ареометр представ¬
ляет собой поплавок. Его помещают внутрь мензурки, в
которую наливают электролит из аккумулятора. Арео¬
метр при этом всплывает и на его шкале можно про¬
честь, какова плотность (удельный вес) электролита.
У хорошо заряженного аккумулятора она составляет 1,3,
а у разряженного
1,1.
Если батарея используется в течение некоторого
в банках
понижает¬
времени, то уровень электролита
состоит

из элементов при помощи

ся

в

связи

с

его

испарением.

мента

нужно

Если

аккумуляторная

плуатации слишком

способность
34

к

Для

наполнения

эле¬

дистиллированной водой.
в
экс¬
находится
батарея

воспользоваться

длительный срок,

то она

перезарядке. Это объясняется

теряет

свою

тем, что па-

Ш.12. В состав каж¬
элемента
аккумуля¬
торной батареи промышлен¬
ного изготовления
входит
несколько отрицательных и
Рис.

дого

положительных

несколько

удерживаемых на
расстоянии
определенном
друг от друга изолирующи¬
Эти се¬
ми
сепараторами.
параторы могут быть изго¬
товлены из таких изоляци¬
онных материалов, как де¬
пластин,

рево,

стекловолокно

или

Они

предотвраща¬
ют
возможность
соприкос¬
новения отрицательных пла¬

каучук.

стин
В

с

каждом

положительными.
элементе

положительные

все

пластины

друг с другом; отрицательные также соединены между
собой. В результате этого элемент способен отдавать
в
нагрузку
большой ток Пластины изготовлены из свинцового материала сетча¬
той структуры. Сетки отрицательных пластин заполняются пористым
свинцом, а положительные пластины
перекисью свинца.
соединены

Рис. 111.13. Когда в ареометр набрана серная кислота из полностью
заряженного элемента, показание ареометра составляет 1,300. В кис¬
лоте поплавок поднимается и стоит выше, чем в воде. Когда бата¬
рея разряжена, раствор электролита имеет меньшую плотность и его
удельный вес, согласно показанию ареометра, составит 1,150,
55

Рис. 111.14

Рис. 111.15

Рис. 111.14. Для электропитания дрели нет необходимости применять
длинные провода. Источником энергии для нее служат компактные
никель-кадмиевые батареи, работающие в течение многих часов и
легко перезаряжающиеся.
Рис.

111.15. Никель-кадмиевый аккумуляторный элемент

Видны

его

основные

части.

в

Благодаря усовершенствованию

разрезе.
элемен¬

та отпала необходимость пополнения его вбдой, а также выпуска
газа. Элемент широко применяется для переносного оборудования.

ста начинает отставать от
пластины начинают

сетчатой

коробиться.

В

основы

таком

пластин и

случае батарею

или заменить новой.
Никель-кадмиевый элемент. Появление
переносного
малогабаритного электроинструмента и переносной элек¬

нужно отремонтировать

тронной аппаратуры потребовало применения более

силь¬

сухие. В связи с этим получили
распространение никель-кадмиевые аккумуляторные эле¬
как
и
менты. Они столь же надежны илтросты,
сухие
ноточных элементов, чем

Подобно кислотно-свинцовому аккумуляторно¬
му элементу обычный никель-кадмиевый элемент требу¬

элементы.

ет, чтобы в него для восполнения электролита залива¬
лась вода, а также чтобы было предусмотрено вентиля¬
ционное отверстие внутри элемента.
В современном усовершенствованном

элементе

ис¬

пользуются никелевый и кадмиевый электроды, а также
электролит на основе гидрата окиси калия. Никелевый
56

электрод

полностью

заряжается раньше кадмиевого элек¬
выделение газообраз¬

трода, и поэтому предотвращается
ного водорода из кадмия.

Кислород, выделяющийся

келевого

электрода, вступает

в

с

реакцию

у

ни¬
и

кадмием

образует электрохимический эквивалент окиси кадмия.
Благодаря этому можно не делать отаерстия для выпу¬
ска

е. полностью его герметизировать и приме¬
обычный сухой элемент. Никель-кадмиевые эле¬
менты очень популярны у владельцев транзисторных ра¬
диоприемников, поскольку их легко перезаряжать при
помощи простого однополупериодного выпрямителя.
газов, т.

нять как

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
1.

Как

изготовить

простейший

элемент с жидким

электролитом

В стеклянной банке емкостью 0,5 л приготовьте вод¬
ный раствор нашатыря. Для этого сначала налейте в
банку воду, а затем понемногу подсыпайте в нее сухой
нашатырь в виде порошка, тщательно перемешивая ра¬
створ. Это нужно делать до
тех пор, пока очередная
пор¬
ция нашатыря не сможет
полностью раствориться. За¬
тем

возьмите

сухой

строя

из

ките
жень.

вого

него

см и

из

угольный стер¬

Вырежьте

цинка

ной 2

вышедший

элемент и извле¬

из

листо¬

полоску шири¬
длиной 15 см.

Введите

Рис. Ш.|6. Простейший акку¬
муляторный элемент.
ключите

в
раствор полоску
цинка и угольный стержень
и закрепите
их так,
чтобы
они не касались друг друга.

Присоедините один провод
к угольному стержню, а
дру¬
гой к полоске из цинка. Под¬

свободные концы провода

почке для

карманного

жение 1,5 в.
в элементе?

Почему

к

электрической

фонарика, рассчитанной

горит лампочка?

Что

на

лам¬

напря¬

происходит
57

2- Как

изготовить

простейший аккумуляторный

элемент

Налейте

в

раствор серной
ключительно

бавить,

стеклянную банку разбавленный водой
Работая с кислотой будьте ис¬

кислоты.

осторожны! &сли кислоту необходимо раз¬

то сначала

налейте

в

банку

мед¬
воду, а затем
две свинцовые
Достаньте
кислоту.
полоски размером 2x6 см каждая. Введите эти полоски
в раствор и закрепите их таким образом, чтобы они не
ленно

вливайте

в

нее

друг друга. Соедините одну из полосок с одним
с другим.
проводом, а другую
Возьмите два сухих элемента и соедините в батарею
так, чтобы их общее напряжение составляло 3 в. Чтобы
это сделать, соедините отрицательный
электрод одного
Затем
элемента с положительным электродом другого.
провода, подключенные, к свинцовым полоскам, подсое¬
дините к батарее. Когда все указанные соединения будут
касались

выполнены, начнется зарядка
та. Обратите внимание на то,

аккумуляторного элемен¬

происходит со свинцо¬
зарядки должен продолжать¬
ся примерно 10 минут. Отсоедините провода заряженно¬
выми пластинами.

го

элемента

карманного
произойдет

что

Процесс

от батареи и подключите их к лампочке от
фонарика или к электрическому звонку. Что
в этом случае?

Контрольные вопросы
1. Объясните,

что

такое

атом.

на их орбитах вокруг ядер?
Почему серебро и медь являются хорошими проводниками
электричества?
4. С какой скоростью передвигается электрон от атома к атому
2.

Что

удерживает

электроны

3.

в

проводнике?
5. Объясните различие между сухим

с

жидким

элементом

и

элементом

электролитом.

6. В чем отличие гальванического первичного элемента
кумуляторного, вторичного, элемента?
7. Что такое поток электронов?
дит

8. Что случается с гальваническим
из строя?
9. Что такое постоянный ток?
10.

Объясните

зависимость

срока

элементом,

когда

службы сухого

он

от

ак¬

выхо¬

элемента

от

его

размеров.
11. Что происходит при зарядке аккумуляторного элемента?
12.
Расскажите о назначении сепараторов в
аккумуляторной
батарее заводского изготовления.

13.

Каким

образом

муляторного элемента?
58

можно

определить

степень

зарядки

акку¬

В

14.

основное

различие между

щелочно-марганцевым
Укажите преимущества

15.
ным

чем

и

ментом

сухим элементом.
16.
Каким элементом

гальваническим

8.

или

стандартным

эле?

сухим

элементом?
элемента

ртутного

стандарт¬

перед

никель-кадмиевый

является

элемент

аккумуляторным?

ПРЕВРАЩЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ

Батареи очень удобны в качестве источника элек¬
трической энергии, но они способны ее вырабатывать
лишь

в

весьма

большого

небольших

количества

количествах.

торы переменного и постоянного
электромагнитном принципе.

Получение

тока

Для получения
катушку
25

и

при

тока

магнит.

Для получения

электроэнергии применяют генера¬
тока,

движении

можно

Катушку

работающие

стержневого

использовать

можно

на

магнита.

проволочную

изготовить,

намотав

трубку диаметром
картонную
обнаружить ток, необходимо ис¬
пользовать очень чувствительный прибор, называемый
гальванометром. Гальванометр используется в качестве
2,5

витков

см.

на

провода
того чтобы

Для

индикатора, отмечающего прохождение через схему не¬
большого тока. Обычно, когда прибор не используется
(находится в состоянии покоя), его стрелка находится
в центре шкалы. Когда через прибор проходит ток, стрел¬
ка отклоняется либо вправо, либо влево.
Каждый раз, когда мы вдвигаем магнит в отверстие
катушки, стрелка гальванометра отклоняется в одном на¬
правлении, и каждый раз, когда мы выдвигаем магнит
из катушки, стрелка отклоняется в противоположном на¬

правлении. Если мы

Условное обозначение
ний

шины.

вид

и

электрической

оставим

внеш¬

ма¬

магнит

внутри

катушки,

Условное обозначение
ний

вид

бора.

и

измерительного

внеш¬

при¬

Рис. III 18

Рис. 111.17
Рис. 111.17. Гальванометр подключен

к

концам

катушки.

Возьмите

стержневой магнит и резко введите его внутрь проволочной
катушки. При этом стрелка гальванометра отклонится в одном из
направлений, а затем возвратится в нулевое положение в центре
в

руку

шкалы.
из
магнит
Рис. Ш.18. Когда мы выдвигаем
катушки,
стрелка гальванометра отклоняется в противоположном направлении,
а затем возвращается
в нулевое положение.

стержневой

обратно

стрелка гальванометра не

будет

двигаться.

Для

того что¬

бы создать ток, необходимо вдвигать магнит в катушку
или выдвигать его из нее. Этот
процесс поясняется на
рис. 111.17 и Ш.18.

Переверните стержневой

магнит таким

образом,

что¬

бы первым в катушку вдвигался другой полюс. Заметь¬
те, что при движении магнита стрелка гальванометра
отклоняется в противоположном направлении. Это пока¬
зывает,

метра

что

отклонения

направление

зависит

от того,

в

Следовательно,

каком

стрелки
направлении

гальвано¬

движется

направления движения маг¬
нита зависит и направление тока в проводнике катушки.
Подвижная катушка. Если мы в одной руке будем
магнит.

от

держать стержневой магнит, а другой ру¬
надевая на него катушку, двигать ее вверх и вниз
относительно магнита, то мы заметим, что стрелка галь¬
неподвижно

кой,

ванометра

нии,

будет

а затем в

сначала отклоняться

другом.

Катушку

девать ее на магнит другим концом,

дет первым
клонения
60

надвигаться

стрелки

на

окажется

в одном

направле¬

можно перевернуть,

на¬

который теперь бу¬

магнит. Теперь порядок от¬
противоположным. Из этого

Условное обозначение источника переменного тока.

опыта

следует, что электрический ток можно получать
либо вдвигая магнит в неподвижную проволочную ка¬
тушку или кольцо, либо надвигая катушку или прово¬
лочное кольцо на неподвижный магнит.
Наведенный ток. Чем объяснить появление тока в ка¬
тушке при ее взаимодействии с магнитом? В § 4 отме¬
чалось, что

вокруг

магнита всегда существует магнитное

Когда

движется магнит относительно катушки или
проволочная катушка относительно магнита, витки ка¬
тушки пересекают силовые линии магнитного поля маг¬
поле.

нита.

При пересечении магнитных линий поля катушки
возникает электрическая сила, воздействующая на элек*
троны проводника и способная создать в нем ток. Эта
сила* называется электродвижущей. Она возникает в ка¬
тушке

только

в том

своими витками

получаемый

в

этом

Переменный

случае,

когда

катушка

магнитные силовые линии

ток.

в

пересекает

магнита.

Ток,

случае, называют наведенным.

Итак,
или

когда

стержневой

магнит

из

нее, стрелка
катушку
гальванометра сначала движется в одном направлении,
а затем в другом. Как уже отмечалось, это обусловлено
вдвигается

выдвигается

тем, что витки катушки пересекают магнитные силовые
линии, в результате чего в ней наводится ток, т. е. соз¬
дается поток электронов через катушку и гальванометр.
Когда мы вдвигаем
тушке,
лении.

стержневой

магнит в отверстие в ка¬

электроны начинают двигаться в одном направ¬
Как только магнит останавливается, поток элек¬

тронов

в

гается

из

цепи

прекращается. Когда же

катушки,

электроны

начинают

в противоположном направлении.
сначала в одном

направлении,

а

магнит

выдви¬

перемещаться

Движение электронов
затем

после

остановки
61

Рис.

III. 19.

трического

Для получения
тока

от

элек¬

вращающейся-

иметь воз¬
катушки необходимо
можность подключения к двум ее
этого
концам. Для
используют
контактные кольца
коллек¬
или
Соединение с контактными
тор.
кольцами осуществляется при по¬
мощи

щеток.

двух

в другом называется
пере¬
менным током. Такой ток от¬
личается

от постоянного то¬

всегда
одно
ка, имеющего
и то же направление и вели¬
чину.
Таким

ный
по

ток

цепи

нии,

а

образом,
сначала
в

одном

затем

это

ние изменяется,
в

и

перемен¬
проходит
направле¬
направле¬
он

противоположную

идет

сторо¬

ну. Ниже будет показано, что имеется много оснований
для широкого использования переменного тока.
Частота. Чем быстрее мы вдвигаем стержневой маг¬
нит в катушку (и выдвигаем магнит из нее), тем быстрее
вынуждены электроны изменять направление своего дви¬
жения через катушку и гальванометр. Поток электронов
меняет свое направление каждый раз, когда магнит вдви¬
гается в катушку и затем выдвигается из нее обратно.
Один такой цикл можно сравнить с одним оборотом дви¬

гателя
один

автомашины. Автомобильный

оборот,

чем он начнет

заканчивает

один

цикл

двигатель,

сделав

прежде
того чтобы

движения,

следующий второй оборот. Для

осуществить второй цикл переменного тока, мы должны
снова вдвинуть магнит в катушку, а затем вывести его
обратно. Каждый раз, когда мы это делаем, совершается
один цикл переменного тока.
Число полных электрических циклов, совершающихся
частотой и изме¬
в течение одной секунды, называется
ряется в единицах, называемых герцами. Мы можем по¬
лучить переменный ток частотой 10 циклов в секунду

(10 герц), если мы будем вдвигать магнит в катушку,
а затем выдвигать его из катушки, выполняя эту опера¬
цию 10 раз в течение каждой секунды.
62

Рис. Ш.20. На* рисунке показано положение рамки генератора пере¬
менного тока, при котором он дает максимальное напряжение и лам¬
почка горит наиболее ярко. В течение этого момента проводники
силовых
линий.
якоря пересекают максимальное число магнитных
Для упрощения рисунка показан всего один виток катушки якоря,
однако из этого не следует делать вывод, что одного витка будет
достаточно, чтобы загорелась электрическая лампочка. В действи¬
тельности, чтобы развить напряжение, достаточное для зажигания
лампочки якоря, катушка должна содержать большое число витков.

Рис. 111.21. Рамка генератора переменного тока, т. е. один проволоч¬
ный виток, повернулась на 90° относительно положения, показанного
на предыдущем рисунке. Поскольку в этом положении виток не пе¬
ресекает магнитных силовых линий, в нем не наводится напряже¬
ние и лампочка не горит.

63

Частота переменного тока,

быту, составляет 50 гц.
Простой генератор. Если
гается в магнитном поле, то,
чении ею магнитных силовых

электродвижущая

(э.

который

используется

в

проволочная катушка дви^
как мы знаем, при пересе¬
линий в ней

с.).

На

возбуждается

принципе рабо¬
тают генераторы электрического тока. В
генераторе име¬
ется подвижная катущка, которая может вращаться в
магнитном поле. Вращающаяся катушка
обычно назы¬
вается якорем. Магнитное поле может быть создано при
помощи двух магнитных полюсов, таких, например, как
у подковообразного магнита (рис. 111.19).
Генератор переменного тока. Чтобы осуществить
сила

д.

электрическое соединение внешней
время

ее

дельных

вращения,
кольца.

на

Одно

этом

цепи

с

катушкой
два

валу якоря закреплены

во
от¬

кольцо соединено с одним концом

ка¬
с другим. Кольца
не
должны
катушки, а другое
саться друг друга, а также и якоря. Они закреплены на
якоре с помощью деталей из изоляционного материала.
Эти два кольца, называются контактными кольцами
(рис. 111.20 и 111.21). Во время, вращения кольца нахо¬
дятся в постоянном

контакте

ленными из мягкой меди или

с

двумц щетками,

изготов¬

угля.

Когда катушка вращается в магнитном поле, создан¬
двумя полюсами магнита, наибольшая э. д. с. возни¬
кает в катушке в тот момент, когда ее проводники пере¬

ном

секают

максимальное

число

магнитных

Одновитковая катушка (виток)

силовых

ное число силовых линий в тот момент, когда

роны движутся у

полюсов

(рис. III.20).
Катушка пересекает

в

линий.

максималь¬

пересекает

обе

ее сто¬

непосредственной близости

от них

минимальное число силовых ли¬

когда каждая сторона витка движется на наиболь¬
шем удалении от осевой линии между полюсами. Итак,

ний,

величина э. д. с., возникающая в
катушке, получается
наибольшей, когда стороны ее витков движутся в непос¬
редственной близости у полюсов магнита. Электродви¬

жущая сила отсутствует (равна нулю) в те моменты,
когда стороны витков катушки вообще не пересекают си¬
ловые линии

(рис. 111.21).

Когда

катушка надвигается на магнит, а затем отво¬
дится от него, мы говорим о получении переменного тока,
поскольку сначала катушка пересекает магнитное поле
в одном направлении, а

64

затем в

другом, То

же

происхо-

Рис. 111.22. Получение переменного тока при использовании непод¬
вижной якорной катушки и вращающегося магнитного поля, созда¬
ваемого

постоянным

магнитом.

При вращении

переменный токГ

магнита

в

неподвиж¬

таком генераторе не
нужны контактные кольца. Подобные генераторы устанавливают на
велосипедах.
ных

наводится

катушках

В

дит и тогда, когда катушка вращается между двумя по¬
люсами магнитам В этом случае наведенный ток сначала
проходит через

Переменный

противоположном.
янного

непрерывно

изменяет свою

катушки в
дый данный момент времени.
Генератор переменного тока
не

было

необходимости

в

ток

висит от положения

чтобы

затем в

щетки в* одном направлении, а
отличие

посто¬

величину, которая

магнитном

можно

поле

в

построить

за¬

каж¬

так

использовать

контактные

и щетки.

Устройство

кольца

такого генератора
на рис. III. 22.

Форма
го

от

тока.

показано

волны переменно¬

Работу

генератора
можно
переменного тока
с
по¬
проиллюстрировать
мощью графика
(рис. III.
23), изображающего форму
волны
Рис. 111.23.

Форма

переменного

тока

соида).
Зак.

118

волны

(сину¬

При

тока.
переменного
вращении якоря между

полюсами
чала

магнита

возрастает до

ток

сна¬

макси65

Рис. 111.24. Показан про¬
по¬
стейший
генератор
когда
стоянного
тока,
его
пересекаем
якорь
максимальное число си¬
ловых линий. Одна щеткз находится постоянно
в

контакте

щейся

с

поднимаю¬

вверх левой

сто¬

роной якорной катушки.
Другая щетка находится
постоянно

в

контакте

вниз
опускающейся
стороной якор¬
правой
ной катушки.

с

Рис. 111.25. При враще¬
нии

якорь
поворачива¬
на четверть
обо¬
поло¬
относительно
рота
показанного
на
жения,
предыдущем рисунке, и

ется

его
ся

катушка
в

оказывает¬

положении,

когда

мини¬
пересекает
мальное число силовых
В этот же мо¬
линий.
мент времени коллектор
изменяет соединения ме¬
жду концами катушки и
щетками. Благодаря это¬
она

му через лампочку про¬
ходит ток одного на¬
правления.

Рис. 1И.26. График изо¬
волны
бражает форму
напряжения
генератора
постоянного тока. Такая
волны
сходна
форма
с волной напряжения пе¬
ременного тока, только
в данном случае обе по¬
луволны
расположены
над осевой линией. Сле¬
довательно,
на
выходе

напряжение
генератора
пульсирую¬
получается
щим по величине и посто¬
янным по направлению.

66

Рис. 111.27. В якорях автомобильных генераторов обычно использу¬
ется несколько катушек. Концы каждой катушки выводятся на от¬
дельную секцию коллектора. Эти секции изолированы друг от друга
и называются ламелями коллектора. Ламели соединены с катушками
так, что от каждой из них можно отводить ток щетками. Для созда¬

Электромагнит соз¬
Катушки электромагнита
также называются обмотками возбуждения электромагнита. Ток для
питания обмоток возбуждения электромагнита поступает от якоря.
ния

магнитного
в

дает

/

зажимы

8

и

лятор

экран;

15

якорь;
18

обмотки

служат электромагниты.
магнитное поле.

возбуждения; 2

якорной

зажимы

подшипник; 4 -масленка; 5
щеткодержатель;
полюсный башмак; 9
обмотка возбуждения,

ковый
ция;

поля

сильное

якоре

/2

сторона

приводная
16

коллектор;

мальной величины

(якорь

обмотки,

3

шари¬

щетка; 7
шкив; //

изоля¬
венти¬

13
14
сквозной болт;
корпуса;
сторона
коллекторная
заземленный щеткодержатель.

корпуса;
17

пружина;

19

изолированный щеткодержатель;

6

10

повернут

90° относительно

на

до нуля
(якорь
нулевого положения),
повернут на 180°), чем завершается первый полупериод
а

волны тока.

Рис.

111.28.

лезных
няется

На

затем

спадает

Когда якорь пройдет

современных

это

положение

и

нач-

же¬

дорогах

широко
приме¬
В этом по¬
электротяга.

для
вращения
(привода)
крупного электрического генера¬
тора служит дизель. Генератор
езде

в

свою

очередь

энергией
водящие
8е

питает

электро¬

электродвигатели,

при

в движение поезд.

67

поворачиваться дальше, ток будет последовательно
принимать те же значения, что и в первом полупериоде,
однако его направление (полярность) будет противопо¬
нет

ложным. Это объясняется тем, что во втором

де катушка якоря пересекает
в

магнитные

полуперио¬

силовые линии

противоположном направлении. На графике это пока¬
полуволной, расположенной ниже осевой линии.

зано

Генераторы

постоянного

тока.

Для

необходимо

тора постоянного тока

создания

генера¬

заменить контактные

генератора переменного тока коллектором. Кол¬
111.24 и 111.25) состоит из кольца, разрезан¬
ного на две половины, причем обе половины изолирова¬
ны друг от друга, а также от вала якоря. Одна половина
коллектора соединена с одним концом катушки, а дру¬
гая
с другим концом. Щетки находятся в постоянном
кольца у

лектор

(рис.

им
контакте с коллектором, что позволяет
непрерывно
отводить ток, возникающий в катушке. В течение каж¬
дого полупериода вращения катушки щетки осуществля¬
ют контакт с различными концами катушки (рис. 111.25).
С помощью коллектора от генератора можно полу¬
чать ток,- проходящий в одном направлении. Величина

этого
по

тока

меняется

величине

ток

во

одного

рующим постоянным

Генераторы

времени. Такой изменяющийся
направления называют пульси¬

током.

заводского изготовления.

Для получения

любого генератора необходим источник
энергии для вращения генератора. Так, например, для
вращения (привода) переносных генераторов, применяе¬
мых в полевых условиях, иногда используется мускуль¬
ная энергия руки человека. Для привода крупных гене¬
раторов служат гидротурбины, паровые машины или
двигатели внутреннего сгорания. В якорях большинства
гипов генераторов заводского изготовления используется
не одна, а несколько катушек. В этом случае в генера¬
торах постоянного тока удается обеспечить меньшую
тока

с. помощью

пульсацию

величины тока, т. е, сделать ток почти посто¬

янным по величине.

В автомобильном генераторе
чения

щий

постоянного тока

не из

двух,

а

из

подводят к катушкам

каждый
ным,
68

полюс

либо%

многих

секторов.

всегда

Генераторы

для полу¬
состоя¬

коллектор,

электромагнита

магнита

южным.

(рис. Ш.27)

использован

Поскольку

щетки
постоянный ток,

оказывается

либо север¬

такого типа применяют-

Рис.

Ш.29.

форму

Современные

электрогенераторы

обтекаемую

имеют

небольшие размеры. Этот генератор, вращае¬
мый паровой турбиной, способен обеспечить электроснабжение горо¬
да с населением 200 ООО человек.
и

ся при

относительно

дуговой электросварке

многих других случаях, когда

на

постоянном токе и

необходим постоянный

во

ток,

В большинстве современных генераторов вместо по¬
магнитов используются электромагниты. Маг¬
нитные
такими
создаваемые
поля,
электромагнитами,
должны иметь постоянные полюса неизменной полярно¬
сти. Этого, однако, нельзя достичь при питании катушек
электромагнитов (их называют обмотками возбуждения)
переменным током. Если обмотки возбуждения электро¬

стоянных

магнитов подключить к контактным

переменного тока,

генератора

кольцам

электромагнита

(южный будет
южным).

будут

ме¬

северным,

В обычных генераторах переменного тока,

так же как

местами

а затем снова

в

полюсы

становиться

няться

и

то

генераторах

северный и
возбуждения должны

постоянного

полюсы электромагнитов

тока,

южный

сохра¬
В связи с этим при¬
ходится использовать определенные средства, чтобы пи¬
тать электромагниты постоянным током. Для этого мож¬
нять свое положение неизменным.

воспользоваться отдельным генератором, вырабаты¬
вающим постоянный ток, или на одном якоре разместить
якорные обмотки двух генераторов.
69

но

Рис. И 1.30. Самодельный гальва*
нометр реагирует на проходящий
него

через

электрический

ток.

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
Изготовление
зование

и

исполь¬

гальванометра

Воспользуйтесь

неболь¬

шим

компасом,

который

можно

изготовить

согласно

§ 4. Его деревянное основа¬
приведенному
ние должно быть размером порядка 4X4 см. Вырежьте
из толстого картона два таких
чтобы
прямоугольника,
в

описанию,

длина каждого из них была равна длине деревянного
основания, а ширина такой, чтобы край картонного пря¬
моугольника находился примерно на 3 мм выше иглы
компаса. Наклейте эти куски картона на боковые сторо¬
ны основания так, как это показано на рис. III. 30. На¬
мотайте вокруг компаса примерно 40 витков обмоточного
провода диаметром 0,5 мм. Для того чтобы не закрывать
стрелку компаса, лучше всего 20 витков намотать с од¬
ной стороны от стрелки,, а другие 20 витков
с другой.

На

этом заканчивается изготовление гальванометра.
Возьмите кусок картонной трубки диаметром около
2,5 см и длиной 6,5 см. Намотайте на трубку примерно
100 витков изолированного провода диаметром 0,5 мм.

Соедините

два конца

водами

намотанной катушки с двумя вы¬
Расположите катушку

катушки гальванометра.
на
и гальванометр
расстоянии

Введите в катушку
вдвигайте и выдвигайте

друга.

стрелкой

порядка 45 см друг от

стержневой
магнит.
Что

магнит. Теперь
происходит со

компаса? Почему?

Контрольные вопросы
1. Каково

назначение

2. Как перемена

гальванометра?

полюса,

вдвигаемого

в

катушку

стержневого

гальванометра?
3. Почему при движении стержневого магнита в отверстии

магнита,

тушки
4.

в

влияет Ъа

ней

движение

возникает э.

д.

стрелки

ка¬

с.?

в
В каком направлении движутся электроны
случае пере¬
менного тока?
ток
от
постоянного?
5. Чем отличается переменный
6. Как называют число периодов переменного тока, приходя¬
щихся на одну секунду?

70

7. В

чем

различие

генераторов?
8. В каком

ми

между

положении

тора получается наибольшая

коллектором

обмотки
э.

д.

якоря

и

контактными

при

вращении

кольца¬

генера¬

с.?

9.
Перечислите различные виды энергии, используемые для
вращения генераторов.
10. Как создается магнитное
поле
автомобильных
в
генера¬
торах?

9.

ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Статическое электричество.

Вероятно, каждому из
пришлось испытать электрический
удар, коснувшись дверцы автомобиля, когда вы хотел#
выйти из машины. Очень возможно, что такой удар вы
получили, сойдя с резинового коврика и коснувшись когонибудь, встретившегося вам на пути. Причиной этих уда¬
вас

хоть

однажды

ров является статическое электричество.

Когда

вы

но

трется

о

го

трения

едете

в

автомашине,

подушки сидения

ваше

тело

может

и

ваше

спинки.

приобрести

тело

непрерыв¬

Вследствие

это¬

статический за¬

ряд. Когда вы касаетесь двери автомашины, этот заряд
«перескакивает» на дверь и вы ощущаете электрический
удар. То же самое происходит, когда вы проходите по
резиновому коврику; при'трении ваших подошв о коврик
ваше тело заряжается. Когда вы кого-нибудь касаетесь,
происходит передача приобретенного вами заряда друго¬
му человеку.
Статическое электричество возникает в результате
взаимного трения между двумя различными неметалли¬
ческими материалами, называемыми изоляторами. Боль¬
шая часть изоляционных материалов являются нейтраль¬
ными. Это означает, что в каждой частице такого мате¬
риала содержится одинаковое число положительных и
отрицательных зарядов. Если между двумя различными
материалами возникает трение, один из материалов ли¬
шится части своих электронов, которые перейдут к дру¬

гому. Материал, на который перешла часть чужих элек¬
тронов, приобретает отрицательный заряд, а материал,
потерявший часть своих электронов, приобретает поло¬
жительный заряд. Когда электроны перескакивают от
одного тела к другому, мы видим искру.
Поведение зарядов статического электричества мож¬
магнетизма.
но сравнить с явлениями
Как отмечалось
выше,
а

одноименные

магнитные

полюса

отталкиваются,

разноименные притягиваются. Подобно этому

в

случае
71

Рис.
шок

111.31.

Если

кусрчком

потереть гребе¬

шерсти,

то

он

обретет электрический заряд
зультате

перехода

на

него

при¬
в*

ре-,

элек¬

во
ткани
тронов от шерстяной
время натирания. В случае при¬
косновения заряженным
гребеш¬
ком к клочкам бумаги они
при¬
на
повиснут
тянутся к нему и
нем. Гребешок, имеющий отрица¬
тельный заряд, отталкивает элек¬
троны, находящиеся в ближайшем
к нему уголке бумажки. Эти элек¬
перемещаются к дальнему
бумажки, и отрицательно
себе положительно-заряжен¬

троны
концу

заряженный гребешок притягивает
ный уголок бумаги.

к

статического электричества разноименные
тягивают друг
а
одноименные
друга,

(рис. 111.32 и 111.33).
Проблемы, создаваемые

появлением

заряды

при¬

отталкивают

статических за¬

рядов. Во

многих случаях возникают статические элекТ]рические заряды. Их взаимодействие может приводить
к весьма неприятным последствиям. Автоцистерна, пере¬

возящая бензин, приобретает заряд из-за того, что бензин
во время транспортировки бьется о стенки
автоцистерны,
а шины трутся о дорожное покрытие. В
результате на¬
личия статического электричества может проскочить иск-

Рис.

111.32

Рис.

111.33.

Рис. II 1.32. Оба стеклянных стержня натерты кусочком шелка. Шелк
положитель¬
удаляет электроны с поверхности стекла,.сообщая ему

Поскольку оба стержня имеют положительный
они отталкивают друг друга.

ный заряд.

заряд,

Рис. 111,33. Подвешенный стеклянный стержень
натерт
кусочком
меха. Стекло отбирает электроны у меха, благодаря чему оно приоб¬
ретает отрицательный заряд. Другой стеклянный стержень натерт
шелком, в результате чего имеет положительный заряд. Два стерж¬

ня, заряженные неодинаковыми зарядами, притягивают друг друга.
72

Рис. Ш.34. Молния являете! оДйиМ
проявлений статического электри¬

из

Трение, возникающее между
мелкими капельками в облаках, при¬

чества.

водит

к тому, что облако заряжает¬
ся статическим электричеством. Ког¬
да заряд облака становится доста¬
точно большим, начинается разряд
на землю. Этот
разряд статического
электричества между облаком и зем¬
лей

(или

облаками)
яркой

между

гигантской

вождается

кой и оглушительным
молнией и громом.

от

сопро¬
вспыш¬

грохотом,

т.

которой,

в свою
очередь, может вспыхнуть бен¬
чтобы предотвратить образование стати¬
ческого электричества, на всех
автоцистернах для бен¬
зина закреплены цепи
или
ленты,
которые во время
транспортировки волочатся по земле за машиной. При¬

ра,

зин.

Для

того

водные вращающиеся ремни, используемые в производ¬
ственном оборудовании, также могут приобрести стати¬
ческий

заряд. Когда

такие

воопасных помещениях,

ремни применяются

необходимо

во

взры¬

(т. е.
ремней.

заземлять

со¬

Та¬
кое заземление обеспечивает стекание
следо¬
и,
заряда
вательно, предотвращает возникновение искры, которая
может вызвать взрыв.
Использование статического электричества. Статиче¬
ское ^электричество находит ряд важных применений. Ши¬
газовый
известен,
роко
например,
электрофильтр
единять с

землей)

детали, касающиеся этих

(рис. 111.35), используемый для удаления пыли и дыма
из воздуха. Платяные щетки с щетиной из пластика сни¬
мают пушинки с одежды
тому, что в резуль¬

благодаря

тате

трения щетины

о ткань волосы щетины

электричеством. Зерна абразива

заряжаются

часто наносятся на шли¬

ленты при помощи статического электричест¬
Эти зерна предварительно заряжаются электричест¬
вом в очень сильном электростатическом поле. Заряжен¬
ные огурцевидные зерна абразива при нанесении на лен¬
ту располагаются перпендикулярно ее поверхности. Пока

фовальные

ва.

они находятся в таком

ленте.

Края

обеспечить

положении,

весьма

зерен
необходимые

шлифовальной

что

их

остры,
технические

приклеивают

дает

к

возможность

характеристики

ленты.
73

е.

Рис. 111.35. Электрофильтр содержит один комплект пластин с силь¬
ным отрицательным зарядом и второй комплект таких же пластин
с

сильным

положительным

ходя сначала

зарядом.

Частицы

мимо отрицательных пластин,

пыли

или

дыма,

про¬

приобретают отрицатель¬

ный заряд. Затем

эти частицы проходят через
комплект пластин,
сильным
положительным зарядом. Отрицательно заря¬
заряженных
женные частицы притягиваются к положительным пластинам.
/

поток

воздуха;

2

перфорированная пластина для
ионизатор (заряжающий частицы); 6

заряженные

частицы;

8

74

<3

незагрязненные

равномерного

поступления

частицы;

11

9

13 ООО в

чистый

питания

воздух,

постоянного

127

блок питания (источник высокого напряжения); 15

в

5

положительно

тока

6000 в постоянного тока к
сети

частицы;

воздуха;

заряженные частицы; 7

осажденные

щий вид собранного электрофильтра;
лочным проводникам ионизатора; /2
от
но заряженным пластинам; 13
14

воздух;

загрязненный

4

/0

об¬

к прово¬

положитель¬

переменного

пылесборник.

тока;

Рис. И 1.36. Зажженная спичка выде¬
ляет

достаточно

чить

от

чтобы

тепла,

полу¬

термопары некоторый гок.

Термопара. Если скрутить
кусок константановой проволо¬
ки

с

ки

и

куском стальной проволо¬
подогреть место их соеди¬

нения.

спичкой,

в

то

этом

будет создаваться
(рис. 111.36).

сте

Если

к

свободным

проволок
скрученных
динить гальванометр,
стрелка

э.

ме¬

д.

с.

концам
присое¬
то
его

Соедине¬

отклонится.

разнородных металлов, позволяющее получать
э. д. с. при нагреве, называется термопарой.
Термопары используются для измерения высоких тем¬
ператур. Соединение (спай) двух таких металлов, как
ние

двух

платина

и

иридий,

Рис. 111.37. Одно
ванием

в

в газовой

из

устройстве
печи.

помещается

применений термопары
автоматического

Задачей

одинаковой температуры

в

нагревательный

связано

регулирования

с

такого регулирования является

в отапливаемом

ее

использо¬

подачи

топлива

поддержание

помещении.
75

Рис.

И 1.38.

элемент

элемент.

сила,
греве
двух

будет

Фотоэлектрический

(фотоэлемент).

Электродвижущая

создаваемая при на¬
меёта
соединения
металлов,

различных
тем

больше,

чем

выше

температура, до которой на¬
грето место спая. При под¬
ключении к термопаре галь¬
ванометра его стрелка от¬
клоняется

пропорционально
температуре нагрева. Таким

образом,

по

показаниям

гальванометра можно судить
о температуре. Измеритель¬
ный прибор такого типа называется пирометром.
В автоматических газовых печах термопары исполь¬
зуются для открывания и закрывания вентиля, регули¬
рующего подачу газа. Запальник газовой горелки нагре¬
спай
вает место соединения двух различных металлов

При изменении температуры в комнате спе¬
циальный настенный термометр замыкает электрическую
соленоида
цепь, и ток проходит через
обмотку
(рис. 111.37). Соленоид открывает газовый клапан. Как
только температура в комнате достигает установленной

термопары.

величины, настенный термометр разомкнет электриче¬
скую цепь и соленоид закроет газовый клапан.

Фотоэлектрический прибор. Некоторые материалы,
как калий, натрий и цезий, под действием света
испускают небольшое количество электронов. Материа¬
лы, обладающие таким свойством, называют фоточувствительными и используют в фотоэлектрических элемен¬
тах. Фотоэлектрический элемент (рис. 111.38) содержит
такие,

изогнутую пластинку, покрытую фоточувствительным
материалом (катод). Вблизи пластинки смонтирован ме¬
таллический стержень (анод). И. стержень, и пластинка
помещены внутрь герметизированного стеклянного бал¬
лона. Когда пластинка освещается, из нее выделяются
электроны. Так как электроны являются отрицательны¬
ми частицами, то они устремляются к тому месту, где
расположен положительный заряд. Если стержень при76

Рис. И1.39. Экспонометр содер¬

фотоэлементы

жит

и

исполь¬

фото¬
увеличении
графий. На фотоэлемент попа¬
дает свет от фотографического
зуется

при

увеличителя. На приборе
показывается

нометра
ство

света,

падающего

экспо¬

количе¬
на

эле¬

мент.

Экспонометр проградуи¬

рован

с

таким

показывать

расчетом,

время

чтобы

выдержки

необходимой при
секундах,
данном увеличении. Фотоэкс¬
также
понометры применяют
в

при

фото-

и

киносъемке.

соединен к положительному зажиму

батареи, то ор при¬
электроны, вылетающие из пластинки. Чем ярче
свет, падающий на пластинку, тем больше электронов
она испускает.
Способность света создавать поток электронов в фо¬
тоэлектрических элементах может быть использована для
тягивает

многих

целей. Почти

случаях фотоэлемент мож¬
усилителем того или иного
типа. Благодаря этому фотоэлемент может быть
приме¬
нен для управления работой, например, двигателя, от¬
крывающего двери. Когда кто-либо проходит между ис¬
точником света и фотоэлементом,
поток
электронов на
мгновение прерывается. Усилительная схема может быть
сконструирована с таким расчетом, чтобы в момент пре¬
но

во

всех

использовать совместно

с

кращения электронного потока
тель, открывающий двери.
Фотоэлементы используются

начинал

в

работать

двига¬

устройствах тревожной

устройствах,

управляющих осветительны¬
ми системами, а также для управления многими типами
различных машин. Одним из весьма распространенных

сигнализации,

применений фотоэлемента

является

его

использование

в

(рис. 111.39).
измерителя
Селеновый элемент. Извлечь энергию из солнечного
светового потока

качестве

света пытались многие

позволяет

достичь

изобретатели. Применение

этой

цели.

Селен

является

селена

одним

из

материалов, который испускает электроны под действи¬
ем света. Селен используется в так называемом «сол77

Рис. Ш.40. Простейший измеритель ин¬
тенсивности света.

элементе»
(рис. 111.40).
Когда исскусственный или сол¬

нечном

нечный свет
падает на
поверх¬
в
ность целена,
используемого
солнечном элементе,
такой эле¬
мент генерирует э. д. с. Исполь¬
зование

собой

ряда соединенных между

солнечных элементов позво¬

ляет получить сравнительно боль¬
шое количество энергии. Такие элементы могут найти
многочисленные применения повсюду, где много солнеч¬
ного или искусственного света. Так, солнечные батареи
используются в устройствах измерения интенсивности
света, устройствах автоматического управления освети¬
тельными системами и во многих других устройствах.
Получение э. д. с. при помощи давления. Очень не¬
большие э. д. с. можно получить от некоторых типов

кристаллов, находящихся под давлением. Так, например,
кварц, если его сжимать при помощи двух металличе¬
ских пластин, создает э. д. с. Если к пластинам подклю¬
чить очень

чувствительный измерительный прибор,

покажет

величину
сталл, тем больше
создавать э. д. с.,
известна

под

то

он

будет

Чем больше давление на кри¬
э. д. с. Способность кристалла

когда

на

э.

д.

с.

названием

него

оказывается

давление,

пьезоэлектрического

эффекта.

Рис. 111.41. Внешний вид и принцип устройства пьезозвукоснимателя,
используемого в электропроигрывателях. При движении иглы вдоль
бороздки грампластинки игла вибрирует и эти вибрации передаются
металлическим
В

результате

меняющееся

напряжение.

проигрывателя.
78

пластинам,

между

вибраций кристалл
Оно

помещен

которыми

испытывает

подается

на

пьезокристалл.

давление

вход

и

генерирует

усилителя электро¬

Условное

обозначение

зву¬

коснимателя.

Пьезозвукоснима¬
в
электрическом
Хоро¬
проигрывателе.
шим примером исполь¬

тель

зования

пьезоэлектри¬

эффекта мо¬
используемый в

ческого

жет
служить
пьезозвукосниматель,
электропроигрывателе. В таком звукоснимателе установ¬

лен кристалл сегнетовой соли,

соединенный

с

иглой,

так,

как показано на рис. III. 41.

При движении иглы вдоль
бороздки грампластинки она вибрирует. Эти перемеще¬
ния иГлы обусловлены небольшими неровностями бЪроздки.

Колебания определяются

интенсивностью и характе¬

ром звуковых колебаний, действовавших на пластинку
во время ее изготовления, когда производилась запись.
Поскольку игла соединена с кристаллом, колебание, пе¬
редающееся игле, от нее передается кристаллу. Таким
образом, на кристалл действует переменное давление.
Эти колебания давления вызывают появление на .пьезо¬
меняющейся
кристалле очень небольшой по величине
э. д. с., которая подается на вход усилителя электропро¬

Усилитель усиливает э. д. с., создаваемую
кристаллом, после чего громкоговоритель вновь преоб¬
разует Электрические импульсы в звуковые колебания.
Пьезомикрофон. Другой способ использования пьезо¬
игрывателя.

кристаллов для получения э. д.
нием в пьезомикрофон&х. Такие
ся

редко.
Когда

кто-нибудь

вые волны падают на

дически
исходит

с.

связан с

микрофоны

их

примене¬
используют¬

говорит в пьезомикрофон, звуко¬
пьезокристалл микрофона и перио¬

При помощи пьезокристалла
преобразование энергии звуковых волн в

сжимают его.

про¬
сла¬

бый электрический ток. Этот небольшой ток затем по¬
ступает на усилитель, который делает его достаточно
сильным, чтобы обеспечить нормальную работу громко¬
говорителя.
Колебания кристалла. Когда к паре пластин, прижа¬
тых к противоположным сторонам пьезокристалла, при¬
кладывается переменная э. д. с., кристалл начинает виб¬

рировать,

устанавливаются колебания. Число
секунду отличается большим постоян-

т. е в нем

этих колебаний

в

79

Рис. Ш.42.

Генератор электрической

энергии

в

виде

топливного

элемента.

ством.

Это

постоянное

число

колебаний

называется

ча¬

кристалла и в основном определяется типом кри¬
сталла и его размерами. Такие кристаллы обычно выре¬
заются из кварца и находят применение, например, в ап¬
паратуре вещательных станций, где постоянство частоты
играет очень важную роль.
Топливный элемент. Ученые и инженеры постоянно
стотой

ищут новые методы получения электрической энергии.
Иногда в полузабытых работах далекого прошлого, они
находят не очень зрелые, но весьма плодотвор¬
ные идеи и, воспользовавшись современной техникой ис¬

случайно

создают устройства, завоевывающие всеоб¬
щее признание. Так, например, сложилась судьба недав¬
но созданного топливного элемента, оправдавшего воз¬
лагавшиеся на него надежды. Он вырабатывает электри¬
следования,

чество с

коэффициентом
85% (коэффициент

исключительно высоким

полез¬

ного

действия,

ного

действия лучшей современной электростанции

ротурбинного

достигающим

типа

достигает лишь

стейшая модель топливного
80

полез¬

40%). Первая

элемента

была

па¬

про¬
построена

англичанином

Уильямом

шедшие с тех пор годы в

Гроу еще в 1839 г. За про¬
работах над топливным элемен¬

том

участвовали многие ученые, однако лишь недавние
исследования позволили превратить этот элемент в то

совершенное

устройство, которое

источником энергии

одного из вариантов
на рис. 111.42.
В показанном
мическом

вода. В

на

эффективным
кораблей. Схема
элемента изображена

является

космических

для

топливного

схеме топливном

соединении

и

кислорода

ходе этого процесса

элементе при хи¬

водорода

образуется

освобождаются электроны,

поток

которых направлен от отрицательного электрода
внешнему зажиму. Водяной пар, образовавшийся в ре¬
зультате соединения водорода с кислородом, поступает
в1 конденсатор-излучатель, где пар отдает тепло, конден¬
сируясь в воду. Насос перекачивает воду в бак для воды,
а сепаратор отделяет от нее избыточный водород, направ¬
ляемый в водородный патрубок топливного элемента.
к

Одним

из

преимуществ

топливного элемента

этого типа

является то, что при его применении в качестве источни¬
ка питания для космического
вода,

вырабаты¬

корабля

ваемая

элементом,

летворения

может быть использована

потребностей

экипажа

для

космического

удов¬

кораб¬

ля, в том числе и для питья.

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
1.

Получение

статического

электричества

Нарежьте бумагу

кусочками
поверхность.

и

положите

их

на

деревянную
Зарядите гребешок,
электричеством, потерев его о шерстяную
ткань. Поднесите гребешок к мелко нарезанным кусоч¬
гладкую

статическим

кам

бумаги. Что происходит? Почему?
2.

Изготовление

термопары

кусок проволоки из константана длиной
кусок стальной проволоки такой же длины. Для

Отрежьте
15

см и

этой

цели подойдет проволока диаметром от

0,8

до

1,6 мм.

проволоки на участке длиной порядкд4сле.
Скрутите
Подключите оба свободных конца двух проволок к очень
эти

81

чувствительному гальванометру

или

на несколько

микроампер, т. е.
предназначенных для измерения

скрученные
зовой

к

микроамперметру
из

одному

малых токов.

приборов,
Нагрейте

концы проволок зажженной спичкой или га¬

горелкой. Почему

метра? Поменяйте
ных

к

стрелка гальвано¬
проволок, подключен¬
Что произошло?

отклоняется

местами концы

прибору.

измерительному

3. Изготовление простейшего измерителя
освещенности
Достаньте селеновый фотоэлемент.
Двумя проводами подключите к элементу миллиам¬
перметр (со шкалой 0 1- или 0 5 ма). Проверьте, под¬
ключен ли положительный

дите
от

Поверните

электрической

прибора

том

из окна.

положи¬

к

плюс

окну. Сле¬

прибора. Направьте на прибор свет
Сравните последнее показа¬

лампочки.

с тем,

На

к

знаком

лицевой стороной

элемент

за показаниями

ние

элемента

прибора, обозначенному

тельному зажиму
« + ».

зажим

он давал при освещении све¬
принципе может быть создан при¬

которое

этом

бор, предназначенный

для использования в

фотографии.

Контрольные вопросы
1. В

чем

состоит

сходство

законов

статического

электричества

и магнетизма?
2.

Перечислите проблемы,

статического электричества.
несколько
3. Назовите
электричества.
4. Каковы

возникающие
полезных

в

связи

применений

условия, необходимые для получения

с

наличием

статического

э. д. с.

при

по¬

термопары?
5. Назовите примеры применения термопары.
6. Поясните работу фотоэлектрического прибора.
7. Почему вместе с фотоэлектрическим прибором обычно ис¬
пользуют усилитель?
8. Перечислите примеры применения фотоэлектрического при¬
бора.
9. Какие материалы используются в солнечной батарее?
10. Предложите новый, еще не известный способ использова¬
ния солнечной батареи.
И. Какой материал служит для получения э. д. с. при помощи
мощи

давления?
12. Поясните работу звукоснимателя электропроигрывателя.

ГЛАВА

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА И НАПРЯЖЕНИЕ

10.

Выше отмечалось, что напряжение сухого гальва¬
нического элемента составляет 1,5 в, а напряжение ак¬

6 в. Вы, наверное, знаете, что
кумуляторной батареи
напряжение электрической сети в вашем доме составля¬
ет 127 или 220 в. Напряжение, создаваемое источником
тока, зависит от величины э. д. с. этого источника. Если
к источнику тока нагрузка (потребитель тока) не под¬
ключена,

то

его

напряжение равно

его э. д.

с.

При

под¬

ключении к источнику тока нагрузки напряжение на его
зажимах становится меньше его э. д. с.

Напряжение в электрической цепи можно предста¬
вить себе в виде, например, напора воды в водопровод¬
ной сети. В большинстве городов имеется водонапорная
башня с большим резервуаром воды, установленным на
ее верхушке, откуда вода под напором растекается по

трубам,

водопроводным
и

заходящим

проложенным

то из него под
в
в

по

всему городу
в доме кран,
Если уровень воды
понизится и напор

каждый дом. Если открыть

в

напором потечет вода.
резервуаре упадет, соответственно

водопроводной

системе.

В электрических

системах
источник
электрической
энергии создает напряжение подобно тому, как резерву¬
ар водонапорной башни создает напор. Чем больше
э.

д.

тем

с.

источника,

больше

и

на¬

пряжение, действую¬
щее в системе. Элек¬
сила,
тродвижущая
так

же

как

и

на¬

пряжение, измеряет¬
ся в вольтах.
Условное

обозначение

вольтметра.
83

Рис. 1У.16

Рис. IV. 1а.

Рис. 1У.1а. Слева показаны пружинные весы с установленной
прозрачной пластмассовой трубкой. В трубку опущено пять
ных

весом оказывают давление
шариков. Они своим
связанную со шкалой для отсчета измеряемого веса.

на

на них
сталь¬

пружину,

Эти шарики
создают давление, смещающее указатель к центру шкалы. Подоб¬
ное действие на вольтметр
оказывает
электрическое
напряжение.
Стрелка прибора отклоняется к середине шкалы.
Рис. 1У.16. На
стился

до

этом

самого

рисунке указатель пружинных весов почти опу¬
низа шкалы. Это произошло за счет увеличения

веса при добавлении пяти шариков в пластмассовую
что со¬
ответственно увеличило давление на чашку весов. Аналогично этому
при увеличении электрического напряжения соответственно изменяется

трубку,

положение стрелки вольтметра.

Создание электродвижущей

силы.

Как известно,

э. д. с.

генераторами, сухими элементами, ба¬
тареями, термопарами, фотоэлектрическими приборами
может создаваться

или

солнечными

элементами.

Генераторы

являются наи¬

более распространенными источниками э. д.
жения и используются в тех случаях, когда

с. и напря¬

необходимо
получение большого (или высокого) напряжения. Бата¬
реи обычно применяются тогда, когда по каким-либо
причинам

неудобно

пользоваться

необходим постоянный

генераторами

и

когда

Другие методы создания на¬
пряжения используются в ограниченном масштабе в ос¬
новном в специальных случаях.
Ниже перечислены некоторые наиболее употребитель¬
ные

величины

электрических
84

ток.

напряжений, получаемых

устройств,

от

различных

Термопара

.

несколько тысяч¬

*

ных
г
Сухой элемент
Аккумуляторная батарея
Штепсельные розетки внутриквартирной
....

электропередачи

вольта
в

6и12в
от 127 до 220 в

электропроводки

Электрические подстанции
Электрогенераторы на электростанциях
Линии

долей
1,5

на

дальние

10 500 в

10 500

.

в

рас¬

стояния

110

000 в

и

более

Использование вольтметра.
Вольтметр используется
для измерения э. д. с. или напряжения. Его зажимы со¬
единяются непосредственно с двумя точками, между ко¬
торыми мы хотим измерить э. д. с. или напряжение.
Один зажим измерительного прибора соединяется про¬
водом с одной точкой
со

электрической схемы, а другой
второй точкой этой же схемы ^рис. 1У.2).
При выборе вольтметра необходимо знать, будем ли

мы

измерять напряжение переменного или постоянного
Вольтметры постоянного тока при подключении к
тока
вообще не дают показаний,
цепи переменного
а вольтметры переменного тока при подключении к цепи
постоянного тока дают неправильные показания или сов¬

тока.

сем их не дают.

Важно также, чтобы

шкала

выбранного

для измере¬

ний

вольтметра соответствовала-измеряемому напряже¬
нию. Если это напряжение слишком велико для данного

то он может перегореть.
Для измерения напряжения аккумуляторной батареи
напряжением 6 в обычно используют вольтметр посто¬
на
янного тока, рассчитанный
измерение напряжения
10 в при отклонении его стрелки на всю шкалу. Если в
данном случае взят измерительный
прибор со шкалой
0 200 в, то напряжение аккумуляторной батареи, рав¬
незначительное
отклонение
ное 6 в, вызовет
стрелки

вольтметра,

прибора

от¬

считать

на¬

и будет трудно
точную величину
пряжения.
Вольтметр
шкалой 0 1 в не сможет

Рис.

1У.2.

жения

из

сети

один

зажимов

ется
а

со
из-

При измерении напря¬

электрической

в

-

с

вольтметра соединя¬
одним
линии,
проводом

другой

с

другим проводом.

85

1У.З.
Рис.
вольтметра.
на

шкалах

наносят
Указанное
стрелки

Шкала
Деления
приборов

по-разному.
положение

прибора

соот¬

ветствует напряжению
в
111
переменного
тока.

Рис.

1УЛ.

Измерение напряжения
при по¬
шкалой
со
вольтметра

аккумуляторной батареи
мощи
0 25

в.

Рис. 1У.5.
Электрическая схема,
соединениям,
соответствующая
показанным на рис. 1У.4. На схе¬
обозначения
ме даны
условные
всех ее элементов.

Рис.

1У.6.

батарей.

86

Измерение напряжения

Рис. 1У.7. Использование вольт¬
метра переменного тока для изме¬
в
настенной
рения напряжения
штепсельной розетке.

Рис. 1У.8. Универсальный измери¬
тельный прибор для
измерения
напряжения переменного и Досто¬
янного

токов,

а

также

сопротив¬

лений.

и
б в,
мерить
напряжение
включение этого
прибора на

напряжение скорее всего
вольтметр из строя.
При измерении постоянного

такое

выведет

тока

необходимо обращать

мание

вни¬

включе¬

на

полярность
вольтметра. Один из зажи¬
мов
вольтметра маркируется
знаком « + » и иногда окраши¬

ния

вается

зажим

Этот
в красный
цвет.
прибора называется по¬

ложительным

проводом
жимом

и

соединяется

с положительным за¬

батареи. Другой

зажим

вольтметра соединяется прово¬
зажи¬
с отрицательным
дом
мом батареи (рис. IV. 6 ).
В большинстве жилых до¬
мов
ток

127
ной

в.

Поэтому

используется переменный
с напряжением
220 или

для измерения напряжения в штепсель¬

необходимо

использовать вольтметр пере¬
или
0 250 в
0 150 в
тока
шкалой
со
менного
(рис. IV. 7). Полярность зажимов у приборов перемен¬
ного тока не указывается. Вольтметр подключается не¬

розетке

посредственно к штепсельной розетке, причем провод от
одного зажима вольтметра вставляется в одно отверстие
в дру¬
розетки, а провод от другого зажима прибора
гое
ные
для

Существуют универсальные измеритель¬
приборы (рис. Г\Л8), которые можно использовать
измерений электрических величин как на перемен¬

отверстие.

ном, так и на постоянном токе. На корпусе

прибора

по87

Рис.
1У.9.
Если
пальцы
правой руки, охватывая ка¬
тушку, направлены по току,
то отогнутый
большой па¬
лец

Рис.

Силы притяжения

IV. 10.

возникающие

током

обтекаемой
и

тушкой

полюсу.

северному

отталкивания,

между

сторону
соответст¬

катушки,

вующего

и

в

указывает

конца

полюсами

поворачивают

ее.

ка¬

магнита,

Если

трк

в

увеличивается, усили¬
и ее магнитное поле. За

катушке

вается
счет

этого

вается

на

катушка

поворачи¬
что

больший

угол,

обусловлено усилением
действия
тушки

и

казывает

взаимо¬

между полюсами
магнита.

Стрелка

на

измеряемого

ка¬
по¬

шкале

величину
или
напряжения

тока.

Рис. ГУ.И. Подвижный эле¬
мент измерительного прибора
быть очень
легок.
должен
В нем используется металли¬
ческая рамка, с помощью ко¬
торой достигается быстрое за¬
тухание
при

ее

колебаний
отклонении.

катушки
по¬

Слева

подшипник,
который
опирается нижний керн.

казан

Рис.

на

1^12.

Постоянный

маг¬

нит магнитоэлектрического
при¬
показан
постоян¬

бора. Здесь
ный

магнит,

кольца.

имеющий

форму

казано, к каким его зажимам необходимо подключаться
в случае измерений на переменном и постоянном токах.

Такие

приборы обычно имеют несколько различных
шкал, выбираемых с помощью переключателя.
Принцип работы измерительного прибора с подвиж¬

ной катушкой.- В большинстве случаев постоянный ток
измеряется приборами с подвижной катушкой. Такие при¬
боры называют магнитоэлектрическими. Измерительный

прибор с подвижной катушкой часто называют прибо¬
ром Д'Арсонваля в честь знаменитого французского фи¬
зика, который еще в 1882 г.
конструкцию
предложил
гальванометра с подвижной катушкой. Работа прибора
основана на взаимодействии сил между катушкой и маг¬
нитными полюсами.

Когда постоянный
катушку, вокруг нее
северный и южный

ток

проходит через

проволочную

создается магнитное поле, имеющее

полюсы.

Направление

магнитного

катушки можно определить при помощи так назы¬
ваемого «правила правой руки» (рис. 1У.9).
Так как катушка подвешена между полюсами подко¬
вообразного магнита (рис. IV. 10), то она поворачивается
так, что ее северный полюс приближается к южному,
а южный полюс притягивается к северному..
Конструкция измерительных приборов постоянного
поля

Подвижная катушка измерительного прибора
Д'Арсонваля представляет собой несколько витков изо¬
тока.

лированной

проволоки, намотанных на рамку из алюми¬
IV. 11). Рамка выполняется из алюминия, что¬
бы сделать катушку как можно легче. Катушка поме¬

ния

(рис.

щается

между

магнита,
может

полюсами

причем

она

очень

сильного

подвешивается

таким

постоянного

образом,

свободно поворачиваться вокруг своей

оси.

что

На

нижней частях

рамки закреплены стальные
керны, удерживающие рамку в агатовых подшипниках,
благодаря чему она может поворачиваться, почти не ис¬

верхней

и

(рис. IV. 11, слева).

На катушке закреп¬
указатель
стрелка измерительного
относительно
шкалы. Спи¬
перемещающаяся

пытывая трения
также легкий

лен

прибора,

ральная пружина стремится возвратить катушку и стрел¬
ку в нулевое положение на шкале.
Успокоение подвижной катушки. Подвижная катушка
измерительного прибора располагается между полюсами
магнита, причем под небольшим углом
к торцам полюсов. Как только ток начинает обтекать ка-

подковообразного

89

Внешний вид вольт¬
Рис. 1У.13.
используется
метра, в
котором
система
подвижная
(рис. IV И и 1У.12).

магнит

и

Рис. IV. 14 Последовательно с под¬
вижной катушкой измерительного
включается
добавочное
прибора
это со¬
Обычно
сопротивление
внутри
противление монтируется
корпуса измерительного прибора.
тушку, она начинает повора¬
полюсами
чиваться между
постоянного

магнита.

катушки

поворота
ляется силой, с
нитное

поле

модействует
магнитом.

которой

катушки
с

Чем

Угол

опреде¬
маг¬
взаи¬

постоянным

сильнее

ток,

проходящий через измери¬
тельный прибор, тем боль¬
ше

отклонение

катушки

и

стрелки.

Поскольку

подвижная

на
катушка
установлена
подшипниках, то при отклонении она может колебаться

подобно маятнику. Для того чтобы предотвратить такие
колебания катушки, применяют различные методы «успо¬
коения» катушки. Наиболее удовлетворительным мето¬
дом такого рода является метод, основанный на исполь¬
зовании короткозамкнутого
витка
алюминиевой рам¬
ки. Если проволочная катушка прибора намотана на алю¬
миниевую рамку, то при движении катушки в магнитном
поле в рамке наводится электрический ток. Наводимый
магнитным полем электрический ток в рамке имеет такое
направление, что он создает свое магнитное поле, проти¬
водействующее движению катушки. Благодаря этому ка¬
тушка быстро успокаивается. Для установки указателя
измерительного прибора на нулевое деление шкаль!' ис-

приспособление, называемое регулятором
польауется
Этим приспособлением пользуются до
нуля.
установки
включения прибора в схему.
Вольтметр

постоянного

ся непосредственно
рыми

90

измеряется

тока.

Вольтметр

к двум точкам

напряжение

схемы,

подключает¬
кото¬

между

(рис. 1У.2). Поскольку

Подвижная катушка обычно имеет небольшое число вит¬
ков, то ее нельзя подключать непосредственно к источни¬
ку напряжения, так как в этом случае через нее пойдет
слишком

регорит.

прибора

большой ток, и в результате этого катушка пе¬
Чтобы уменьшить ток и получить показания
в

его

пределах

шкалы,

последовательно

ка¬

с

сопротивление (рис. 1У.14). Это со¬
противление увеличивает диапазон измерений вольтметра.

тушкой

включается

При измерении напряжения в большинстве электрических схем
необходимо использовать вольтметр, который не будет сильно нагру¬
жать схему. Измерительный прибор, обладающий недостаточно боль¬
шим сопротивлением, отбирает от схемы значительный ток, в резуль¬
тате чего снижается напряжение в схеме и. следовательно, прибор
не

покажет

то

которое

напряжение,

действует

в

схеме,

когда

он

В связи с этим желательно применять вольт¬
метры с большими добавочными (последовательными) сопротивле¬
ниями, поскольку тогда не будет нарушен обычный режим работы

к

ней

не

подключен.

схемы.

ной

Измерительный прибор переменного тока с подвиж¬
катушкой. Если измерительный прибор постоянного

тока
в

с

цепь

подвижной катушкой
переменного тока, то

лишь только

вибрировать;

включить

непосредственно

прибора будет
переменный ток сна¬

стрелка

так

как

чала

в дру¬
протекает в одном направлении, а затем
гом, причем смена направлений происходит быстро, то
прибор не успевает реагировать на эти колебания.
Для измерения напряжения переменного тока низкой

частоты

можно

совместно

с

использовать

устройством,

§

Выпрямитель (см.
в

постоянный,

так

работать
Эффективные

сможет

в

29)

что

прибор

постоянного

тока

называемым

выпрямителем.
превращает переменный ток

данный измерительный прибор

для него условиях.
переменного тока и перемен¬
ного напряжения. Как переменный ток, так и
перемен¬
ное напряжение меняют свою величину по мере того, как

электронный

подходящих

значения

нарастает от нуля до максимума,
нуля. Количество энергии, по¬
лучаемой от переменного тока в единицу времени, отли¬
чается от количества энергии, получаемой от соответст¬
вующего постоянного тока. Постоянный ток обычно соз¬
а

затем

поток

снова

спадает до

дает неизменное по величине

напряжение, в то время как
непрерывно изменяет напряжение от ну¬
ля до максимального значения, а затем обратно до нуля.

переменный

ток

В связи с этим возникает

эффективного

значения

необходимость определения

напряжения переменного

тока.
91

Рис. ГУЛ 5. Кривая, показывающая изменение
ния переменного тока

синусоиду. На кривой указаны
чения

напряжения,

величины

в течение одного

периода,
максимальное и

которые достигаются дважды

и

направле¬

представляет собой
зна¬

эффективные
в

течение каждого

периода.
Рис.

1У.16. Измерительный прибор

с

подвижным

листком.

Когда

ка¬

прибора обтекается

током, между двумя стальными листками
возникают силы отталкивания.
Один листок неподвижен, а другой
тушка

При прохождении через катуш¬

может вращаться вокруг своей оси.
тока подвижный листок^ отклоняется.

ку

Расчеты показывают, что эффективное значение напря¬
жения или тока в случае переменного тока равно 0,707
от максимального значения
(рис. IV. 15). Измеритель¬

приборы переменного
образом, что считываемые
эффективными значениями
ные

тока
с

проградуированы

них

показания

таким

являются

измеряемого напряжения или
к. эффективное напряжение
позволяет определить величину вырабатываемой энергии.
Переменный ток с эффективным напряжением 100 в
тока.

Это

очень

важно,

т.

вырабатывает

то же количество энергии, что и постоян¬
напряжением 100 в. Эффективное значение ве¬
личины переменного тока эквивалентно такой величине
постоянного тока, при которой вырабатывается такое же
количество энергии, как и в первом случае. Измеритель¬
тока
обычно градуируются
ные приборы переменного
в эффективных значениях измеряемых величин.
Измерительный прибор с подвижным сердечником.
Выше отмечалось, что измерительный прибор с подвиж¬
ной катушкой работает только на постоянном токе. Для

ный

того

9,2

ток

чтобы

можно

было пользоваться таким

прибором

на

переменном токе,

его

необходимо снабдить выпрями¬

измерения переменного тока
низкой частоты обычно применяется прибор, получив¬
ший название измерительного прибора с подвижным
сердечником. В данном измерительном приборе исполь¬
зуется цилиндрическая катушка с двумя стальными сер¬
дечниками в виде листков (рис. IV. 16). Такие приборы
называют электромагнитными.
Один из листков неподвижен, а второй может пово¬
рачиваться вокруг своей оси. Подвижный листок соеди¬
тельным

нен

со

устройством. Для

прибора. Когда

стрелочным указателем

прибор

и сталь¬
подключен к схеме, по катушке проходит ток
ные листки намагничиваются. Подвижный и неподвиж¬

ный

листки

полюса

части

намагничиваются

так,

располагаются одинаково:

листков.

их

что
в

одноименные

верхней

и

нижней

Поскольку

одноименные полюса оттал¬
киваются, подвижный листок поворачивается, и расстоя¬
листком
ние между ним
и неподвижным
возрастает.

Одноименные

полюса

на

листках

располагаются друг
против друга
случае, когда по катушке проходит
переменный ток, так что стрелка указателя отклоняется.
При отсутствии тока в катушке листки при помощи спи¬
ральной пружины удерживаются близко друг к другу.
Когда такой прибор применяется в качестве вольт¬
метра, последовательно с его катушкой включается доба¬
вочное сопротивление, которое служит для увеличения
диапазона измерений вольтметра.
и в том

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
1.

Измерение напряжения

Возьмите

аккумуляторную

постоянного тока

со

шкалой

постоянного тока

батарею
0 15

в.

и

вольтметр

Подсоедините

к вольтметру два изолированных провода. Соедините по¬
ложительный зажим вольтметра с положительным зажи¬

мом

аккумуляторной батареи. Другой

зажим

вольтмет¬

батареи. Како¬
во показание вольтметра? Что произойдет, если вы по¬
меняете местами провода, подсоединенные к вольтметру?
Измерьте напряжение каждого элемента батареи, под¬

ра соедините

с

отрицательным

зажимом

соединяя провода, идущие от вольтметра, последователь¬
но к зажимам каждого элемента. Каково
напряжение

отдельных

элементов

батареи?
П

2.

Измерение напряжения

настенной

в

штепсельной розетке
Возьмите вольтметр переменного тока со шкалой
О 250 в. Подсоедините к каждому зажиму вольтметра
по изолированному проводу. Свободные концы проводов
вставьте в штепсельную вилку и подсоедините их к ее

штырькам. Убедитесь, что провода не касаются друг дру¬
га. Вставьте вилку в штепсельную розетку. Каково по¬
казание

вольтметра?

3.
Изготовление вольтметра
лампочкой

Материалы, необходимые

неоновой

с

для

вольт¬

изготовления

метра:
Сопротивление 200 ООО ом, 0,5 вт
Потенциометр 500 000 ом с ручкой
Неоновая лампочка типа МН-3

Изолированные проводники длиной

.

управления
по

8

см

/

.

.

.

.

.

.

Монтажный провод

Трубка из изоляционного материала длиной около 5 см
Диаметр трубки должен быть выбран с таким расчетом,
.

1
1
1
2
1
1

чтобы в нее можно было вставить потенциометр

Вырежьте
и трубка

как

кружок
из

из

картона

изоляционного

такого

же

материала.

диаметра,

Проделайте

центре этого картонного круга отверстие, достаточное
для того, чтобы через него проходила ось потенциомет¬
ра. Приклейте картонный круг к трубке. Вырежьте сбо¬
ку трубки небольшое продолговатое отверстие. Размеры
этого отверстия должны быть такими, чтобы неоновая
лампочка была бы достаточно хорошо видна через него
в

и в то же

время

не могла выпасть

через

него.

Прежде

Рис. 1У.17. Вольтметр
новой лампочкой,
94

с

нео¬

чем

поместить

трубку,

все

детали

в

нец

трубки

можно

произ¬
ведите пайку всех соедине¬
согласно
IV. 18.
ний,
рис.
Разместите все детали внут¬
ри трубки и установите по¬
тенциометр таким образом,
чтобы его ось выступала
через отверстие в картонном
диске, прикрывающем один
из концов трубки. Этот ко¬

закрыть

Рис. 1У.18. Монтажная

и

схема

электрическая

вольтметра

с

неоно¬

вой лампочкой.

белой бумагой, так как здесь потребуется установить
диск шкалы для калибровки вольтметра. На оси потен¬
циометра нужно жестко закрепить ручку с белой чер¬
той
указателем.
Прозрачным клеем приклейте неоновую лампочку
к внутренней поверхности трубки так, чтобы лампа была
видна

через

заранее

проделанное

Для калибровки вольтметра
сухой батареей, предназначенной
радиоприемника, или
несколько различных

отверстие

можно

для

источником

в

трубке.

воспользоваться

анодного питания

питания,

создающим

напряжений. При работе с вольт¬
метром и источниками высокого напряжения (сеть, выпря*
мители) будьте внимательны, поскольку используемые

напряжения достаточно высоки и могут вызвать сильный

электрический удар. При измерении напряжения
избегать

контакта

90-е

с

зажимами

прибора.

В

важно

случае

ис¬

анодного питания прием¬
ника подключите к ее зажимам два конца прибора. Уста¬
пользования

батареи

для

новите

ручку потенциометра

тором

неоновая

лампочка

в

положение, при ко¬
начинает
светиться.

такое

только

95

Если

лампочка

светиться, когда

продолжает

концы

на¬

шего

вольтметра подключены, поворачивайте ручку по¬
тенциометра до тех пор,' пока свечение почти полностью
не исчезнет.

В соответствующей точке

гаснуть) сделайте черточку

чинает

над этой черточкой «90

пытательный

вольт».

(концы

конца

(где

на

лампочка на¬

шкале.

Затем

Напишите

вставьте

вольтметра)

в

два

ис¬

настенную

напряжение на дис¬
настенной штепсельной розет¬
ке обычно равно 127 в. Как и в случае подключения ба¬
тареи анодного питания, ручку
потенциометра
нужно
свечение
установить в такое положение,
при котором

штепсельную розетку

ке

шкалы..

лампочки

образом

и отметьте это

Напряжение

в

На диске шкалы таким же
другие известные нам напря¬

начинает исчезать.

можно отметить и

жения.

Контрольные вопросы
1. Что такое напряжение?
2. Поясните разницу между
3.
Перечислите несколько

э.

с.

д.

и напряжением.

устройств
(приборов),
способных создавать напряжение.
4. Какие величины напряжений обычно используются в быту?

5. Нарисуйте схему
пряжения
6.

или э. д.

Почему при

различных

включения

для

вольтметра

измерения

на¬

с.
использовании

вольтметров

тока

переменного

необходимости отмечать полярность зажимов, служащих для
подключения прибора к схеме?
7. Как называется измерительный прибор,
которым можно из¬

нет

мерять

и

переменный,

и

постоянный

ток,

а

также

различные

на¬

пряжения?
8. Перечислите

важнейшие

детали

измерительного

подвижной катушкой.
в
9. Почему необходимо применять
«успокоение»
с подвижной катушкой.
10. Почему последовательно с подвижной катушкой
включать сопротивление?
ра необходимо

прибора

с

11. Какое устройство (прибор)
местно

с

вольтметром,

имеющим

необходимо

подвижную

приборе
вольтмет¬

использовать

катушку,

при

сов¬
изме-

рении переменного тока?
12. Какую величину имеет эффективное- значение напряжения
переменного тока, если его максимальное значение равно 20 в?
основные
детали
13. Перечислите
измерительного
прибора
с подвижным сердечником.
11.

ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА

Ток и поток электронов. Выше упоминалось, что
электрическим током называется поток электронов. Если
же направлении,
то
мы
они движутся в одном и том
П

-

имеем
ляется

свое

дело

с

постоянным

потоком

-

током.

электронов,

Переменный

яв¬

ток

непрерывно изменяющим

направление и величину.
того чтобы создать поток

Для

электронов, необходим
источник тока, например генератор, создающий э. д. с.
Электроны начинают свой путь от отрицательного полю¬
са
генератора, проходят через всю схему и возвращают¬
ся к

положительному полюсу генератора.
пример с цепочкой людей, участвующих,

Рассмотрим
в

тушении пожара. Воду берут в колодце, и после того,
очередное ведро, наполнено, люди, образующие це¬
почку, передают его из рук в руки. Последний, кто полу¬
чает ведро, выливает
воду в огонь. Пустое ведро он пе¬
редает человеку, стоящему в другой такой же цепочке,
как

и по ней пустое ведро возвращается к колодцу, где его
снова наполняют.
непрерывно передаются из рук

Ведра

руки от колодца к огню и от огня обратно к колодцу.
Это непрерывное движение ведер подобно потоку элект¬
ронов, которые покидают источник тока и движутся че¬
в

рез схему.
Поток электронов измеряется амперами. В городской
водопроводной системе количество воды, протекающей
через ту или иную трубу, обычно измеряют числом лит¬
ров воды, проходящей через трубу в течение часа. Поток
т. е. электрический ток,
измеряется в едини¬
называемых
цах,
амперами, соответствующих количест¬
ву электронов, проходящих в цепи за 1 секунду. Элек¬
трон обладает очень маленьким зарядом, и, чтобы по¬
лучить ток в один ампер за одну секунду, через цепь

электронов,

Рис. IV. 19.
ми

точками

троны.

Маленькими белы¬

изображены

элек¬

Стеклянные сосуд

батарея, причем отрицательная
половина
батареи
содержит
большое число электронов (бе¬
лых точек).
Электроны поки¬
дают батарею
через отрица¬
тельный зажим, проходят да¬
лее через пластмассовую труб¬
ку
и

и

осветительную

лампочку

трубке к положительной половине батареи.
Этот п'Отрк электронов от отрицательного зажима через освети¬
и обратно к положительному
тельную лампу
зажиму вызывает

вбзвр.а^цаются

по

свечение лампы. Поток электронов называют током. Как уже отме¬
чалось, направлением тока принято считать направление, противо¬
положное направлению потока электронов.

Рис. 1У.20.
Стрелками по¬
тока.
казано
направление
Как мы уже знаем, оно про¬
тивоположно
направлению
потока электронов, идущего
от отрицательного зажима
сухого элемента и далее по

проводам

соединительным

к

осветительной

нее

к

лампе,

положительному

Эта схема
схеме рис. IV.!9.
жиму.

а

от
за¬

подобна

пройти 6 1018 электронов. Сокращенно ампер
обозначается одной буквой а.
Использование амперметров. Амперметр служит для
измерения тока. На всех амперметрах указано, могут ли

должно

они
ном

служить для измерений
токе. Этот прибор, как

на
и

переменном или постоян¬
вольтметр, должен соот¬

ветствовать

и

измеряемому току.
Для измерения тока амперметр включается в цепь,
через него проходит весь измеряемый ток, такой же,

как и в остальной части цепи.

Прежде

чем

подключить

схему, необходимо убедиться в том, что на
нее не подается напряжение.
на
У большинства амперметров постоянного
тока
знак
одном зажиме изображен знак « + », на другом
« ». На амперметрах переменного тока полярность не
указывается, поскольку такой прибор рассчитан на изме¬

амперметр,

в

рение тока, проходящего 1з обоих направлениях.
Измерения тока рекомендуется начинать при помощи
сильноточного
ме,

сколько

то

амперметра. Если ток, проходящий

в

схе¬

чтобы сдвинуть стрелку настолько, на¬
необходимо для получения точного отсчета,

недостаточен,

это

можно

включить

амперметр, рассчитанный

на

мень-

шгую величину тока. Благодаря тому, что мы начинаем
измерения сильноточным прибором, а потом заменяем
его амперметром, рассчитанным на меньший ток, пред¬
отвращается возможность перегорания прибора.

Амперметр

используется, например, в автомашинах,
на переднем щитке
водителя.
В данном случае он служит для того, чтобы показывать
ли аккумулятор
автомашины.
водителю, заряжается
где он устанавливается

98

обозначение

ампер¬

Автомобильный

ампер¬

Условное
метра.

шкалу с
нулем посередине; ког¬
да ток через прибор не
метр

имеет

проходит,
ходится

в

центре

шкалы.

Когда

стрелка

генератор

на¬

заряжает

аккумуляторную батарею

автомашины, стрелка ампер¬
метра отклоняется вправо, а это указывает на то, что
источником тока, питающего схему автомобиля, являет¬
ся генератор.

Когда генератор перестает заряжать бата¬

влево. Это указывает водите¬
электроэнергию дает батарея, что обычно сви¬
детельствует о том, что генератор автомашины не рабо¬

рею, стрелка
лю,

отклоняется

что

тает.

В некоторых цепях, например в радиосхемах, про¬
очень небольшие токи. В этом случае необходимо
использовать измерительные приборы, способные пока¬
зывать тысячные доли ампера. Такие приборы называют¬
ся миллиамперметрами
(рис. IV. 23). Если миллиампер¬
метр имеет шкалу от 0 до 300 ма, то это означает, что
такой прибор способен показывать ток от нуля до трех¬

ходят

сот

тысячных

долей ампера.

Триста

тысячных

ампера равны трем десятым долям ампера

,300

долей
3

(уоооа="То~а~

-0,3а).

Рис 1У.21. В штепсельную розетку сети
127 в
переменного тока
напряжением
подключен нагревательный элемент. Об¬
ратите внимание на то, что один из про¬
водов, идущих к нагревательному эле¬
менту, разорван и в разрыв цепи вклю¬
чен амперметр. Амперметр показывает,
что через нагревательный элемент про¬
ходит ток величиной около 5 а.
99

Рис.
1У.22.
На
рисунке
(вверху) изображена элек¬
детали

трическая

схема,

которой

показаны

дает

напряжение,

по

двум
к
дится
сельной

которое
подво¬

настенной

штеп¬

гревательный

Когда

элемент

штепселя

чается

к

соз¬

проводам

розетке.

мощью

на

Генератор

1У.21.

рис.

с

на¬

по¬

подклю¬

генератору,

в

схе¬

ме начинает проходить элек¬

трический
рения

ток.

силы

Для

тока

изме¬

в

разрыв
проводов включен

одного из

амперметр. Внизу дана
же

схема;

здесь

эта

генератор,

и
амперметр
нагреватель¬
ный элемент показаны
при
помощи

обозначе¬

условных

ний.

Примерное потребление
бытовыми

тока

электро*

некоторыми

приборами:

Швейная машина
Осветительная лампа

накаливания

(100 ет)

....

0,8
0,83

а

а

Радиоприемник

0,85

Холодильник

2,00

а

Телевизор
Стиральная машина
Электроутюг

2,00

а

2,50

а

6,60

а

Домашняя установка

для

кондиционирования воз¬

духа

...

Конструкция

а

амперметра.

Конструкция

12,00

а

амперметра

подобна, конструкции вольтметра (см. пре¬
дыдущий параграф). Как и в вольтметре, здесь исполь¬
в

основном

зуется Подвижная катушка. Величина проходящего по
ней тока определяется по отклонению стрелки. Некото¬
рые амперметры вместо вращающейся катушки имеют
подвижный сердечник. На рис. 1У.24 и 1У.25 показано

устройство амперметра. Амперметр
трическую

цепь

проходящий по ней
прибор. Амперметр

ток

проходит

должен

включается

таким

последовательно,
и

через

обладать

в элек¬

образом, весь
измерительный

по

возможности

сопротивлением, чтобы при его включении в цепь
величина проходящего по ней тока мало
изменялась.
малым

100

Рис.

1У.23.

Рис. 1У.24.

Рис. 1У.23. Миллиамперметр показывает 185 ма. Такой ток проходит
через 1,5-вольтовую осветительную лампочку, когда она подключа¬
ется к элементу для электрического карманного фонарика.
Рис. 1У.24. Общий вид подвижной системы амперметра с подвижной
постоянный
подковообразный
катушкой. В приборе используется
магнит. Подвижная катушка такая же, как и на рис. IV. 11.

прибор обладает

-Если

большим сопротивлением, то ве¬
него тока будет отличаться

личина проходящего через
от тока

в

цепи

при отсутствии амперметра,

и

показания

прибора будут неточными.
Катушка в большинстве
большое сопротивление и
ко при измерении малых

Рис.
Рис. 1У.25.

вижной
ку

со

амперметров имеет очень не¬
быть использована толь¬
токов, так как при более силь-

может

1У.25.

Рис.

1У.26.

Амперметр удаленной лицевой панелью корпуса. В под¬
прибора используетсй магнит, охватывающий катуш¬
с

системе

всех

сторон.

Рис. 1У.26. Подвижная система с

катушкой (в разрезе), используе¬
Гальванометром называется измерительный
прибор, предназначенный для измерений очень малых токов.

мая

в

гальванометре.

101

Рис.

В

1У.27.
с

раллельно

включается

тушкой
а

шунт.
тока

часть

значительная
кает

амперметре па¬
ка¬
подвижной
Не¬

проте¬

прибора,

через

остальная

катушку
часть тока

прохо¬

дит через шунт.

ных токах она

может пе¬

Для

уменьше¬

регореть.
ния

зя

тока

в

нель¬

катушке

использовать

последо¬

включенное сопротивление, так как при этом
амперметр будет обладать большим сопротивлением, что
недопустимо.
Изменение пределов измерения тока. Для того чтобы
и
предотвратить перегорание катушки
одновременно
увеличить пределы измеряемого тока, между концами
подвижной катушки включается сопротивление, назы¬
вательно

шунтом. Благодаря шунту через катушку проте¬
кает лишь небольшая часть измеряемого тока, в то же
время остальная, значительно большая часть тока про¬
текает через шунт (рис. IV. 27). Таким образом, ампер¬
метр с шунтом представляет собой очень небольшое соп¬

ваемое

ротивление для тока, проходящего в схеме, поэтому та¬
кой прибор правильно показывает величину измеряемо¬
го тока.

Про шунт, подключаемый между концами подвижной
катушки прибора, говорят, что он включен параллельно
можно изме¬
катушке. Предел измерения амперметра
нить, если изменить величину сопротивления шунта. Если
необходимо измерять очень большие токи, то параллель¬
но катушке нужно включать совсем небольшое сопро¬
Включение этого небольшого шунта приводит
большая часть тока проходит
через шунт
тому,
небольшая
и
лишь
через катушку. Поскольку лишь
небольшая доля тока проходит через катушку, для откло-

тивление.
к

что

Рис.

1У.28.

Амперметр

мой, рассчитанной

на

1

с

подвижной

схему,
100 ма. Откло¬

через которую проходит ток
нение стрелки на всю шкалу в
боре можно получить тогда,

шунт протекает
ную

102

ток

катушку всего

99

систе¬

ма, включен в

ма,

1 ма.

а

таком

когда

через

при¬

через

подвиж¬

Рис. 1У.29. Когда опущен¬
ные в медный купорос ключ
и

медная

полоска

подсоеди¬

к

элементу,
сухому
положительные частицы ме¬
ди переходят в раствор и
нены

притягиваются отрицательно
заряженным ключом. По ме¬
ре того как ключ гальвани¬
чески

покрывается

медная

нения

полоска

медью,

«тает».

прибора требуется больший ток, и, сле¬
пределы измерения прибора расширяются.

стрелки

довательно,

Для

чтобы

измерять малые токи, нужно ис¬
шунта большое сопротивление.
В случае применения такого шунта большая доля тока
протекает через катушку, и поэтому измерительный при¬
бор способен реагировать на меньшие токи.
того

пользовать

в

качестве

Если, например, амперметр
1

со

шкалой, рассчитанной

такой амперметр, стрелка кото¬
рого отклоняется на всю шкалу при токе 1 ма, включить
в электрическую цепь с током 100 ма (0,1 а), то стрелка
на

(0,001 а),

ма

прибора

т.

е.

отклонится

за пределы шкалы до упора, а его
катушка перегорит. Для того чтобы такой
прибор можно было использовать в данном случае, па¬
включить
необходимо
раллельно его катушке
шунт
(рис. IV. 28). Шунт должен быть рассчитан так, чтобы
подвижная

максимальный ток,

который может протекать через под¬
вижную катушку прибора, соответствовал току, вызы¬
вающему отклонение стрелки прибора точно на всю шка¬
лу. Остальная часть тока должна проходить через шунт.
Гальваническое покрытие. Через некоторые растворы
химических
же,

соединений электроны

движутся

точно так

через обычные проволочные проводники. Про¬
тока через растворы используется для создания

как и

текание

гальванических

покрытий,

наносимых

на

металлические

чтобы предохранить их от ржавчины или улуч¬
шить их внешний вид.
Для нанесения покрытия этим
способом наиболее часто пользуются такими материа¬
детали,

лами,

как

золото.
шин

медь,

никель,

Так, например,

покрыты

слоем

серебро,

многие

хром, цинк, кадмий

детали

легковых

и

автома¬

хрома.
103

Растворы, используемые
обычно

для

изготовляются на основе

покрытий,

получения

соли металла,

раствора

такой, например, как сульфат меди (медный купорос),
применяемый для нанесения медного покрытия^ или суль¬
фат никеля, применяемый для получения никелевого по¬
крытия.
Деталь,
скается в
с

на

которую

нанести

нужно

электролитический

раствор

покрытие, опу¬
и

соединяется

электрического источника
постоянного
Положительный зажим источника
тока.
обычно соединяется с полоской металла, например
медью, никелем или серебром, из которого образуется
покрытие. Деталь, на которую должно быть нанесено

отрицательным

покрытие,

и

зажимом

полоска

металла,

ся, опускаются в раствор

из

которого

оно

(рис. 1У.29). Когда

образует¬

к этим

двум
металлическим деталям подключается источник посто¬
янного тока, через раствор соли металла начинает про¬
ходить ток. В результате этого в растворе металличе¬
ские частицы

которую
покрытие. Когда они достигают дета¬
ней откладывается тонкий слой металла, который

требуется
ли,

на

начинают двигаться к детали, на

и является

нанести

покрытием.

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
1.

Использование неоновой

индикатора переменного

или

лампочки

в качестве

постоянного тока

Возьмите
на
неоновую
лампочку
напряжение
125 150 в, а также патрон для этой лампочки. Подклю¬
чите два провода (в разрыв одного из проводов жела¬
включить
балластное
100
тельно
сопротивление
200 ком), соединенные с зажимами патрона, к штепсель-

Условное обозначение
вой лампочки.

104

неоно¬

Рис. 1У.30. Самодельный амперметр включен для измерения тока че¬
рез осветительные лампы накаливания.

ной розетке сети переменного тока 127 в. Лампа сразу
же засветится и оба электрода лампы начнут светиться.

Обратите

внимание, что от обоих электродов исходит
мерцающее свечение. Это мерцание объясняется
колебаниями напряжения переменного тока. Теперь под¬
ключите два провода, идущие от патрона лампочки, к
электрическому источнику постоянного тока. В качестве

слегка

источника постоянного тока можно воспользоваться 90-е

батареей

анодного

внимание

на

питания

что

Обратите

радиоприемника.

светится

лишь

из

электродов
лампы. Поменяйте местами концы проводов, подсоеди¬
няемых к батарее. Что при этом происходит? Каким об¬
разом мы можем определить, какой ток протекает через
лампу, переменный или постоянный?

2.

то,

один

Изготовление самодельного амперметра

Материалы, необходимые

для

изготовления

само¬

дельного амперметра.
Обмоточный провод 0 0,5 мм
Прокладки (шайбы) из фибры 0 18 мм
Трубка (из картона фибры или эбонита) с диаметром
отверстия от 5 до 6 мм длиной 40 мм

Стрелка
,

из

жести

60x80

Панель (задняя стенка)

мм

из

15 м
2

1
1

фанеры 6x115x180

мм

.

.

Основание из дерева 18x76x115 мм
цилиндрический стержень из мягкой стали
Якорь
0 5 мм длиной 55 мм (якорь должен свободно про¬
ходить через трубку)
Зажимы с круглой головкой, шурупы
.

1
1

1

.

105

Изготовление амперметра.
в

двух

так,

прокладках

Просверлите

чтобы

они

плотно

отверстия
садились

трубку. Приклейте по одной прокладке на концы
трубки. Намотайте на трубку 15 м обмоточного провода
на

виток к

витку.
Изготовьте

прибора,

для

подставку-держатель
чего

измерительного

прибейте

к

деревянному основанию
заднюю стенку. Разместите дегали,

гвоздями фанерную
как показано на рис. 1У.31.

Вырежьте из жести стрелку-указатель, форма и раз¬
меры которой приведены на рис. 1У.31. Пробейте с по¬
мощью гвоздя отверстие в центре стрелки. Чтобы стрел¬
ка не
перекашивалась, с задней стороны стрелки необ¬
ходимо припаять небольшую полоску жести. Длина
этой полоски должна быть равна приблизительно 25 мм,
а ширина 6 мм. Она
припаивается как раз под отвер¬
стием в центре стрелки и изгибается так, как это пока¬
зано на рисунке. В точке, расположенной против отвер¬
стия в центре
стрелки, в полоске жести также пробива¬
ется отверстие такого же
размера, так что гвоздь, кото¬
рым крепится стрелка, будет проходить и через отвер¬
стие в небольшой жестяной полоске. Гвоздь выполняет
роль оси и удержи¬
вает стрелку у
зад¬
ней стенки.

Катушка должна
быть закреплена на
стенке
задней
при
помощи двух неболь¬
ших кусков проволо¬
ки, из которых один
кака¬
прихватывает
тушку сверху, а дру¬
гой снизу. В фанер¬

ной стенке сверлят¬
ся
неболь¬
четыре
ших отверстия,
так
что куски проволокц
могут быть
с обратной

фанерной
Припаяйте
Рис.

1У.31.

амперметр.
106

Самодельный

двух

стянуты

стороны
стенки.

Концы

проводов
катушки к двум

от

кон¬

тактным

на

установленным

зажимам,

деревянном

осно¬

вании.

Тщательно проверьте, чтобы якорь (диаметр 5
шке.

мм

и

мм) свободно проходил через отверстие в кату¬
Закрепите небольшой крючок на верхнем конце

длина

55

якоря. Это можно сделать, припаяв к якорю небольшой
кусок медного провода. Затем стрелка-указатель и якорь

ниткой, причем ее длина выбирается так,
чтобы якорь примерно на четверть своей длины заходил
внутрь катушки, когда стрелка направлена вертикаль¬
но вверх. Другой кусок нитки необходимо пропустить
связываются

другой

стороне стрелки. Здесь нитку
которую подвешивают дужку
свинцового припоя. Вес этого кусочка припоя выбирав
ется так,
вес
чтобы сбалансировать
(уравновесить)

через отверстие

связывают

в

на

петлю,

на

якоря.
но

Калибровка прибора. Самодельный амперметр мож¬
прокалибровать при помощи нескольких осветитель¬

ных

ламп

накаливания

известной

параллельно три патрона

мощности.

Соедините

осветительных ламп. Ам¬

для

перметр должен быть включен в разрыв одного из двух
идущих от патронов к штепсельной
розетке

проводов,

электрической
одну в 50 вт.
па

напряжением 127

сети

Возьмите три

Вверните

загорится

и

в.

две по 25 вт и

осветительные лампы
в

стрелка

метьте точку на шкале,

50-ваттную лампу. Лам¬
прибора сдвинется влево. От¬
против которой стрелка остано¬
патрон

величиной
вилась. Эта точка соответствует току
0,41
Оставляя ввинченной 50-ваттную лампу, ввинтите

а.
во

второй патрон 25-ваттную осветительную лампу. Стрел¬
ка прибора отклонится еще дальше влево. Прибор те¬
перь

показывает около

ну точку на шкале.

ную лампу.
жение

будет

Стрелка

а, и можно отметить еще од¬
ввинтите

сдвинется

соответствовать

амперметр можно
димых измерений.
3.

0,62

Теперь

опять,

току

использовать для

еще

и

0,82

одну
ее

а.

25-ватт¬

новое поло¬

После этого
необхо¬

выполнения

Нанесение медного покрытия

Наполните стеклянную банку емкостью 0,5 л ра¬
створом медного купороса. Опустите в раствор медную
полоску шириной 25 мм и длиной около 100 мм и закре¬
пите ее поближе у одной из сторон банки. У противопо¬
ложной стороны банки поместите в раствор предмет,

107

на который вы хотите нанести медное покрытие, напри¬
мер кусок бронзы или какого-нибудь другого немагнит¬
ного материала. Воспользуйтесь сухим элементом й под¬
ключите его положительный зажим к полоске меди, а от¬

который
будет проходить
нанесения покрытия. Через 15
раствора предмет, .на который

рицательный
сти

к

покрытие. В

процесс

нуть

из

на

предмету,

вы

хотите

нане¬

ток, и начнется

схеме

мин

можно

вы¬

наносилось

по¬

крытие.
Контрольные вопросы
1. В каких единицах измеряют величину тока?
2. В чем состоит различие между переменным
током?
3. Назовите

и

постоянным

тока.

прибор для измерения
Нарисуйте схему, содержащую

сухой элемент, соединенный
лампочкой, и покажите, куда нужно включить амперметр.
5. Объясните, почему следует отключать напряжение от схемы
при подсоединении амперметра.
6. Что означает приставка милли?
7. Через цепь протекает ток величиной 0,150 а\ какова будет
его величина в миллиамперах?
8. Какой ток (переменный или постоянный) используется при
гальваническом покрытии?
4.

с

12.

вода

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Сопротивление. В электрической цепи имеются про¬
и ряд
устройств, препятствующих прохождению

тока, другими словами, каждая цепь обладает опреде¬
ленным сопротивлением для гока.
Электрическое сопротивление можно сравнить с тре¬
нием, которое препятствует свободному перемещению
движущихся предметов. Автомашины, мчащиеся по ав¬
тостраде, преодолевают трение
ми

и

пркрытием,
Во всех этих

дорожным

воду и т.
движение.

<о

д.

о

для

потока

электронов.
своего

и

между

цепи

трение

движения,

трение
замедляет

является

Поэтому

уменьшает скорость
в цепи уменьшается. Чем больше

шина¬

испытывает

случаях

Сопротивление электрической
ствием

воздух

лодка

и

препят¬

часть

из

величина

них

тока

сопротивление цепи,

тем меньше в ней величина тока.

Сопротивление цепи можно повысить, если увеличить
длину провода, используемого в ней, поскольку при этом
удлиняется путь,
108

который

должен

пройти

поток

элек-

Условное обозначение сопротивления

(резистора).

тронов. Если взять провод с меньшим сечением, сопро¬
тивление также возрастет (при той же длине провода),
так
по

как при
этом
как
бы сокращается
которому движутся электроны.

Почему

ширина

пути,

сопротивлении выделяется тепло.

Электри¬
(резисторы) находят широкое при¬
Они используются,
менение в различных устройствах.
например, в приборах для преобразования электричес¬
ческие

в

сопротивления

кой энергии в тепловую. В электрической цепи электро¬
ны, двигаясь по проводам, сталкиваются друг с другом
и с атомами вещества проводника.
При этих столкно¬
вениях выделяется тепло.

Усилить тепловыделение при прохождении электри¬
тока через проводник
можно, увеличив ток в
нем. Это может быть сделано путем повышения напря¬
жения, действующего в цепи. Чем больше поток элек¬
тронов, тем больше столкновений между электронами и
атомами и тем больше тепловыделение.
ческого

Рис. 1У.32. Образцы трех различ¬
ных

нагревательных

Наиболее

крупный
ва) используется в
натном

элементов.

элемент

(сле¬

настенном ком¬

приборе;
(в центре)

отопительном

небольшой

элемент

в

электрическом кофейнике; сред¬
ний по величине элемент (спра¬
в
ва)
электрическом рефлекто¬
ре, предназначенном для отопле¬
ния жилых помещений. Во всех
этих элементах использована нихромовая проволока, намотанная
на керамическое основание.

109

ис¬
кприменя¬ олбы повы¬ воздухе усло¬

материа¬

про¬

на¬

накла конец
штабика

стек¬

ти¬

утол¬

крючки используетя ниверсаль¬ повышен¬ других горлвине спирали
в
о
з
н
и
к
а
е
т
з
а
щ
и
е
т
в
и
т
к
а
м
у
м
е
н
ь
ш
и
т
л
а
м
п
х
штабик всталяю диск имеющх газов расплвя ь между нити прохдит
накливя
конец наз чеия, требу тся горячих лампы, если
мощнсть,

легкопав стекло лампх, лампх, открыом риамзелтичьную конец подерживающ
м
о
л
и
б
д
е
н
в
й
р
а
с
п
л
в
е
н
о
колба служит таких выдержиать
могут
м
е
т
о
р
л
г
и
ч
с
к
х
ТСтекляна обычно угоплавке только должны темпрау, Колбы размер. Крючки подерживают Утолщеный изготвленя всталяю Стекляный Слюдяной
ее

нить

в

его

из

на

в

и

ток.

в

в

и

Предоханитль

10

в

9

ло

в

7

8

где

простой малог
обычна накл.

12

за¬

от

,

свет,

лампы верхне¬

цок ль выодв

в

нит,"спралш сравнительо

когда

вин¬ кон¬

спирали спираль
иметь диаметра

свернутойбльшог
Нить диаметр ,

по

или

6

в

вид

может
накла

ней

у
ч
а
с
т
к
м
и
л
а
м
п
х
т
я
ж
е
л
ы
х
п
р
о
ц
е
с
лов стекло: ется кот рых шен ую пользуемых виях. форму вол ки (спираль).
греватся крючки. щен ый ного ную пов, ляцию колбы. питаня случае,
и

11

в

в

его

и

в

цепь том дуга.

цирку¬

излучает

к

цтипчный ентральомудругой цокля. накла
корпуса
ц
о
к
л
я
,
Цок ль
тов го приавется
накливя.
из

Один
типа.

нить

к а

Ее

краю

п.
т.
и

такту му

5

из¬

азо¬

от

до

ме¬

нож¬

стек¬

же

внеш¬

участке

из¬

за-

откачи¬ инерт¬ лампы кол¬ кол¬ отпаи¬ лампа
процес колбы водятс предлы отрсок
штенгль

с
т
е
к
л
я
н
а
П
р
о
в
д
н
и
к
р
а
с
ш
и
е
н
я
,
с
е
р
д
ч
н
и
к
о
м
п
р
е
д
с
т
а
в
л
я
ю
¬
в
о
з
д
у
х
н
е
п
р
¬
мощнстью' (электроды) стекляна лампы сплав
з
а
п
о
л
н
е
и
я
В
ы
в
о
д
иоткачня инертым спарени используетя лампы никеля подв ят находится (гермтичный) выодв платин , провлку материл^ тепловг ножки. котрую лампы изготвлен выступае откачи корткий Электричсая
ножку.
воздух После
с
т
е
к
л
о
а
р
г
о
н
а
.
н
а
к
л
а
;
В
ы
в
о
д
ы
С
п
р
е
с
о
в
а
н
я
о
б
л
ч
к
о
й
Ш
т
е
н
г
л
ь
заполняетс медляющи большинстве готвляюс цокля ножку ницаемый талическх ляную желзо-никвг таког коэфицент трубка, готвления вается штенгль инертым вается
участке стекляную места ток
впая нит .

смесь

лампа газ ми, нити

впай

к

на

тот

и

на

в

меди впая'
места

ламп

в

'

име т

с

в

меди.

от

полая

из

из

и

вт

В

здесь

и

из

собой

и

и

40 та

2

через

из

и

Газ
/

до

и

в

из

выше

за

нее

нити

3

ка

впая щего из ней из

что

4

При

газом

т ошг

его
и

газы.

пг\ит

ЯР'ТПС 1У.З .

ные бы. бы ПТ^ Г» Рис.

Всем хорошо изве¬
стны многие типы бы¬
товых

электронагрева¬
тельных приборов, на¬

пример электрические
плиты, водонагревате¬
ли, утюги и электри¬
ческие грелки. В таких
бытовых приборах для
ис¬
тепла
йолучения
пользуется
проволока
из
материала с высо¬
ким
сопротивлением

(рис. IV.32). В

качест¬

*

такого

ве

материала
Ни¬
нихром.
служит
хром представляет со¬
никеля
бой
сплав
с хромом. Высокое со¬

противление в сочета¬
способностью
нии
со
не

Рис. 1У.34. Сопротивление
уменьшает

рез

общай

ческая

схема;

вид
д

регулирования

схеме

протекающий

осветительную

а

для

ток,

в

че¬

лампу:

схемы;
схема

б
с

яркости

цри

расплавляться

очень

темпе¬

высокой

ратуре делает нихром
идеальным
материа¬
лом
для
нагреватель¬
ного элемента.

электри
реостатом
лампы.

В

осветительной

электрической

лампе,
называемой лампой на¬
каливания,

электрона¬
используется для
получения света. Вну¬
грев

три такой лампы,
стеклянной колбе,
ходится

Эта

нитью

нить

изготовляется

Стрелка

на условном обозначении
на
то,
указывает
сопротивления
это
что
сопротивление является

переменным.

на¬

проволочка,

называемая
кала.

в ее

на¬

накала
из

мате¬

риала с высоким со¬
противлением. Обычно
таким материалом слу¬
жит вольфрам. Когда
поток
электронный

111

проходит по вольфрамовой нити, в результате столкнове¬
ний между электронами и атомами выделяется тепло.
Это тепло столь велико, что нить раскаляется добела и
настигает

излучать

рала, ее помещают
Вместо воздуха ее

свет.
в

Для

колбу,

того
из

чтобы

которой

нить не

откачан

перего¬
воздух.
Благо¬

заполняют инертным газом.
лить долго не перегорает.
раскаленная
даря этому
Сопротивление, используемое для регулирования ве¬
личины тока
и изменения
напряжения. Часто оказы¬
вается желательным иметь возможность регулировать
количество электроэнергии, потребляемой прибором. Та¬

регулирование, например, необходимо

кое

ной системе,
мо

гасить

применяемой

свет

осветительные
ламп
в

постепенно.

в

осветитель¬

театра, где необходи¬
Если ток, проходящий через

в

зале

уменьшается, то свечение этих
более тусклым. Для уменьшения тока
вводят большее сопротивление из нихролампы,

становится

цепи

в

нее

мовой проволоки. Сопротивление включается так, как
показано на рис. 1У.34, б и, следовательно, один и тот же
ток протекает через сопротивление и осветительную лам¬
пу. Благодаря введению сопротивления величина тока,
проходящего через лампу, уменьшается. Свет лампы ста¬
новится более тусклым. В данном случае напряжение,
поступающее на лампу, уменьшается сопротивлением.

яркости света обычно используют пере¬
сопротивление, называемое реостатом.
В реостате имеется подвижный контакт, позволяю¬
щий изменять величину сопротивления, вводимого в схе¬

Для

изменения

менное

му (рис. 1У.35 и 1У.36). Когда подвижный контакт уста¬
навливается в крайнее левое положение (рис. IV.34), к
лампе прикладывается все напряжение и она горит ярко.
Когда подвижный контакт перемещается вправо по ча¬
совой стрелке,
величина
вводимого в
сопротивления,
схему, возрастает и свет лампы становится 1более туск¬
лым.

Реостаты используются для регулирования скорости
вращения электродвигателей. Скорость вращения элек¬
трической швейной машины можно изменять при помо¬
щи переменного сопротивления, подвижный контакт ко¬
торого можно перемещать ступней или коленом ноги.
Когда мы нажимаем ногой на педаль реостата, вёличина его сопротивления уменьшается и в
результате этого
на двигатель подается большее
напряжение, при этом
скорость его вращения увеличивается.
112

Рис. 1У.35. Лампа горит ярко,
в

данном

положении

его

так

подвижного

проходит только через лампу.

как

сопротивление
реостата
равно нулю и ток

контакта

Вольтметр, подключенный параллельно

лампе, показывает 117 в.

Измерение

сопротивлений.

Величину

сопротивле¬

измеряют в единицах, называемых омами. Некото¬
рые электрические цепи имеют сопротивление всего
в несколько ом, сопротивление других цепей может до¬
ния

стигать

миллионов

ом.

Сопротивлением обладают

все

проводники электрических приборов.
В тех случаях, когда через постоянные сопротивле¬
ния необходимо пропускать очень большие токи, они из¬
соединительные

готовляются

Рис.

1У.36.

из

нихромовой проволоки, Если через

Подвижней

контакт

реостата

проходит через лампу и через часть
ние реостата снижает напряжение на
ния лампы при этом уменьшается.

установлен так, что ток

обмотки
лампе

схе-

реостата.

до

Сопротивле¬

60 в, Яркость свече¬
113

му проходит

очень сла¬

такой, напри¬

бый ток,

мер, как во многих ра¬
диосхемах, используют¬
ся постоянные
сопро¬

Переменные

тивления.

сопротивления изготов¬
ляются также либо из

нихромовой проволоки,
либо из других мате¬
Условное обозначение прибора для
измерения сопротивлений в омах.

риалов,

в

зависимости

какой ток
они должны быть рас¬
от

того,

на

считаны.

Сопротивление

мож¬

измерять при помо¬
щи
измерительного
Рис. 1У.37. Постоянное сопротив¬
омметра.
прибора
ление.
Некоторые универсаль¬
ные приборы, служащие для измерения тока и напряже¬
ния, могут быть также использованы в качестве оммет¬
ров. Очень точный прибор, предназначенный для изме¬
но

рения

сопротивления,

Уитстона.

мостиком

называется

При измерении сопротивления с помощью
надо убедиться в том, что от схемы отключено

омметра
напряже¬

В противном случае можно повредить омметр. Со¬
противления
приборов
определить
нагревательных
при помощи омметра точно нельзя. Когда проволока
нагревается, ее сопротивление возрастает и сопротивле¬
ние.

ние

цепи увеличивается. Чтобы опреде¬
законом Ома
цепи,
пользуются
сопротивление
14). Внешний вид одного из типов сопротивлений по¬

электрической

лить

(§

казан на

рис. 1У.37.

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
Изготовление самодельного омметра

Материалы, необходимые

изготовления

для

Провод медный, эмалированный 0 0,5 мм
Картонная трубка с внутренним 0 около
ной

114

25
40 мм

дли¬
1

50 .мм

Деревянное основание 10x75x130
Стрелка из листовой латуни 65x3
Кусок полотна пилы 5x35 мм
Кусок листовой латуни 12x45 мм
Кусок листовой латуни 15x40 мм

омметра:

мм

1

мм

1

1
.

*

1
1

м

Рис.

1У.38.

Самодельный

омметр.

Вырежьте

Изготовление.

листовой латуни полоски,
которые используются в ка¬
из

честве

подшипников для

и

стрелки,

согните

рис. 1У.39.

показано на

бейте

по

дине

каждой

отверстию

шипника

12 мм

оси

как

Про¬

посере¬

полоски-под¬
нижнего

вблизи

Йрикрепите

конца.

их,

подшип¬

друга винтами к де¬
из
основанию.
латуни стрелку та¬
Вырежьте
ревянному
кой формы, которая изображена на рисунке.
Возьмите стальной стержень и отрежьте от него ку¬
сок длиной чуть больше расстояния между подшипни¬
ками и заострите его концы так, чтобы он мог свободно
ники на расстоянии

/фуг

от

стрелки. Просверлите в ла¬
тунной стрелке отверстие диаметром, равным диаметру
стального стержня, на расстоянии 18 мм от тупого кон¬
ца. Просверлите такое же отверстие в куске полотна пи¬
этого сначала
лы. Закалите кусок полотна
для
пилы,

вращаться

нагрейте
свечения,

в

подшипниках

его на
а

огне в

затем

измерительного

пламени

опустите

прибора

и

в

до

горелки

вишневого

Припаяйте

стрелку
кусок полотна пшцл к сталь¬
ному стержню. Обе эти
воду.

детали
ся

должны

находить¬

под

прямым
углом
к стержню.
К нижнему
(тупому) концу стрелки
припаяйте виток припоя.
Вставьте стрелку в от¬
верстия подшипников так,
чтобы концы стержня опи*
рались на них, и проверь¬
ли
те, хорошо
стрелка

сбалансирована. Стрелка
свободно

должна

Рис. 1У.39.

-

Детали

вра-

самодель¬

ного омметра.
115

в подшипниках и останавливаться в таком по¬
когда она направлена точно вверх. Если она

щаться

ложении,

будет

останавливаться
слегка

димо
лы.

Это

сточить

в другом положении, то необхо¬
из концов куска полотна пи¬

один

шлифоваль¬

можно сделать напильником или на

кругу. Делать это следует осторожно, так как за¬
каленная сталь хрупка и легко колется. После того как
стрелка уравновешена, кусок полотна пилы необходимо
намагнитить, прикасаясь к нему магнитом.
Намотайте в средней части картонной трубки при¬
мерно 200 витков обмоточного провода. Просверлите
ном

два небольших отверстия в деревянном основании, через
которые выведите концы провода от катушки, а затем

приклейте катушку

к

основанию.

Убедитесь,

что

концы

куска полотна пилы не касаются внутренних стенок ка¬
тушки при отклонении стрелки от нормального поло¬
жения.

Возьмите два куска листовой латуни, вырежьте из
держатели для сухого элемента от карманного
электрического фонарика и закрепите их на деревянном
основании так, как это показано на рисунке. Ввинтите
у края деревянного основания два винта, которые будут
них

служить

зажимами.

женного

на

Соедините куском провода, проло¬

нижней

стороне основания, один из держа¬
элемента с~одним из концов катушки.

телей сухого
Дру¬
гой держатель сухого элемента соедините с одним из за¬
жимов, установленных у края основания. Соедините дру¬
гой конец катушки со вторым зажимом. Прикрепите к
верхней части катушки кусок белого картона. Он будет
служить шкалой измерительного прибора.^ Подключите
к

прибора

зажимам

в

использованы

два гибких провода, которые

качестве испытательных

концов.

будут
Теперь

прибор
в

готов для градуировки.
Вставьте
элемент
прибора.
Градуировка
сухой
гибких
и
свободные
концы
соедините
про¬
держатели

Стрелка прибора
или крайнее
левое положение, что определяется тем, каким образом
сухой элемент установлен в держателе. Такое крайнее
подключенных

водов,

в

этом

положение
чено

на

называется

картонной

мощностью 60

вт и

испытательными

клонится

116

от

к

отклонится

случае

зажимам.

в

крайнее

«нулевым»

цифрой

шкале

коснитесь

концами

ее

правое

должно быть отме¬
«0». Возьмите лампу

и

контактов

на

цоколе

прибора. Стрелка прибора

центрального

положения

и

от¬

установится

некотором положении недалеко от «О». Поскольку со¬
противление 60:ваттной лампы в холодном состоянии
равно примерно 20 ом, напишите на шкале над этим по¬
ложением стрелки число 20. Другие цифры на шкале при
градуировке прибора можно получить, используя лампы
в

другой мощности, а также различные электробытовые
приборы. Так, 25-ваттная лампа в холодном состоянии
имеет сопротивление порядка 50 ом, в то время как со¬
противление 100-ваттной лампы в холодном состоянии
составляет всего около 10 ом. Сопротивление спираль¬
ного нагревательного элемента, применяемого в рефлек¬
торе, в холодном состоянии равно около 20 ом.

Контрольные вопросы
1. Что
2. Как
вод

сопротивление?

такое

изменится

сопротивление

3. Почему

цепи, если про¬
меньшего диаметра?

электрической

большого диаметра заменить проводом

сопротивлении выделяется тепло?
материал, используемый в нагревательных

в

4. Назовите

эле¬

ментах.
5.
ся

в

Почему

вакууме

нить
или

в

накала

осзетительной

инертном

лампы

должна

находить¬

газе?

6. Как называется переменное сопротивление?
7. В каких единицах измеряются сопротивления?
8. Объясните, что происходит с сопротивлением нагревательно¬

го

элемента

13.

при

включении тока?

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ПРОВОДНИКОВ И ИЗОЛЯТОРОВ

Обычные

проводники.
Провода служат путями,
которым проходит ток. Они называются проводни¬
ками. Проводники обычно изготовляют из металла, по¬
скольку большинство металлов не оказывает значитель¬
по

сопротивления потоку электронов. Проводниками
и некоторые жидкости, однако они использу¬
ются
только в ряде случаев, например в качестве элек¬
тролита в аккумуляторных батареях и для электропо¬
крытия.
Некоторые* металлы обладают большим сопротивле¬
нием, чем другие. Медь является одним из металлов
с низким сопротивлением. Серебро обладает несколько
меньшим сопротивлением, чем медь, однако ввиду того,
что оно значительно дороже
меди, используется огра¬
ниченно. Почти во всех схемах в качестве проводников
применяются медные провода, поскольку медь является
ного

являются

Ш

превосходным проводником, имеется в
сравнительно недорого.

достаточном

ко¬

личестве и стоит

Сопротивление

алюминия выше, чем меди,' однако он
используется в тех случаях, когда важное значение
имеет его малый вес. В линиях
электропередачи, кото¬
рые служат для
передачи
электрической энергии
на большие расстояния,
иногда используются алюми¬

часто

.

провода, что позволяет уменьшить вес подвеши¬
опорам провода.
Поскольку все металлы являются проводниками,
в ряде случаев для специальных
нужд можно пользо¬
ваться различными металлами. Эти металлы и некото¬
рые примеры их применения перечислены ниже. Они

ниевые

ваемого к

порядке возрастания их сопротивления,
ряду стоит серебро, имеющее наименьшее
уголь (в этом ряду он
сопротивление, а последним

приведены
и первым в
является

в

их

единственным

неметаллом),

имеющий

наи¬

большее сопротивление:
Типичные

Проводники

применения
выключателей для электриче¬

Серебро

Контакты

Медь

Электрические проводники

Золото
Алюминий

Лепестки электроскопа
Проводники со сниженным

Вольфрам
Цинк

Нити накала осветительных и радиоламп
В настенных штепсельных розетках и в раз¬

ских цепей

личных

незащищенных

всех

типов

весом

электрических

соединениях
Никель

Олово
Сталь

Радиолампы
Припой
В телефонных

и

телеграфных

линиях

ба¬

Свинец

Припой и
тарей

Ртуть
Нихром

Выключатели (ртутное реле)
Нагревательные элементы, реостаты
Дуговые лампы и щетки электродвигателей

Уголь

Использование
Выше отмечалось,

пластины

проводов

аккумуляторных

различного

диаметра.

проводники большого диаметра
имеют меньшее сопротивление, чем проводники мало¬
го диаметра, поскольку при большем диаметре провод¬
что

ника у
электронов больше свободы для перемещения.
Длинные проводники имеют большее сопротивление, чем

короткие (того же диаметра), поскольку в длинных про¬
водниках электрона м приходится проделывать боль**
ший путь.
118

Рис. 1У.40. Для

распределительной электрической сети промышлел

ность

различные

го

выпускает

типа

провода

или

кабеля

провода
зависит

и

Выбор того или
условий, в которых он

кабели.

от

ино¬

дол¬

жен использоваться.
1

алюминиевый провод;
алюминиевый провод с неопреновой оболочкой; 2
кабель
5
3, 4
провод медный многожильный с влагостойкой оболочкой;
маслополный на 5 кв с многожильным медным проводником
в неопреновой
6
с
кабель
одножильный
оболочке;
освинцованный
бумажной изоляцией на
многожиль¬
1 кв\ 7
многожильный алюминиевый провод без изоляции; 8
ный
9
кабель связи с неопреновой изоляцией; 10
алюминиевый провод,
кабель связи с медными проводниками и неопреновой изоляцией; И
кабель
связй с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке; 12
освинцованный ка¬

бель 3-фазный с бумажной изоляцией на 15 кв, межфазными
металлической ленты и внешней оболочкой из армированного
кабель

многожильный

однофазный

с

двуслойной изоляцией

из

14, 15
медный многожильный провод без изоляции; 16
гожильный провод из полых проводников без изоляции.
прена;

из

экранами
неопрена;
околита

и

13
око-

медный мно*

Поскольку
сопротивление
уменьшает
величину
электрического тока в цепи, обычно стремятся использо¬
вать проводники с минимальным сопротивлением.
Правильный выбор диаметра провода, используемого
в той или иной схеме, предотвращает ненужные
потери
электроэнергии и излишний нагрев проводов. Если диа¬
метр провода в схеме мал для тока, который в ней про¬
текает, в нем выделяется много тепла. Это тепло может
вызвать пожар. В электрических приборах и во
внутриквартирной электропроводке используются провода та¬
не
кого диаметра, при котором
происходит заметного
нагрева проводов током. Очень важно знать, какой ве119

Рис.
с

Использование

1У.41.

диска

калиброванными прорезями

для

провода.
определения
диаметра
В прорези поочередно вставляет¬
ся

провод.

Диаметр определяется

по

надписи

у той

прорези,

лое

отверстие

возможность

вод

личины

ток

протекает

в

за

легко

кото¬

в

рую еще проходит провод.

Круг¬

прорезью
эытащить

дает

про¬

из диска.

схеме,

чтобы

выбрать

для

нее

провод нужного диаметра.
В проводках применяются как одножильные, так и
многожильные провода. Одножильные провода обычно

применяются
там, где нет

во

внутриквартирной

электропроводке

и

необходимости перемещать провода. Много¬
изготовляются

из

скрученных вместе
диаметра. Использование
проволочек
нескольких скрученных проволочек позволяет изготовить
очень гибкие провода. Все провода большого диаметра,
предназначенные для линий электропередач, являются
многожильными. Электрические шнуры для электробы¬
товых приборов, а также всевозможные удлинительные
шнуры выполняются из многожильного провода, так что
эти шнуры можно без опасения перемещать и сворачи¬
вать. Ниже указаны
диаметры некоторых проводов и
приведены примеры их применения.
жильные

провода

малого

отдельных

Диаметр
2.5 5

провода
мм

Пример применения

Электрический ввод в жилой дом,
рассчитанный на осветительную
и

1.6 2 мм
1,0 1,3 мм
0,8 1,0 мм
0,5 0,8 мм

силовую нагрузку

Внутриквартирная
электропро¬
водка
Осветительные устройства
Телефонный провод, радиосхемы

Обмотки

электродвигателей

и

звонков

0,25 0,5

мм

Катушки индуктивности радио¬
приборов, обмотки небольших
электродвигателей

Назначение изоляторов. Материалы,
препятствую¬
щие прохождению электрического тока, называются
изоляторами. Изоляторы обычно являются неметалла¬
ми. В электрических схемах изоляторы играют столь же
120

Рис. 1У.42. Некоторые типы специально сконструированных
торов, предназначенных для различных устройств.

изоля¬

важную роль, как и проводники. Проводники создают
для потока электронов определенный путь;
изоляторы

применяются для того, чтобы не допустить поток элек¬
тронов туда, где он нежелателен. Изоляция необходима
для большинства проводов для
того, чтобы избежать
короткого замыкания или нежелательного соединения
между проводами.

Короткие

замыкания

возникают,

ког¬

неизолированные провода или голые контакты каса¬
ются друг друга
так, что образуется нежелательная
цепь, через которую может проходить ток.
Провода, используемые во внутриквартирных электда

трических цепях,

покрыты

изоляцией,

так

что

их

можно

размещать в непосредственной близости друг от друга
без опасения, что это может вызвать короткое замыка¬
ние. Если изоляция
проводов нарушится и оголенные
участки проводов коснуться друг друга, то короткое за¬
мыкание неизбежно. Большинство проводов имеют изо¬
из

ляцию

эмали,

или пластика. Тип
изоляции

провода,

хлопчатобумажной оплетки, резины
материала, выбираемого в качестве
зависит от того, где этот провод
бу¬

Особо надежная изоляция необхо¬
касаться
для проводов,
которые
могут
других
предметов или по которым передается высокое напря¬
жение. Хорошая изоляция необходима также для защи¬
дет

использоваться.

дима

ты

людей

пями.

Все

рованы,

от

случайного

выключатели

чтобы

контакта

должны

человек,

с электрическими це¬
быть тщательно изоли¬

производящий

включение
121

Рис. 1У.43. На рисунке показана асбестовая изоляция проводов шну¬
электронагревательного прибора. Каждый провод обернут асбе¬
стовым шнуром, который не горит. Пояснено, каким образом можно
отремонтировать такой шнур.
ра

или

выключение,

на

не

получал

при

этом

электрического

Настенные штепсельные розетки изолируются
образом, чтобы исключить возможность удара

удара.
таким

случай,
Типы

личных

если

кто-нибудь

коснется

изоляторов.
Существует
изоляторов. Каждый из них

розетки.
много

типов

раз¬

имеет свое назначе¬

Воздух

ние.

является хорошим изолятором и исполь¬
электрических установках, которые могут
занимать значительное
пространство и располагаются
так, что люди не могут их касаться. Воздух, например,
играет роль изоляции между проводами, которые на зна¬
чительном
расстоянии от земли подвешены к опорам
линии электропередач.
В устройствах, где действует очень высокое напря¬

зуется

в

тех

должны быть хорошие изоляторы. Высокое на¬
пряжение может вызвать разряды между различными
В
высоковольтных
частями схемы, подобные молнии.
жение,

электропередачи используются большие стеклян¬
керамические изоляторы, которые подвешива¬
ются на опорах, поддерживающих провода. Эти изоля¬
торы предотвращают стекание электричества через опо¬
ры на землю. Опоры линий электропередач могут изго¬

линиях

ные

или

товляться из дерева. Если оно отсыреет, то становится
проводником.
В электрических схемах,

работающих при повышен¬
температурах, в качестве изоляции применяются
асбест, керамика и слюда. Электрические шнуры, подво¬
дящие ток к нагревательным элементам, таким, напри¬
мер, которые используются в электроутюге, обычно изо¬
лируются асбестом, защищенным сверху хлопчатобумаж¬
ной оплеткой. Асбест не горит и является хорошим изоных

122

(

Рис. IV.44
Рис.

1У.44.
с

ции

точно

При

провода

острым

удалении

изоля¬

пользуйтесь доста¬
ножом. Лучше сре¬

под углом, равным
примерно 30°. Не следует надре¬
Это
зать провод острием ножа.
Рис. 1У.45.
получается, когда его держат под
прямым углом к проводу. Обычно в таком случае на проводе оста¬
ется канавка или зарубка, и при сгибе в этом месте провод легко
ломается. Старайтесь пользоваться специальным инструментом для

зать

изоляцию

удаления изоляции.
Рис. 1У.45.

Скрутка

«хвостиком»

используется,

когда

необходимо

со¬

помещается в соединитель¬
ную коробку. Перед тем как закрыть коробку, соединения необхо¬
димо хорошо пропаять и затем обмотать изоляционной лентой.

единить

два

провода.

Скрутка

обычно

IV. 43). Слюда и керамика применяются
для обмоток нагревательных элемен¬
тов, например электроутюгов и т. п. Оба эти материала
являются хорошими изоляторами и способны выдержать

лятором
в

(рис.

качестве

основы

значительный нагрев,
не
воспламеняясь
и не
расплавляясь.
В высокочастотных радиосхемах необходимы изоля¬
торы специальных типов/ Высокочастотные колебания
способны вызвать поток электронов через изоляторы не¬
весьма

которых
честве

типов.

Нередко

в

высокочастотных

изоляторов' применяются

стеатит

цепях

в

ка¬

(радиофарфор)

и

полистирол.
Ниже перечислены наиболее распространенные изо¬
ляторы и указаны наиболее характерные примеры их
применения.
Изолятор
Бумага
Эмаль
Слюда

Примеры

использования

Изоляция витков в трансформаторах и
электродвигателях
Покрытие обмоточных проводов
В качестве диэлектрического наполнения
конденсаторов радиосхем
123

Резина
Бакелит

Покрытие проводов
Корпуса штепсельных

розеток

и

выключа¬

телей

Керамика

Нагревательные

элементы,

линии электро¬

передачи
Пластик

Стеатит

Покрытие проводов
Телевизионные и радиосхемы

Масло

Трансформаторы

и

конденсаторы

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ

1. Как выполнить скрутку «хвостиком»
Оголите
50 мм,

оголенные
рис.

около
на
проводов
расстоянии
показано
на
рис. IV. 46, а. Скрестите

концы

как это

концы

IV. 46, б.

проводов

Придерживайте

так,

как

показано

эти концы пальцами

на

одной

другой рукой, сделайте
(рис. 1У.46, в). Подравняйте
как это показано на рис. IVА6, г.
концы,
Пропаяйте
скрутку (рис. IVА6, д и е). После того как провод осты¬
нет, изолируйте скрутку изоляционной лентой.
руки и, одновременно

скрутку

из

шести

Рис. 1У.46. Процесс
124

сдвигая их

витков

выполнения

скрутки «хвостиком».

2.

Как

выполнить

Т-образный
Удалите

с

отвод

проводов изо¬

(рис. IV. 48, а).
Скрестите оголенные участ¬

ляцию

проводов так, как это по¬
на рис. 1У.48, б. Ту¬
го намотайте
провод отво¬
да вокруг оголенного участ¬
ка
основного
провода
(рис. IV. 48, в). Натяните
намотанный провод плоско¬
ки

казано

губцами (рис. IV. 48, г).
Отрежьте оставшийся конец
чтобы не ос¬
провода так,
тавалось
выступа
острого

(рис. IV. 48, 5). Пропаяйте

Рис.
при

1У.47.
Отвод
необходимости

электрической

к
чая

не

отвод,

основные

на
показано
скрутку, как
После
рис. 1У.48, ей ж.
того
как
провод остынет,
протрите место соединения
применяется
влажной тряпочкой и изо¬
подключения

цепи.

следует

Подклю¬
перерезать

лируйте

его

изоляционной

лентой.

провода.

Как выполнить скрутку

3.

Удалите изоляцию с концов каждого провода на
расстоянии около 75 мм (рис. 1У.50, а). Скрестите два
провода, как показано на рис. 1У.50, б. Свейте концы
проводов

так,

(рис. IV.50, в).
цы

на

конец

участки

чтобы

получилось

Намотайте

два

оставшиеся

полных

витка

свободными

кон¬

провода так, чтобы каждый
(рис. 1У.50, г). Натяните концы

оголенного

три витка
плоскогубцами и отрежьте выступающие кон¬
чики. Пропаяйте скрутку, как показано на рис. 1У.50, д.
После того как провода остынут, протрите место соеди¬
нения влажной тряпочкой и изолируйте место скрутки
изоляционной лентой.
имел по

провода

125

Рис. 1У.48. Процесс выполнения отвода скруткой.

Рис. 1У.49. Скрутка используется,
когда необходимо удлинить про¬
вод.

Рис. 1У.50. Процесс выполнения русской скрутки.
126

Контрольные вопросы
1. Почему наиболее часто в качестве проводника применяется
медь?
2. В каких случаях используются алюминиевые проводники?
3. Какой из металлов имеет наименьшее сопротивление?
4. Почему важно правильно
выбрать диаметр провода для
внутриквартирной электропроводки?
5. Поясните назначение изоляторов.
6. Перечислите некоторые изоляционные материалы, используе¬
мые в бытовых электроприборах.
7. В чем различие между проводниками и изоляторами?

14.

СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕНИЕМ, ТОКОМ

И СОПРОТИВЛЕНИЕМ
Закон

Омф. Для определения режима работы

рической цепи используют
1. Напряжение.

элект¬

три основные величины:

2. Ток.
3. Сопротивление.
Все эти величины

можно
определять при помощй
измерительных приборов. Прежде чем собрать электри¬
ческую цепь, важло знать, какое значение будет иметь
можно
каждая из этих величин. Зная величину
тока,
правильно выбрать диаметр провода. Зная напряжение,

можно
на

выбрать приборы

питание

или

устройство, рассчитанные

таким

напряжением.
Потребовалось
бы очень много времени, если бы каждую электрическую
схему приходилось исследовать опытным путем, чтобы
нее
и
ток,
определить допустимые для
напряжения
а также ее сопротивление. Поэтому необходимо научить¬
ся
рассчитывать электрические характеристики схемы.
Существуют определенные соотношения между на¬
пряжением, током и сопротивлением каждой цепи. Если

напряжение, приложенное к концам цепи, возрастает, то
ток в цепи также возрастает. Если в цепь вводится до¬
полнительное сопротивление, то величина
тока в
ней
уменьшается. Таким образом, если происходит измене¬
ние напряжения или сопротивления цепи, то это обяза¬
тельно вызывает изменение тока.

Соотношение, существующее между
личинами,
ве закона

ка

по

может

этими тремя ве¬
быть выражено математически на осно¬

Ома.- Закон Ома используется для расчета то¬
для данной схемы напряжению и соп¬

известным

ротивлению;

он

также

дает

возможность

определять
127

напряжение по известным току и сопротивлению и рас¬
сопротивление по известным напряжению и то¬
Отсюда
величины,
ку.
следует, что если известны две
характеризующие данную цепь, то по ним можно опре¬
делить третью величину.
Расчет тока. Согласно закону Ома ток равен напря¬
жению, деленному на сопротивление. Математически это
считывать

выражается

так:

/

ток

ч

(в амперах)

=±

напряжение (в
вольтах)
1
-

.

сопротивление (в омах)
В

схеме,

изображенной на
батареи равно

аккумуляторной

тительной лампы

этой схеме?

в

ставляя

и

в

нее

равно 3

ом.

рис. IV. 51, напряжение
6 в. Сопротивление осве¬

Какой

ток

Используя формулу
известные

будет

закона

числовые значения

протекать
Ома и под¬

напряжения

сопротивления, получаем

обычно обозначается латинской бук¬
V
для обозначения э. д. с.
используется
Буква
или напряжения. Латинская буква /? используется для
обозначения сопротивления. Если воспользоваться этими
обозначениями, то закон Ома будет выражаться следую¬
щей формулой:

Величина

тока

вой /.

Рис.

1У.51.

батарея

Шестивольтовая
подключена к ос¬

ветительной
вания

с

лампе

внутренним

тивлением 3 оч.

128

накали¬

сопро¬

Рис. 1У.52. Генератор питает током
представляющий
прожектор,
собой нагрузку для генератора, т. е. ведет себя как сопротивление.

Рис. 1У.53. В данной схеме че¬
рез сопротивление 6 ом про¬
ходит ток 5 а.

Рис. 1У.54.

Генератор

создает

напряжение

100

в

и

через

сопротив¬

ление проходит ток 2 а.

5

Зак. 41$

\29

Устройства и приборы, подключенные к источнику
напряжения, на схемах часто обозначаются условными
знаками.. На рис. IV. 52 вверху показан генератор, под¬
ключенный к прожектору. В схеме рис. IV. 52 внизу ис¬
пользованы условные обозначения генератора и прожек¬
Здесь прожектор уже представлен

тора.

в

виде

сопро¬

тивления.

Допустим, что генератор создает напряжение 50 в,
а сопротивление прожектора равно 5 ом. Какой ток бу¬
схему?
формулу закона

дет проходить через эту

Подставляя

в

Ома

числовые

значе¬

получим

ния,

/=*
5

=

10а.

Расчет напряжения. Закон Ома можно использовать
к схеме,
определения напряжения, приложенного
если известны ее сопротивления и проходящий через нее

для

Формула

ток.

V

//?,

=

напряжения имеет

для определения

т. е.

=

ток X

=

5-6

вид

сопротивление.
напряжение
В схеме рис. IV. 53 ток равен 5 а, сопротивление этой
схемы равно 6 ом. Определим напряжение генератора:

^

=

30

в.

Расчет сопротивления. Закон Ома может быть ис¬
для расчета сопротивления схемы, если из¬
вестны напряжения и ток. Формула для расчета сопро¬
пользован

тивления имеет

следующий

/

т. е.

вид:

ч

(в омах)=

сопротивление

напряжение (в вольтах)
-.
ток

В

схеме

равен 2
ляя

а.

на

рис. IV. 54 напряжение равно 100 в, ток
в этой схеме? Подстав¬

Каково сопротивление

эти значения в

/?

формулу,
=
-,

получаем

/?=

1

На
ла

130

основании

закона

(в амперах)

СГма

изложенного

=

50

ом

9

вмше

следует,

может быть написана в трех

что

форму¬

вариантах:

для нахождения тока /

=
,

для нахождения напряжения

V

для нахождения сопротивления

Измерение

электрической

=

//?,

/?=

*

мощности.

Количество

электрической энергии, необходимое

для получения теп¬
ла, света или механического движения, часто выражает¬
ся в ваттах.
Ватт является единицей
мощности.
электрической
Мощность характеризует способность устройства выпол¬
нять работу в единицу времени. Всем знакома и
другая
единица мощности, называемая лошадиной силой. С по¬

обычно оценивают мощность авто¬
мобильных двигателей. Автомобильный двигатель мощ¬
ностью 175 лошадиных сил способен произвести в еди¬
ницу времени больше работы, чем двигатель мощностью
100 лошадиных сил. В электротехнике мощность, пот¬
мощью такой единицы

ребляемая электрическими приборами и устройствами,
измеряется ваттами.
Электрические осветительные лампы характеризуют
число ватт, которое каждая из них
потребляет. Чем
больше ватт потребляет лампа, тем больше света она
дает. Электрическая лампа мощностью 25 ватт не горит
так ярко, как 100-ваттная лампа, и потребляет в четыре
раза меньше мощности. Электрический камин мощностью
600 ватт не нагреет комнату так быстро, как 1000-ват¬
тный
ватт
или

камин.

Итак,

указывает
отдаваемую

во

на

тем

всех

этих

меньшую
или

тении или использовании

случаях
мощность,

меньшее

число

потребляемую

прибором. При приобре¬
прибора необходимо учитывать
иным

его мощность.
схемы
Расчет мощности. Мощность электрической
быть рассчитана математически. Основная фор¬

может

мула, служащая для измерения мощности, выражается

Рис. 1У.55. Условное обозначение
прибора для измерения мощно¬
сти

6*

ваттметра.
131

Рис. 1У.56. Схема для измерения электрической мощности, потреб¬
ляемой приббром.

так:

мощность,

(прибором

или

напряжению,

протекает,

потребляемая или
устройством), равна

умноженному

=

напряжение X

В математической форме

1У.57.

ток,

цепью
к

который через

ней
нее

т. е.

мощность

Рис.

на

отдаваемая

приложенному

Ваттметр

слева

ток.

она записывается так:

показывает,

что

нагревательный

элемент

мощность около 600 вт. Если бы мы не располагали ватт¬
метром, то для определения мощности можно было бы воспользовать¬
ся амперметром и вольтметром. Показание вольтметра около 120 в.
Показание амперметра около 5 а
Используя формулу для опреде¬

потребляет

ления
ток
132

мощности, можно подсчитать ее, умножив
Умножив 120 в на 5 а, получим 600 вт.

напряжение

на

И? обозначает моин
V
напряже¬
ток в ам¬
вольтах и /

буква

где

ность

ние в

в

ваттах,

перах.
В схеме

рис. IV. 56 через
тостер протекает ток,
равный
9 а, а напряжение, подведенное
к
штепсельной розетке, равно
120 в. Какова мощность тосте¬

ра?
Подставляя
нам

известную

эти

в

значения

формулу,

полу¬

чим

Й7
Рис.
чик

1У.58.

Электросчет¬

регистрирует

чество

=

Ш

=

120X9

Следовательно,

коли¬

=

1080

этот

вт.

прибор

потребляет

электрическую
мощность, равную 1080 вт.

израсходованных

ватт-часов.

Для

измерения

мощности

Специаль¬
но для измерения мощности*
предназначен прибор, назы¬
ваемый ваттметром, представляющий собой комбинацию
вольтметра и амперметра. При измерении мощности та¬
ким прибором нет необходимости
рассчитывать мощность
можно

использовать

по

формуле. При

по

его

шкале

вольтметр

и

амперметр.

ваттметра в схему отсчет
величину мощности, потребляемой

включении

дает

устройством.
Киловатт. Часто мощность, потребляемую электриче¬
ским оборудованием, обозначают числом киловатт, где
кило означает 1000. Один киловатт равен 1000 вт,
10 кет равны 10 000 вт. Если, например, в техническом

слово

устройства
паспорте
электрического нагревательного
указана мощность 3 кет, то это означает, что потребляе¬
мая им мощность равна 3000 вт.
Электросчетчик. Для учета количества электроэнер¬
гии, потребляемой в жилых* помещениях и на предприя¬
тиях, используются
ваемые на вводах

счетчики
к

устанавли¬
энергии. Этот изме¬

киловатт-часов,

потребителям

рительный прибор включается таким образом, что вся
подводимая к потребителю энергия проходит через него.
Каждый счетчик сконструирован таким образом, что он
измеряет мощность

рого

она

и

учитывает время, в течение кото¬
На лицевой панели счетчика по-

потребляется.

133

Амперметр

Рис. 1У.59. Схема

для определения сопротивления

раскаленной

нити

осветительной лампы.

Рис.

1У.60.

Определение

тока,

проходящего

через

нагревательный

элемент при помощи вольтметра.

Штепсельная

Вилка

электробытового привода

Рис. 1У.61. Схема
бора.
134

для определения мощности

электробытового при¬

называется

количество

требителем. Количество

киловатт-часов,

полученных

по¬

киловатт-часов

электроэнергии,
израсходованной, например, за один месяц, можно опре¬
делить, если вычесть из его показаний показания, за¬
писанные месяц тому назад. Энергосбыт устанавливает
за киловатт-час израсходованной энергии. Счет
за электроэнергию составляется путем умножения числа

тарифы

израсходованных

киловатт-часов на

тариф.

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ И ЗАДАНИЯ
1.

Определение

сопротивления осветительной

электролампы

раскаленной

Для определения сопротивления
лампы

требуются

тельная

лампа

следующие

накаливания

для лампы, штепсель,

приборы

и детали:

мощностью

нити

освети¬

100 вт, патрон

изолированный провод, вольтметр

и

амперметр переменного тока.
Соберите схему так, как это показано на рис. 1У.59.
Можно
воспользоваться
самодельными
вольтметром
и амперметром (см. § 10 и 11). После измерения напря¬
жения и тока по закону Ома определите сопротивление
нити лампы. Насколько отличается это сопротивление от
сопротивления холодной нити лампы?
2.

Определение тока, потребляемого
нагревательным элементом

Необходимые приборы
пы,
с

электронагревательный

винтовым

ременного

и

детали:

элемент

патрон для лам¬
600 вт

мощностью

штепсельная вилка, вольтметр пе¬
амперметр переменного тока.
схему так, как это показано на рис. 1У.60.

цоколем,

тока и

Соберите
Сопротивление нагревательного элемента равно пример¬
но 20 ом. Измерьте напряжение и рассчитайте ток, вос:
пользовавшись законом Ома. Получите подтверждение
вашего расчета, включив в собранную схему амперметр
переменного тока.

Определение мощности, потребляемой
прибором
Необходимые приборы и детали: вольтметр

3.

и

ам¬

перметр переменного тока, штепсельная вилка, изолиро¬
ванный провод и один из бытовых «риборов, например
135

электрический

камин,
или электроутюг.

электродуховка,

радиоприемник

Соберите схему, изображенную на рис. 1У.61.
Вставьте штепсельную вилку прибора
в штепсельную
розетку. После измерения тока и напряжения определи¬
те по

формуле

мощность,

Контрольные

потребляемую прибором.

вопросы

1.

Каким образом по закону Ома рассчитывают электрические
цепи?
2. Что подразумевается под «горячим» сопротивлением в элек¬

трической цепи?
3. Что получается при увеличении сопротивления электриче¬
ской цепи?
4. Что случится, если повысить напряжение в электрической
цепи, содержащей осветительную лампу? Почему?
5. Объясните, пользуясь схемой, как подключить к электриче¬
ской цепи вольтметр и амперметр для измерения «горячего» сопро¬
тивления осветительной лампы?
6. Каким образом можно увеличить ток, проходящий через
электрическую цепь?
7. Какими тремя основными величинами обычно характеризу¬
ют

электрической цепи?
8. К электрической цепи приложено

режим

10 в и через
напряжение
нее проходит ток 2 а. Каково сопротивление цепи?
9. Вычислите ток, проходящий через электрическую цепь с со¬
противлением 10 ом, если к ней приложено напряжение 50 в.
10. Какое напряжение
приложено к электрической цепи, если
сопротивление равно 50 ом, а проходящий через нее ток равен
а?
И. Назовите единицу, используемую для выражения электри¬
ческой мощности.
12. Напицште формулу, используемую для расчета электриче¬
ской мощности.
13. Как называется единица, используемая для выражения ко¬
личества израсходованной энергии?
14. Как составляются счета за потребленную электроэнергию?
ее

3

СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

15.

соединение батарей. Выше отмеча¬
сухой элемент создает напряжение 1,5 в,
2 в.
около
элемент аккумуляторной батареи

Последовательное
лось,
а

что

один

Батареи,

один

создают
элементов,
содержащие несколько
большее напряжение, чем один элемент. В этих батареях
элементы соединяются так, что напряжение отдельных
элементов складываются, образуя суммарное напряже¬
ние, снимаемое с общих зажимов батареи.

136

Рис. 1У.62. Напряжение батареи элементов, соединенных последова¬
тельно, определяется путем сложения напряжений отдельных эле¬
ментов. 4 сухих элемента,

соединенные последовательно, создают на¬

пряжение 6 в, подводимое к

Когда

осветительной лампочке.

с.

или

так,

что

их э.

д.

напряжения складываются, говорят,

что

эти

элементы

элементы

включены

динении

включаются

последовательно.

элементов

При

последовательном сое¬
зажим одного эле¬

положительный

мента соединяется с отрицательным зажимом последую¬
щего элемента. Полное напряжение всех последователь-

Рис. 1У.63. В электрическом карманном фонарике для питания лам¬
используются два последовательно соединенных сухих эле¬
мента. Положительный вывод первого элемента имеет контакт с лам¬
почкой в точке А. В элементах для карманного фонарика отрицатель¬

почки

выводом всегда является дно элемента. Отрицательный вывод
первого элемента соединен с положительным выводом второго в точ¬
ке Б. В точке В отрицательный вывод второго элемента имеет кон¬
такт с пружиной, прикрепленной ко дну корпуса фонарика. Когда
ным

контакты кнопки замкнуты,

по

цепи

проходит ток

и

лампочка

горит.
137

Рис. ГУ.64. Типичные соедине¬
в аккумулятор¬
автомашины.

ния

элементов

ной

батарее

но соединенных элементов
равно сумме
отдельных

напряжений
элементов

(рис. 1У.62).
Итак, при
тельном
ментов

последова¬
эле¬

соединении
необходимо

обра¬

щать внимание на поляр¬
чтобы
ность
элементов,
положительный зажим од¬
ного элемента был соеди¬
нен

с

отрицательным

жимом
После
ние

за¬

последующего.
как соедине¬
элементов вы¬

того

всех

полнено, с двух оставших¬
ся
свободными зажимов
элементов

напряжение батареи. Эти
друг с другом. Их соединяют
ное

зажимы
с

снимается

нельзя

выводами

пол¬

соединять

электрическо¬

прибора или устройства, называемого электрической
нагрузкой.
Шестивольтовая аккумуляторная батарея составляет¬

го

трех 2-вольтовых элементов, соединенных после¬
В 12-вольтовой аккумуляторной батарее на¬
считывается 6 последовательно соединенных элементов

ся

из

довательно.

(рис. IV. 64). В анодной батарее радиоприемника, соз¬
дающей напряжение 45 в, насчитывается 30 последова¬
тельно соединенных сухих элементов, каждый из кото¬
рых дает напряжение 1,5 в.
Параллельное

соединение элементов и

батарей. Ма¬

служат значительно меньше, чем
большие, и дают сравнительно малый ток. При парал¬
лельном соединении элементов соединяются между со¬
бой все отрицательные зажимы элементов, а также и все

ленькие

сухие

элементы

их положительные зажимы

элементов
один

может

элемент,

Напряжение
Соединять
138

и
ее

(рис. IV. 65). Такая батарея

служить более длительное время, чем
создавать сравнительно больший ток.
равно напряжению одного элемента.

параллельно

можно

не

только

отдельные

Рис. 1У.65. При параллельном соединении элементов можно полу¬
сравнительно большой ток. 4 сухих элемента, соединенные па¬

чить

раллельно, подводят к лампе напряжение 1,5 в. Четыре элемента
могут обеспечить в 4 раза больший ток, чем 1 элемент. Снизу по¬
казана

схема

ченных к

четырех

элементы, но и
нять
ющие

параллельно

соединенных

элементов,

подклю¬

нагрузке.

батареи.

между собой
одинаковые

Во

только

всех

случаях следует соеди¬

батареи

или

элементы,

созда¬

напряжения. При параллельном«со¬

нескольких батарей общее напряжение будет
равным напряжению одной батареи.
Замыкание и размыкание электрических цепей. Если

единении

подсоединить концы двух проводов, подключенных к за¬
жимам сухого элемента, к лампе, то она загорится. Свет
можно выключить, если отсоединить один из проводов от
зажима элемента или от патрона лампы. Когда свет го¬
рит, то говорят, что электрическая цепь замкнута, а ког¬
да один из проводов отсоединен
разомкнута.

Практически в каждой электрической схеме (цепи)
необходимо иметь устройство, позволяющее замыкать
и размыкать ее при необходимости. Прибор для замыка¬
ния и размыкания цепи называется выключателем. Вы¬
ключатель обычно включается в один из проводов источ¬
ника питания цепи.
ложении

Когда

«включено»,

два

выключатель находится
его

контакта

в

по¬

оказываются

замкнутыми, и ток проходит через выключатель и ос¬
тальную часть схемы. Размыкание контактов выключате¬
ля разрывает цепь, и ток по ней не проходит.
Типы выключателей. Существует много выключателей
различных типов. Одним из наиболее распространенных
139

Рис.
в

1У.66. Выключатель позволяет

электрической

цепь замкнута

является

мы

во

выключать

замкнут,

выключатель

тумблерного

ток

то

и

типа, ис¬

внутриквартирной электропроводке
выключения

замыкаем

и

электрического

для

освещения.

размыкаем одиночную электри¬

(рис. 1У.66),
который называют

ческую цепь

и

выключатель

в цепи течет ток.

и

включения

включать

(цепи). Когда

настенный

пользуемый
Когда

схеме

то

это

выполняется

выключа¬

используемым
на одно направление. Слово «однополюсный» означает,
что он имеет один ножевой контакт, а одно направление
указывает на то, что такой выключатель замыкает или
размыкает только одну цепь. Сокращенно такой выклю¬
чатель обозначается так: О. П. О. Н.
телем,

однополюсным,

Рис. 1У.67. Кнопка применяется в качестве выключателя в том слу¬
чае, когда необходимо замыкать цепь на короткие периоды времени.
Когда кнопка нажата, контакт А замыкается с контактом Б, в ре¬
зультате чего образуется замкнутая электрическая цепь.
140

Рис. 1У.68. Кнопка, замыкающая электрическую цепь, дает возмож¬
ность току проходить через обмотку звонка.
В разных схемах предъявляются различные
ния

к

тели

выключателям,

разнообразных

и

поэтому выпускаются

типов.

Двухполюсные

требова¬
выключа¬

выключатели

направление (Д. П. О. Н.) могут одновремен¬
но замыкать или
размыкать две электрические цепи.
Двухполюсные на два направления (Д. П. Д. Н) ис¬
пользуются в том случае, когда необходимо подключать
два контакта сначала к одной, а затем к другой паре
цепей. В некоторых схемах часто используются тумблер¬
ный и поворотный (галетный) выключатели (переклю¬
на

одно

чатели). Тумблерный выключатель управляется рычакоторый поднимается вверх и спускается вниз, а по¬
воротный выключатель управляется ручкой или диском
(рис. IV. 69). Выключатели характеризуют величиной

гом,

тока, которую они способны пропускать, и напряжением,
остается
безопасным.
их использование
при котором
В радиоприемниках и телевизорах обычно используются
выключатели, рассчитанные на ток 3 а и напряжение
250 в.
В поворотном переключателе
подвижный
контакт,
вращающийся

по

кругу,

замыкается

с

неподвижными

Рис. 1У.69. Два

типа

переклю¬

чателей, используемых

в

элек¬

Слева

тумб¬
лер, справа
поворотный (га¬
летный) переключатель.
тронных

схемах.

141

Рис. 1У.70. Три осветительные
лампы, включенные параллель¬
но.

Стрелки указывают 3 от¬
цепи для тока
Напря¬

дельные

жения

на

каждой

раллельно
одинаковы
нию

из трех па¬
ламп
включенных

и

равны

напряже¬

Справа

источника

пока¬

электрическая схема этих
цепей.

зана

по окружности.
Непод¬
контактами, расположенными
вижные контакты обычно располагаются по краю диска
из бакелита или керамики.
контакт
Подвижный
вра¬
щается с помощью оси, проходящей через центр пере¬

ключателя.

При

оси

вращении
с

следовательно

замыкается

В

переключателях

некоторых

подвижный

неподвижными

контакт

по*

контактами.

несколько

используется

дисков, расположенных один под другим. В этом случае
один валик может вращать несколько подвижных кон¬
тактов

относительно

такого

же

числа

систем

неподвиж-'

Такой переключатель называется пакет¬
ным. Он позволяет получить большое число комбинаций
включений и выключений для различных цепей.
Параллельные электрические цепи. Если желательно,
чтобы три лампочки получали ток от одного и того же
сухого элемента, то все они должны быть присоединены
ных

контактов.

Рис. 1У.71. В этой

схеме

два

параллельно

включенных

со¬

противления

имеют

одинакЪ-

ковую величину, поэтому и то¬
ки
оба
через
сопротивления

будут также одинаковы. По¬
скольку параллельное соедине¬
ние сопротивлений
уменьшает
сопротивление цепи, общее со

противление этих
тивлений
будет

5 ом.
142

двух сопро¬
составлять

Рис. 1У.72. В этой схеме, со¬
ставленной из трех параллель¬
но соединенных сопротивлений,

общее
20 ом.

непосредственно к зажимам этого
В таком случае говорят, что эти
раллельно.

Параллельное
ко

используется

сопротивление

элемента

лампы

равно

(рис. 1У.70).

соединены

па¬

соединение электрических цепей широ¬
во внутриквартирной электропроводке.

Каждый электрический
лельной

прибор (устройство) з парал¬
присоединяется непосредственно к двум
проводам. Все приборы должны быть рас¬

схеме

токонесущим

считаны на одно и то же напряжение, равное по величи¬
не полному напряжению источника тока, подключенного
к токонесущим проводам.
В схеме,

образованной параллельными цепями, через
различные цепи может протекать ток различной величи¬
ны. Величина тока, протекающего через каждую цепь,
определяется сопротивлением того или иного прибора,
поскольку напряжение на всех приборах одинаково. При
использовании

параллельной

у каждого прибора

можно

воляющий индивидуально

схемы

включения

приборов

установить выключатель,
включать

и

выключать

поз¬

при¬

бор.
Расчет сопротивления параллельных цепей. Если два
сопротивления одной и той же величины включены па¬
раллельно, как это показано на рис. 1У.71, то общее ре¬
зультирующее сопротивление схемы будет равно лишь
половине ^величины одного сопротивления. В такой схе¬
ме ток может проходить по двум цепям, имеющим ^оди¬
наковые сопротивления. Итак, при наличии двух одина¬
ковых цепей их общее сопротивление в два раза меньше
сопротивления одной цепи.
Если сопротивления одинаковой величины включены
то их общее сопротивление может быть
параллельно,
рассчитано путем деления величины одного сопротивле¬
ния на число параллельных цепей Так, например, если
параллельно включены четыре сопротивления по 100 ом

общее сопротивление составит одну четвертую
от 100 ож, или 25 ом.
Иногда параллельно соединяются неравные по вели¬
чине сопротивления. В этом случае рассчитать общее соп¬
каждое, то

143

можно

ротивление

по

формуле

вычисления

для

парал¬

лельного сопротивления

Если параллельно соединены
ной

50, 100

и

50

ом

сопротивления

общее сопротивление

может

величи¬

IV. 72), то их
быть рассчитано следующим

соответственно

(рис.

путем:
1

1

^общ

60

т.

В

этом

100

50

е.

Я общ

=

20

ом.

общее сопротивление, равное 20

примере

ом,

меньше сопротивления любого из параллельно соединен¬
ных сопротивлений. При параллельном соединении общее

сопротивление всегда

наименьшего из
меньше
парал¬
лельно соединенных сопротивлений.
Ток через параллельные цепи. В схеме, образованной
из нескольких параллельных цепей, сопротивления от¬

дельных

цепей могут быть различными. Следовательно,

через эти цепи также будут различными. Общий
ток, проходящий в такой схеме, равен сумме токов через
и точки

отдельные цепи.
включенных
На схеме рис. IV. 73 три параллельно
сопротивления равны соответственно 15, 30 и 30 ом. Они
подключены к 6-е батарее. Используя закон Ома, мы
можем

рассчитать

ток

через каждое

из

этих

сопротив¬

лений:
/=1//й
/1

=

/2
/3

=

=

6/15
6/30
6/30

=

=

-

0,4
0,2
0,2

а,
а,
а.

Рис. 1У.73.
В данной
схеме,
образованной из ряда парал¬
лельных
цепей, общий ток

(/общ) равен сумме токов,
отдельные
проходящих через
Общее
сопротивления.
сопро¬
тивление схемы равно 7,5 ом.
144

Общий
через

ток в схеме

равен сумме токов, протекающих

отдельные сопротивления:

/общ=/1 + /2 + /з

=

0,4 + 0,2 + 0,2

=

0,8

й.

Рассчитать величину общего тока в схеме можно
другим способом. Сначала следует определить общее
сопротивление схемы по формуле

и

-±Добщ

=

±+±.+ ±==±+±+±
^
^
^
^1

^2

т.

Затем

можно

=

Да

^общ== 7,5

е.

рассчитать
/
'общ

^

ом.

общий

и

±

ток:

и
-

*

г>

^общ
6 ВОЛЬТ

т

^общ=-тт
7,5
Заметьте,

что

л
о

=

°>8 ампера.

ом

общий ток, равный 0,8 а, полученный

расчета общего сопротивления, равен той же
величине, полученной путем суммирования токов через
отдельные сопротивления.
Последовательные электрические цепи. В последова¬
тельной электрической цепи одинаковый
ток проходит
все
в
включенные'
нее
через
приборы (устройства). Если
несколько устройств включены последовательно, то на¬
пряжение, приложенное к такой цепи, делится между ни¬
ми (рис. IV. 75). Если одно из устройств последователь¬
на

основе

ной цепи отключается, ток в ней прекращается. В неко¬
небольших
последовательно
торых
радиоприемниках
включаются нити накала радиоламп. Если в таком при¬
емнике перегорает одна лампа, то перестают работать

Чтобы определить, какая
необходимо
проверить все лампы.
рела,

все остальные.

из ламп

перего¬

Последовательно соединенные сопротивления. Итак,
два или несколько сопротивлений соединены по¬
следовательно, то через каждое из них проходит один и
тот же ток. На рис. IV. 76 изображена схема, состоя¬
когда

щая из последовательного соединения четырех сопротив¬
лений, подключенных к 12-е аккумуляторной батарее.
Если к такой батарее подключить только одну лампу, то
она перегорит.

Когда

к

батарее напряжением

12

в

под145

Рис. 1У.74. Электропроводка является
пользования параллельных цепей.

Рис. 1У.75. Когда
лится

между
го полюса

практическим примером ис¬

лампы соединены последовательно,

ними.

Электроны

начинают

свой

батареи, проходят через одну лампу,

путь

напряжение де¬
у

отрицательно¬

и через дру¬
между
гую. Схема показывает, как напряжение батареи делится
двумя лампами.

146

а

затем

В последователь¬
Рис. 1У.76.
ной электрической цепи один
и тот же ток
проходит через
все сопротивления. Общее со¬
противление цепи равно 12 ом.

ключено четыре последовательно соединенные одинако¬
вые лампы, то на одну лампу будет приходиться всего 3 в.
Когда два или несколько сопротивлений соединяются

последовательно,

их

общее сопротивление равно сумме

сопротивлений. Формула для расчета после¬
довательного сопротивления имеет следующий вид:

отдельных

Яобщ~В\
Если каждая лампа в схеме на рис. 1У.76 имеет со¬
противление 3 ом, то обшее сопротивление такой цепи
может быть рассчитано с помощью формулы для после¬
довательного соединения

Так

как

/?1

3 ом, /?2

то

=

#0бщ

=

сопротивлений.

3 ом, /?з 3 ом, /?4=3 ом,
3-ь3 + 3 + 3= 12 ом.
=

=

После того как найдено общее сопротивление такой
цени, можно рассчитать ток через нее по формуле

Так как Е =

12в; #общ= 12

12

то /

ом,

=

=

1 а.

12

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ И ЗАДАНИЯ
1.

Изготовление самодельного зуммера

Необходимые детали
Деревянное
Стержень

основание

круглого

длиной 27

и

материалы:

12x60x60

сечения

из

мм

.

1

.

мягкой стали

0 6 мм
'

мм

.

Прокладки из фибры 3x18 мм
П&лоска листовой бронзы для пружины толщиной 0,4
22 x 30 мм
Диск из мягкой стали толщиной 3 мм 0 6 мм
Кусок листовой стали толщиной 0,8 мм 22x22 мм
Обмоточный провод 0 0,5 мм
Зажимы
*

,

.

1
2

мм

...

.

.

.

1
1
1
6 м
2
147

Рис. 1У.77.

Зуммер.

Стальной диск,
припадаемый
к

Рис, IУ.78. Детали
148

самодельного зуммера.

Вибратору

Рис. 1У.79. Кнопка и
соединенные с сухим

зуммер,
элемен¬

том.

Снимите фаску
вянного
как

сверлите в одной из
отверстия диаметром
должно

быть

с

дере¬

основания

так,

это

показано

на

рис. IV. 78. Просверлите
отверстия диаметром 6 мм
в центре прокладок. Про¬
прокладок дополнительно еще два
1,5

мм.

расположено

Одно

ближе

из

к

отверстий

этих

центральному

от¬

кромки прокладки. За¬
на
стального
концах
крепите прокладки
стержня диа¬
метром 6 мм так, чтобы они отстояли друг от друга на
18 мм. Вставьте один из концов обмоточного провода во
внутреннее отверстие так, чтобы из отверстия выступал
кусок провода длиной 7 8 см. Намотайте на стальной
стержень равномерно восемь слоев обмоточного провода.
верстию,

а

второе

Другой

у внешней

конец провода
отверстие в прокладке.

Вырежьте

из

нужно

листовой

готовления пружин,

кусок

пропустить

через

внешнее

бронзы, используемой для из¬
такой формы, которая указа¬

рис. 1М.78. Эта пружина выполняет роль вибрато¬
ра. Просверлите и изогните кусок бронзовой пружины
так, как показано на рисунке. Припаяйте к вибратору
стальной диск диаметром 6 мм.
Вырежьте кусок листовой бронзы по форме, указан¬
ной на рисунке. Для того чтобы из этой плоской детали
на

на

изготовить держатель контактного винта, ее нужно изо¬
и просверлить. Припаяйте к держателю контакт¬
ного винта бронзовую гайку М4. С помощью напильни¬

гнуть
ка

со

скругленный
скругленной головкой.

сточите

конец

Этот

бронзового
будет

винт

винта

М4

служить ре¬

гулировочным.

Просверлите

по

отверстию у каждого конца

металли¬

ческой полоски,
тушки, и

предназначенной для закрепления ка¬
изогните ее таким образом, чтобы она
могла

служить держателем катушки.

Смонтируйте все детали на деревянном основании.
Выполните необходимые соединения, показанные на ри¬
линиями.
Провода
проложите
сунке
пунктирными
по дну деревянного основания. Навинтите на регулиро¬

вочный винт
в

бронзовую гайку

Теперь

М4

и

ввинтите

сам

винт

держателю контактного винта.
самодельный зуммер готов к испытанию. Подве¬

гайку, припаянную

к

дите к двум зажимам напряжение переменного или по¬
стоянного тока величиной от 3 до 6 в. Произведите ре¬

гулировку зуммера

контактным винтом.

Последовательное

2.

соединение сухих элементов,

питающих зуммер
Возьмите четыре сухих элемента, зуммер, кнопку и
электрический провод, необходимый для их соединения.

Соедините сухие

Когда
жется,

что

зажим

Соедините проводом
из

зажимов

из

будут

зажим

другого

один

из

одного

остались

этих

собой,

ока¬

элемента

и

свободными.

зажимов

с

одним

с одним
другой зажим кнопки
зуммера, а другой зажим зуммера

кнопки,

зажимов

с оставшимся

свободным

зажимом

кнопку, и, если все
вильно, зуммер заработает.

жмите

Когда

соединены между

положительный

отрицательный

(рис. 1У.80).

элементы последовательно

все элементы

сухого элемента. На¬
выполнены пра¬

соединения

электрические соединения и
провод к зажиму, виток провода вокруг
наматываться
по
часовой
должен
стрелке
вы

выполняете

подсоединяете

винта

(рис. 1У.81). В

этом случае провод плотно охватывает
получается надежное соединение.
При работе зуммера отметьте громкость его звуча¬
ния при питании от четырех сухих элементов. Тон зумме¬
ра можно изменить регулировкой контактного винта.
винт

зажима

3.

и

Параллельное

соединение сухих элементов,

питающих зуммер

Соедините между собой четыре отрицательных
жима одинаковых

сухих

элементов.

Четыре

ных зажима элементов соедините так,
150

за¬

положитель¬

как это показано

Рис. 1У.81. Виток провода должен охватывать контактный винт по
часовой стрелке.

Рис.

1У.82.

Параллельное включение сухих элементов, питающих

зуммер.

Рис. 1У.83. Последовательное соединение сухих элементов и парал¬
лельное соединение ламп.
151

йа Схеме

рис. 1У.$2. Соедините проводом отрицательные

зажимы

сухих элементов с одним из зажимов кнопки,
другим проводом
второй зажим кнопки* с одним из за¬
жимов
зуммера. Соедините проводом другой зажим зум¬
с

мера

положительным

Нажмите кнопку, и,

и

батареи

элементов.

пра¬

заработает.

вильно, зуммер
4.

зажимом

если все соединения выполнены

Последовательное соединение сухих элементов
параллельное соединение осветительных ламп

и четыре 6-е лам¬
четыре миниатюрных патрона для л'ампочек, од¬
нополюсный выключатель и необходимое количество

Возьмите четыре сухих элемента

почки,

провода.
элемента в

четыре сухих

соедините

Последовательно

соединительного

батарею. Соедините

патроны
рис. 1У.83; для этого установите их
один за другим и одним проводом объедините их кон¬
такты, расположенные с одной стороны, а другим про¬
водом контакты, расположенные с другой стороны па¬
тронов. Соедините проводом остававшийся свободным
положительный зажим батареи сухих элементов с од¬
так,

как показано на

патронов. Соедините

ним из

с

трона

из

одним

зажим

другой

батареи.

выключателя

Замкните

соединения

другой

зажимов

контакт

выполнены

контакт

того

с

отрицательным

выключателя,

правильно,

же

па¬

Соедините

выключателя.

и,

зажимом
если

осветительные

все

лам¬

пы должны загореться.

Выверните
после

этого

одну

из

светиться

ламп

и

посмотрите, как стали
лампы. Если исполь¬

оставшиеся

сухие элементы, яркость свечения остав¬
изменится.
Если
же
сухие элементы
проработали очень долго, то, если вывернуть одну из
лампочек, оставшиеся станут светиться ярче.

зуются
шихся

5.

свежие

ламп

не

Последовательное соединение сухих элементов

и лампочек

для
на

Возьмите четыре сухих элемента, четыре лампочки
карманного фонарика, четыре миниатюрных патро¬
для лампочек,

однополюсный

выключатель и необхо¬

провода. Соедините
четыре сухих элемента последовательно. Соедините че¬
тыре миниатюрных патрона последовательно, как по¬
димое

152

количество

соединительного

казано на рис. 1У.84. Соедините проводом сухие элемен¬
ты, патроны и выключатель так, чтобы все они образо¬
вали последовательную цепь. Замкните контакт выклю¬
выполнены
соединения
чателя, и, если все
правильно,
лампочки загорятся. Выверните одну из лампочек из па¬
трона. Что произойдет? Где может быть использована
такая
система
соединений? Замените 1,5-е лампочки
для карманного
фонарика 6-е лампочками. Что про¬
изойдет? Почему?

6.
и

Последовательное соединение сухих элементов
включение кнопок и зуммеров

параллельное

Возьмите четыре сухих элемента, две кнопки, два
необходимое количество соединительного
зуммера и
провода. Если вы собирали схемы, в которых зуммер
питается от сухих элементов, то вы знаете, что при уве¬
числа последовательно включенных элементов
звук зуммера становится громче. Обычно зуммер рабо¬

личении

напряжения 1,5 в. В тех случаях, когда зуммеры
и
сигнализации
для
используются
устанавливаются
питания
в шумных помещениях, для
их
применяются
с
более высоким напряжением. Соедините
источники
последовательно четыре сухих элемента в батарею. Со¬
тает от

едините параллельно две кнопки и два зуммера так, как
это показано на рис. 1У.85. Соедините один из зажимов
из зажимов зуммера. Соедините дру¬
зуммера с одним из зажимов кнопки. Соеди¬
кнопки со свобод¬
ните оставшийся свободным зажим
ным зажимом батареи. Нажмите любую из кнопок, и,
если схема собрана правильно, оба зуммера заработают.

батареи
гой

с

одним

зажим

Придержите рукой якорь одного из зуммеров так, что¬
бы он не смог вибрировать, и-нажмите кнопку. Повлия¬
ло ли это на работу другого зуммера? Почему?
7.

Схема

трехпроводной зуммерной

системы,

позволяющей отвечать на вызов
Возьмите четыре сухих элемента, две кнопки, два
количество
и
соединительного
необходимое
последовательно
Соедините
сухие элементы
провода.

зуммера
в

батарею. Отрежьте

длиной
цов

в

каждого

два

одинаковых

куска

провода

метров. Подсоедините один из кон¬
провода к одному из зуммеров. Подсоеди153

несколько

Рис. 1У.84. Последовательное
почек.

соединение

сухих

элементов и лам¬

Рис. 1У.85. Последовательное соединение сухих элементов и парал¬
лельное соединение зуммеров.

Рис. 1У.86. Трехпроводная
чать на вызов.
154

зуммерная

система,

позволяющая отве¬

другой конец каждого провода к одной из кнопок.
Уложите провода гак, чтобы у каждого конца провода
находились зуммер и кнопка (рис. IV.86). Короткими
проводами соедините зуммер и кнопку со свободным
концом одного длинного провода. То же'самое сделайте
ните

и

со

свободным

дините

один

концом другого длинного провода. Сое¬
из зажимов батареи с коротким проводом,

соединяющим кнопку и зуммер. Еще одним проводом
соедините оставшийся свободным зажим батареи с ко¬
ротким проводом, соединяющим другие кнопку и зум¬
мер. Полученные соединения должны соответствовать
схеме рис. 1У.86. Если
вся схема собрана правильно,
нажатии
из
кнопок
одной
при
будет срабатывать зум¬
мер на другом конце провода. Где может быть исполь¬
зована такая система?

Контрольные вопросы
1. Нарисуйте схему батареи
7,5 в.

из

сухих

элементов,

которая

бу¬

дет давать напряжение

2. Какое будет получено
вательно

два

больших

напряжение,

сухих

элемента

с

если

соединить

двумя

последо¬

небольшими

эле¬

ментами для

карманного фонарика?
3. Перечислите возможные применения последовательно соеди¬
ненных сухих элементов.
4. В каких случаях необходимо соединять сухие элементы па¬
раллельно?
5. Нарисуйте схему подключения четырех 1,5-е лампочек к 6-в
аккумуляторной батарее.
вклю¬
6. Перечислите случаи использования
последовательно
ченных лампочек.
7. В чем недостаток последовательного соединения лампочек?
8. Как включены осветительные лампы у вас дома, последова¬
или параллельно?
9. В чем различие между замкнутой и разомкнутой цепью?
вам
10 Перечислите различные типы известных
переключа¬

тельно

телей.
11.

одно

Нарисуйте схему,

направление
лампы и

в

которой однополюсный

используется

для

подключения

и

выключатель

на

отключения

6-е

аккумуляторной батареи
12. Чему равно общее сопротивление электрической цепи, со¬
держащей четыре сопротивления по 200 ож, включенных парал¬
лельно?
13. Рассчитайте
общее
четырех
параллельно
сопротивление
включенных сопротивлений, если сопротивление первого из них рав¬
8 ом и четвертого
32 ом.
но 16 ом, второго
32 ом, третьего

ГЛАВА

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В НАШЕЙ ЖИЗНИ

16.

ПРОИЗВОДСТВО И ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ

энергии. В § 8 ука¬
генераторы могут создавать как перемен¬
и постоянный ток. В генераторах переменного
электрический ток от якоря в цепь нагрузки посту¬
и
кольца
щетки
через контактные
(рис. У.1),
постоянного
тока
коллектор
генераторе
через

Производство электрической

зывалось,
ный, так
тока

пает
а

в

что

(рис. У.2).
Большинство генераторов переменного тока в систе¬
электроснабжения коммунальных потребителей вы¬
рабатывает переменный ток частотой 50 гц. Это ознамах

Рис.
шего
тока.

156

У.1.

Устройство простей-

генератора

переменного

Рис. У.2.
тока
что

имеет
и

Генератор
те

же

постоянного

основные

части,

генератор переменного тока.

Рис. У.З. У современного турбогенератора вращение ротора происхо¬
дит под действием пара:
/
впускной канал для пара (верхний); 2
впускные клапаны паропровода;
5

ротор

высокого давления;

будитель; 7
10

зажимы

слоистый

канал

для

сердечник;

паропровода

4

сопла;

генератора;

11

8

воз¬
5
водородный охладитель, 6
обмотка возбуждения;
обмотки; 9

конденсатор;

(нижний);

14

12

подшипник;

управляющий

Рис. У.4. Принцип действия паровой электростанции:
в

впускной

1)

в

котле

2)

пар, выходя через сопла, ударяет о лопатки тур¬
результате чего ее колесо вращается; 3) турбина вращает

создается

бины,

13

механизм.

пар;

ротор генератора, и он создает э., д. с. и ток; 4) отработанный пар,
т. е. пар, прошедший через турбину, конденсируется и
возвращается
в котел.
157

Рис. У.5. Старинный электрогене¬
ратор с ручным приводом, при¬
менявшийся

для

телефонной

сети.

ле

в

таком

пятью

абонента

вызова

Магнитное

генераторе

по¬

создается

подковообразными

магни¬

тами.

Рис.

У.6.

водом

от

Электрогенератор
двигателя

с

сгорания. Г енератор
10 кет может вырабатывать
пряжение 127 или 220 в.

Рис. у.7. Электрогенератор
водом

от

дизеля.

при¬

внутреннего
мощностью

Генератор

на¬

с

при¬
имеет

60 кет и может созда¬
напряжение 127 или 220 в.

мощность

вать

Рис.
У.8. Двигатель-генераторная
установка, в которой электриче¬
ский двигатель вращает генера¬

тор.

158

Рис.

У.9.

ство

представляет

Это

небольшое устрой¬
собой комбина¬
цию электродвигателя с генерато¬
ис¬
Оно
ром постоянного тока
для
пользуется
электропитания
радиооборудования самолета.

чает,
свое

что такой

ток

направление

меняет
100

раз

в секунду.

В
Электрогенераторы.
необ¬
каждом
генераторе
ходимо каким-либо способом вращать якорь или ротор.
Крупные генераторы, вырабатывающие энергию для го¬
родских жилых домов и промышленных предприятий,

приводятся
роэнергией)
торы

в

движение

или

весят много тонн

лоссальное

количество

обычно

генераторов

энергией падающей

(рис. У.З).
Турбина
можно

представляет
сравнить с ветряной

ницы имеется

несколько

под давлением ветра

вращается
ны.

Этот

ством,

и

воды

(гид¬

паром. Эти огромные генера¬
и для их вращения требуется ко¬
энергии. Якорь или ротор таких
соединен с ротором
турбины

водяным

собой устройство, которое
мельницей. У ветряной мель¬

лопастей

или

крыЛьев. Когда

крылья вращаются, вместе с ними

вал, на котором они насаже¬
соединить с каким-либо устрой¬

центральный

вал

можно

например насосом,

который будет перекачивать

воду.
Когда для вращения генератора используется гидро¬
энергия, необходим быстрый поток воды. Такой поток
может давать большой водопад, например Ниагарский,
или плотина, задерживающая огромные массы воды. Во¬
да, переливающаяся через край водопада или выходя¬
щая через донное отверстие в плотине, по специальному

каналу направляется к водяной турбине. На цодвижном
турбины закреплены лопатки. Под напором воды
ротор
турбины вращается и приводит в действие

колесе

генератор.
На многих электростанциях генераторы вращаются
нагретым водяным паром высокого давления. Пар вы¬
сокого давления направляется на лопатки турбины с ог¬
ромной скоростью. У паровых турбин имеется целый
ряд лопастных колес,- установленных так, что пар дол¬
жен миновать от 17 до 20 колес. Пар выходит из сопла
159

Рис. УЛО. Большие гидрогенера¬
торы, установленные на одной из

гидроэлектростанций

крупных

и

ударяет

го

колеса.

часть

о

^юпатки перво¬

Пар, потерявший

своего

давления,

те¬

перь направляется в следую¬
щий ряд сопел и, выходя из
лопатки
о
них,
ударяет
следующего колеса и т. д.

Иногда
3,7

м.

колесо

последнее

лопатками

имеет

диаметр

Для работы гидро-

паровой турбины

с

и

необходи¬

мо очень много воды.
Поэтому большинство электро¬
станций размещается вблизи озер или в таких местах,
где вода имеется в изобилии.
^Небольшие
не
доведены
Там,
генераторы.
куда
электролинии от энергосистем, электроэнергия выраба¬
тывается генераторами,
приводимыми в действие двига¬
телями внутреннего сгорания. Некоторые небольшие ге¬
нераторы работают от ветряных двигателей.
Значительный по величине постоянный ток необхо¬

дим для нанесения

электропокрытий

Генераторы, вырабатывающие

ки.

и для

такой

дуговой
ток,

свар¬
обычно

Для
вращаются
производства
электродвигателями.
электроэнергии в таких случаях часто применяется уста¬
новка, состоящая из электродвигателя и генератора, ко¬
торая

называется

Потери

двигатель-генераторной (рис. У.8).

электропередачи.
Крупные элек¬
тростанции должны вырабатывать огромные количества
энергии, чтобы покрыть все потребности города и дерев¬
ни. Такие электростанции часто снабжают энергией це¬
лые

в

районы,

линии

по нескольку городов, и
значительном расстоянии от

насчитывающие

размещаются на

лей энергии. Линии,

потребите¬

по

которым электрическая энергия
и
промышленным
передается от станций к городам
называют линиями электропередачи.
предприятиям,
линий
электропередачи обычно
Напряжение этих
очень высоко. Часто используются напряжения 35 ООО и
110 000 в. Высокие напряжения применяются по двум
причинам: во-первых, чтобы уменьшить потери напряже¬
но

Рис. У.11. Устройство электрической сети. Электроэнергию выраба¬
тывают как паротурбинные (тепловые) электростанции, так и гидро¬
электростанции.

станций^ток

по

После
линии

повышения
высокого

напряжения

на

каждой

из

этих

поступает на централь¬
ную станцию. Сюда сходятся линии электропередачи от нескольких
электростанций Большие понижающие трансформаторы понижают
напряжение в линиях по мере того, как последние приближаются
к городу. По фидерной линии электроэнергия подводится к
распре¬
делительной станции, где напряжение еще раз понижается. Отходя¬
щие от этой подстанции распределительные линии подводят элек¬
троэнергию к каждому дому.

О Зак. 418

напряжения

161

Рис. У.12. К этой подстанции подходят линии электропередачи напря¬
жением 287 ООО в. Огромные трансформаторы понижают это напря¬
жение; пониженное напряжение поступает на распределительную под¬
станцию.

ния

в линии из-за сопротивления
проводор и, во-вторых,
чтобы снизить бесполезный разогрев проводов проходя¬
щим по ним большим током.
линии.
Потери,
сопротивлением
обусловленные
Во внутриквартирной сети чаще всего используется на¬
или 220 в. Если генератор
пряжение 127
расположен
за много километров от города, куда по' линии электро¬
должно поступать напряжение,
передачи
например,
220 в, то потери напряжения в такой линии будут очень
значительными. Для того чтобы до города дошло по ли¬

нии

такое напряжение, напряжение на зажимах генера¬
тора должно быть в несколько раз больше. Эти потери
возникают из-за сопротивления проводов линии. Чтобы
уменьшить потери, обусловленные сопротивлением про¬
водов, обычно используют высокие напряжения, при
этом ток в линии уменьшается, так что к месту потреб¬
ления энергии поступает сравнительно
большое напря¬

жение.

Сильный ток. Если генератор вырабатывает напря¬
220 в, то для электроснабжения всех городских
потребителей он должен давать очень значительный ток.
жение

162

Этот

ток столь велик, что невозможно
построить генера¬
тор, обмотки которого будут пропускать такой ток. Труд¬
но строить и линии
электропередачи с проводами столь
большого сечения, чтобы они могли пропускать ток, по¬

требляемый
нии

в

распределительной

сети.

При

использова¬

высокого

напряжения оказывается возможным сни¬
зить ток в линиях
электропередачи.
величина
Известно, что
электрической мощности

определяется произведением напряжения на ток. Отсю¬
да следует, что значительную мощность можно переда¬
вать, используя либо высокое напряжение и малый ток
или низкое напряжение и большой ток.

Поскольку

силь¬

ный ток вызывает бесполезный разогрев провода линии,
поэтому необходимо его уменьшить и соответственно

увеличить напряжение.
Использование линий передачи
высокого напряже¬
ния. Некоторые
электрогенераторы
переменного тока,
установленные на электростанциях, вырабатывают на¬
пряжение вплоть до десятков тысяч вольт, а в некоторых
случаях и выше. Даже столь высокое напряжение не¬
достаточно для линий электропередачи длиной несколь¬
ко сот километров. Для передачи энергии на такие рас¬
стояния напряжение генератора повышается еще боль¬
ше. Для повышения напряжения используется специаль¬
ное

устройство,

называемое

трансформатором (он будет

рассмотрен .в следующем параграфе).
После того как напряжение повышено,
электриче¬
ская энергия
по линиям
электропередачи
передается
к местным распределительным
станциям, называемым
подстанциями. На подстанциях
происходит понижение
напряжения. Величина, до которой снижается напряже¬
ние, определяется местными условиями.
От подстанций расходятся распределительные сило¬
вые линии, по которым электрическая энергия поступа¬
ввести
элек¬
ет различным потребителям. Прежде чем
тричество в дом, необходимо еще раз снизить напряже¬
ннее. Трансформаторы, установленные на опорах распре¬
делительной сети, снижают напряжение до 127 220 в.
ввод в дом дает возможность
ваться в квартире напряжением 127 или 220 в.

Электрический

пользо¬

В
высоко¬
электропередачи.
электропередачи используются много¬
Многожильные
сечения.
большого
жильные провода
чем
более
являются
одножильные;
гибкими,
провода
6*
163

Сооружение

вольтных

линиях

линий

Рис. У.13. Стальная опора, под¬
держивающая провода линии элек¬

трической передачи.

для

таких

проводов

меньше

разрыва при ка¬
чании проводов между опо¬
рами линии передачи. Про¬
вероятность

вода высоковольтных линий
изготовляются из нескольких
или

алюминиевых

Иногда

вместо сплош¬

медных
жил.

ного провода
используются
полые
трубчатые провода.

Полый трубчатый провод об¬
ладает большей прочностью, чем сплошной провод того
же веса.

Опоры

линии

электропередачи

изготовляются

либо

дерева, либо из стали. Часто к вершинам опор под¬
вешивается заземляемый трос, который служит для за¬
из

проводов линии от ударов молнии. Молния пора¬
обычно предметы, расположенные в наиболее вы¬
соких точках. Поскольку заземляемый трос расположен
выше других проводов, молния через заземление троса
отводится в землю.
щиты

жает

Поскольку

в

линиях

электропередачи применяется
напряжение, к траверсам опор
необходимо подвешивать очень большие изоляторы,
на которых крепятся провода.
Эти изоляторы предот¬
вращают короткие замыкания между отдельными про¬
водами или между каждым проводом и опорой.
исключительно

Контрольные

высокое

вопросы

1. В чем состоит основное различие между генераторами пере¬
менного тока и постоянного тока?
2. Каким образом приводятся во вращение генераторы на круп¬

электростанциях?
3. Каково назначение турбины?
4. Почему для линий электропередачи выбирается
пряжение?
5. Почему в линиях электропередачи применяют
ных

высокое

на¬

малый ток?
6. Назовите две основные причины выбора высокого напряже¬
ния для линии электропередачи.
164

7. Как определить мощность, передаваемую линией электропе¬
редачи?
8. Как 'называется устройство для повышения или понижения
напряжения?
9. Почему необходимо снижать напряжение, поступающее в го¬
по линии

род

10. Каково

электропередачи?
назначение

к вершинам опор линии

17.

заземляемого

подвешиваемого

троса,

электропередачи?

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ И ПОНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Возбуждение, тока в катушке
индуктивности.
Известно, что если в катушку индуктивности вводить
стержневой магнит, то в ней будет наводиться э. д. с.
Это будет происходить только в те моменты времени,
когда магнит находится в движении. Наводимая э. д. с.
является

нит

переменной, поскольку каждый раз,
в катушку или

вводится

когда маг¬
ме¬

из нее, она

выводится

няет свое направление.
Возникновение и исчезновение магнитных силовых ли¬
ний.

При

рис.

УЛ4

или установлении магнитного поля
возникают
магнитные силовые линии. На
вокруг катушки

чателя
во все

появлении

показано, что при замыкании контактов выклю¬
катушки возникают и распространяются
стороны магнитные силовые линии. Почти мгно¬
вокруг

венно полностью заканчивается
ных силовых

линий,

и

образование

всех магнит¬

становится

электромагни¬
выключателя
контакты
том.
Когда
размыкаются
(рис. У.15), магнитное поле начинает исчезать и катушка
перестает быть электромагнитом. Каждый раз, когда
катушка

контакты

выключателя

замыкаются,

дит

происхо¬

образование

нитных

силовых

маг¬

линий,

когда же эти контакты
магнит¬
размыкаются,
ные силовые линии ис¬

При

чезают.

нии контактов
чателя

Рис.

замыка¬
выклю¬

образуется

У.14.

контактов

При

элек-

замыкании

выключателя

во¬

круг
катушки
распростра¬
няется магнитное поле.
165

Рис. У.15. Когда контакты выключателя
поле сокращается и исчезает.

размыкаются,

магнитное

Рис. У.16. Гальванометр, подключенный к концам вторичной катуш¬
выключателем
ки, показывает, что при замыкании
электрической
цепи ток в первичной катушке наводит во вторичной катушке ток.
166

Рис. У.17. Когда
ной

ток

в

первич¬

прекращается, ис¬
магнитные
силовые

катушке

чезающие
линии
ной

ток

наводят

во

вторич¬

Гальванометр

катушке.

показывает, что ток во вторич¬
ной катушке проходит
в на¬
правлении,
противоположном
тому, в котором он проходил
при замыкании
ключателя (ср.

контактов
с

рис.

вы¬

У.16).

трическая замкнутая цепь,
с

и

этого

нается

момента

магнитных

ний

начи¬

распространение
силовых

ли¬

в

вок¬
пространстве
руг катушки. Как только
электрическая цепь размыкается, все магнитные силовые
линии начинают двигаться
обратно к катушке, причем
это движение продолжается до тех пор,
пока силовые
линии совсем не
исчезнут.
Наведение тока в катушке в помощью тока, протека¬
ющего в другой катушке. В этом случае вторая катушка
располагается вблизи первой (рис. У.16). Концы катуш¬
ки подсоединены к гальванометру. Когда мы замыкаем
контакты
выключателя/ стрелка
гальванометра откло¬
няется в одном направлении, а затем возвращается в ну¬
левое положение. Все время, пока контакты выключате¬
ля остаются замкнутыми, стрелка гальванометра оста¬
*

Как

мы
разомкнем
гальванометра откло¬
нится в противоположном направлении, а -затем возвра¬
тится в нулевое положение (рис.
У.17). Следовательно,
замыкаются или
во второй катушке каждый раз, когда
размыкаются контакты выключателя, наводится ток. Это
ется

в

нулевом

контакты

положении.

выключателя,

только

стрелка

происходит точно так же, как и в том случае, когда стер¬
жневой магнит вдвигается в катушку или выдвигается
из нее. Пока магнит движется, в катушке наводится ток.
На рис. У.16 и У.17 показано, что ток в катушке мо¬
жет быть наведен при
прохождении тока в другой ка¬
во второй катушке,
тушке. Для того чтобы навести ток

нужно прервать или возбудить
Когда при замыкании контакта
чинает

ток

в

первой катушке.

выключателя

протекать ток, вокруг катушки

в

цепи

возникают

на¬

маг167

У.18. Сердечник, введенный
внутрь первичной и вторичной ка¬
эффективность
тушек,
улучшает
трансформатора.
Рис.

нитные
торые

силовые
при

ранении

второй
образование

выключателя

не наводится

исчезать

наводится

ток.

и

Как

второй

катушке
-проходит в

то он является

в

этом

только

Когда

ток.

магнитные

размыкаются,

начинают

гом,

катушки. Как

только

и во

перестает распространяться

рой катушке больше

сначала

ко¬

распрост¬
витки
пересекают

всех магнитных силовых линий заканчивает¬

ся, магнитное поле

во

линии,

своем

случае

все

силовые

второй

во

прекращается.
одном направлении,
переменным.

Трансформатор.

Принцип

основан на наведении э. д.

с.

линии

катушке
исчезнут,

силовые линии

ток

Поскольку
а

вто¬

контакты

затем

в

ток

дру¬

работы трансформатора
или тока

в

одной катушке

другой. Первая

катушка назы¬
обмоткой. В ней должен проходить ток,

током, протекающим

в

вается первичной
возбуждаемый и прекращающийся для того, чтобы соз¬
дать ток во второй катушке. Вторая катушка называется
вторичной обмоткой. Обе обмотки трансформатора раз¬
мещаются на стержне, набранном из тонкой листовой
стали (рис. У.18). Сердечник концентрирует магнит¬
ные силовые линии, благодаря этому они не рассеива¬
ются

в

пространстве

вокруг

катушки. За
лучше.

счет

этого

Сердечники
трансформатор работает
большинства трансформаторов набираются из множест¬
значительно

ва

тонких

стальных

пластин,

изолированных электриче¬
ски
от
друг
друга
(рис. У.19). Такой сер-

Рис. У.19. Принцип устрой
трансформатора. Сер¬

ства

дечник

обеспечивает

кнутую цепь
го потока.

1ба

для

зам¬

магнитно¬

Рис. У.20. Большие трансформа¬
торы, установленные на подстан¬
ции.

дечник

дает

возможность

улучшить рабочие характе¬
ристики трансформатора.
Если источник перемен¬
ного тока подключить к пер¬
вичной обмотке трансфор¬

матора,
исчезать

то магнитное поле начинает появляться и затем

каждый раз, когда

возникает

и

прекращается

Благодаря этому во вторичной обмотке трансфор¬
матора будут наводиться э. д. с. и ток, которые также

ток.

являются переменными.
Если к первичной обмотке

трансформатора подклю¬
чается источник постоянного тока, то для того чтобы на¬
вести ток во вторичной обмотке, необходимо в цепи пер¬
вичной обмотки установить какой-либо

выключатель

и

попеременно замыкать и размыкать его контакты.

Повышающий трансформатор. Выше отмечалось,

что

передачи по линиям электропередачи тока высокого
напряжения необходимо повышать напряжение, получае¬
мое от генераторов. Для этой
цели используют трансдля

Рис. У.21. Повышающий трансформатор увеличивает напряжение.
169

форматоры. Первичная
быть

подсоединена

обмотка

может

трансформатора

непосредственно

к

выходным

зажи¬

мам генератора.

Трансформатор

является

повышающим,

если

его

вторичная обмотка содержит больше витков, чем пер¬
вичная. В этом случае магнитные силовые линии пере¬
секают сравнительно большее число витков и напряже¬
В
ние
повышается.
трансформаторе со 100-витковой
-и
обмоткой
200-витковой вторичной обмот¬
первичной

вторичной обмотки вдвое больше на¬
пряжения первичной обмотки. Отношение числа витков
первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки
называется коэффициентом трансформации. Для транс¬
форматора, изображенного на рис. У.21, коэффициент
трансформации равен 1 : 2.
Повышающие трансформаторы используются во всех
кой

напряжение

случаях, когда необходимо
ким

способом

напряжение. Та¬

повышать

можно

увеличивать напряжение
тельно, а можно и во много раз. Если

незначи¬

требуется

напря¬
100 в, то вторичная обмотка
Должна содержать в 10 раз больше витков, чем первич¬
ная. Конечно, в трансформаторе имеются некоторые по¬
тери энергии, и принимаются меры, чтобы уменьшить их
величину.
Понижающие трансформаторы. Высокое напряжение,
поступающее в город по высоковольтной линии электро¬
передачи, понижается на электрической подстанции. На
жение

этих

10

в

повысить до

подстанциях

трансформаторы, пони¬
которой

установлены

напряжение до такой величины, при
обеспечивается большая безопасность работы
жающие

с

элек¬

трооборудованием.
В

понижающих трансформаторах первичная обмот¬
больше витков, чем вторичная. Посколь¬
вторичная обмотка содержит меньше витков, чем

ка насчитывает

ку
первичная,

магнитные

шее число витков

и

силовые

линии

напряжение

пересекают

мень¬

понижается.

Если необходимо от источника напряжения перемен¬
ного тока величиной 100 в получить напряжение 10 в, то
воспользоваться
можно
трансформатором. В таком
трансформаторе число витков у вторичной обмотки дол¬
жно быть в 10 раз меньше, чем у первичной (рис. У.22).
Взаимная индукция. Из рис. У.16 и У.17 следует, что
изменяющееся

в

магнитное

одной катушке

170

поле

при

может наводить ток в

протекании тока
другой катушке,

Рис. У.22. При необходимости напряжение, снимаемое со вторичной
обмотки понижающего трансформатора, можно делить при помощи
нескольких дополнительных отводов вторичной обмотки.

расположенной вблизи первой. Это явление называется
взаимоиндукцией. На принципе взаимоиндукции осно¬
вано действие всех трансформаторов.
Самоиндукция. Когда по первичной обмотке транс¬
форматора проходит переменный ток, магнитные сило¬
вые линии

изменяющегося магнитного поля, создавае¬
мого током, проходят через сердечник и пересекают вит¬
ки первичной и вторичной обмоток. В результате пересе¬

чения

магнитными

обмотки

в

но

пряжения сети,
нию.
нию

лой

Поскольку
сети,
или

силовыми

линиями

витков

первичной

ней возникает э. д. с., несколько меньшая на¬

она

эта

противоположная ему
э.

д.

называется

по

направле¬

противодействует напряже¬
противоэлектродвижущей си¬

с.

сокращенно противо-э. д.

с.

Свойство катушки,

обусловливающее наведение противо-э. д.
ся «самоиндукцией». Самоиндукция играет

с.,

называет¬

важную роль
процессе регулирования первичного тока трансформа¬
тора. Этот ток изменяется практически пропорциональ¬
в

но току во вторичной обмотке, величина которого опре¬
деляется нагрузкой. На рис. У.23 показано, как ток
во вторичной обмотке трансформатора влияет на потре-

171

Рис. У.23. Во вторичной об¬
мотке трансформатора, под¬
ключенного к нагрузке, воз¬
никает ток, создающий маг¬
нитное поле,
направленное

первичной об¬

поля

против
мотки.

В

результате

ослабляется,
цепи
первичной
увеличивается.
нее

бляемый

трансформатором

сердечник
рисунке

не

ток

трансформатора

изображены.

от

магнитное

в

трансформатора

поле

сети.

послед¬
ток

в

обмотки

Для упрощения

первичная

Выше

няющееся
обмотках

и

а

обмотка'

отмечалось,
вызывает

на

что изме¬
наведение

противо- э. д. с. Явление
самоиндукции наблюдается и при размыкании контак¬
тов
выключателя,
разрывающего электрическую цепь
постоянного тока, содержащую катушку с сердечником.
Это явление можно продемонстрировать, соединив су¬
хой элемент, выключатель, катушку с сердечником и
лампочку, рассчитанную на напряжение 6 8 в (рис.У.24).
После замыкания контактов выключателя лампа начи¬
нает тускло светиться. В момент же размыкания контак¬
выключателя лампа на мгновение ярко вспыхивает.
Во время короткого периода, когда ток в катушке нара¬
стает, увеличивающееся магнитное поле создает в ка¬
тушке противо-э. д. с., уменьшающуюся по мере притов

Рис. У.24. Опыт, поясняющий
172

возникновение противо-э д с.

ближения

Когда

значения

контакты

тока

максимальной

к

выключателя

размыкаются,

величине.
магнитное

быстро исчезает и при этом в катушке наводится
противо-э. д. с., во много раз превышающая э. д. с. су¬
хого элемента. В связи с этим через лампочку проходит
большой
ток
и
вспыхи¬
она
сравнительно
ярко
поле

вает.

Реактивное сопротивление. Если
омметра измерить сопротивление

с помощью

первичной

обычного
обмотки

звонка, то его величина окажется рав¬
ной примерно 250 ом. Если напряжение сети равно, налр^мер, 127 в, то, используя закон Ома, можно опреде¬

трансформатора
лить ток,

который, по-видимому,

должен пр<этекать через

обмотку трансформатора. Такой расчет по¬
что ток через первичную обмотку должен быть

первичную
казывает,

0,5 а. Это означает, что за 24 часа зво¬
примерно 1 500 ватт-часов, т. е. весьма
много электроэнергии.
Если же последовательно с первичной обмоткой
трансформатора включить амперметр переменного тока
и подсоединить трансформатор к сети переменного тока
127 в, то отклонение стрелки прибора будет почти неза¬
метным. Только тогда,^ когда
мы
подключим
нагрузку
равен примерно

нок

потребляет

-

ко

вторичной обмотке трансформатора, обнаружится

не¬

значительное отклонение

стрелки.
Попытаемся объяснить различие между рассчитан¬
ным и измеренным значениями первичного тока. Когда
мы измеряем сопротивление первичной обмотки транс¬
форматора при помощи омметра, то величина этого со¬
если
весь про¬
250 ом
не изменится,
противления
вод, из которого намотана катушка, вытянуть в одну ли¬
нию. Когда мы наматываем из провода катушку, это не
сказывается на его сопротивлении для постоянного тока.
Если же мы подключаем трансформатор к сети пере¬
менного тока напряжением 127 в, то в катушке разви¬
вается противо э. д. с., препятствующая увеличению или
уменьшению тока, в результате чего через обмотку про¬
ходит рчень небольшой ток. Свойство катушки препят¬
ствовать изменению тока называется реактивностью или
данном случае «индуктивным сопротивлением». Вели¬
чина индуктивного сопротивления выражается в омах
и обозначается латинской буквой Хь. Индекс Хь пока¬

в

зывает, что реактивность обусловлена индуктивностью.
Реактивным сопротивлением обладают и конденсаторы.
173

Полное сопротивление цепи. Итак, реактивное сопро¬
тивление уменьшает величину переменного тока в элек¬

трической

цепи. Если бы мы могли изготовить катушку
из очень толстого провода, которая бы
практически сов¬
сем не имела сопротивления, то рассчитать ток, прохо¬
на Хь
дящий через нее, можно было бы путем замены
в

формуле закона Ома, т.
Однако ввиду того, что

е.

формуле

по

/

=

Е/Хь.

обладают со¬
необходимо учиты¬

все проводники

противлением, его величину также
при расчете цепей переменного тока, содержащих
катушки или индуктивности. С учетом этого вычисляют
так называемое полное сопротивление переменному
то¬
ку. Оно обозначается буквой 1 и выражается в омах.

вать

Формула

для

определения

полного

сопротивления

имеет вид
г

=

ук*+хь*,

ом.

Коэффициент трансформации трансформатора. Соот¬
между напряжениями или витками первичной
вторичной обмоток трансформатора называется коэф¬
фициентом трансформации. Используя формулу для на¬
хождения коэффициента трансформации, можно опреде¬
ношение
и

лить

либо выходное напряжение, либо необходимое

чис¬

вторичной обмотки, если задано входное на¬
(напряжение на первичной обмотке) или
пряжение
число витков первичной обмотки.
Формула, выражаю¬
щая коэффициент
трансформации, имеет следующий
ло

витков

вид:
первичные витки

первичное напряжение

вторичные витки

вторичное напряжение

Применяя
дящих

в

эту

условные обозначения

формулу,

мы

^перв

Лвтор
В этой формуле Пдерв
мотки; Пвтор

ЧИСЛО

ВИТКОВ

можем

для

величин,
ее
выразить

вхо¬
так:

^перв
^втор

первичной об¬
ВТОрИЧНОЙ обмотки; (Уперв

число

витков

вторичное напряжение.
первичное напряжение; б^втор
Воспользуемся формулой для ' коэффициента транс¬
формации, чтобы определить, сколько витков должна
обмотка силового трансформа¬
насчитывать вторичная
тора, чтобы с нее можйо было снять 300 в, если число
витков

174

в

первичной обмотке равно 500,

а

первичное

на-

Потери в трансформаторных обмотках. Силовые
трансформаторы весьма эффективны, однако и им свой¬
ственны потери электрической
энергии. Провод, из ко¬
торого

наматываются

первичная

и

вторичная

обмотки

трансформатора, имеет некоторое сопротивление (ак¬
тивное), в котором при прохождении тока выделяется
т. е. рассеивается энергия. Если через трансфор¬
маторные обмотки проходит слишком большой ток, то
они чрезмерно нагреваются, и в результате этого транс¬
форматор может 'сгореть. Потери энергии в обмотках

тепло,

Рис. У.26. Слева изображен небольшой понижающий трансформатор.
Справа показаны пластины, из которых набирается сердечник, а так¬
же

первичная

и

вторичная обмотки.
175

иногда называют потерями в меди
ются

из

медного

(обмотки выполня¬
провода). Трансформаторы характери¬

зуются допустимым напряжением и током для каждой
из обмоток. Когда
нужен трансформатор, обмотки ко¬
должны
торого
пропускать сильный ток, их наматывают
толстым

проводом.
на вихревые токи. В трансформаторе имеет¬
ся еще один вид потерь энергии. Эти потери происходят
в сердечнике. Поскольку сердечник является проводни¬
ком электричества, магнитные силовые
линии,
пересе¬
кающие сердечник, наводят в нем токи. Эти токи в сер¬
дечнике называются вихревыми. Они бесполезно нагре¬

Потери

вают

сердечник.
на вихревые токи
слоистых сердечников, т.

Потери
ния

снижаются

путем примене¬
сердечников, набранных
стали
магнитно-мягкой

е.

тонких
пластин
(листов)
(рис. У.26). Отдельные пластины

из

сердечника покрыва¬
в сердечнике плас¬
тины оказываются изолированными друг от друга. Бла¬
годаря применению слоистых сердечников сокращаются
пути для вихревых токов, а в результате этого снижают¬
ются

ся и

шеллаком

потери

на

или

лаком,

вихревые

так

что

токи.

Гистерезисные потери в
раз, когда переменный ток

трансформаторе.

Каждый

обмотках трансформатора
изменяет свое
направление, меняется также и поляр¬
ность элементарных магнитов сердечника. Этот процесс
во многом совпадает с процессом ориентации полюсов
элементарных магнитов в стальном образце, когда мы
в

несколько раз слегка ударяем
янным

из

магнитом.

по этому

Когда удары

образцу

производятся

посто¬

одним

магниты устанавливаются
элементарные
то в противо¬
направлении, а когда другим

полюсов,

в одном

положном. Трение, возникающее между элементарными
магнитами при их переориентации, вызывает нагрев ста¬
ли.

Когда

ток
воздействует на сердечник
элементарные магниты находятся
в движении и в результате в сердечнике бесполезно вы¬
деляется тепло. Эти потери энергии в сердечнике назы¬
ваются
потерями. Для того чтобы
гистерезисными

переменный

трансформатора,

его

'

уменьшить потери на гистерезис, в сердечнике
форматора используют магнитно-мягкую сталь.

Мощность трансформатора. Трансформатор
ется

176

генератором мощности. Под

этим

транс¬

не явля¬

подразумевается,

Рис.

Входную

У.27.

трансформатора

мощность

можно

опре¬

путем умножения вход¬
на
тока
входное напря¬

делить
ного

Выходную' мощность
трансформатора можно опреде¬
жение.

лить
на

умножая

величины
чину

что если

его

мощность

во

выходной

ток

напряжение. Эти
отличаются на вели¬

выходное

потерь

в

трансформаторе.

обмотке

вторичной

равна

первичной обмот¬
ке, должна быть не меньше 100 вт. Другими словами,
мы не можем получить от трансформатора больше мощ¬
ности, чем мы в него вводим. Коэффициент полезного
действия трансформатора получается меньше 1:00%. Это
объясняется потерями в меди, потерями на гистерезис
100 вт,

и

то

вихревые

ность

затрачиваемая

мощность,

токи.

В результате

вторичной обмотке

во

Тщательно

вичной.

в

всех

всегда

этих

потерь мощ¬

меньше чем

сконструированные

силовые

в

пер¬

транс¬

имеют к. п. д. около 95%.
Каждый силовой трансформатор рассчитан на опре¬
деленное первичное напряжение и определенный (мак¬

форматоры

ток. Эти величины, в
мощность
редь, определяют
трансформатора.

допустимый)

симально

формулу
ность

на

свою

оче¬

Используя

для расчета мощности, можно рассчитать мощ¬
входе трансформатора. Так, например, если

напряжение на первичной обмотке трансформатора рав¬
но 117 в, а максимальный допустимый ток для первич¬
ной обмотки равен 2 а, то можно определить мощность
Р следующим путем:
Р= 1Л

=

117X2

=

234

вт.

равнялся 100%, то
бы равна мощности
во входной первичной обмотке и, следовательно, мощ¬
Если бы

мощность во

ность

бы 234

п. д. трансформатора
вторичной обмотке была

к.

выходной вторичной обмотке

в

также

равнялась

Поскольку к. п. д. трансформатора не равен
100%, формула для расчета мощности приобретает вид
вт.

где г]

формулу

коэффициент

полезного

действия (к.

п.

д.). Эту

можно также записать в таком виде:

177

Рис.

У.2&

Ё

автотрансформа¬

торе применяется одна обмот¬
ка, выполняющая одновремен¬
но роль и первичной, и вторич¬
ной обмотки.

Здесь

ричный

{Увтор

ток; ц

=

вторичное
к.

п.

бдерв

д.;

вто¬
напряжение;
/втор
первичное напряжение;

/перв
первичный ток.
Автотрансформатор. Однообмоточный трансформа¬
тор, изображенный на рис. У.28, называется автотранс¬
форматором. Одна часть его обмотки, используется в ка¬
честве первичной, и
она
же и
другая
вторичной. Автотрансформатор может

шающим, так

и

первичной обмотке
ричной.

ток

в

В понижающем
ке

меньше витков,

понизить,
витков,

взяв

или

и

здесь

вто¬

трансформаторе во вторичной обмот¬
в первичной.
Как показано на

рис. У.28, вторичное напряжение
при помощи отвода.

можно

поскольку

напряжение во

наводит

чем

сформатора
число

повы¬

Расчет автотрансформа¬
принципах, что и расчет обычно¬

двухобмоточного трансформатора,

го

качестве

как

понижающим.

основан на тех же

тора

часть в

быть

для

снимается

с

автотран¬

Вторичное напряжение
вторичной обмотки меньшее

повысить,

большее число

использовав

витков.

В понижающем

автотрансформаторе

в

качестве

ричной обмотки используется только часть витков
вичной. Для того чтобы со вторичной обмотки снять
симальное
ми

всей

напряжение,

пользуются

трансформаторной

внешними

катушки

(рис.

вто¬

пер¬
мак¬

вывода¬

У.29).

Рис. У.29.
повы¬
Этот
шающий
автотрансфор¬
матор повышает напря¬
жение со 127 до 150 в<
178

Автотрансформатор

с

регулируемым вторичным напря¬
содержать несколько отводов (отпаек),
а также подвижный контакт,
служащий для установки
необходимого напряжения. Схема автотрансформатора
приведена на рис. У.ЗО. Он может служить как в качест¬
ве понижающего, так и в качестве повышающего. Такой
жением должен

автотрансформатор позволяет получать различные на¬
пряжения. Промышленность выпускает целый ряд авто¬
трансформаторов с регулируемым вторичным напряже¬
нием.

Области применения трансформаторов. Трансформа¬
типы
торы находят многочисленные применения. Все
трансформаторов используются в быту и в промышлен¬
ности. Можно сконструировать трансформатор, у кото¬
рого будет несколько вторичных обмоток. Так, например,
в
трансформаторе радиоприемника один комплект вто¬
ричных обмоток повышает напряжение до 300 в, в то вре¬
мя как еше одна отдельная обмотка понижает напряже¬
ние до 6 в. Вообще, представляется возможным исполь¬
зовать

столько

причем
а часть

часть

вторичных обмоток, сколько необходимо,
них
может
быть
из
понижающими,

повышающими.

Так, например, трансформаторы, применяемые в сис¬
теме привода поезда игрушечной железной дороги, пони¬
переменного тока до 5 25 в.
напряжение подается на зажимы дви¬
гателя игрушечного локомотива. Благодаря понижению
напряжения все части схемы оказываются безопасными.
жают

Это

напряжение 127

в

пониженное

Рис. У.ЗО. Автотрансформатор с регулируемым выходным напряже¬
для выбора нужного напряжения используется многопозици*

нием;

онный переключатель.
179

В телевизоре применяется несколько различных транс¬

форматоров.

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ И ЗАДАНИЯ

Изготовление

1.

трансформатора

Необходимые материалы:
Деревянное

основание

12x75x130

1

мм

Трубка из картона, фибры или пластика 0 25 мм
длиной 45 мм
Прокладки фибровые толщиной 3 мм с внешним диаметром 45 мм
Мягкая стальная проволока 0 0,7 1,3 мм (разрезать
примерно на 200 кусков длиной по 13 см каждый)
Катушка обмоточного провода с эмалевой изоляцией
0 0,5 мм
Катушка обмоточного провода с эмалевой изоляцией

0 1

1
.

2

26 м
1

мм

1

Многожильный изолированный медный провод

Кусок листовой
Кусок листовой

толщиной 0,5 мм 30x150
стали толщиной 0,5 мм 12x75

стали

.

.

.

.

мм

,

.

мм

.

.

0,6

Зажимы

Трансформатор
12

рассчитан

на

выходное

.

м

1
1
2

напряжение

Его можно использовать для электропитания само¬
описанных, в этой книге.
дельных
в.

приборов,

Изготовьте каркас для катушки

трансформатора,

для

каждой фиб¬
ровой прокладки. Диаметр отверстий должен быть та¬

чего вырежьте круглое отверстие в центре

чтобы

отверстие плотно входил конец трубки диа¬
(рис. V. 34). Приклейте прокладки к труб¬
ке и просверлите отверстие диаметром 2,5 мм в одной из
прокладок вблизи трубки. Отрежьте кусок многожиль¬
ного медного
провода дли¬
ной 15 см и вставьте один из
ким,

в

метром 25 мм

его концов в

отверстие, про¬
сверленное в фибровой про¬
кладке. Припаяйте другой

конец этого провода к концу
Рис.

У.31.

форматор.
180

Понижающий

транс¬

Рис. УМ.
в

Применение

зажатой

ручной дрели для. намот¬
трансформатора. Каркас ка-

тиски

ки

болт.

длинный

на

надет

гушки

Один

болта

закреплен
в
патроне ручной дрели. Необхо¬
димо определить, сколько оборо¬
тов патрона приходится на один
из

концов

оборот ручки. При
рукой

другой
дрели.

поворачивать

а

одной
провод,

намотке

подавать

нужно

ручку

обмоточного провода, намотанного на катушку. Обмотай¬
место соединения изоляционной лентой и
приступайте
к намотке 1 800 витков
провода на каркас катушки. Про¬

те

цесс

намотки

между
тонкой

слоями

пояснен

на

обмотки

рис. У.32. Во время намотки
из
полезно делать
прокладки

бумаги. Наматывайте провод на катушку как
ровнее, а когда закончите намотку, осторожно
просверлите еще одно отверстие диаметром 2,5 мм в
другой црокладке вблизи последнего слоя обмоточного
провода. Отрежьте другой кусок провода длиной 15 см
можно

и

вставьте

один

из

его

концов

во

вновь

просверленное

Припаяйте конец провода к концу намотан¬
ной обмотки и изолируйте место соединения изоляцион¬
ной лентой. Оберните обмотку слоем тонкого картона.
На этом заканчивается изготовление первичной обмотки.
Просверлите в фибровых прокладках два отверстия

отверстие.

диаметром 2,5
раньше. Одно

мм

против тех, которые были просверлены

отверстий нужно просверлить вблизи
картонной оболочки, охватывающей обмотку, а другое
из

вблизи наружного края прокладки.

Отрежьте кусок мно¬
провода длиной 15 см и проденьте один из
его концов через внутреннее отверстие в прокладке.
При¬
паяйте его конец к концу намотанного на катушку обмо¬
точного провода, обмотайте место соединения изоляцион¬
ной лен;гой и намотайте 200 влтков провода 0 1 мм по¬
гожильного

верх

Затем
Рис.

картонной обкладки.
вставьте другой 15-см

У.ЗЗ.

Сердечник,

набранный
в отвер¬
в каркасе катушки
стие
Концы
проводов согнуты таким образом,
что они касаются друг друга.
из

проволок,

вставляется

181

Рис. У.34. Общий вид

и детали понижающего

трансформатора.

кусок многожильного провода через наружное отверстие
в прокладке и припаяйте его конец к концу обмоточного
провода внешней трансформаторной обмотки. Изоли¬
руйте место соединения изоляционной лентой. Закройте

наружную
слоями

трансформаторную

картона. На

этом

вторичной обмотки.
Заполните отверстие

обмотку

заканчивается

несколькими
изготовление

каркасе трансформаторной ка¬
тушки кусками нарезанной стальной проволоки длиной
по 13 см так, чтобы с каждой стороны каркаса выступа¬
в

равные по длине концы проволок (см. рис. У.ЗЗ).
В центр отверстия в каркасе введите с усилием еще
несколько кусков проволоки так, чтобы все проволоки
были плотно прижаты одна к другой. Согните выступаю¬
ли

щие концы кусков проволоки так, чтобы они, охватывая
катушку извне, накладывались друг на друга на участке
длиной порядка 10 мм; если необходимо, отрежьте выс¬
182

тупающие концы. Для
локи не

обмоток,

ных

того

чтобы куски стальной прово¬

повредили изоляцию
натяните

куска листовой

30X150

стали

го размера, чтобы оно

трансформатора,

и

изоляционные

мм

могло

наденьте

трансформатор¬
трубки. Из

на выводах

них

на

сделайте

служить

поверх обмоток

его

волочного сердечника. Из стального листа

лоску длиной 75

мм

кольцо тако¬

кожухом
и

для

про¬

вырежьте по¬

шириной 12 мм, просверлите ее
рис. У.34, и затем припаяйте эту

и

так, как показано на

стальному кольцу
кожуху. Назначение этой
служить держателем, с помощью которого ко¬
жух крепится к деревянному основанию. Ввинтите в ос¬
нование два зажима и закрепите на этом же основании
полоску

к

полоски

трансформатор

так, чтобы концы

вторичной обмотки бы¬

Подсоедините концы
стороны,
вторичной обмотки к зажимам. Подсоедините к концам
первичной обмотки электрический шнур со штепсельной

ли с той же

вилкой

что и зажимы.

на конце.

Контрольные

Проверьте трансформатор.
вопросы

Каким образом с помощью стержневого магнита наводится
проволочной катушке?
2. Объясните, что происходит с магнитными силовыми линиями
1.

ток

в

вокруг
ся

катушки, когда

в

ней

проходить или прекращает¬

начинает

ток?

3. Что
необходимо чдля того, чтобы навести ток в одной ка¬
тушке посредством тока, протекающего в другой катушке?
4. Назовите обмотки трансформатора.
5. Какой ток обычно проходит во вторичной обмотке транс¬

форматора?
6. Какой

ток

навести ток во

7. В

чем

должен

проходить

в

первичной обмотке, чтобы

вторичной обмотке?

различие между повышающим

и

понижающим

транс¬

форматором?

повышающего трансформатора на¬
8. Если первичная
1 200 витков, то во
считывает 400 витков, а вторичная обмотка
сколько раз такой трансформатор повышает напряжение?
обмотка

9. Назовите ряд применений понижающего трансформатора.
10. Наково назначение сердечника трансформатора?
11. Как в трансформаторе проявляется взаимоиндукция?
12. Что такое противо-э. д. с.?
13. Что понимают под реактивным
(индуктивным) сопротив¬
лением?
14. Из чего складывается

полное сопротивление электрической
цепи?
15. К источнику переменного тока напряжением 127 в подклю¬
чен трансформатор, первичная обмотка которого насчитывает 400
витков. Сколько витков должна насчитывать вторичная обмотка,
чтобы получить на ней 10 в?

183

16. Чем определяются потери в меди в. трансформаторе?
17. Благодаря чему уменьшаются потери в трансформаторе,
обусловленные вихревыми токами?
18. Почему для сердечника трансформатора используется маг¬
нитно-мягкая

сталь?

19. Объясните, почему мощность на входе
равна мощности на его выходе?
20. Чем автотрансформатор отличается от

трансформатора
обычного

не

трансфор¬

матора?
18.
ЗАЩИТА ДОМОВОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ
И ЭЛЕКТРОПРИБОРОВ

Электрический ввод в дом (квартиру). На местной
подстанции электрическое напряжение понижается и за¬
тем передается по распределительной сети. Напряжение
распределительной сети в населенной местности обычно
равно 2 400 в или выше. Перед вводом электричества
в дом напряжение должно быть снова понижено. Для
этой цели используется понижающий трансформатор, ко¬
торый обычно устанавливается в специальном здании
или на

опорах распределительной

сети.

Для

ввода в дом напряжение 127 или 220 в могут ис¬
пользоваться два провода (рис. У.35). Провода, вводи¬

подключаются к

мые в дом,

измеряет

электросчетчику,

который

и

регистрирует количество электроэнергии.
Распределение электроэнергии. Рядом с электросчет¬
чиком обычно располагается распределительный щиток.
Он представляет собой коробку, в которой расположен
для выключения электроэнергии
всем
во
доме, а также предохранительные
одновременно

выключатель,

служащий

приборы, служащие для защиты различных бьгговых
электроприборов. Для защиты приборов применяются
плавкие предохранители или автоматические выключа¬
Они размыкают электрическую цепь тогда, когда
в ней начинает
проходить слишком большой ток. При

тели.

таком

токе

провода

в

доме

перегреваются

и

возможен

пожар.

Итак, предохранительное устройство защищает цепи
замыканий, а также от перегрузок. Корот¬

от коротких

кие замыкания часто

изнашивается

происходят в тех случаях, когда
на электрических шнурах элект¬
например настольной лампы. Ког¬

изоляция

робытовых приборов,

изоляция нарушается, провода могут касаться друг
друга, и если шнур лампы включается в розетку, то про¬
исходит короткое замыкание. Чтобы исключить возможда

184

Рис. У.35. Основные части электрического домового ввода.
ность пожара, предохранительное

устройство размыкает
результате этого ток прекращается. После того
шнур отремонтирован, можно сменить предохрани¬
или установить в нормальное положение автомати¬

цепь,
как
тель

и в

ческий выключатель.

Если к штепсельным розеткам домовой электропро¬
водки подключено слишком много электроприборов, то
ток,

необходимый

для этих

приборов, будет

слишком ве¬

лик, что может вызвать перегрев электропроводов. Это
185

Рис. У.37

Рис. У.36

Рис. У.36. Слева изображены три трубчатых предохранителя. Спра¬
ва

предохранитель винтового типа.

Рис. У.37. Конструкция предохранителя винтового типа,
мого в домовой электропроводке.
также

предотвращается

используе¬

устройст¬

предохранительными

вами, размыкающими цепь.
В домовой электросети обычно
бывает от
до
трех
шести ветвей, причем в каждой ветви устанавливается

отдельный предохранитель и автоматический выключа¬
тель. Если домовая электросеть состоит из отдельных
ветвей, то при перегрузке или коротком замыкании ток
выключается только в одной части дома. Остальные вет¬
продолжать использовать и при ремонте вы¬
строя цепи.
Плавкие предохранители
Плавкие предохранители.
имеют различные конструкции (рис. У.36). В домовой

ви

можно

шедшей

из

Рис.

Рис. У.39

У.38

Рис. У.38. Условное обозначение
Рис.

У.39.

Предохранитель

довательно,

протекает

т.

е.

так

весь ток,

же,

плавкого предохранителя.
в электрическую
выключатель.

включается

как

и

после¬

проходящий через эту электрическую цепь. Если
расчетный, предохранитель «пере¬

начинает превышать
ток в цепи
горит» и цепь разомкнется.
186

цепь

Через предохранитель

Рис. У.40. Годный предохранитель
(слева) и перегоревший предохра¬
нитель

(справа). Предохранитель

помещается
безопасным

в

корпус, что делает
его
ввинчивание,

а

также предотвращает распыле¬
ние горячего металла
в
тот момент, когда предохранитель пере¬
горает.

Рис.

У.41.

нителя

Ввинчивание

предохра¬

(пробки).

Рис. У.42. В этой распредели¬
тельной
коробке
установлены
предохранители трубчатого типа,
а

также

менно

выключатель,
одновре¬
отключающий все электро¬

приборы.

Рис. У.43. Автоматический
чатель в разрезе.

выклю¬

Рис. У.44. Пояснение принципа действия автоматического выключа¬
теля

с

тепловым
полоска

ческая

не

Когда биметалли¬

(биметаллическим)

элементом.

защелка

удерживает

нагрета,

контакты

в

замк¬

нутом положении. Если через зажимы реле протекает слишком боль¬
изгибается
шой ток, то биметаллический элемент расширяется
и

Защелка отпускает рычажок и пружина размыкает кон¬
кверху.
такты. Для того чтобы снова замкнуть контакты выключателя, его
нужно вернуть в нормальное состояние.

электросети 127 или 220 в часто используют ввинчиваю¬
щиеся
предохранители. Предохранители в виде патро¬
нов применяются в сильноточных
электроцецях, а также
в электроцепях с напряжением 127' и 220 в.

Важнейшей
полоска

возрастает
в

частью

металла,

предохранителя является
которая плавится, когда ток

(рис. У.37). Размеры

зависимости

от

величины

тока

тонкая
сильно

выбираются
(в амперах), который
полоски

должен протекать через полоску, не расплавляя ее. На
каждом предохранителе указано, на какую силу тока он
рассчитан. В большинстве ветвей домовой электросети
устанавливаются 15-а предохранители.
чтобы были установлены именно такие

Очень

важно,

предохранители,

Если будут по¬
больший ток,
предохранители, рассчитанные
они не будут разрывать цепь при ее перегрузке, и в ре¬
зультате перегрева проводов может возникнуть пожар.
а

не

Ъредохранители

на

большие

ставлены

токи.

на

Применение автоматических выключателей. Для за¬
электрических цепей в новых домах обычно при¬
меняются автоматические выключатели (рис. У.43). Они
автоматически разрывают цепь в том случае, если через
нее проходит слишком большой ток. Этот автоматиче¬
ский выключатель представляет собой сочетание выклю¬
щиты

предохранительного устройства. Когда выклю¬
установлен в положение «включено», контакты
автоматического выключателя
замкнуты. Если в цепи
происходит короткое замыкание или перегрузка, авто¬
матический выключатель разрывает цепь. После того как

чателя

и

чатель

причина короткого
188

замыкания

устранена

или

нагрузка

Рис. У.45. Пояснение принципа действия магнитного выключателя.
Через катушку проходит полный ток электрической цепи. Когда вы¬
ключатель установлен в нормальное положение, его контакты замк¬
нуты и по цепи может проходить ток. Если через электрическую
цепь начинает протекать слишком большой ток, якорь притягивается
к сердечнику катушки и в результате размыкаются контакты. Цосле
того как контакты
мещения

вверх

и

размыкаются, защелка удерживает якорь от пере¬
не могут снова замкнуться. Стрелки по¬

контакты

казывают направление тока.

уменьшена, автоматический выключатель может быть
возвращен в исходное положение, для чего необходимо
сначала установить его в положение

«выключено»,

а

за¬

тем в положение «включено».

Применение
необходимость

автоматических выключателей исключает
поисков

перегоревшего предохранителя,
пожара. Автоматические выключа¬
по
тели, так же как и предохранители,
маркируются
допустимому для них току. Выпускаются два типа авто¬
а

также возможность

матических выключателей

ским)
В

с

тепловым

(биметалличе¬

элементом и магнитный.

Автоматический
автоматическом

выключатель с

выключателе

с

тепловым

элементом.

тепловым

элементом

используется полоска, изготовленная из двух различных
металлов, которые приварены друг к другу или скрепле¬
ны

заклепками.

Когда через эту биметаллическую

по¬

лоску протекает большой ток, оба металла нагреваются.
Благодаря нагреву металлы расширяются, но так как
полоска составлена из двух различных металлов, один
расширяется сильнее, чем другой, и тепловой элемент
изгибается кверху. В результате изгиба и отклонения
пружина выключателя раз¬
(рис. У.44). Величина тока, необхо¬
димая для размыкания контактов, зависит от конструк¬
ции теплового элемента.
конца

теплового

мыкает

элемента

контакты

189

Магнитные
для

выключатели.

размыкания

контактов

В

магнитном

цепи

выключателе

применяется электро¬
включается

катушка (рис. У.45). Катушка
электрическую цепь последовательно, так что через
цепи. Когда
протекает полный ток электрический
становится очень большим, к катушке притягивается
магнитная

в

Рис.

У.47.

Низковольтная

нее

ток
ме-

релей¬

управляющая электри¬
ческой цепью, питающейся от ис¬
127 в переменного тока.
точника
ная

цепь,

На

схеме

пряжения

цепь

повышенного

изображена справа.

на¬

У.48.
Условное
Рис.
изображение
типов
контактов,
трех различных
используемых в реле.

таллический
ваемый
кает

тем

и

контакты

разрывает цепь

самым

тока.

Как автоматический
чатель
так

и

назы¬

стержень,

якорем. Якорь размы¬

тепловым

с

магнитный

выклю¬

элементом,

выключатель

в
нормальное
возвращаются
положение вручную, при этом

их контакты замыкаются.

Реле.

Устройство,

действия

которого

принцип

аналогичен

принципу действия магнитного выключателя, называется
реле. Реле иногда называют электрически управляемыми
выключателями. Они обладают многими преимуществами
перед выключателями, управляемыми вручную. В случае
необходимости замыкания и размыкания высоковольт¬
ных цепей реле дает возможность
управлять этими це¬
пями, не подвергая оператора риску попасть под высо¬
кое напряжение. С помощью
реле значительно упрощает¬
ся управление сильноточными цепями.
Основными элементами реле являются катушка, маг¬
якорь и контактная
группа. На
реле с нормально разомкнутыми кон¬
тактами. Когда по катушке
протекает ток, магнитный
поток становится достаточно большим и сила магнитного
притяжения способна преодолеть усилие пружины, в ре¬
зультате чего якорь притягивается к сердечнику. Это пе¬
нитный

сердечник,

рис. У.46

показано

ремещение якоря

замыкает

контакты.

Контакты,

сое¬

А и Б реле, служат для той же
цели, что и контакты обычного выключателя. Если кон¬
такты замкнуты, то через зажимы А и Б проходит ток.
диненные

с

зажимами

Управление

высоким

(и размыканием)

напряжением.

Управлять

замы¬

реле можно при на¬
личии сравнительно низкого напряжения, при этом сами
контакты реле можно использовать для управления вы¬
канием

соковольтной

цепью.

контактов

Применение реле

делает

возмож¬

ным дистанционное управление

/телеуправление)

элект¬

цепями,

переключатель,

управ¬
191

рическими

поскольку

ляющий реле,

может

быть расположен

на

значительном

расстоянии от самого реле. На схеме рис. V. 47 показан
пример управления цепью повышенного напряжения при

помощи низковольтной цепи. Три сухих элемента, соеди¬
напряжение 6 в. Они ис¬
пользуются для замыкания контактов реле, которыег в
свою очередь, замыкают цепь осветительной лампы, пи¬
таемой напряжением 127 в. Катушка 6-вольтового реле
постоянного тока подключена к батарее сухих элемен¬
ненные последовательно, дают

тов.

Когда вручную

контакты

тельной

в

реле

127

лампы

замыкаются контакты выключателя,

свою

в

очередь замыкают цепь
тока* Если
переменного

обесточена,

вольтная цепь

освети¬

низко¬

лампа выключена.

-В выключателях, используемых для различных целей,
могут применяться разные релейные контакты. Эти кон¬
такты бывают как нормально замкнутые, так и нормаль¬
но разомкнутые. На рис.У.48 показаны условные обоз¬
начения

различных типов реле.
В случае применения реле необходимо учитывать, на
какой ток рассчитана катушка реле
(постоянный или
переменный), а также величину питающего ее напряже¬
ния. Если в цепь переменного тока включить реле по¬
стоянного тока, то его контакты

будут дребезжать (виб¬

рировать).

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ

1.

Изготовление магнитного выключателя

Необходимые материалы:
Диск из мягкой стали 0
Куски дерева 6x75x130

9

мм

толщиной 3

мм
Фибровые прокладки 0 25 мм
Фибровые или картонные трубки

1,5 мм, внутренним диаметром 9

мм

...

.

/
с

толщиной стенки
и длиной 35 мм

мм

1
2
2
1

1,5
Провод из мягкой стали 0 1 мм
1
Катушка провода 0.0,6 мм" с эмалевой изоляцией
Кусок листовой стали 9x55x0,8 мм для контактного
....

1

плеча

Кусок

листовой

контактном

стали

9x9x0,8 мм для

контакта

на

плече

Кусок листовой

стали

1

9x12x0,8

мм

1

листовой стали 9x30x0,8 мм для неподвижного
контакта

Кусок

.

192

3

.

1

м

Кусок

листовой

фибры

25 x 65 x 3

мм

для

рычага

воз¬
1

врата

или

латунная полоска 30x90x0,6 мм для
крепления катушки
Зажимы
винты, гайки
различные
Кроме того, потребуются
и шайбы
Стальная

Данный автоматический
нить

1
2

может

выключатель

заме¬

плавкий

предохранитель, отключая электрическую
цепь в том случае, когда ток в ней начинает превышать
установленную величину. Выключатель можно отрегули¬
ровать так, что он будет срабатывать на любом заданнрм токе в пределах от 1 до 3 а, причем регулировка вы¬
полняется

относительно контакт¬

перемещением катушки

ного плеча.

Изготовьте каркас катушки, просверлив фибровые
прокладки так, чтобы они плотно садились на фибровую

(или картонную) трубку. Приклейте по прокладке на
трубки. Просверлите по небольшому отверстию

концах
в

каждой прокладке для

концов

провода

режьте стальной провод на куски
полните ими

длиной

катушки.
по

55

На¬

мм и за¬

центральное отверстие каркаса катушки, как
это показано на рисунке. На¬
мотайте на каркас 6 слоев об¬
моточного

провода диаметром
На расстоянии 25 мм

0,6

мм.

от

одного

конца

стальной

по¬

припаяйте к ней диск из
мягкой стали.
Другой конец
лоски

согните, так, что¬
бы он охватывал винт М4, во¬

этой полоски

круг которого вращается
тактное

плечо

кон¬

(рис. У.50).

Согните уголком небольшую
и
листовой
стали

полоску

припаяйте

его
как

к

контакт¬
показано

плечу,
ному
рисунке. Вертикальная
ка этого уголка
должна

ца

Рис.

У.49.

пол¬

вхо-

Самодельный магнитный

выключатель.

7

Зак.

418

\П

Рис. У.50. Общий вид самодельного выключателя

дить в прорезь на
тактное

ните из

паяйте

фибровом

небольшой
к

показано на

его

детали.

рычаге возврата, когда

кон¬

«включено».

Сог¬

полоски листовой меди уголок и

при¬

плечо находится

его

и

в

положении

другому концу
рисунке.

Из

контактного

большей

плеча,

полоски

как это

листовой

ме¬

вырежьте заготовку для неподвижного контакта, про¬
сверлите в ней отверстие и согните так, как показано
на рисунке. Из куска фибры выпилите заготовку для ры¬
чага возврата, просверлите в ней отверстие и сделайте
на ней надрез.

ди

Закрепите отдельные части выключателя на деревян¬
ном основании согласно рис. У.50. Подвижное контакт¬
в положении,
параллельном
М4 длиной
винта
30 мм,
помощи
торцу катушки, при

ное

194

плечо

удерживается

Рис
ма

У.51.

Электрическая

схе¬

выключателя.

магнитного

соответствующими гайка¬
ми
шайбами.
и
Убеди¬
тесь, что контактное пле¬

свободно
вокруг винта,

чо

вращается
так

как

в

автома¬

противном случае

тический выключатель не
будет работать. Полоска

используемая в качестве держателя катушки, должна
обеспечивать закрепление катушки на деревянном осно¬
вании в том случае, когда все бинты завернуты. При ос¬

вобождении двух
ность

винтов

срабатывания.
Соедините проводами
как

так,

это'

Прикрепите
чтобы его
жении.
чать

оставаться

должна

перемещать катушку

с

целью

отдельные

части

выключателя

штриховыми линиями на рисунке.
деревянное основание выключателя так,

можно было установить в вертикальном поло¬

последовательно

в

выключатель
цепь

необходимо

в

низковольтных

трансформатора

зовать

в

и

цепи

с

цепях,

или

питаемых

батареи.

повышенным

Его

вклю¬

электроприбо¬

или

лампы

ра, которые он защищает (рис. У.51).
Этот магнитный выключатель рассчитан
щего

тока

показано

Автоматический

зование

возмож¬

регулировки

на

с?т

исполь¬

понижаю¬

можно

напряжением,

исполь¬

где

он

будет удовлетворительно работать. Однако в этом
случае для предотвращения возможности соприкоснове¬
магнитный выключатель
ния
с токонесущими частями
в металлическую коробку.
поместить
нужно

также

2.

Изготовление чувствительного реле

Необходимые материалы:
Выходной трансформатор радиоприемника

или

неболь¬
1

шой дроссель

Деревянное
Пружинные
Полоски

основание

1

зажимы

4

листовой

стали

0,7 мм, используемые

шириной 12
в качестве

мм

и

якоря,

толщиной
контактов

и держателей катушки
Голый медный провод 0 1,6 мм для контактов

7*

4

195

обозначения
Условные
выключателей.

Условное
кнопки

обозначение
с

пружинным
возвратом в нормальное
положение, которому со¬

«разомкну¬
ответствуют
тые» контакты.

Условное

.

обозначение

зуммера. В квадрате ука¬
зывается, на каком токе

работает зуммер (посто¬
янном
или
переменном).

Условное
обозначение
хорошо всем известного
дверного звонка.

»96

Рис. У.52. Электрическая

схема

цени

с

использованием

Рис. У.53. Общий вид самодельного реле

и

его

реле.

детали.

197

Рис. У.54. Общий вид чувствительного реле.

Реле, срабатывающее от токов порядка нескольких
обычно
называется
миллиампер,
«чувствительным».
У реле, описанного ниже, контакты размыкаются
или
замыкаются

тока
при
протекании
через
катушку
6 ма.
Изготовление катушки такого реле весьма трудоемко,
поскольку в ней должно быть большое число витков из
очень тонкого провода. Вместо
самодельной
катушки
около

можно

воспользоваться

первичной обмоткой

трансформатора

выходного

приемника или телевизо¬
можно
ра. В качестве катушки чувствительного
реле
применить и небольшой дроссель из числа тех, что уста¬
навливаются в выпрямительных схемах радиоприемни¬
звукового

от

ков.

Удалите наружную

обмотку

трансформатора

или

дросселя с сердечником,» так чтобы концы сердечника не
выступали из обмотки. У одних трансформаторов наруж¬
ная обмотка выполнена в виде одной секции, у других
эта обмотка состоит из ряда многослойных секций, отде¬
ленных металлическими экранами. В последнем случае
при удалении наружной обмотки приходится разбирать,
а затем вновь собирать сердечник трансформатора. За¬
торец сердечника и припаяйте к нему металли¬
полоску,** при помощи которой сердечник будет
крепиться на деревянном основании.
Поскольку трансформаторы и дроссельные катушки,

чистите

ческую

выпускаемые различными заводами, имеют неодинако¬
вые размеры, на
рис. У.53 не указаны определенные
размеры. Якорная и контактные полоски должны иметь
такую форму, чтобы якорный контакт касался нижнего
198

контакта, когда якорь отходит от торца сердечника при¬
мерно на 0,8 мм. Якорный контакт должен замыкаться
с

контактом
на

стальных
и

в том случае, когда

якорь оказы¬
мм
выше
1,6
примерно
торца сердечника.
Сделайте контакты. Для этого вставьте в отверстия

верхним

вается

полосок

расклепайте

контактов
сок

голого

кусочки

их

концы.

выполняется

медного

Окончательная

путем

изгиба

провода

регулировка

контактных

поло¬

или вниз.

вверх

Контрольные вопросы
1. Какое напряжение
го дома?
2. Каково
вой

подведено

к электрическому вводу ваше¬

предохранителей, используемых

назначение

в

домо¬

электропроводке?

3. Назовите два типа предохранителей.
4. Нарисуйте схему, показывающую, как включаются предо¬
хранители в осветительную сеть.
5. На какой ток
включаемые
рассчитаны
предохранители,

домовой сети?
6. Назовите два типа автоматических выключателей.

в отдельные ветви

7. Как автоматический выключатель возвращается
ное

положение

после

того,

как

его

контакты

разорвут

в

нормаль¬
электриче¬

скую цепь?
8. Почему при повреждении
ки

в электрической
цепи до установ¬
вы¬
предохранителя или возвращения автоматического
в нормальное положение надо сначала устранить неис¬

нового

ключателя

правность?
выключа¬
9. Как устроен тепловой элемент автоматического
теля?
10. Объясните, как работает магнитный выключатель.
11. Как называется подвижная часть магнитного выключателя?

19.

ЭЛЕКТРОПРОВОДКА В ДОМЕ

Электроприборы в боль¬
квартир подключаются к настенным
штепсельным розеткам, а осветительные лампы ввинчи¬
ваются в патроны, подсоединенные к сёти через выклю¬
Системы электропроводки.

шинстве

домов

и

крбмё

того, имеются специальные отводы для
подключения нагрузок повышенной мощности, таких, как
электроплиты и элёктроводонагреватели. Электропрово¬
да скрытой проводки, прокладываемые внутри стен или
чатели;

в

потолке,

должны

дохранения

применяется

защитную оболочку. Для пре¬
электропроводки от повреждений

иметь

домовой

несколько

способов

ее

монтажа:

электро19?

Рис. У.55. Скрытая электропроводка.

проводка на
У.55); кабели
и

фарфоровых

роликах й

в

трубках

(рис.

неметаллической оболочкой (рис. У56

с

У.57); бронированный кабель (рис. У.58); электропро¬
в металлических трубах (рис. У.59).
Штепсельные розетки для подключения электробыта?

водка
вых

приборов. Штепсельные розетки

для

подключения

электробытовых приборов монтируются в металлических
или пластмассовых коробках, называемых
выходными.
Обычно применяются розетки сдвоенного .типа (рис.
У.60). Ток к настенной розетке подводится двумя прово-

Рис. У.56. Способ крепления кабеля
лочкой

к

плинтусам

штепсельных

200

и

розеток.

потолку,

а

с неметаллической

также к

внешней обо¬

коробкам выключателей

и

Рис.

У.57.

лической

Кабель
внешней

с

неметал-

оболочкой.

Рис.

У.58.

бель

-кабель

Бронированный
в

ка-

металлической

оболочке.

дами. Эти провода отходят от распределительной короб¬
ки, где они подсоединены к предохранителю или автома¬
тическому выключателю. К одной паре проводов можно
подключить параллельно несколько розеток. В домовой

электропроводке для подведения напряжения к розеткам
применяются провода диаметром порядка 1,6 или 2 мм.
Применение однополюсных выключателей. В каждой
осветительной цепи должен быть установлен выключа¬
тель,

и

позволяющий включать

выключать лампу.

Для

тумблерного

этого применяются настенные выключатели
типа. Выключатель всегда подсоединяют в разрыв
го

из

проводов цепи

(рис.

называется однополюсным.

V.

61).

Такой

Контакты у

одно¬

выключатель

него

можно зам¬

кнуть или разомкнуть,
переключив пальцем тумблер
вверх или вниз.
Использование переключателей на три положения
Во многих случаях оказывается необходимым включать
и выключать одну и ту же лампу с двух различных мест*
в большой комнате

Это может, например,

Условное обозначение
ной настенной розетки.

потребоваться

сдвоен¬

Условное
ки.

обозначение

лампоч¬

Условное обозначение
люсного выключателя.

с

двумя входами

навливаются

с

чателя.

разных сторон.

вблизи

ся

возможным

в

комнату

Переключатели

каждого входа

включать

или

Условное обозначение переклю¬

однопо¬

выходя

что

выключать

или
из

так,

нее

через

уста¬

оказывает¬

свет,

входя

любую

дверь

(рис. У.66).
Для управления

одним и тем же светильником с двух
различных мест используются два переключателя. В та¬
ких переключателях имеются по три зажима. Схема с
переключателями показана на рис. У.67 и У.68.
Наиболее распространенным типом
выключателя,
разрывающего электрическую цепь посредством механи¬
ческого

размыкания контактов, является
или
размыкании тумблером

замыкании

цепи

слышится

характерный

входит в
зажим или выходит из него.
контактный

«нож»

тумблер. При
электрической

щелчок, когда подвижный
неподвижный контактный

Выключатель, работающий

В таком
залитой
ртутью,
в небольшом количестве в корпус выключателя. Благо¬
даря использованию ртути выключатель срабатывает без

бесшумно,

называется

выключателе

контакты

ртутным

выключателем.

замыкаются

щелчка.

Электропроводки. При проектировании

жилых

домов

электропроводки, содержащая все устанавливае¬
мые штепсельные розетки, светильники и прочие элект¬
рические соединения, наносится на планы здания. Все

схема

розетки

и выводы для подсоединения светильников пока¬

заны на таких планах с помощью

202

условных обозначений.

Рис. У.59.

Скрытая

электропроводка

городке, прокладываемая

в стальных

внутренней деревянной пере¬
трубах.

во

настенная
Рис. У.60. Сдвоенная
штепсельная
розетка, используе¬
мая для подключения электропри¬
боров.

Рис. У.61. Схема электрической
цепи с однополюсным выключате¬
лем.

203

Рис. У.62. Схема рис. 61, если ее выполнить как часть домовой элек¬
тропроводки. Все соединения, как выполненные скруткой, так и при
помощи винтов, находятся
внутри коробок.

Рис. У.64
Рис. У.63
Рис. У.63. Наконечники, используемые для непаяных соединений;
они навинчиваются на скрутку двух проводов. Конусообразная спи¬
ральная пружина, вставленная внутрь литого корпуса наконечника,
плотно сжимает скрученные концы проводов и делает пайку из¬

лишней.
Рис. У.64. Однополюсный выключатель Для защиты выключателя

от

повреждений он помещается в металлическую коробку, называемую
коробкой выключателя. Лицевая панель выключателя обычно вы¬
полняется из пластика.
204

Рис. У.65. Часто
торые

позволяют

на

стене

рядом

включать

монтируются

порознь

две

два

выключателя,

лампы,

ко¬

установленные

Выключатель № 1 относится к выходной коробке № 1,
№ 2
к выходной коробке № 2.

в

комнате.

а

выключатель

Рис. У.бб. С помощью переключателей
лампу с двух различных мест,

можно

включать

и

выклю¬

чать

205

Рис. У.67

Рис. У.68

.

Рис. У.67. Схема включения (выключения) одной лампы двумя пе¬
реключателями. В этом положении электрическая цепь лампы ока¬
зывается замкнутой, когда в переключателе А замкнуты контакты
1 и 2, т. е. те же контакты, что и в переключателе Б.
Рис.

у.68. Переключатель
3.

А переключен

При

в

такое

положение,

когда

размыкается цепь лампы и она
гаснет.
того чтобы снова включить лампу, нужно либо переклю¬
чить переключатель
него оказались замкнутыми контак¬
ты/и
положение переключатель
в прежнее
замкнуты

контакты

1

и

этом

Для

Б, чтобы у
3, либо переключить

А, т. е. чтобы в нем вновь оказались замкнутыми контакты 1

и

2.

Рис. У.69. План первого этажа жилого дома, на котором указано
штепсельных
розеток и светильников. И розетки и
светильники показаны с помощью условных обозначений.
расположение

206

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ И ЗАДАНИЯ

выключателе

1.
Подсоединение однополюсного
к патрону осветительной лампы

Необходимые материалы:
Патрон

для осветительной лампы

Щиток предохранителей
Предохранитель на 10 а
Соединительный провод

Соедините
лей
на

с одним

один
из

из

.

.

.

*

зажимов

зажимов

с зажимом

.

коробки
другой

патрона,

.

1
I
1
1

предохраните¬
зажим патро¬

Соедините второй

выключателя.

*

зажим

предохранителей. Схема соеди¬
нения всех трех элементов показана на рис. У.70. Схе¬
ма такого типа применяется в тех случаях, когда нужно
включать и выключать лампу только из одного опреде¬
выключателя

со

щитком

ленного места.

Рис. У.70. Схема включения

(выключения)

осветительной лампы од¬

нополюсным выключателем.

2.

Подсоединение переключателя

на

три

направления
Необходимые материалы

Патрон для осветительной
Щиток предохранителей
Предохранители

Переключатели

на

10

и детали:

лампы

а

на 3 направления
Соединительный провод

1
,

1
2

2
1
207

Рис. У.71. Схема для включения (выключения) осветительной лампы
с

различных

двух

мест

помощи

при

двух

переключателей

на

три

направления!

Переключатель

на три
направления используется
случаях, когда необходимо включать и выключать
свет с двух различных мест,
например с двух концов
зала или' с верхней и нижней площадок, расположенных,
у одного лестничного марша, В переключателе на три
направления один зажим расположен с одной его сто¬
с противоположной.
Одиночный
роны, а два других
в тех

зажим
жет

с

соединен

быть замкнут

подвижным
с

любым

тактов, соединенных с

Соедините

один

контактом,

который

двух неподвижных
двумя другими зажимами.
из

из зажимов щитка

с одиночным зажимом

мо¬
кон¬

предохранителей
на

три на¬
переключа¬
теля
с одноименными зажимами другого переключа¬
теля. Подключите входные зажимы коробки предохрани¬
127 или 220 в, и если все
телей к сети с напряжением
соединения будут соответствовать рис. У.71, то лампу
можно будет включать и выключать любым переключа¬
телем.

правления, два

3.

другого переключателя

остальных

зажима

каждого

Подсоединение переключателя

на

четыре

направления
Необходимые материалы

Патрон

и детали:

для осветительной лампы

Переключатели
Переключатель

на
на

три

Соединительный провод
203

2

направления

четыре

1

1

Щиток предохранителей
Предохранители на 40 а
направления

2
Л

1

Рис.
и

У.72.

Подсоединение
свет

выключать

с

Если необходимо
или

ную лампу

переключателей,

различных

трех

включать

группу

ламп

позволяющее

включать

мест.

и

выключать

более

чем

из

осветитель¬

двух мест,

то

потребуется

два переключателя на три направления и по
одному переключателю на четыре направления на каж¬
дое дополнительное место, с которого необходимо вклю¬
чать

Если необходимо подсоединять

свет.

на

одному переключателю
выключать свет,

на

включения

для
и

дорах

в

четыре направления
которого желательно

то

число

неограниченно. Схема

личивать

на

несколько

и

таких

такого

выключения

света

лестницах многоэтажных

мест

вклю¬

можно

уве¬

очень

удоб¬

длинных

кори¬

типа
в

по

каж¬

домов,

где

имеется

поскольку она позволяет включать
любым выключателем, независимо

площадок,

(и выключать)

схеме

месте, с

дом дополнительном

чать и

к

свет

от положения остальных.

У переключателя

четыре направления с каждой
Внутри переключателя
зажимы между собой соединены так, что при любом по¬
ложении
ручки переключателя оказываются соединен¬
ными одноименные зажимы, расположенные с противо¬
положных сторон переключателя, или зажимы, распо¬
ложенные друг
После
против друга и по диагонали.

стороны

имеется

окончания

монтажа

следить путь
в

том,

что

на

два

схемы

правления

соединений необходимо про¬

и
через
переключатель
убедиться
может
переключатель
управлять светом

от

остальных

переключателем

же, как и
ления, за

зажима.

тока

один

независимо

мы с

по

на

монтаж схемы

исключением
включается

переключателей. Монтаж

что-переключатель на 4 на¬
разрыв проводов, соединяющих
209

того,
в

схе¬

4 направления выполняется так
с переключателем на 3
направ¬

одноименные зажимы
ния.

Соедините

менного
динения

дет

тока

переключателей на три направле¬
предохранителей с сетью пере¬

напряжением 127 или 220 в, и если все сое¬
по рис. V. 72, то лампы можно бу¬

выполнены

включить
4.

щиток

или

любым

выключить

переключателем.

Изготовление самодельного регулятора яркости

света лампы

Необходимые материалы
Однополюсный

выключатель

Переключатели
Плата
основание

Кремниевый

и детали:
осветительной

для

цепи
V

для

двойного

.

.

:

выключателя

*

:
.

выпрямитель 6а, 400 в

1
3
1
1

Возможность использования

в домашних
условиях
весьма за¬
регулировки яркости света
манчива. Уменьшить яркость ламп бывает желательно не

устройства

для

только тогда, когда мы смотрим телевизионную переда¬
или
чу, при неярком свете приятнее слушать
музыку

беседовать с друзьями.
В регуляторе яркости света используется кремние¬
вый выпрямитель и двойной выключат ель. Последний
просто

состоит из двух однополюсных

выключателей в

одном

корпусе.
Подсоедйните выпрямитель к двум зажимам выклю¬
на
В
чателя так,
показано
V. 73.
рис.
некоторых

Рис. У.73. Общий

вид

собран¬

ного выключателя, используемо¬
го для регулировки яркости све¬
та.

Кремниевый

выпрямитель

зажи¬
подсоединяется к двум
мам двойного выключателя.
210

Рис.

У.74.

Схема

регулятора

Каждым
можно

соединений
света.

яркости
из

управлять

выключателей
независимо.

выключателях такого типа два зажима
ны

выключателя

внутри корпуса

пользования
жен

внешнего

так,

выключателя

быть подсоединен

значения

тока

и

типа

бывают соедине¬
в случае ис¬

что

выпрямитель дол¬
зажимам для

двум отдельным
Включите двойной

к

подключения.

как показано на

этого

так,

схеме

напряжения

выключатель

Номинальные

(рис. У.74).
выпрямителя

выбраны

на¬

меренно с запасом, чтобы обеспечить его работу при нор¬
мальной температуре.
При работе схемы через диод проходит только одна
полуволна переменного тока, в результате чего ток че¬
рез лампу уменьшается примерно вдвое.

Контрольные вопросы
1. Назовите четыре
2. Почему провода

монтажа домовой электропроводки.
домовой электропроводке нуждаются в за¬

системы
в

покрытии?
3. Провод какого

щитном

ния

диаметра обычно используется
настенным штепсельным

для

подведе¬

розеткам?
4. Нарисуйте схему электрической цепи, содержащей лампу
напряжения к

однополюсный выключатель.
5. Почему настенные штепсельные
тируются в металлических коробках?
6.

розетки

и

Нарисуйте схему соединений, показывающую,

ключателя

на

три направления используются для
ключения одной лампы с двух различных, мест.
7.

ными

выключатели

как

два

включения

и

мон¬

пере¬
и

вы¬

Нарисуйте схему электропроводки в вашей комнате; услов¬
обозначениями* покажите расположение штепсельных розе¬

ток, светильников

20.

и

выключателей.

ИСТОЧНИКИ

СВЕТА

Использование лампы накаливания для получения
света. Выше упоминалось, что лампа накаливания пред¬
ставляет собой источник света, в котором световой по¬

получается за счет нагрева нити накала, помещен¬
Первая пригодная
внутри стеклянного баллона.
для практического использования лампа накаливания
была создана Эдиссоном в 1879 г.* Лампочка Эдиссона содержала угольную нить, находящуюся внутри от¬
стеклянного
качанного и герметизированного
баллона

ток

ной

(рис. У.75).
*

На 6 лет раньше, в 1873 г., первая пригодная для практиче¬
ского использования лампа накаливания была создана русским изо¬
бретателем А. Н. Лодыгиным (Прим. ред.).

211

Рис. У.75. Первая электрическая лам¬
в
появившаяся
почка
Эдиссона,
1879 г. Справа
условное обозна¬
чение

осветительных

ламп

накали¬

вания.

В современных лампах
накаливания
применяется
вольфрамовая спираль, способная выдерживать очень
высокую температуру. Для того чтобы предотвратить пе¬
регорание вольфрама, из стеклянного баллона откачи¬
вается воздух. Затем баллон заполняется небольшим ко¬
личеством смеси
аргона и азота. Заполнение газом уве¬
личивает

Рис.

У.76.

срок

Четыре

службы

типа

лампы накаливания.

ламп

с

винтовым

в бытовых осветительных установках.

212

доколем,

используемых

Форма

и размеры ламп накаливания.
Промышлен¬
выпускает лампы накаливания многих форм и раз¬
меров. Мощность ламп накаливания общего назначения,
которые используются в бытовых осветительных устрой¬

ность

больше
ствах, лежит в пределах от 15 до 300 вт. Чем
мощность лампы, тем больше электроэнергии необходи¬
мо для работы лампы и тем больше
создаваемый ею
световой

поток.

Для обычных

ламп

применяются нор¬
рис. 1У.ЗЗ). Баллон лам¬
пы изготовляется из прозрачного или матового стекла.
Лампы с матовым стеклом получили распространение
благодаря тому, что их свет не слепит. Небольшие лам¬
мальные

почки
или

от

винтовые цоколи

винтовые

имеют

промежуточного размера
Лампы мощностью
специальные большие винтовые

цоколи

винтовые цоколи типа

300 до 1 500

(см.

вт имеют

«миньон».

(рис. У.76).

цоколи

Лампа накаливания на три световых потока. Некото¬
рые типы автомобильных ламп способны создавать три
различных световых потока. Эти лампы накаливания со¬
держат по две спирали, подсоединенные так, что каждую
из них можно использовать отдельно или обе одновре¬
менно (рис. V. 77). У таких ламп специальные цоколи.
Использование люминесцентных ламп. Люминесцент¬
ные лампы в последнее

время стали очень популярными
Это объясняется тем, что они соз¬
сравнительно большой световой поток при относи¬

источниками
дают

тельно

света.

малом

Срок службы

потреблении

В люминесцентной

разряд»

или

электрической

у них больше, чем у
лампе

ламп

возникает

мощности.

накаливания.

«электрический

Электрический

разряд сопровождает¬
ся светом подобно тому, как это происходит при элект¬
рическом разряде между облаком и землей. В газосве¬
тной лампе
электрический разряд возникает между
дуга.

электродами, расположенными
ванной стеклянной трубки.

на

Конструкция люминесцентной
ная

лампа

трубку,
После

из

того

концах

лампы.

герметизиро¬

Люминесцент¬

собой
представляет
длинную
стеклянную
которой удален весь воздух (рис. У.78).
как воздух удален, в трубку
вводится не¬

большое

количество

немного

ртути.

и совсем
газа, например
аргона,
У каждого конца трубки смонтированы

небольшие спирали, подобные спирали лампы накали¬
спирали и называются электродами. Они слу¬
жат не для того, чтобы излучать свет; их назначение
вания; эти

213

Рис. У.77. Лампа накаливания,
дающая три различных свето¬
вых потока, содержит две спи¬
рали. Для выключения той или
другой спирали или обеих спи¬
исполь¬
ралей
одновременно
зуется переключатель.

испускать электроны при нагреве.

Для увеличения

числа

испускаемых электронов на спирали наносится специаль¬
ное покрытие. Электроны, испускаемые
спиралями, пере¬
мещаются от одного электрода к другому через газ ар¬
гон,
в

.заполняющий трубку. Когда

электроны

газе, выделяется достаточно тепла

движутся

и

ртуть испаряется.
При прохождении тока через пары ртути возникает излу¬
чение ультрафиолетового света. Это свечение имеет фио¬
летовый оттенок, а его интенсивность не очень велика.
С внутренней стороны поверхность стеклянной труб¬
ки

лампы

покрыта

ного химического

тонким

очень

слоем

называемого

вещества,

порошкообраз¬
люминофором.

Когда ультрафирлетовые излучение падает на люминофорное покрытиё, последнее начинает светиться ярким
люминесцентным

покрытия

светом.

Рис. У.78. Люминесцентная
ливания,
шем

214

и

Цвет

зависит от типа

создает

лампа

сравнительно

потреблении электричества.

свечения

люминофорного

используемого порошка.

служит

больший

дольше,
световой

чем

лампа

поток

при

нака¬
мень¬

Рис. У.79. Последовательно с цепью накала люминесцентной лампы
включается автоматический пусковой выключатель. После того как
в трубке зажигается дуга,
пусковой выключатель, автоматически
разрывает цепь накала и она остается разомкнутой.

Пусковой выключатель. Как только в трубке возни¬
разряд, т. е. через газовую среду начинает прохо¬
дить ток, спирали на концах трубки можно выключить.
При этом они станут холодными. Однако ток между
электродами будет проходить до тех пор, пока электри¬
кает

ческая

цепь

лампы

останется

замкнутой. Для

выключе¬

спиралях в момент зажигания дуги в трубке
используется пусковой выключатель, соединенный после¬
довательно со спиралями (рис. У.79). Как только спи¬
ния

тока в

рали
роны,

достаточно
пускатель

нагреются и станут
испускать элект¬
автоматически разрывает
тока
цепь
автоматические пусковые выключатели

спиралей. Такие
обычно, изготовляются
мыкающей цепь

в

из

биметаллической полоски, раз¬
когда спирали становятся го¬

момент,

рячими. Пусковой выключатель легко сменить,
по какой-либо причине выйдет из строя.

Рис. У.80.

если

он

Когда пусковой

выключатель

размыкает
балластной
катуш¬
возникает всплеск высо*

цепь,
ке

в

кого
напряжения,
зажигает дугу
в

сцентной

которое
люмине¬

лампе.

215

Балластное сопротивление. Для

создания дуги в лю¬

минесцентной лампе к ее электродам
жить

на

короткое

время

высокое

необходимо прило¬

напряжение.

Для

по¬

высокого напряжения последовательно с лам¬
пой включается
дроссель (рис. У.80), представляющий
собой проволочную катушку, намотанную на сердечник.
В момент включения люминесцентной лампы в элект¬
лучения

рическую сеть ее спирали нагреваются и начинают
испускать электроны.
При этом ток проходит через
автоматически
дроссель. Затем пусковой выключат ель
размыкает цепь. Магнитное поле вокруг дросселя мгно¬
венно сокращается и исчезает, а ток в спиралях прекра¬
щается. Магнитные силовые линии катушки дросселя,%
сокращаясь, пересекают ее витки, и в ней наводится
мгновенное высокое напряжение. Этот всплеск высокого
напряжения вместе с напряжением сети действует меж¬
ду электродами лампы. Поэтому между ними возникает
дуга и лампа начинает светиться.

Когда

начинает
дуга, ток через лампу
Поток
быстро возрастать.
электронов через пары ртути
или через
газообразный аргон может достичь очень боль¬
шой величины, и лампа перегорит. В ходе этого процес¬
са нарастания тока снова вступает в действие дроссель,
последовательно включенный в электрическую цепь лам¬
пы. В этом случае он ведет
себя как сопротивление,

вспыхивает

ограничивая величину тока через лампу.
Таким образом, дроссель служит: 1) для зажигания

трубки в
спиралей и 2) для

дуги между электродами
ния

нагревания

момент после оконча¬

ограничения тока

че¬

рез лампу.
Неоновые лампы. Многие рекламные надписи выпол¬
няются при помощи светящихся неоновых ламп. Неоно¬
вая лампа состоит из стеклянной
на

концах.

электроды

Трубка
трубки

наполнена

подается

трубки

газом

с

электродами

неоном.

напряжение,

Когда

между

на

ними

вспыхивает электрическая дуга,.излучающая свет, имею¬

щий определенную окраску. Чистый

неон светится
оран¬
чтобы
Для
получить свечение других
Таким
цветов, к неону добавляются различные газы.
способом можно получить синее, зеленое, красное и бе¬

того

жевым светом.

лое свечение.

Для

неоновой
216

некоторых небольших неоновых ламп
напряжение величиной всего 110 в. Если из

зажигания

достаточно

трубки

изготовляется длинная светящаяся над-

со вторичной обмотки повы¬
трансформатора подается на электроды неоновой трубки.
Когда между электродами вспыхивает дуга, надпись начинает

Рис. У.81. Высоковольтное напряжение
шающего

светиться.

пись, то для зажигания дуги необходимо довольно

напряжение. Для

сокое

величины,

необходимой

повышения

напряжения

трубки,
(рис. У.81).

зажигания

для

вы¬

сети

до

исполь¬

зуется повышающий трансформатор
Чем длиннее трубка, тем большее напряжение тре¬

буется

для ее зажигания.

щихся

надписей применяются

торы

с

вторичным

Поскольку

питания неоновых

повышающие

напряжением

неоновые

лампы

шой ток, первичную
тора

Для

и

1 500

от

потребляют

светя¬

трансформа¬
до

весьма

15000

в.

неболь¬

вторичную обмотки трансформа¬
проводом.

можно наматывать очень тонким

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
Изготовление настольной

лампы

Необходимые материалы:
Деревянное

основание

15X130X200

мм

Деревянный брусок 40X90X200 мм
стальной
Ниппель с внешней резьбой
0 3 мм длиной 25

ми

Патрон с винтовым
Шнур для лампы

или

бронзовой
1
1

2 м
1

Выключатель

Штепсельная

цоколем

1
1

,

вилка

1

217

Рис. У.83. Основные детали настольной лампы.

213

Снимите фаску высотой б

краев лицевой сторо¬

мм с

деревянного основания лампы. В центре деревянного
основания просверлите отверстие диаметром
8 мм на
глубину, равную половине высоты основания. С другой
ны

*

стороны основания точно против первого отверстия про¬
сверлите другое, также диаметром 8 мм так, чтобы по¬
лучить одно сквозное отверстие. В центре торца дере¬
вянного бруска просверлите отверстие диаметром 9 мм
на глубину,
равную примерно половине высоты бруска.
Просверлите отверстие того же диаметра в другом тор¬
це бруска точно против первого отверстия, так чтобы по¬
в бруске. Вверните
лучить сквозной канал
трубчатый

резьбой в одно из выходных отверс¬
бруске так, чтобы наружу ниппель высту¬
6 мм. Соедините брусок с деревянным ос¬

ниппель с внешней

тий

канала

в

пал всего на
нованием

с помощью клея

или винтов,

рис. У.83. Пропустите
основание и
брусок-стойку.
на

как это показано

электрический шнур через
Наверните патрон на нип¬

подсоедините к патрону концы шнура. В одну из
шнура подсоедините выключатель, а к концу шну¬
ра
штепсельную вилку. Чтобы закончить отделку лам¬
пы, ее деревянные части нужно покрыть лаком или по¬
красить краской.
пель и

жил

Контрольные

вопросы

1. Кто создал электрическую лампу накаливания, которая ши¬
роко использовалась для освещения?
2. Из чего изготавливается нить накала в современных лампах
накаливания?
3. Почему необходимо удалять кислород из стеклянного бал¬
лона лампы накаливания?
4. Объясните, почему баллоны некоторых ламп накаливания
изготовляют из матового стекла.
5. Сколько может быть спиралей в лампе накаливания?
В чем назначение спиралей в люминесцентной лампе?
7. Для чего служит внутреннее покрытие стенок трубки
6.

несцентной лампы?
8. Для чего служит пусковой

выключатель

в

люми¬

цепи люминесцент¬

ной лампы?

21.

ЭЛЕКТРОНАГРЕВ

Бытовые

электронагревательные приборы. Про¬
много различных электронагре¬

мышленность выпускает
вательных

приборов:
219

Тостеры
Вафельницы
Электроутюги
Водонагреватели
Сушилки для белья
Настенные

обогревательные
устройства

Во

всех

получения
высоким

этих

тепла

Электрогладильные машины
Переносные электрообогревательные приборы
Электрические грелки
Электрические подушки
Кофейные электромельницы
Электрические плиты

электронагревательных
используется

сопротивлением

проволока,

(обычно

проволока часто наматывается в
очень длинный
провод занимает

У.84). Иногда

в

качестве

приборах

для

обладающая
Эта

нихромовая).

виде

спирали,

немного

нагревательных

так

места

что

(рис.

элементов

ис¬

плоские элементы, выполненные из

пользуются
нихромовой проволоки, намотанной на пластину из изоляционно¬
го материала
(рис. У.85). Если проволока нагреватель¬
ного элемента в рабочем положении открыта, как, на¬
пример, в тостерах и настенных обогревательных устрой¬
изоляционного материала в них
применяется керамика или многослойные слюдяные пла¬
стины.
ствах, то в

качестве

Помимо нагревательных элементов открытого типа
используются так называемые стержневые нагреватель¬
ные элементы из вольфрамита, помещаемые в .металли¬
ческую
мент

трубку (рис.

помещается

в

V. 86). Такой нагревательный эле¬
полой металлической трубки,

центре

Рис. У.84. В электрической вафельнице используется нагревательный
элемент спирального типа.
220

Рис.

У.85.

тостера

В

качестве

обычно

элемента

нагревательного

используется нихромовая
из слюды.

проволока,

электрического
намотанная на

многослойную пластину

и

между

ним

трубки

и стенками

изоляционного материала.

находится оболочка

Концы проводников

из

элемента

трубки,

края
которой герметизированы,
доступа влага и воздух. После
того как трубка герметизирована, ей придают нужную
форму; так, например, в некоторых электроплитах при¬
меняются
электронагревательные элементы в виде спи¬
рали. В утюгах стержневой элемент помещается у осно¬
вания утюга в специальном канале (рис. V. 87).
Элементы, создающие более

выступают

чтобы

из

к ним

не

имели

высокую температуру,
няются

в

виде

выпол¬

стержней,

скольку их можно
много ближе к той

по¬

поместить

поверхно¬
нужно
нагре¬
вать. Действие влаги и возду¬
ха не вызывает
повреждения
сти,

которую

гаких элементов.

Рис.
У.86. Нагревательный элемент
Та¬
применяемый в электроплитах.

кой нагревательный элемент
поме
[дается внутри спиральной металли¬
ческой трубки и выполняется в виде
стержня из вольфрамита.

221

Рис. У.87. Автоматический
ры.

элект-

регулировкой температуНагревательный элемент раз¬

роутюг

с

мещается

у

основания

Рис.

У.88.

Электрическая

схе-

ма утюга,

утюга.

Регулировка температуры. В таких бытовых электро¬
приборах, как электрические одеяла, электросушилки,
вафельницы и утюги, применяются автоматические регу¬
ляторы температуры. Эти регуляторы замыкают и раз¬
мыкают электрическую цепь, обеспечивая тем самым за¬
данную температуру. Регуляторами обычно служат би¬
металлические элементы, помещенные внутрь нагрева¬
тельного прибора. Биметаллический элемент выполняет

роль

автоматического

довательно

вательный

с

выключателя, соединенного после¬

нагревательным

элемент становится

элементом.

горячим,

Когда нагре¬

он отдает тепло,

нагревающее биметаллический элемент. При этом биме¬
таллическая полоска расширяется и изгибается. Когда
в результате нагрева темпердтура становится достаточ¬

высокой, биметаллическая

полоска
размыкает кон¬
разрывает цепь. Если нагревательный элемент
охлаждается, то его температура снижается и биметал¬
лическая полоска сужается и выпрямляется. При этом
электрическая цепь замыкается и нагревательный эле¬

но

такт и

мент снова выделяет тепло.

Проверка электронагревательных приборов. Для про¬
верки нагревательных элементов электроприборов можно
воспользоваться
следовательно

222

с

осветительной лампой, включаемой

проверяемым прибором. Такое

по¬

испыта¬

устройство иногда называют прибором для
ружения обрывов. Он состоит из электрошнура со

тельное

обна¬
штеп¬

переменного то¬
осветительной лампы.

сельной вилкой для подключения к сети

напряжением 127
Лампа присоединена
ка

или
к

в

шнуру

свободными

таются

220

и

таким

образом^

что

испытательных

два

ос¬

конца

(рис. У.89).
Штепсельная
испытательных
кая

цепь

лампы

розетку, и, если два
друг друга, электричес¬

вилка вставляется в

конца

касаются

оказывается

замкнутой

и

лампа

заго¬

рается. Для того чтобы проверить, нет ли обрыва в на¬
гревательном элементе, одним концом испытательного
прибора нужно коснуться одного зажима нагреватель¬
ного прибора и одновременно другим концом
второ¬
го

его зажима

(рис. У.89).

чтобы при проверке электроприбора испыта¬
тельные концы не касались друг друга. Если лампа при
проверке не загорается, то это означает, что либо пере¬
горел нагревательный элемент, либо имеется обрыв
в
шнуре. Если лампа загорается, значит электрическая
цепь в исправности и нагревательный элемент работо¬
способен.
Обнаружение короткого замыкания с корпусом. Если
один из электрических проводов касается корпуса при¬
бора, то такой прибор опасно использовать: коснувшись

Важно,

такого

прибора,

Для проверки

получить электрический удар.
коротких замыканий между про-

можно

наличия

Рис. У.89. Для того чтобы определить, нет ли обрыва в нагреватель¬
ном элементе электроутюга, можно использовать самодельный испытатедьный прибор (контрольную лампу) для обнаружения обрывов.

«3

Рис. У.90. Для того чтобы проверить,
опасных

замыканий

элемента
ным

и

между

для

кис.

и для

У .92.

обрывов

проверки

При

в

электровафельнице
нагревательного

воспользоваться
прибора,
обнаружения обрывов.

Рис. У.91. Испытательный прибор
няется

ли

витками

можно

корпусом

прибором

нет

отдельными

целости

помощи

можно найти

для

испытатель¬

обнаружения обрывов приме¬

электрошнура.

испытательного

прибора

для

короткое замыкание или обрыв.

обнаружения

водом и корпусом также применять

ружения

обрывов. Один

устройство

для обна¬

из испытательных концов в этом

случае прикладывают к обоим зажимам электроприбо¬
ра, а другим концом касаются его корпуса. Если лампа
зажигается, это указывает на то, что
нагревательный
элемент и корпус соединены между собой. Чтобы обес¬
печить безопасность обращения с электроприбором, не¬
обходимо устранить в нем все замыкания на корпус.
Проверка шнура нагревательного прибора. Допустим,
что в результате проверки бытового электроприбора при
помощи испытательного устройства для обнаружения об¬
рывов установлено, что в нем имеется обрыв или корот¬
кое замыкание на корпус.
В этом случае необходимо
место
определить
неисправности. Большинство неисправ¬
ностей в переносных электроприборах, таких, например,
как электроутюги,

вафельницы, обогревательные устрой¬
обрыва провода в электро¬

ства и т. п., возникают из-за

шнуре. Из-за постоянных изгибов этих' шнуров в них пе¬
ретираются провода. При проверке шнур следует отсое¬
динить от нагревательного
прибора. С помощью кон¬
трольной лампы необходимо определить, имеется ли об¬

проводе шнура и нет ли короткого замыка¬
между проводами. Если в результате проверки об¬
наруживается любая из этих неисправностей, то шнур
рыв

в. каждом

ния

следует отремонтировать или заменить новым.
Проверка электронагревательного элемента.
жите

испытательные

концы

к

двум

зажимам

Прило¬
нагрева¬

(рис. У.92). Если лампа не за[горитобрыв в нагревательном элементе. Пе¬

тельного элемента

ся, это укажет на

регоревшие

элементы

нагревательные
перемотать

большинства

затруднительно. Поэтому
такой элемент нужно удалить и вместо него вставить но¬
вый.

электроприборов

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ И ЗАДАНИЯ
1.

Испытательный

Необходимые
Небольшая

коробка

прибор

материалы
из

418

1

пластмассы

Неоновая лампочка типа МН-3
Резиновая изолирующая шайба
Конденсатор 0,1 мкф, 400 в
8 Зак

и детали:

.

1
1
1
223

Контактные гнезда

с

из изоляционного

корпусом

мате¬
2

риала

Изолированные

контактные

штифты

для испытательного
2

конца

Провод

Электрошнур

с

диаметром

Штепсельная вилка

Изолированные

прибор

выше,

ры, используемые

в

для

в

таком

2

конца

обнаружения обрывов,
испытательные прибо¬
по

мастерских
в

патрона

испытательного

похож на

электроприборов. Однако
лампового

2 м
1

.

.

Испытательный

упоминавшийся

провода 1 мм

наконечники для

м

1

для испытательных концов

связи

с

приборе

ремонту
тем,

что

находятся

бытовых
зажимы

под

на¬

пряжением, школьникам применять его не рекомендует¬
ся. Ниже дано описание
компактного
испытательного

прибора.
обрывов
до

С
в

его

помощью

схемах

и

можно

деталях

200 ООО ом.
Возьмите пластмассовую

с

проверять отсутствие
вплоть
сопротивлением

коробку,

не

слишком

боль¬

ней разместятся
лишь
конденсатор
и контактные гнезда. На рис. V. 93 изображена коробка
прибора высотой 16 мм, шириной 32 мм и длиной 64 мм.
В крыщке коробки просверлите отверстие под резино¬

шую, поскольку

в

вую шайбу. Для ввода шнура и установки контактных
гнезд просверлите отверстия диаметром 6 мм в располо-

Рис. У.93.
ис¬
Самодельный
пытательный прибор для обна¬
ружения обрывов
(со снятой
крышкой).

Рис. У.94. Собранный
тельный прибор.

226

испыта¬

&енйЫХ Друг против друга коротких боковых стенках.
Вставьте в отверстие, просверленное в крышке, резино¬
вую шайбу. В отверстие шайбы медленно и без сильно¬

чтобы ее
введите неоновую лампочку так,
выступал из коробки примерно на 3 мм. В два
боковой
на одной
других отверстия, расположенных
стенке, вставьте гнезда, а через противоположные им
необходимые
отверстия пропустите
шнур. Выполните
соединения по рис. У.93. Наконечники для испытатель¬
го

нажима

конец

ных
и

можно

концов

фибровых стержней

из

изготовить

гвоздей. На одних концах

испытательных

проводов
закрепите изолированные наконечники, а на других
штыревые контакты. Вставьте штепсельную вилку ис¬
пытательного прибора в розетку сети переменного тока
127 или 220 в и прикоснитесь одним испытательным кон¬
цом к другому. Если при этом неоновая лампочка ярко
засветится,

это

что

означает,

тов к использованию для

2.

Электрическая

испытательный

емкостью

0,5

л

с

Асбестовый круг толщиной 5

круга

должен

быть

Намотайте

Рис.
плитка.
8*

(или

У.95.

спираль

и детали:

крышкой

»

равен внутреннему

и

1

(диаметр асбестового

мм

используемой кастрюльки)
Нихромовый провод 0 0,28 мм

круге

го¬

плитка

Необходимые материалы
Кастрюлька

прибор

схем.

проверки

.

«

диаметру

1
12 м

.

разместите

на

ее

асбестовом

керамическом основании).

Самодельная

Рис.

У.96.

Отдельные

электрической

плитки.

части

Рис. У.97. Детали
228

электрической

плитки,

Рис. У.98. Вставьте стержень приспособления для намотки спирали,
на рис. У.97, между двумя деревянными брусками
(каждая шириной 25 мм и длиной 150 мм) так, чтобы конец стержня
выступал из них примерно на 10 мм. Зажмите деревянные бруски

изображенного

в

но

тисках,

не

слишком

сильно,

а

так,

чтобы

можно

стержень

бы¬

проворачивать рукой за рукоятку. Вставьте конец нихромового провода в прорезь, сделанную на конце бронзового стерж¬
ня, и медленно
поворачивайте стержень за рукоятку до тех пор,
ло

бы

пока

легко

витки

провода

не

дойдут

до деревянных пластин.

гревательного элемента должны
вает стержень за рукоятку, а

человека:

вести два

Намотку

один

на¬

поворачи¬

другой подает провод. Для того что¬
провода были намотаны на стержень достаточно плотно,
при намотке провод должен быть натянут. Как только наматывае¬
мые витки дЪстигнут деревянных брусков, подача стержня при на¬

бы

витки

мотке

будет осуществляться

автоматически

до

тех

пор,

пока

весь

провод не окажется намотанным на стержень.

Подсоедините^ свободный конец шнура для нагрева¬
приборов к зажимам. В днище кастрюльки про¬

тельных

сверлите два отверстия диаметром 4 мм как раз напро¬
тив отверстий в нагревательном элементе.
Кроме того,
просверлите отверстие в боковой стенке кастрюльки для
шайбы. Вставьте шайбу в это
установки резиновой

отверстие

и

выведите

через

нее

конец

шнура. Смонти¬

руйте собранный нагревательный элемент на днище
кастрюльки, для чего воспользуйтесь двумя трубками,
служащими

76

мм.

в

качестве

распорок,

и

винтами

Подсоедините штепсельную вилку

клейте кусочки резины

к

длиной

шнуру. При¬
опорным торцам ножек, чтобы
к

они не пачкали стол.

Если штепсельную вилку этого
розетку сети переменного

вить в

электроприбора
тока

127 в,

то

вста¬

плитка

будет выделять достаточно тепла, чтобы поданный
лу согретый кофе сохранял свою температуру.

к сто¬

229

Контрольные

вол росы

1. Назовите электроприборы, в которых используются нагрева¬
тельные элементы.
2. Какой провод используется в нагревательном элементе?
3. В чем преимущества нагревательного элемента из вольфрамо¬
вого

стержня?
4. Какого

типа

тепловой

регулятор

применяется

в

большинстве

приборов?
5. Объясните, как действует тепловой регулятор в бытовых элек¬
троприборах.
6. Нарисуйте схему испытательного прибора для обнаружения
обрывов.
7. Как с помощью испытательного прибора для обнаружения
обрывов можно обнаружить обрыв нагревательного элемента?
8. Объясните, как с помощью испытательного прибора для обна¬
ружения обрывов определить, имеется ли в проверяемом приборе
короткое замыкание на корпус.
9. В каком месте электроприбора чаще всего возникают неис¬
правности?
10. Почему в случае перегорания нагревательного элемента обыч¬
нагревательных

но необходимо заменять его новым?

22.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Назначение

родвигателя

Конструкция элект¬
конструкцией электрогене¬

электродвигателя.

весьма

сходна

с

ратора. Как

и в генераторе, в электродвигателе имеется
якорь и обмотки возбуждения.
Электродвигатели ис¬
пользуются в вентиляторах, холодильниках, швейных ма¬
шинах, пылесосах, стиральных машинах, токарных стан¬
ках, циркулярных пилах, кинопроекторах и т. п.
Принцип работы простейшего электродвигателя по¬
стоянного тока. Электродвигатели и генераторы во мно¬
гих отношениях весьма сходны, и в некоторых случаях
генераторы могут использоваться в качестве двигателей,
а двигатели
в качестве генераторов. В § 8 и 16 отме¬

генератор создает ток, когда его проволоч¬
катушка вращается в магнитном поле. Простейший

чалось,
ная

что

Условное обозначение
тродвигателя.

230

элек¬

Рис. У.99.
ных

Якорь

полюсов

начинает

самого

вращаться

якоря и магнита,

из-за

отталкивания

возбуждающего

одноимен¬

поле.

Рис. У.100. Якорь повернулся настолько, что он оказался в таком по¬
ложении, когда разноименные полюса притягивают друг друга. Кол¬
лектор поворачивается вместе с якорем.

Рис. У.101. В данный момент полярность якоря изменена коллекто¬
ром так, что одноименные полюса снова отталкивают друг друга.
231

Рис.

У.102. Правило левой руки. Большой
правление движения проводника с током в

палец указывает
магнитном

Рис. У.103.
Рис. У.104
Рис. У.103. Электродвигатель, у которого обмотка возбуждения
динена последовательно с

сое¬

якорной обмоткой.

Рис. У.104, Электродвигатель, у которого обмотка возбуждения
якорной обмоткой паралдед^Щ),
2П

динена с

на¬

поле.

сое¬

можно

Гейератор

превратись

щий электржческую энергию
следует подсоединить

к

в

в

двигатель,

Преобразую¬

механическую. Для этого

щеткам

батарею

так, как пока¬

обмотки якоря проходит ток.
Каждый электромагнит имеет северный и южный полюс,
следовательно, и якорь имеет северный й южный полюс.
Щетка, расположенная с левой стороны, соединяется
с отрицательным зажимом
батареи, и ток проходит так,
что одна сторона якоря становится северным полюсом,
а другая
южным. Щетка справа соединяется с поло¬
жительным зажимом батареи. Таким образом, северный
зано на рис. У.99.

полюс

Через

с

якоря расположен рядом
а южный полюс якоря

магнита,
люсом

магнита.

Благодаря
люсов
его

ря

полюсом
северным
рядом с южным по¬

отталкиванию одноименных магнитных по¬

якорь начинает вращаться.

северный

полюс

При

притягивается

к

вращении
южному

яко¬

полю¬

тем как происходит сближение полю¬
су магнита.
сов в результате их взаимного притяжения, при помощи

Перед

коллектора изменяется полярность якоря. Снова разно¬
именные полюса отталкивают друг друга, и вращение
якоря продолжается (рис. У.100 и У.101). Направление
движения проводника с током в магнитном поле опре¬
деляется правилом левой руки (рис. V. 102).
с обмотками
возбуждения, служащими
электромагнитов. Вместо постоянного магнита
для создания магнитного поля обычно используют элект¬
ромагниты. На рис. У.ЮЗ и У.104 показано, что об¬

Двигатели

в качестве

возбуждения

мотки

можно соединить

с

якорем

как

по¬

следовательно, так и

Якорь

с

параллельно.
несколькими обмотками. Для

того

ч*гобы уве¬

действия электродвига¬

личить

коэффициент

теля,

несколько
обмоток.
одном якоре размещают
случае применяют коллектор с соответствующим

В

полезного

на

этом

секций, обеспечивающих поочередное подключе¬
каждой обмотки. Благодаря этому щетки постоян¬
но находятся в контакте с той обмоткой, полюса кото¬

числом

ние

рой

в

между

данный

момент

полюсами

непосредственно
расположены
обмотки возбуждения, создающей ос¬

новное поле.

Применение электродвигателей переменного

тока.

Не¬

которые электродвигатели могут работать как на по¬
стоянном, так и на переменном токе. Коллекторные дви¬
гатели,

в

которых

поле

создается

с

помощью

электро233

Крым

Рис.
:тна

У.105.

Якорь

котором видны пластины
коллектора. Пластины изолирова¬
и
ны друг от друга
соединены
с различными
ками.

работают

электродвига¬

на

теля,

как на

обмот¬

якорными

постоянном, так и на

перемен¬
переменным то¬
ком, направление магнитного поля непрерывно изменяет¬
ся как в якоре, так и в обмотках
возбуждения. Посколь¬
ку направление токов в якоре и обмотках возбуждения
магнита,

ном

Когда

токе.

изменяется

обмоток

Когда

одновременно,

также

один

северным,

то

из

меняется

полюсов

ближайший

дет северным,
друга.

эти двигатели питаются

и

эти

обмотки
к

возбуждения

возбуждения
полюс

нему

полюсы

Когда направление

обмотки

и этих
якоря
полярность
образом.
соответствующим

тока

будут

якоря

отталкивать

изменяется,

становится

является
также

южным,

этот

однако

бу¬

друг
полюс
одно¬

временно ближайший к нему полюс якоря также ста¬
новится южным, и оба эти полюса продолжают оттал¬

друг друга.
Неболь¬
Ремонт универсального электродвигателя.
шие электродвигатели, рассчитанные на. работу как на
кивать

постоянном,

менном

и

так

на

пере¬

называются

токе,

В
этих
универсальными.
обмотка
электродвигателях
соединена по¬
следовательно с якорной об¬

возбуждения
моткой,
на

рис.

как

показано

это

УЛОЗ.

Небольшие

Рис. УЛОб. Удаление

стершихся

щеток из электродвигателя, уста¬
новленного в швейной машине.

234

Рис. У.107. Промышленность выпускает электродвигатели многих ти¬
поразмеров.

Рис. V. 108. Асинхронный электродвигатель
работает
токе и не имеет щеток и коллектора.

на

Рис. У.109. Ротор

переменном

в

форме бе¬

личьей клетки. Он будет иметь
такой вид, если
образующие
его

медные

пазов

стержни

сердечника

бранного
и вновь

из

извлечь
ротора,

стальных

из
на¬

пластин,

собрать.
235

электродвигатели такого типа применяются в
вентиляторах, швейных машинах и в других

пылесосах,

электробы¬

товых

приборах.
Угольные щетки

в универсальных электродвигателях
в ходе эксплуатации постепенно стираются, и наступает
момент, когда их необходимо сменить.
Перед сменой

щеток следует обязательно отключить Электроприбор
Вновь вставляемые щетки должны быть того

сети.

типа

и

что

размера,

и

от

же

установленные заводом-изготови-

телем

электроприбора. Старые щетки можно удалить,
вывинтив винты щеткодержателей, расположенных в кор¬
пусе двигателя (рис. У.106). Винт, ввинчиваемый в щет¬
кодержатель, оказывает давление на пружину, удержи¬
вающую щетку в контакте с пластиной коллектора.
Коллектор электродвигателей периодически необхо¬
димо чистить. Для чистки иногда требуется разбирать
двигатель. При разборке двигателя щетки нужно выни¬
мать, иначе их можно повредить. Чистят коллектор очень
тонкой

наждачной бумагой

до блеска и протирают спир¬

том.
В некоторых двигателях имеются отверстия для за¬
ливки масла. Масло следует использовать весьма эконо¬
мно и не допускать его попадания на щетки и пластины
коллектора.

Асинхронные
раненным типом
переменном токе,

электродвигатели. Наиболее распрост¬
электродвигателя,
работающего на
является

асинхронный

двигатель.

Та¬

в

холодильниках, вентилято¬
используют
рах, стиральных машинах и во многих других машинах
й устройствах. Они работают на переменном токе, и в них
кие двигатели

нет

коллектора

и щеток.

Асинхронный

двигатель состоит из двух основных час¬

тей: статора с системой неподвижных

обмоток,

намотан¬

и ротора,
корпусе двигателя,
вращающегося
между полюсами статора (рис. У.108). Ротор набран
из стальных пластин с пазами, в которые закладывают¬
ся медные стержни. Концы медных стержней, заложен¬
ных в
пазы
стального
сердечника, соединены между
собой двумя медными кольцами. Ротор такого типа на¬
зывается «беличьим» колесом
(рис. У.109). Статор по¬

ных

на

добно первичной обмотке трансформатора

наводит

ток

в роторе.

Когда магнитное поле статора наводит ток в медных
в электростержнях ротора, последний превращается
236

Рис. V.! 10. Электродвигатель переменного тока со снятой

магнит.

крышкой.

Магнитное

поле статора взаимодействует с маг¬
В результате этого ротор вра¬
ротора.
щается. Основное преимущество двигателя асинхронно¬
го типа связано с тем, что у него нет ни щеток, ни кол¬
лектора. Такой двигатель является весьма надежным.
Запуск асинхронного двигателя. Для того чтобы ро¬
тор начал вращаться, в некоторых типах электродвига¬
телей применяют пусковое устройство. Наиболее расп¬
ространен запуск асинхронного двигателя при помощи
двух статорных обмоток. Одна обмотка называется ра¬
бочей, а другая
пусковой (рис. V. 110). Пусковая об¬
мотка позволяет запустить двигатель, т. е. привести во
вращение его ротор. Когда скорость вращения двигате¬

нитным

ля

полем

заданной величины, пусковая обмотка от¬
Когда пусковая обмотка отсоединена, вра¬

достигает

ключается.

щение

двигателя

поддерживается

рабочей

Автоматический выключатель, встроенный

в

обмоткой.
двигатель,

таким образом, что, когда скорость вращения
возрастает до заданной величины, выключатель
разрывает цепь пусковой обмотки. Когда двигатель ос¬

действует
ротора

танавливается, контакты выключателя автоматически за¬
мыкаются и пусковая обмотка оказывается снова под¬
ключенной к сети.

237

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ

1.

Электродвигатель

Необходимые материалы
Куски

жести

Куски

жести

и детали:

2

12x125 Жм
12x48-мм

2
1
Стальной круглый стержень 0 11,5 мм длиной 64 мм
2
Куски листовой латуни' толщиной 1,3 мм 10x32 мм
Полоски листовой бронзы для пружин толщиной 0,4 мм
.2
6x28 мм
^

Бронзовая трубка

13

мм с

с

внутренним диаметром 6

толщиной

стенки

0,6

мм

и

.

.

.

.

длиной
1

мм

стержень 0 6 мм длиной 13 мм
Деревянное основание 13x64x76 мм
Деревянный брусок 10x13x18 мм
Винт М5 зажима длиной 25 мм
Катушка обмоточного провода 0 0,6 мм с хлопчатобу¬

Круглый фибровый

мажной

или

.

.

.

1
1
1
1

1

эмалевой изоляцией

Вырежьте два куска жести и просверлите их так, как
показано на рис. V. 112. Эти куски жести предназначены
для каркаса катушки возбуждения. Наложите один ку¬
сок на другой и спаяйте их по кромке в средней части.
Затем

согните двойной лист и придайте ему форму, по¬
казанную на рисунке. После этого спаяйте эти листы по
кромке в оставшейся части. Оберните плоский конец из¬
готовленного каркаса для катушки возбуждения изоля¬
ционной лентой или тонким картоном, а поверх ленты
или картона намотайте
че¬
тыре слоя обмоточного про¬

вода.
В деревянном бруске и
в деревянном основании про¬
сверлите отверстие диамет¬
ром 4 мм и с помощью вин¬
тов

с круглыми
головками
закрепите каркас
катушки
возбуждения на деревянном

основании.

Вырежьте

из

небольших куска
для
якоря
каркаса
(рис. У.112) и спаяйте их

жести

Рис.

238

V. 111.

Электродвигатель

по

два

кромке. Вставьте

в

сере-

Рис. V. 112. Детали и общий вид двигателя.

круглый стальной стержень и
каркасу. Оберните якорь изоляционной
лентой или тонким картоном и, начав с центра вблизи
стержня, намотайте по четыре слоя обмоточного прово¬
да с каждой стороны якоря. Обе обмотки должны быть
намотаны в одном и том же направлении, причем каждая
обмотка должна начинаться и заканчиваться у центра
якоря так, чтобы концы обмоток можно было присоеди¬
дину

нить

каркаса

якорного

припаяйте

его

к

непосредственно к коллектору.
отверстие по оси

фибрового стержня,
Разрежьте бронзовую

Просверлите
чтобы он плотно
трубку вдоль на

две разные половины и насадите каж¬

дую половину на

фибровый

садился

на

вал.

стержень; закрепите

бронзо239

вые

на

секции

нити

на

конца

несколькими

стержне

прочной

витками

от

каждом

конце.

Наматывая

бронзовой

секции

настолько, чтобы нить не заго¬

подпайке

релась при

нить,

отступите

концов обмотки якоря.

Укрепите

стальном
стержне
рядом
коллектор на
с якорем так, чтобы щели в
коллекторе находились по
обеим сторонам якоря. Припаяйте каждый конец якор¬
ной обмотки к той пластине коллектора, которая нахо¬

дится на той

стороне вала. Просверлите две пластин¬
бронзы, которые будут служить в качест¬
ве подшипников, и
придайте им требуемую форму.
Вставьте в подшипники вал и закрепите их шурупами
на деревянном основании. Из листовой бронзы для пру¬
же

ки из листовой

жин вырежьте две щетки, а затем просверлите в
из них по

отверстию,
Установите щетки

как показано на

каждой

рисунке.

деревянном основании по одной
и закрепите их шурупами.
Давление щеток на коллектор должно быть отрегулиро¬
вано с таким расчетом, чтобы обеспечивался хороший
с

на

каждой стороны коллектора

контакт
ние

не

между ними
должно

быть

Однако это давле¬
большим, чтобы не зат¬

и

коллектором.
слишком

руднять вращение якоря. На концах вала, выступающих
за подшипники, в
дует напаять

непосредственной близости

от них сле¬

небольшие гайки.

Соедините двигатель

проложив по ниж¬
поверхности деревянного
провода, соеди¬
няющие один из зажимов с шурупом, крепящим щетку
с

зажимами,

ней

к

основания

основанию.

Соедините

один

из

концов

катушки

воз¬

буждения
другую
шурупом, крепящим
щетку. Подсоедините второй конец катушки возбужде¬
ния ко второму зажиму. Проверьте
Такой
двигатель.
к

с

рассчитан на питание
описанного выше. Однако он

двигатель

будет

основанию

от

трансформатора,
работать и от

также

других источников питания, таких, например, как сухие
элементы или аккумуляторные батареи. В зависимости
от требуемой скорости вращения для питания нашего
можно
электродвигателя
от 4 до 10 в.
напряжение

самодельного
постоянное

2.

Электродвигатель
Необходимые детали

переменного тока
и материалы:

Стальной круглый стержень 0 16
Стальная лента 3x18x280 мм
Стальные круглые стержни 0

240

использовать

мм

длиной 25

мм

13 мм длиной 15 мм

.

.

.

.

.

1
1
2

Стальной круглый стержень 0 3
Катушка обмоточного

длиной 90

мм

провода 0 0,5

мм с

хлопчатобумажной изоляцией
Фибровые прокладки толщиной 1,5 мм
Деревянное основание 13x75x150 мм

0

.

22 мм

1

.

или

1
4

...

1

-

длиной 25

Винты стальные М4

и

мм

эмалевой

мм

.

2
2

.

Винты М4 зажима
Этот

Данный
тора,

работает

электродвигатель

3 600 об/мин. В отличие от
снабженного коллектором
менного тока нуждается

двигателя

со

и

щетками,

в

запускающем

двигатель

двигатель рассчитан на питание от

описанного в

§ 17.

скоростью

постоянного

тока,

пере¬

устройстве.
трансформа¬

,

Согните кусок стальной

ленты так,

чтобы один

ее ко¬

кольцо диаметром 65 мм, и затем
про¬
сверлите в ленте отверстия согласно рис. V. 114. Отвер¬
нец

образовал

стия -сверлите посередине ленты. Просверлите отверстия
диаметром 6 мм в центре фибровых прокладок и надень¬
те эти прокладки на концы стальных стержней. На этом
заканчивается изготовление каркасов для катушек воз¬

буждения.
Раззенкуйте

отверстие в одной из прокладок, уста¬
навливаемой на концах каждого каркаса катушки воз¬
буждения, чтобы винт, которым она крепится по месту,
был заподлицо с поверхностью прокладки (рис. У.113).

Намотайте

каркасы катушек возбуждения шесть слоев
провода, и прикрепите изготовленные ка¬
станине статора
при помощи винтов и гаек.
на

обмоточного
тушки

к

Временно
от каждой

соедините между собой по одному проводу

катушки

возбуждения

и

подключите

два

ос¬

провода к сухому элементу. Поместите магнит¬
ный компас вблизи одной из катушек возбуждения и об¬
ратите внимание на то, какой конец стрелки компаса
к
катушке.
притягивается
компас
поместите
Затем
вблизи другой катушки воз¬

тальных

буждения

и

сделайте

то

же

самое. Если катушками при¬
тягивают
концы
разные
стрелки, то это означает, что

Рис. У.113. Самодельный электро¬
двигатель переменного тока.

241

Рис. У.114. Общий
детали.

вид

переменного тока и его

электродвигателя

катушки соединены правильно и что временное соедине¬
ние между ними можно сделать постоянным. Если обе
катушки возбуждения притягивают один и тот же конец
стрелки, то соединение между катушками надо изменить
на противоположное.
Закрепите станину статора на деревянном основании
шурупами и подсоедините два провода от катушек воз¬
буждения к зажимам, установленным на основании. Для
этого пропустите провода по нижней стороне основания
и

подведите

их

под

головки

верстие диаметром 3 мм

который
новите

ками

242

в

зажимов.

середине

должен служить

ротором

статорной

станине

ротор

в

возбуждения.

Вставьте

вал

Просверлите

от¬

стального стержня,

(см. рисунок).
между двумя

ротора

в одно

Уста¬

катуш¬
из трех-

миллиметровых отверстий
а

ротор,

другой

отверстие
не и

в

станине,

насадите

на

него

противоположное

Установите ротор

станине.

припаяйте

в

конец вала вставьте в

точно

посереди¬

его к

валу.
Подсоедините двигатель
чивая вал ротора большим

к

трансформатору. Повора¬

указательным пальцами,
попробуйте запустить двигатель. Первые попытки запус¬
ка скорее всего окажутся неударными, но после того,
как вы
научитесь вращать вал, запуск двигателя облег¬
и

чится.

3.
Демонстрация принципа действия
электродвигателя и использования правила левой
руки

Необходимые материалы

Подковообразный
Сухой элемент

и детали:

1

магнит

Выключатель мгновенного действия
,
Медный провод 0 0,6 или 0,8 мм длиной 45 см

Деревянные
магнита

планки
и

1
1

*

и

листовой

металл

для

.....

1

крепления

проволочной рамки.

Для демонстрации принципа действия электродвига¬
теля
мент,

необходимы подковообразный
выключатель

и

сухой эле¬
(рис. V. 115).
подковообразный магнит.
магнит,

проволочная рамка

Можно использовать
Установите магнит

любой

так, чтобы один из его полюсов
располагался непосредственно над другим. Из медного
провода сделайте рамку и ее концы вставьте в отверстие
консольных держателей, так чтобы рамка могла свобод¬
магнита.
В ста¬
но перемещаться
между полюсами
состоянии
ционарном
горизонтальный проводник рамки
полюсами.
должен располагаться посередине
между

Пользуясь гибким проводом, соедините концы рамки по¬
следовательно с выключателем и сухим элементом. Ког¬
да все соединения будут выполнены, замкните на мгно¬
вение контакты выключателя.
ка

начинает

вестна,
и

попробуйте

южного

руки

(рис.

Почему проволочная рам¬
Если полярность магнита неиз¬
положение
определить
северного

качаться?

полюсов,

воспользовавшись

правилом левой

V. 102).
243

Рис. V.! 15. Схема устройства для демонстрации движе¬
ния проводника с током в магнитном поле.

Рис.

У.116.

водника

Общий вид устройства

с током

в

магнитном

для демонстрации движения про¬
поле* Если магнит имеет полярность,

указанную на рисунке,, то рамка отклоняется
нии контактов выключателя. Воспользуйтесь
и

определите

по

отклонению

проволочной рамке.
244
в

вправо

при

замыка¬

правилом левой руки

рамки направление тока, проходящего

Контрольные

вопросы

1. Перечислите примеры применения
2. Каково назначение коллектора в

электродвигателей.

электродвига¬
теле?
3. Нарисуйте схему простейшего электродвигателя.
4. Почему на якорях двигателей иногда размещается несколь¬
простейшем

ко обмоток?
5. Почему некоторые двигатели могут, работать
янном, так и на переменном токе? Как называются

двигатели?
6. Как нужно

7. Назовите
8.

В

чем

чистить

две

как на посто¬
такие

электро¬

коллектор?

основные

заключается

части

асинхронного

двигателя.

основное

преимущество
асинхронного
двигателя перед другими типами двигателей?
9. Расскажите, как устроен ротор типа беличьего колеса.
10.

называются

Как

обмотки,

используемые

в

асинхронном

электродвигателе?
23.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА АВТОМАШИНЫ

Назначение электрической системы. В автомашине
электрическая энергия служит для многих целей: для за¬
пуска двигателей; для питания фар, освещающих дорогу;
для зажигания
щает

энергию

приборов,

горючего,
двигателю

которое при сгорании
для питания

машины;

сооб¬
таких

как

указатель уровня горючего, термометр и
манометр; для питания световой сигнализа¬
ции, например стоп-сигнала и сигнала поворота, и для
масляный

питания

многочисленных

вспомогательных

приборов:

диоприемника, звуковых сигналов, обогревателя и т.
Полная электрическая схема автомашины показана
рис. V. 118.

ра¬
п.

на

Аккумуляторная батарея. Аккумуляторная батарея
удобным источником электроэнергии. Она

является очень

Рис. У.117. Электрическая

схема

запуска

двигателя

автомашины.

245

Рис. V. 118. Типичная электрическая схема автомашины. Она состоит
из 5 основных систем.

способна обеспечивать большой ток.

ряжается,

ее

можно

зарядить

Когда батарея раз¬
Каждый элемент

снова.

аккумуляторной батареи вырабатывает

напряжение, рав¬
12 б, не¬
обходимо включить последовательно 6 элементов. В 6-в
батарее используются 3 последовательно включенных
атомашины
элемента. В электрической системе
приме*
няются либо 6-е, либо 12-е батареи.
ное 2

в.

Для

того

чтобы получить

от

батареи

Для уменьшения провода, используемого в электри¬
ческой схеме, в некоторых случаях возможно использо¬
вать соединение через шасси. В автомашинах большин¬
ства типов к шасси присоединяется отрицательный за¬
жим батареи. Зажим батареи, соединенный с шасси, на¬
зывается

246

заземленным

(соединенным

на

корпус).

Рис. У.119. Конструкция электродвигателя постоянного
пользуемого для запуска двигателя автомашины.

Рис. У.120. Конструкция двухщеточного

автомобильного

тока,

ис¬

электро¬

генератора
247

Рис. У.Ш. Реле-регулятор регулиру¬
ет напряжение автомобильного гене¬
ратора.

электродвига¬
Пусковой
тель. Для провертывания вала
двигателя внутреннего
сгора¬
ния и его запуска в автомаши¬
не используется электродвига¬
тель постоянного* тока. Он на¬

Провер¬
стартером.
современного двига¬
теля внутреннего сгорания до¬
вольно тяжело, и поэтому стар¬
тер должен быть мощным.
На
показана
рис. V. 119
зывается

нуть

вал

конструкция пускового электродвигателя.

Аккумуляторная батарея
вращения

вала

двигателя

дает ток,

внутреннего

замыкается цепь включения стартера,
вращение вал двигателя
внутреннего
этого вал пускового электродвигателя
виком

двигателя.

Когда

маховик

достаточный для
сгорания. Когда
он

приводит

сгорания.

сцеплен

начинает

с

во

Для
махо¬

вращаться,

одновременно поворачивается и вал двигателя.
При запуске двигателя автомашины пусковой элект¬
родвигатель отбирает у аккумуляторной батареи очень
большой ток. Величина этого тока лежит в пределах от
'

Рис.
тор и
248

схеме автомашины показаны генера¬
На
стабильность напряжения.
реле-регулятор, обеспечивающий

У.122.

электрической

Рис.

У.123.

Упрощенная

схема

генератора переменного тока.

Рис. У.124.

Генератор

переменного тока 12 в
в
разрезе. Показаны
контактные
обмотки,
кольца и выпрямители.
Выпрямители
служат
для
преобразования
переменного выходно¬
го така в постоянный
ток:
1
2
ротор;
статор;
3

подшипник;

шкив;

6

-

диода;
с

5

4

вентилятор;

станина;
8

корпусом

7

с

»

соединение

(земля); 9

€+» ге¬
теплоотвод; 10
€+» дио¬
нератора; И
12
да;
подшипник;
13
14
кольца;
щет¬
ки;

15

17

ступица.

поле;

16

вал;

249

Рис. У.125. Детали генератора переменного тока.

150 до 500 а
автомашины.

Для

в

зависимости

включения

пускового

от

конструкции

двигателя

электродвигателя

автомобилей применяется соленоидный
Когда через катушку соленоида (рис. V.

шинстве
чатель.

в

боль¬

выклю¬

117)

на¬

проходить ток, плунжер опускается вниз, в ре¬
зультате замыкаются контакты и образуется электри¬
ческая цепь от батареи до пускового электродвигателя.
чинает

чтобы пропустить
для питания пускового
электродвигателя, вращающего вал двигателя автомаши¬
ны. Когда двигатель автомашины начинает работать, вы¬
Эти

контакты

замыкаются

очень большой ток,

для

того,

необходимый

ключатель

стартера от¬
в результате
чего
катушка соленоида
обесточивается. При этом
ключается,

действием
пружины
плунжер отходит от ка¬
под

тушки

и

размыкает

кон¬

такты соленоида.

Рис.

250

У.126.

Конструкция
запальной свечи,

Генератор. Аккумуляторная батарея

может

удовлет¬

электричестве лишь
в течение короткого времени. Для подзарядки батареи
и питания электрической системы
автомобиля
нужен
тока. Обычно ге¬
постоянного
электрический генератор

ворять потребности

нератор приводится

автомашины

во

в

вращение ременным приводом

от

двигателя автомашины.

На щетки генератора

с

стоянный ток, используемый
автомашины. После того как

по¬

коллектора поступает
в

электрической

системе

с помощью пускового элек¬
автомашины
двигатель
тродвигателя
запущен, он вра¬
щает якорь генератора и последний дает постоянный ток.
Как только на генераторе появляется напряжение, он
начинает подзаряжать аккумуляторную
батарею. Об
этом можно судить по показанию амперметра, располо¬
женного на щитке приборов автомашины. Если генера¬
тор не подзаряжает батарею, то на переднем щитке у не¬
которых типов автомашин зажигается красная лампочка,
что предупреждает водителя.
Для того чтобы напряжение, вырабатываемое гене¬

ратором, не повышалось
сверх допустимого
предела,
используется специальное устройство
реле-регулятор.
Этот регулятор обеспечивает автоматический контроль
за выходным напряжением генератора.
В случае
6-е
электрической системы регулятор напряжения обычно
регулирует напряжение генератора таким образом, чтобы
оно не поднималось выше 7,2 7,4 в. В случае 12-е си¬
стемы напряжение регулируется таким образом, чтобы
оно не превышало 14,0 14,2* в. Для того
чтобы заря¬
жать батарею, напряжение генератора должно быть не¬
сколько выше напряжения батареи. В результате исполь¬
зования регулятора напряжения напряжение, питающее
электрическую систему автомобиля, поддерживается ста¬
бильным (рис. V. 122).
Генератор переменного тока. У современных автома¬
шин для приведения в действие ряда вспомогательных
устройств требуется сравнительно большой ток. Таким

образом,
вается

цагрузка генератора постоянного тока оказы¬
большой.
Многие
из
вспомогательных

очень

устройств

используются тогда, когда скорость автомаши¬
при этом генератор дает низкое напряжение.
Для преодоления трудностей, обусловленных исполь¬
зованием генератора постоянного тока, иногда в авто¬

ны

мала,

машинах

применяют генератор переменного

тока

в

со251

Рис. У.127. Основные узлы системы зажигания автомашины.

выпрямительным устройством. Такая система
получить достаточное выходное напряжение
при малых скоростях машины, а также обладает прево¬
сходной эффективностью при высоких скоростях.
На роторе гейератора переменного тока размещает¬
ся катушка возбуждения, соединенная с контактными
четании с

позволяет

кольцами.

Катушка возбуждения потребляет ток вели¬
с батареей при помощи щеток,
с кольцами (рис. У.123). Ког¬

чиной 2 а. Она соединена
находящихся в контакте
да

ротор

вращается,

в статорных обмотках
наводится

Так

ток.

менного
и

как
тока

генератора

переменный

кроме

постоянный ток

для

мер,

пере¬

необходим

(напри¬

зарядки

бата¬

реи), то переменный ток,
вырабатываемый генера¬
тором, пропускается через
выпрямительное
устрой¬

Выпрямительное
устройство обычно содер-

ство.

Рис.
ния

У.128.

Катушка

зажига-

повышает

напряжение ба¬
высо¬
тареи с целью пдлучения
кого напряжения, которое
тре¬

буется
252

для

запальных

свеч.

Рис. V. 129. Слева
рого

показан

сверху

вид

на

распределитель,

с

кото¬

контакты и конденсатор.
удалена крышка, чтобы были видны
система зажигания в разрезе; виден ротор, насаженный на

Справа
кулачковый прерыватель.

преобра¬
(рис; УД24 и

жит кремниевые диоды или селеновые вентили,

зующие переменный

ток

постоянный

в

У.125).
Система

зажигания.
В цилиндрах
автомобильного
двигателя происходят взрывы смеси горючего и возду¬
ха. Энергия взрыва
преобразуется во вращение колен¬
чатого вала. Назначение системы зажигания состоит в
высоковольтной

создании
дении

к

ее

навливаются
в

нужный

запальным

в

электрической

свечам.
и

цилиндрах

момент

горючей

дуги и подве¬
Запальные
свечи уста¬
зажигания
для
служат

смеси.

Схема системы зажигания показана на рис. У.127.
Для того чтобы произвести электрический пробой зазо¬
ра запальной свечи, необходимо очень высокое напряже¬
ние. Поскольку батарея вырабатывает напряжение, рав¬
ное всего 12 в (или 6 в в некоторых автомашинах), для
получения высокого напряжения требуется повышающий
трансформатор. Его иногда называют катушкой зажига¬
ния

или

индукционной катушкой (рис. V. 128). Первич¬

насчитывает от 200 до 300
намотанного на сталь¬
большого
сечения,
провода
ной сердечник. Вторичная обмотка катушки зажигания
ная

обмотка такой катушки

витков

253

насчитывает от 16 000 до 23 000 витков тонкого обмоточ¬
ного провода, намотанного на тот же сердечник, что и
первичная обмотка. Трансформатор такого типа повы¬

напряжение до величины, превышающей 20 000 в.
Поскольку и батарея, и генератор вырабатывают по¬
стоянный ток, то для того, чтобы наводить ток во вторич¬
ной обмотке, нужно прерывать и вновь замыкать цепь
первичной обмотки. Эту функцию выполняет распреде¬
литель (рис. V. 129).
Распределитель содержит кулачко¬
вый прерыватель, связанный с двигателем автомашины.
шает

Прерыватель
лителя

и,

замыкает и

размыкает

контакты

следовательно, одновременно

первичной обмотки.
Кулачковый прерыватель сцеплен

распреде¬
и раз¬

замыкает

мыкает цепь

подключен
ния.

к

высоковольтной

с ротором,

который

обмотке катушки

зажига¬

Ротор

вращается и поочередно осуществляет кон¬
такт с соответствующими проводами от запальных све¬
чей. В результате этого высокое напряжение поочередно
подводится к каждой свече и в нужный момент в каж¬
дом

цилиндре происходит

зажигание

горючей

смеси.

Работа системы зажигания пояснена на рис. V. 130.
Когда контакты прерывателя замкнуты, через первичную

обмотку
эти

и

контакты

зает.

зажигания

катушки

стрелками)

При

образуется

размыкаются,

этом

течет

сильное

магнитные

ток

(показанный

магнитное поле.

Когда

поле

сокращается и исче¬
силовые линии пересекают

Рис. У.130. Стрелками

показана цепь первичного тока при замкнутых
контактах во время нарастания магнитного поля в
ке.
показано, что происходит, когда контакты
разомкнуты:

первичной обмот¬

Справа

исчезает, в результате
поле, связанное с током первичной обмотки,
чего во вторичной обмотке возникает всплеск высокого напряжения,
которое поступает на свечи.

254

Рис. V. 131. Общий вид конденса¬
тора системы зажигания а разре¬
зе. Такой конденсатор подключа¬
ется параллельно контактам. Ког¬
да контакты разомкнуты, сильный
ток проходит через конденсатор,
чем предотвращается возникнове¬
ние искры через контакты.

витки

вторичной обмотки

и в

ней наводится высокое на¬

пряжение, которое через ротор подается на запальную
свечу. В свече это напряжение оказывается приложен¬
ным к зазору, в котором проскакивает искра, зажигаю¬
щая горючую смесь (прерывистые стрелки). При исчез¬
новении

магнитного поля

в

первичной обмотке катушки

зажигания также наводится э. д. с.

Поскольку

контакты

прерывателя в этот момент времени
разомкнуты, цепь
для тока оказывается разорванной, и между контактами
Ток
этой
может
прерывателя
проскакивать
искра.
искры может быть столь велик, что, если не предпринять

Рис. У.132. Схема транзисторной системы зажигания. «Транзистор¬
ный блок», упрощенно изображенный на, схеме, помимо транзисто¬
ров

контакты
через
содержит резисторы и диоды. В этой системе
лишь небольшой ток, который
переключает транзистор.

проходит

После переключения транзистора через него проходит весь первич¬
ток. Ввиду того что транзистор допускает большой первичный

ный

ток, в такой системе

требуется

специальная катушка.
255

Рис. У.133.

Фара

ванный оптический
специальных

герметизиро¬
элемент

мер,

контакты

быстро обгорят. Для умень¬
шения

искры

контактам
включают

параллельно

прерывателя
конденсатор. Бла¬

годаря этому удается зна¬
увеличить
срок
службы контактов прерыва¬
чительно

теля.

Транзисторная
зажигания.

система

Описанная выше
более пятидесяти

система зажигания была изобретена
лет тому назад Чарльзом Кеттерингом. Несмотря на то
что на протяжении последовавших 50 лет она в некото¬
рой степени была усовершенствована, в нее не было вне¬
сено коренных изменений, подобных тем, которые пре¬
терпели остальные узлы автомашины. Современную ма¬
шину больше уже не может удовлетворить обычная сис¬

Транзисторная система зажигания яв¬
разработок, которая, возмож¬
но, заменит обычную систему.
Для эффективного- зажигания горючей смеси в ма¬

тема

зажигания.

ляется

одной

из

новейших

шинах с мощным двигателем на

буется

повышенное

напряжение.

больших скоростях тре¬
В обычной системе за¬
в

размыкание

контактов

быстрее, то
оборотов двигателя.

медленнее

мыкание и

исходит то

в

первичной

цепи про¬

зависимости

от

чис¬

развиваемые дви¬
гателем, велики, электроды замыкаются и размыкаются
очень быстро, ввиду чего напряжение в первичной об¬
мотке катушки не успевает достигнуть требуемой вели¬
чины. Таким образом, при больших оборотах двигателя
напряжение на его запальных свечах падает, в резуль¬

ла

тате

чего

Если

эффективность

обороты,

двигателя

уменьшается.

Рис. У.134. Различные типы
ламп,
используемых в фа¬

рах

256

автомашины.

Для

в этом случае получить более высо¬
использовать большой ток
необходимо
напряжение,
образования в катушке более сильного магнитного

кое

для

поля.

того

чтобы

Однако

ченный

ток

ременной

контакты
в

и

этом

системы

лишь ограни¬
основной недостаток сов¬

могут выдержать
состоит

Другими

зажигания.

недостатками

обычной системы зажигания являются малый срок служ¬
бы контактов прерывателя и конденсатора, а также не¬

обходимость периодического осмотра
темы

для

того,

чтобы

она

постоянно

ремонта этой

и

находилась

в

сис¬

рабо¬

чем состоянии.

Этих недостатков

транзисторная система за¬
служит значительно более
надежно, чем старые системы. Транзистор способен вы¬
В его задачу входит
держивать очень большой ток.
лишена

(рис. У.132).

жигания

Она

включение
и
выключение
первичной цепи, так что
в этом случае
контакты
через
прерывателя
проходит
лишь весьма незначительный ток. Поскольку в этой си¬
стеме

через

незначительная часть
проходит
возникает и нет не¬
ними,не
искра между

контакты

полного тока,

обходимости применять конденсатор. В транзисторной
системе
с

приходится
большим

использовать

ную на большой ток.
Осветительная система

безопасности
не

специальную

коэффициентом трансформации,

движения

были установлены

ные

Для обеспечения
необходимо, чтобы на автомаши¬
автомашины.

фары

сильные

устройства. Фары

катушку

рассчитан¬

автомашины

и

световые

должны

сигналь¬

обеспечить

достаточный световой поток, чтобы

были

ночью при свете фар
хорошо различим^ предметы, находящиеся в кило¬

метре от машины. Кроме того у машины должны также
быть задние фонари и стоп-сигналы. Фара представляет
оптический
собой
элемент
герметизированный

(рис. У.133). Благодаря герметизации исключается по¬
фару грязи и влаги, а также предотвращается
коррозия. Таким образом, излучаемый световой поток
мало меняется в течение всего срока службы такого эле¬
мента.
Герметизированный элемент содержит лампу

падание в

с двумя спиралями, стеклянную линзу и отражатель.
В фарах используются лампы накаливания, работаю¬
щие

от

батареей

низкого
или

спираль дает

напряжения,

генератором. У
так

называемый

мый при вождении
9 Ззк. 4и

машины

которое
лампы

вырабатывается

две

спирали. Одна

дальний свет, используе¬

за

чертой города. Другая
357

Рис. У.135. Предохранители,
используемые в электриче¬
ской системе некоторых ав¬
томашин.

спираль дает ближний свет,

направленный книзу. Перег

называемый
дальнего и
ключатель,
переключателем
ближнего света, установлен на полу машины слева от
включается
водителя. Когда
дальний
свет, на щитке
лампочка.
сигнальная
управления загорается красная
У некоторых автомашин переключение света с ближнего
на дальний производится автоматически с помощью фо¬

тоэлектрического элемента. Работой фотоэлектрического
элемента управляет падающий на него свет фар встреч¬
ной автомашины.

Защита электрических
ты

осветительных

вспомогательных

предохранители

(рис. У.135

и

схем

устройств
-

автомашины.

электрических
и

цепей

автомашины

автоматические

У.136). Назначение

этих

и

Для

цепей

защи¬
других

используются
выключатели

защитных

Рис. У.136. Автоматический выключатель, используемый

уст-

в электри¬
ческой системе автомашины. Если через катушку протекает слишком
втяжной
выталкивает
большой
ток,
сердечник
электромагнита
якорь вверх и размыкает контакты.

Рис. У.137. Основная
лов.

Эти

сигналы

схема

указывают

включения

мигающих

направление

рен сделать водитель. Когда выключатель
налов включен, ток проходит через

световых

сигна¬

поворота, который

наме¬

световых

сиг¬

«нагреваемый проволочный

эле¬

мигающих

резистор. Ввиду наличия резистора, включенного в цепь ми¬
сигнала, лампа не светится. Ток протекает через «нагревае¬
кон¬
мый проволочный элемент», и он
этом
При
расширяется.
такты в цепи мигающего светового сигнала замыкаются и световой
мент»

и

гающего

сигнал зажигается, так как сопротивление оказывается замкнутым
накоротко. При этом ток, протекающий через катушку электромаг¬
нита, изображенную на схеме рядом с контактами цепи индикатор¬
ной лампочки, оказывается достаточным, чтобы эти контакты зам¬
только
Как
кнулись и лампочка на щитке управления загорелась.
ток через «нагреваемый проволочный элемент» прекращается, он ох¬
лаждается и сжимается, а в результате этого размыкаются контак¬
ты в цепи мигающего сигнала. Лампочка выключается, но как толь¬
ко «нагреваемый элемент» снова нагревается, контакты замыкаются
Этот
и лампа сигнала снова зажигается.
нагрев и последующее
охлаждение «нагреваемого проволочного элемента» позволяют по¬
лучить мигающий световой сигнал.

ройств

состоит

в

том,чтобы предохранить

провода

от

Если
результате коротких замыканий.
или
контакты
автоматического
предохранитель перегорит
выключателя разомкнутся, важно, установить место по¬
вреждения до повторного включения выключателя.
Световая сигнализация поворота. Световая сигнали¬

повреждений

в

намерение водителя повернуть ма¬
шину направо или налево, является очень удобным ин¬
дикатором. Лампы, используемые для такой сигнализа¬
ции, устанавливаются на машине спереди и сзади и ми¬
гают с частотой почти 90 раз в минуту. .Когда выключа¬
тель, установленный на рулевой колонке, включен, на
зация, показывающая

9*

259

Рис. У.138. Схема указателя поворота. На схеме
показана только
В системе с двумя индикаторными
одна индикаторная лампочка.
лампочками переключения выполняются более сложно.

сигнальная
начинает мигать
щитке управления также
лампочка. Эта сигнальная лампочка подсвечивает ма¬
ленькую стрелку,

ворота, что
(рис. У.137

и

указывающую

и

внешние

V.

138).

то

же

направление

по¬

световые сигналы

мигающие

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ

Пробник

для проверки системы зажигания
и запальной свечи

Необходимые
Фибровая

трубка

с

детали и материалы:
внешним

диаметром

13

мм,

1,5 м и длиной 180 мм
Деревянные пробки 0 10 мм длиной 13 мм
Резистор (сопротивление) 4,7 Мом, 0,5 вт
ной

стенок

толщи¬
1
2

Тросик

1
1
1
1

Гвоздь

1

Неоновая лампочка типа МН-3
Батарейный зажим

260

м

Рис.
У.139.
Испытательный
прибор для проверки системы
зажигания и запальной свечи.

Этот

испытательный

прибор дает
обнаружить
сти
автомашины.

Если закрепить

таллической детали

в

возможность

неисправно¬

системе

зажим

на

зажигания

какой-либо

ме¬

автомобильной рамы или двигателя,

острым концом иглы пробника коснуться верхней ча¬
запальной свечи, то в случае
исправности свечи и
распределителя неоновая лампочка ярко загорится. Если
неоновая лампочка
горит тускло или вообще не заго¬
рается, то это значит, что неисправна либо свеча, либо
распределитель. Если неисправен распределитель, нео¬
новая лампочка будет тускло гореть при касании иглой
пробника любой свечи. Если лампочка- не загорается при
касании иглой пробника только одной или двух запаль¬
именно эти
ных свечей, то,
неисправны
скорее всего,
а

сти

свечи.

Посередине фибровой трубки круглым напильником
проделайте отверстие такого диаметра, чтобы через него
была видна

пробок,

неоновая лампочка.

вставляемых

с

концов

В

одной

трубки,

из деревянных
просверлите от¬

верстие несколько меньшего диаметра, чем гвоздь, кото¬
рый служит зондом пробника, и с усилием вставьте
в это отверстие гвоздь. Припаяйте один из выводов соп¬
ротивления к шляпке гвоздя. Другой вывод сопротивле¬
ния соедините с выводом неоновой лампочки, они долж-

Рис. У.140. Устройство испытательного прибора для проверки систе¬
мы зажигания и запальной свечи.
261

ны быть соединены и

расположены

таким

образом,

чтобы

раз против центрального от¬
рисунке.
верстия
трубке,
Соедините второй вывод неоновой лампочки с троси¬
ком. Вблизи того места тросика, где он входит в дере¬
вянную пробку, намотайте на него изоляционную ленту,
фиксатора. Вставьте
которая будет выполнять
роль
спаянные между собой сопротивление и неоновую лам¬
почку в трубку и универсальным клеем приклейте по
месту деревянную пробку, предварительно вставдш в нее

лампочка

находилась

как это показано на

в

в
центре второй деревянной
отверстие диаметром 3 мм. Пропустите
отверстие тросик и вставьте вторую пробку

гвоздь-зонд.

пробки
через
зав

это

к

ее

Просверлите

сквозное

другой

в

как

конец

стенки

фибровой трубки, предварительно

концу тросика

зажим от

сма¬

Подсоедините

клеем.

универсальным

аккумуляторной батареи. На
пробника.

этом заканчивается изготовление

Контрольные вопросы
1. Назовите
в

несколько

примеров

использования

электроэнергии

автомашине.
2.

Сколько

аккумуляторных

батарее?
3. Какую роль играет

элементов

используется

в

12-воль-

товой

шасси

автомашины

в

ее

электрической

системе?
4. Почему при запуске' двигателя машины необходимо, чтобы
его аккумуляторная батарея была совершенно исправна?
5. Каково назначение генератора автомашины?
6. Для чего необходим регулятор напряжения?
7. В чем назначение катушки зажигания?
8. .Для чего предназначены запальные свечи?
9. Как используется распределитель в системе зажигания ав¬
томашины?
10. Почему в фарах применяются герметизированные оптиче¬

ские элементы?
11. Какими средствами
схем автомашины?

осуществляется

защита

электрических

ГЛАВА

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОНИКИ

24.

ДЛЯ СВЯЗИ

ТЕЛЕФОН

Современный телефонный

это один из наи¬
аппарат
используемых электрических приборов. Он
преобразует звуковые сигналы в сигналы электрического
тока. Последние могут быть посланы на большие рас¬
стояния и затем вновь преобразованы в звуковые сиг¬
налы. Телефон был изобретен Александром Беллом, по¬
славшим первое телефонное сообщение 10 марта 1876 г.

более

часто

Звуковые

волны.

При

разговоре или, например, при
воздухе распространяются звуко¬
вые волны (рис. VIЛ). Эти колебания действуют на ухо
человека, и мы слышим звук. Каждый звук имеет опре¬
деленное число колебаний в секунду. Число колебаний
колебаниях струны

в

секунду называется частотой и измеряется в герцах
(гц). Частоты колебаний, которые может слышать ухо
человека, лежат в пределах от 20 до 20 000 гц. Так как
эти частоты мы слышим, их называют звуковыми. Часто¬
это колебания очень высокого тона, ко¬
та 15 000 гц
в

торые слышит далеко не всякий человек. Звуковую вол¬
ну изображают так, как показано на рис. VI.2.
Передатчик телефонных сигналов. Та часть телефон¬
ной трубки, в которую мы говорим, является передатчи¬

телефонного сигнала и называется микрофоном.
Простой микрофон состоит из тонкой круглой и гибкой
диафрагмы, связанной с небольшой чашечкой, в которой
содержится угольный порошок (рис. VI.3). Угольный
порошок делают из обожженного угля. Частицы уголь¬
ного порошка (гранулы) могут двигаться в чашечке взад
ком

связанного
под давлением круглого диска,
небольшим
Когда
звуковые
стерженьком.
диафрагмой
волны падают на диафрагму, в ней возникают звуковые
колебания. Колебания диафрагмы заставляют диск пере¬
и

вперед

с

мещаться

в

чашечке с

угольным порошком.

При

движе263

Рис. У1.1. При разговоре в
воздухе возникают колеба¬
ния. Их
называют
звуко¬
выми.

Рис. У1.2. Графическое изо¬
бражение звуковой волны.

Рис. У1.3. Конструкция

рофона
Сверху
значение

мик¬

телефонной трубки.
его
в

условное обо¬

схемах.

Рис. У1.4. Частицы угля в
микрофоне расположены не¬
плотно и создают сопротив¬
ление электрическому току.
Миллиамперметр показыва¬
ет, что по цепи идет неко¬
торый ток.

264

Рис. У1.5. Когда звуковая
и

уплотнять

угольные

волна

частицы,

заставляет

диафрагму прогибаться
микрофона в цепи

сопротивление

уменьшается. Ток, показываемый миллиамперметром, увеличивается.

нии

диафрагмы изменяется плотность угольного порош¬
микрофоне.
Если
включить
микрофон в цепь с батареей
(рис. У1.4), то через угольный порошок пойдет ток.
Угольный порошок действует подобно сопротивлению,
подключенному к батарее. Когда диафрагма движется
к чашечке (рис. VI.5), угольный порошок становится бо¬
лее плотным, и по цепи течет большой ток. Ток'увеличи¬
ка

в

более плотном расположении ча¬
порошка сопротивление цепи уменьшается. Мы уже
знаем, что увеличение сопротивления уменьшает электри¬
ческий ток в цепи, а уменьшение сопротивления увеличи¬
вает его. Когда диафрагма движется в обратном направ¬
плотность
лении,
уменьшается
угольного
порошка
вается потому, что при
стиц

Рис. У1.6. Конструкция телефона.
265

Рис. У1.7. Современный телефонный аппарат
в

разобранном

Рис.

У1.8.

тором

номеронабирателем

Простая телефонная линия с
микрофона с телефоном

повышающим

трансформа¬

для связи

Рис. У1.9. Специальная радиотелефонная
разговаривать по телефону

возможность

266

с

виде.

служба
из

в

городах

автомобиля.

дает

Рис. VI. 10. Схема телефонной линии для двусторонней связи.

и уменьшается ток через

микрофон,

как

так

возрастает
сопротивление цеди.
Ток через микрофон будет изменяться в соответствии
со звуковыми колебаниями воздуха, воздействующими на
диафрагму. Таким образом, микрофон создает электри¬
,

ческий ток,

изменяющийся

в

соответствии

волнами.
Приемник телефонных сигналов. Та
ной трубки, которую мы держим около

со

звуковыми

часть

уха,

телёфон-

называется

телефоном. Телефон преобразует электрический

ток. соз¬

даваемый

Простой

телефон

микрофоном,

в

звуковые

сигналы.

состоит из постоянного магнита с

вода, надетой

на

него,

и

из

тонкой

катушкой

гибкой

про¬
жестяной

диафрагмы, укрепленной перед магнитом и катушкой
(рис. У1.6). Постоянный магнит притягивает жестяную
диафрагму, и она немного прогибается. Когда по катуш¬
ке

проходит ток, катушка

На

становится

электромагнитом.

воздействие

два магнита: по¬
стоянный магнит и электромагнит. Если ток через катуш¬
ку изменяется, то притяжение диафрагмы либо увели¬

диафрагму

оказывают

чивается, либо уменьшается. Ток,
протекающий через
Эти
электромагнит, заставляет диафрагму колебаться.
колебания диафрагмы
частицам
передаются
воздуха
перед ней. Движение воздуха перед диафрагмой и есть
тот звук,.который мы слышим ухом.
Простая телефонная линия. Чтобы соединить микро¬
обычно используют повышающий
фон с телефоном,
трансформатор. Этот трансформатор значительно повы¬
шает небольшое напряжение, создаваемое микрофоном,
его на телефон (рис. VI.8). Первичная обмот¬
трансформатора соединена с микрофоном, а вторич¬
с телефоном. Меняющийся по величине постоян¬
ная
ный ток, создаваемый в микрофоне, возбуждает во вто¬
и

подает

ка

267

ричной обмотке трансформатора переменный ток. Напря¬
жение вторичной обмотки трансформатора создает ток
через телефон. В
результате диафрагма приводится
в движение.

Двусторонняя телефонная
телефонной

связи

на

Для двусторонней

связь.
конце

каждом

необходимо

линии

телефон и микрофон (рис. VI.10). Кроме того,
каждом телефонном аппарате должен быть повышаю¬

иметь

в

трансформатор. Провода, соединяющие между со¬
могут иметь значительную
длину. Когда расстояние между телефонными аппарата¬
щий
бой

телефонные аппараты,

ми составляет несколько

километров, сопротивление про¬
уменьшить ток в цепи,
что диафрагма телефона будет еле двигаться и звук по¬
лучится очень слабым. Чтобы увеличить ток в такой те¬
водных линий

настолько

может

лефонной цепи, применяют усилитель. Если
между телефонными аппаратами составляет
то

лометров,
телей.

трассы используют

вдоль

расстояние
ки¬

много

несколько

усили¬

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
Изготовление угольного микрофона
Необходимые материалы:
Деревянная

дощечка

Кусок листовой
0,5

стали

13x50x75 мм
или

латуни

1

13x230

мм

толщиной

мм

1

Металлическая крышка
Войлочное кольцо,

бутылки 0 32 мм
наружный диаметр которого

соответствовать внутреннему диаметру крышки

Круглая

меньше

внутреннего

1

1

М5 длиной 19

Угольный стержень (из старой батарейки)

Просверлите полоску
рис. VI.12 и согните из
Спаяйте концы внахлест.
268

...

1

диаметра крышки
0 80 мм

тонкого картона
винты латунные

мм

Шестигранные латунные гайки М5
Крепежный латунный винт М4 длиной 19 мм
Шестигранные латунные гайки М4
Крепежный стальной винт М5 длиной 13 мм

диска

должен

пластина из листовой латуни, ее диаметр на 3 мм

Кружок из
Крепежные

го

1

от

и

металла

в

2

5
1

2
1

1

соответствии

с

диаметром 75 мм.
Просверлите в центре латунно¬
кружке картона отверстие диаметром 3 мм
нее

кольцо

Рис. VI.! 1.
фон.

Рис. У1Л2.

Устройство

Угольный

микро¬

угольного микрофона.
269

Рис. У1.13. Микрофон включен.в схему с повышающим
матором и парой наушников.

трансфор¬

Привинтите латунный диск к картонному с Помощью вин¬
та и гайки М4. Приклейте войлочное кольцо к латунному
диску так, чтобы головка латунного винта находилась
точно в центре кольца.
Измельчите угольный стержень на кусочки диаметром
около

1, 5

мм.

Для получения лучших результатов

час¬

угля следует просеять. Заполните чашечку на 3/4
частицами угля. Приклейте картонный кружок к крыш¬
ке бутылки (чашечке), убедившись, что войлочное коль¬
тицы

плотно вошло внутрь крышки. Приклейте картонный
к металлическому
кольцу.
кружок вместе с чашечкой
После высыхания подравняйте картонный кружок по ме¬
цо

таллическому

В центре

кольцу.

деревянной

подставки просверлите отверстие
металлическое
кольцо

диаметром 5 мм и привинтите
к деревянной подставке винтом
основании

ревянном
закрепите

и

мами.

в

них

М5.

Просверлите

винты,

кусок провода диаметром 0,25 мм
электромагнитов к задней стенке чашечки и

Припаяйте

намотки

дините

второй

конец этого

прбвода

с одним

куском провода диаметром
между собой второй зажим и винт в
кружка. На этом изготовление микрофона

Микрофон соединяется
хими батарейками и парой
ше схема,

де¬

для

сое¬

из зажимов.

0,25 мм соедините
центре картонного

Вторым

270

в

отверстия диаметром 5 мм
которые будут служить зажи¬

еще два

показанная

на

заканчивается.

последовательно

с двумя

су¬

наушников. Значительно луч¬

рис. У1.13,

в

которой

исполь¬

трансформатор,
трансформатор в этой
зуется

описанный
схеме

в

§ 17. Повышающий

значительно

увеличивает
переменное напряжение, создаваемое микрофоном, бла¬
годаря чему громкость звучания также значительно уве¬
личивается. Имея два микрофона и две пары наушников,
можно собрать телефонную
линию для
двусторонней
связи.

Контрольные вопросы
1. Кто изобрел телефон?
2. Как передается звук?
3. Что такое звуковые частоты?
4. Назовите основные детали микрофона.
5. Объясните, каким образом частицы угля в микрофоне соз¬
дают переменный электрический ток.
6. Назовите основные части современного телефона.
7. Объясните, как диафрагма в телефоне создает звуковые ко¬
лебания.
8. Нарисуйте простую телефонную линию с микрофоном и
лефоном.
9. Зачем применяют трансформатор?
10. Какое устройство используют для усиления сигнала
большом расстоянии между телефонными аппаратами?

25.

Радиоприемник есть
Радиоприемники используются
радиосвязи
между кораблями,

доме.

чения

при

ПРИЕМ РАДИОВОЛН

Радиочастоты.
дом

те¬

почти

в

и

обеспе¬

для

каж¬

находящимися
в море, для управления полетом самолетов и для мно¬
гих других целей. Радиосигналы посылаются во всех

радиостанциями.
направлениях многочисленными
сигналы передаются электромагнитными волнами,

Эти
иначе

радиоволнами*.
Радиоволны создаются переменным

называемыми

током, направ¬
ление которого меняется с очень большой частотой. Мы
уже знаем, что звуковые частоты занимают диапазон
от 20 до 20 ООО гц. Радиоволны возбуждаются перемен¬

которого больше 20 000 гц. В мире
радиоволн; частота некоторых
300 миллионов герц и даже больше.
из них достигает
Радиовещательные станции средневолнового диапазона,

ным

током,

частота

используется

множество

*
Первый в мире радиоприемник был создан великим русским
в
1895 г. (Прим.
изобретателем радио
ученым А. С. Поповым
ред.).

271

Сйгналы

которых

принимает

обычный .радиоприемник,

100 ООО гц до 1 500 ООО гц.
Радиочастоты обычно, обозначают числом килогерц.
Приставка кило означает «тысяча». Если про радиове¬

работают

на частотах от

щательную станцию говорят,

что
те

работает

она

600 килогерц

на

часто¬

(600 кгц)

это значит, что частота ее
сигнала
в

риодов

равна 600 000
секунду/

пе¬

Излучение радиоволн.
Когда очень быстро ме¬
няющиеся

называе¬

токи,

мые

радиочастотами, про¬
ходят по проводу, то Во¬
круг него создаются элек¬

тромагнитные волны, рас¬
пространяющиеся в прост¬
ранстве во всех направ¬
лениях.

На радиовещательной
станции для создания ра¬
диоволн
используется
мощный передатчик, сое¬

диненный
ваемой
волны
в

с

мачтой,

назы¬

антенной. Радио¬
от

антенны

окружающее

уходят
простран¬

(рис. VI.15).
Некоторые волны

ство

рас¬
пространяются вдоль по¬
Рис. VI.14. Антенные башни
ра¬ верхности Земли и назы¬
диовещательной станции мощно¬ ваются
поверхностными
стью 50 кет.
волнами. Эти волны рас¬
не очень
пространяются
и скоро
ослабе¬
далеко
вают

настолько,

уже нельзя

Условное обозначение
антенны.
272

что

их

принять при¬
емником. Другие
радио¬
волны
распространяются
в пространстве и называ¬
ются
пространственными.
Одни
пространствен¬
ные волны могут уйти в
а
космос,
другие прост-

Рис. VI.15. Передающая
посылает

радиоволны

во

антенна
всех

на¬

правлениях.

волны, подоб¬
лучам, могут
слоя заря¬
от

ранственные
но

световым

отражаться
женных

называемо¬

частиц,

го

слоем.
ионизированным
Этот ионизированный слой
действует как зеркало, отра¬
жающее радиоволны обрат¬

Именно

(рис. VI.16).
благодаря отраже¬

ниям

этого

но

к

волны

земле

от

можно

расстоянии
километров
Высота расположения ионизированного

слоя
радио¬
принимать на

многих
от

тысяч

передатчика.

слоя

атмосферы

над Землей может меняться в пределах от 60 до 500 км.

Радиоволны распространяются со скоростью света,
равной 300 000 км/сек. При такой скорости распростра¬
нения сигналы принимаются почти сразу после их излу¬
чения передатчиком.
Наложение звуковых сигналов на радиоволны. Если
мы настроили приемник на частоту радиовещательной
слышим голос диктора или звуки музыки.
станции,
Однако звуковые сигналы нельзя слышать непосред¬
ственно на большом расстоянии. Для передачи звуковых
сигналов на большие расстояния используются радио¬
волны.

Звуки

диктора или музыки воспринимаются
радиостудии микрофоном, который аналогичен микро¬
фону в телефонной трубке. Голос диктора или музыка
представляют собой совокупность звуковых частот, ко¬
голоса

в

торые мы слышим, когда включаем радиоприемник.
Микрофон преобразует звуковые колебания в пере¬
менные электрические токи
звуковые сигналы. Для
усиления звуковых частот используется усилитель. Уси¬
частоты в передатчике
ленные звуковые
воздействуют
на колебания высокой частоты (радиочастоты). Радио¬
волна, создаваемая на

йесущей. На

передающей

рис. VI. 17 показано,

станции, называется

как

звуковые

сигналы
273

Рис. У1.16. Радиоволны расходятся
лениях.

Земли.

Поверхностные
Часть

их

от

передатчика

волны

уходит от

распространяются
Земли и теряется в

Другая часть отражается от
мосферы обратно к Земле. Радиоволны

странстве.

раз отражаться

от

поверхности

Земли

во

всех

направ¬

вдоль поверхности
космическом
про¬

ионизированных

слоев

ат¬

(короткие) могут несколько
и

ионизированных

слоев

и распространяться на большие расстояния.

Рис.

VI. 17.

звуковых
274

Из

этой

частот

на

блок-схемы

видно,

высокочастотную

как

происходит

несущую

волну.

наложение

воздействуют на радиоволну. Такую радиоволну (часто¬
ту) называют модулированной. Радиоприемник настра¬
ивается на ту или иную радиоволну (частоту), выделяет
из нее, звуковой сигнал и усиливает его, чтобы можно
было слушать передачу через громкоговоритель.
Амплитудная модуляция. Если при модуляции зву¬
ковой волной радиоволны меняется ее амплитуда, то та¬
кую модуляцию называют амплитудной (рис. VI. 18).
модуляция часто сокращенно обозначает¬
ся двумя буквами АМ. Именно этот тип модуляции ис¬

Амплитудная

на

пользуется

обычных

радиовещательных

Частотная модуляция.

зываемый частотной

Другой
модуляцией (сокращённо ЧМ),

пользуется для передачи звуковой
сигнала,

а

также на

тающих с ЧМ

При

станциях.

способ модуляции, на¬
части

ис¬

телевизионного

радиовещательных станциях,

рабо¬

модуляцией.

частотной модуляции звуковая частота изменяет

несущей. Если несущая

волна промодулирована
увеличивается в течение
одного полупериода
модулирующего сигнала и умень¬
шается в течение второго полупериода (рис. VI. 19). Ам¬
плитуда несущей при такой модуляции остается неиз¬

частоту

таким

способом,

то

ее

частота

менной.

Чтобы
радиоволн.
принимать
радиоволны,
иметь
нужно
радиоприемник, который можно настра¬
ивать на сигналы определенных радиостанций. Радио¬
приёмники используются либо с наружными проволоч¬
ными антеннами, либо с ферромагнитной антенной, рас¬
положенной в ящике приемника. Когда приемник нахо¬

Прием

большом удалении от передатчика, для улуч¬
приема используют наружную антенну.
Радиоволны, попадая на антенну приемника, возбуж¬
дают в ней очень слабые токи. Поскольку радиосигналы
излучаются очень большим числом радиостанций, в при¬
емной антенне проходят различные радиочастотные токи.
Для настройки на определенную выбранную станцию
дится

на

шения

в

специальный орган настройки. Вра¬
радиоприемника, мы настраиваем орган на¬

приемнике

щая

ручку

стройки

на

имеется

ту

станцию,

программу

которой

мы

хотим

слушать.
Заземление. Орган настройкй радиоприемника одним
выводом соединяется с антенной. Второй его вывод под275

Рис. VI.18. Графическое
процесса
представление
амплитудной модуляции
В результате наложения

звуковой волны, идущей
от
микрофона, на несу¬
получается модули¬
рованная несущая волна.

щую

Рис. VI.19. Графическое
представление частотной
модуляции. Когда на не¬
сущую действует модули¬

рующий

сигнал

частоты, частота

звуковой
несущей

увеличивается или умень¬
шается в соответствии с
величиной и полярностью
звуковой
напряжения
волны.

Рис.

У1.20.

ползунком
пользовать
ки

276

Катушку
можно
для

с
ис¬

настрой¬

радиоприемника.

Рис. VI. 21. Радиоволны попада¬
на
антенну, в ее цепи прохо¬

ют

дит переменный ток высокой ча¬
стоты. Буквой к обычно обозна¬
чают длину волны.

соединяется к земле.

Зазем¬

лением

может служить про¬
к
подсоединенная
волока,

водопроводной
же к

су

трубе

или

металлическому карка¬

самого

приемника.
с
помощью
Настройка
катушки. Орган настройки предназначен для выбора ра¬
диостанции, излучающей радиоволны на определенных
частотах. Орган настройки должен выделять эти часто¬
ты и не допускать прослушивания на выходе приемника
сигналов, передаваемых на других частотах.

Одним

из

простейших вариантов органа

настройки

проволочная' катушка с ползунком, который
может находиться в контакте с любым витком катушки
является

(рис. VI.20). Один
ползунок
но

конец катушки соединен с антенной,
соединен с землей. Перемещая ползунок, мож¬

менять

антенной

длину провода катушки,
и

создают ток,
далее на

землей.

включенного

между

Радиоволны,

принятые антенной,
антенне
через катушку и

проходящий по
Ток, возбуждаемый радиоволнами, про¬

землю.

ходит поочередно то в одном, то в другом направлении
т. е. является переменным (рис. VI.21 и VI.22).

Между

витками

между антенной
некоторая
электрическая емкость. Она

катушки,
и

а

также

землей

имеется

периодически заряжается и
разряжается в такт с коле¬
баниями тока в антенне и
катушке. Другими словами,
катушка вместе с антенной
и
а
также
заземлением,

Рис. М1.22. В данный

момент

возбуждаемый радиоволнами,
ет

направление,

указанному

на

ток,
име¬

противоположное
рис.

У1.21.
277

междувитковой емкостью образуют так называемый
колебательный контур. Каждый колебательный
контур
подобно струне или маятнику имеет собственную частоту
колебаний, зависящую от величины индуктивности и ем¬
кости, включенных в контур.
Если маятник подталкивать в такт с его собственной
частотой колебаний, то он будет раскачиваться сильнее,
чем когда толчки не попадают точно в такт с собствен¬
ными колебаниями маятника.
с

Когда колебания, возбуждаемые приходящей волной
по
частоте с частотой
его соб¬
ственных колебаний, то говорят, что имеет место резо*
нанс. При
резонансе в контуре возникают наиболее
сильные
колебания, т. е. в нем проходит наиболь¬
ший ток.
в

контуре, совпадают

Когда ползунок установлен
и

землей

включено

то

так, что между антенной
несколько витков провода,
настроенным на сравнительно

всего

контур оказывается
короткую радиоволну. Колебания
более коротких волн не смогут

более

длинных

возбудить

или

колебания

контуре. Таким образом,

нежелательные радиосигна¬
восприниматься органом настройки.
Большее число витков, включенных между антенной и

в

лы

не

будут

землей, соответствует настройке
ную радиоволну (рис. VI.23 и
Настройка конденсатором.

радиоприемника
лочной катушки
конденсатора,

в

заключается
и

переменной

на

сравнительно длин¬

VI.24).
Другой

способ настройки
прово¬

использовании

емкости, т. е. переменного
к концам катушки. Пе¬

подсоединенного

конденсатор состоцт из двух групп металли¬
ческих пластин, соединенных между собой. Одна группа
пластин неподвижна и называется
статором, другая
группа закреплена на общей оси, вместе с которой она
может поворачиваться. Эта группа пластин образует ро¬
тор конденсатора (рис. VI.25). Роторные пластины вхо¬
дят в зазоры между статорными, не касаясь их. Прием¬

ременный

ник можно настраивать с помощью переменного конден¬
числа
витков
изменения
или
катушки

сатора,

путем

(рис. VI.26, VI.27
Когда ротор

и

VI.28).

полностью
вдвигается
конденсатора
в статор, конденсатор обладает наибольшей электриче¬
ской емкостью. При этом контур оказывается настроен¬
ным на самую длинную волну, т. е. на низкую радиоча¬
стоту
278

(рис. У1.27).

Если пластины ротора

из

статора

вы-

Рис. У1.23. Орган настройки
ра¬
низко¬
диоприемника
принимает
частотные радиосигналы, если ме¬
жду антенной и землей включено
много

витков

катушки.

Рис. У1.24.
Орган настройки
радиоприемника принимает бо¬
высокочастотные сигналы,
лее
если между антенной и землей
включено малое число витков
катушки.

Рис. УГ.25.

Одна

из

значении
ра

Переменные конденсаторы трех различных конструкций.

пластин

на

условном'обо-

переменного
его
представляет

конденсато-

подвижной

Пунктирной
наличие

линией^

механической

обозначено
связи

меж*

ду отдельными конденсаторами,

элемент.

279

Рис. У1.26. Катушка индуктивности
для настройки в радиоприемниках.
двинуты, то конденсатор
ган
на
кие

настройки
более

в

этом

конденсатор,

и

обладает малой

высокочастотные сигналы, т. е.

волны.

ответствует

Каждое

положение

настройке

на

Ор¬

емкостью.

оказывается

случае

используемые

настроенным

более.корот¬

на

ротора конденсатора со¬
частоту
определенную

(волну).
Конструкция

конденсатора.
Конденсатор состоит из
двух или большего числа металлических пластин, распо¬
ложенных на близком расстоянии друг от друга, как по¬
казано на рис. У1.29. Пластины не касаются друг друга,
в зазоре между ними
имеется
воздух или какой-либо
другой изолирующий материал, называемый диэлектри¬
ком. Если к пластинам конденсатора подсоединить ба¬

тарею, как это показано на рис. VI.30, то электроны на¬
чнут двигаться к пластине Л, связанной с отрицатель¬
ным зажимом батареи. Электроны пластины Б отталки¬
пластины А.
Поэтому электроны
Б двигаются к положительному зажиму ба¬
тареи. Движение электронов прекратится, когда э. д. с.
ваются

электронами

с пластины

между пластинами станет равной э. д.
Если теперь отключить* батарею,
иметь

отрицательный

части

своих

заряд,

электронов,

а

с.

батареи.

пластина

пластина

5,

А будет

лишенная

будет

заряжена положительно.
Если обе пластины соеди¬

нить проводом, то электроны
с пластины А будут двигать¬
ся на

пока

пластину Б до тех пор,
электронов на

число

Рис. У1.27.
стины

Когда подвижные

конденсатора

почти

пла¬
цели¬

ком

вдвинуты в неподвижные, его
емкость достигает наибольшей ве¬

личины;
ен
280

на

при

самую

этом

контур

низкую

настро¬

частоту.

Рис. У1.28. Когда подвижные
пластины конденсатора выдви¬
наи¬
нуты, его емкость имеет
величину. Такой кон¬
на
настроен
сравнительно

меньшую
тур

высокую частоту.

Рис. У1.29. В незаряженном кон¬
денсаторе количество положитель¬
ных

отрицательных

стины

нут нейтральными,

Определение

пластине

данного

делены

каждой пластине не сравняется.

денсатора

и

каждой

конденсатора

воздушным

При

зарядов на
Пла¬

одинаково.

раз¬

диэлектриком

этом пластины ста¬

т. е.

конденсатор разрядится.
емкости конденсатора. Способность

запасать

электрический

разряд

кон¬

зависит

от:

диэлектрических свойств изоли¬
рующего материала и расстояния между пластинами.
Конденсаторы с бумагой в качестве диэлектрика
представляют собой свернутые в рулон два листа ме¬

ллощади

его

пластин,

фольги, разделенных между собой слоем
бумаги (рис. VI.32). Чем длиннее и шире полоски фоль¬

таллической

ги, тем больше площадь пластин конденсатора. Пласти¬
ны большей площади позволяют конденсатору удержи¬
вать больший электрический заряд (рис. VI 33).

Рис. У1.30. Когда конденсатор
на
А
пластине
заряжается,
избыток
имеется
электронов.
Пластина Б положительна, так
как на ней электронов
недо¬

Рис. У1.31. Если пластины заря¬
женного конденсатора
соединить
то
электроны
проводом,
будут
от пластины А к пла¬
двигаться

статочно.

не уравновесятся.

стине

Б

до

тех

пор,

пока

заряды
281

Рис. У1.32. Бумажный
изготовлен

сатор

бумаги

слоев

щихся

из

конден¬
чередую¬

и

фольги.

Электрические свойст¬
мате¬
изолирующего
в данном случае
риала

ва

бумаги

характери¬
извест¬
зуют величиной,
ной

под

названием

ди¬

электрической проницае¬
мости.
Диэлектрическая
воздуха
проницаемость
принята равной единице,
диэлектрические проницаемости других материалов срав¬
ниваются с проницаемостью воздуха. Так, например, бу¬
мага имеет диэлектрическую
проницаемость около 3.
Конденсатор с бумажным диэлектриком обладает в три
раза большей емкостью, чем конденсатор, в котором ди¬
электриком является воздух (предполагается, что рас¬
стояния между пластинами в обоих конденсаторах оди¬

наковы).
Чем ближе
яние
и тем

больше

Единица

Рис.

емкость

емкости.

фарада. Однако

ется

ца,

друг к другу,
заряд одной пластины

пластины

оказывает

и

обычно

У1.33.

емкость

тем

на

большее
заряд

вли¬

другой

конденсатора (рис. VI.34).
Основной единицей емкости явля¬
фарада слишком большая едини¬
конденсаторов измеряется

пло¬
увеличить
то емкость конден¬

Если

Рис.

У1.34.

Е^ли

в

мик-

площадь пла¬

и

конденса¬

сатора увеличивается при условии,
ме¬
что диэлектрик и расстояние
из¬
жду пластинами остаются без

тора
то чем

изменения,
к
другу
друг
больше емкость

менения.

конденсатора.

щадь пластин,

282

стин

диэлектрик
остаются без
ближе

пластины,

тем

Рис. У1.35. Постоянные конденсаторы выпускаются на различные ра¬
бочие напряжения и имеют разные размеры. Два конденсатора сле¬
ва имеют пластмассовые корпуса. Конденсатор
справа
вверху

слюдяной, справа внизу

рофарадах

и

керамический.

микромикрофарадах (т.

е.

пикофарадах).

доле фа¬
одной миллионной
равна
сокращенно обозначается мкф. Микромикрофа¬

Микрофарада

рады и
рада составляет одну миллионную микрофарады и со¬
кращенно обозначается мкмкф или пф (пикофарада).
Типы конденсаторов.. Конденсаторы, не изменяющие
свою

емкость,

называются

'конденсатор, используемый
тельных приемников, может

настройки

Переменный
радиовеща¬

изменять свою емкость

при^

0,00035 мкф. Если полную емкость та¬
конденсатора выразить в пикофарадах, то она соста¬

мерно
кого

постоянными.

для

от

10

пф

до

вит 350 пф. Это значит, что, когда
денсатора полностью погружены в
кость конденсатора равна 350 пф.

ротора конденсатора

находятся

пластины
пластины

ротора кон¬
статора, ем¬

Когда же пластины^
статора, емкость

вне

конденсатора должна быть небольшой.
Постоянные керамические конденсаторы с двуокисью
становятся одним
титана в качестве диэлектрика

быстро

из

популярных видов конденсаторов благодаря
размерам и малой зависимости емкости от изме¬

самых

малым

нений температуры. В качестве диэлектрика также широ¬
ко используется слюда. Слюдяные конденсаторы обычно

запрессовываются в пла¬
стмассовые корпуса.
Электролитические кон¬
денсаторы.
Электролити¬
ческие конденсаторы ши¬
рот применяются в элек¬
тронных схемах. Они обе¬
спечивают очень большие
емкости

при

малых

раз283

Рис. У1.36. Внешний вид круг¬
лого конденсатора.

Рис. У1.37. Внешний вид пло¬
ского керамического конденса¬
тора.

емкостью
мерах.
Электролитический
конденсатор
500 мкф может быть размещен в корпусе диаметром
25 и длиной 50 мм. Электролитические конденсаторы вы¬
пускаются как с жидким, так и с пастообразным элек¬
тролитом.

При

монтаже

электролитических

в схемах очень важно

Если конденсатор

включить

противоположной, то
произойдет короткое

конденсаторов

соблюдать полярность
что

включения.

полярность
конденсатор разрушится, а в
так,

будет
схеме

замыкание.

Пробивное напряжение.

Конденсаторы выпускаются

работы

при напряжениях ниже некоторого опреде¬
ленного уровня. Превышение этого уровня выводит кон¬
денсатор из строя. Величина этого предельного напря¬
жения, называемого рабочим напряжением, пишется
на конденсаторе или обозначается цветным кодом.
Параллельное соединение конденсаторов. Чтобы уве¬
для

личить

емкость, несколько конденсаторов можно соеди¬
Такое
соединение
параллельно.
конденсаторов
эквивалентно увеличению площади пластин конденсато¬
параллельное соединение двух
ра (рис. У1.38). Так,
10
и
конденсаторов
12 мкф дает емкость
нить

22

мкф.

Рис. У1.38. Параллельное со¬
единение конденсаторов эк¬
вивалентно увеличению по¬
верхности пластин. Емкость
при параллельном соедине¬
нии
увеличивается.
284

1»ис.

У1.39.' Последователь¬

ное

соединение

ров

дает

что

и

ния

тот

увеличение

Ем¬

последовательном

при

уменьшается.

соединении

для

эффект,
расстоя¬

пластинами.

между

кость

Формула

конденсато¬
же

параллельного соединения

конденсато¬

ров имеет вид

Спаралл
Последовательне
следовательном

емкость

+ С2 +С3 + ...И

=

соединение конденсаторов.

соединении

уменьшается.

дает тот же

эффект,

Т. Д.

Такое

конденсаторов

что и

соединение

их

по¬

общая

конденсаторов

увеличение расстояния между

пластинами конденсатора

(рис: VI.39). Формула

кости

соединенных

последовательно

При

для ем¬

конденсаторов:

откуда

Если

последовательно

одинаковой емкости,

то

соединить

общая

два

конденсатора

емкость схемы

уменьшит¬

Следовательно,

последовательное соединение
двух конденсаторов по 10 мкф дает емкость 5 мкф.
ся

вдвое.

Во многих случаях номинальное напряжение конден¬
саторов не соответствует напряжениям, действующим,
например, в высоковольтных цепях. В таких случаях
позволяет
последовательное соединение конденсаторов
Рис.

У1.40.

У
последова¬
соединенных конден¬
емко¬
одинаковой
саторов
сти
номинальное
рабочее

тельно

напряжение
равно
сумме
рабочих
напряжений кон¬
денсаторов.
285

Рис. У1.41. Когда к конденса¬
напряжение
приложено
тору
переменного тока, он заряжа¬
ется' в течение первой четверти

схема).
периода
(верхняя
В следующей четверти перио¬
да
так

ток

меняет

как

жается.

В

третьей
четвертях периода
источника
ратную

направление,

конденсатор

и

изменяется
процесс

разря¬

четвертой
полярность

и

на

об¬

повторяется

(нижняя схема). Такая заряд¬
и
разрядка конденсатора
продолжается до тех пор, пока
напряжение пере¬
приложено
менного тока.

ка

получить нужное номинальное напряжение. Так, напри¬
мер, если напряжение на выходе схемы 700 в, а конден¬
сатор 10 мкф имеет номинальное напряжение 450 в, то
его

нельзя

использовать

довательное

в

данной

схеме,

Однако

после¬

таких

конденсаторов по¬
высит номинальное
в. Емкость после:
900
до
напряжение
довательного соединения двух конденсаторов по 10 мкф
составит 5 мкф (рис. У1.40).
Конденсатор в цепи переменного тока. Если подклю¬
соединение

двух

чить

конденсатор к источнику постоянного тока, ток
прекратится, как только пластины конденсатора пол¬
ностью зарядятся. Диэлектрический материал является
изолятором, и поэтому он препятствует прохождению
тока. Если к пластинам конденсатора вместо напряжения
постоянного тока
подключить
напряжение
перемен¬
ного тока, то в цепи будет существовать ток. В этом слу¬
чае электроны проходят сначала в одном направлении,
а затем в противоположном. На рис. У1.41 показано, что
в течение одного
полупериода переменного тока элек¬
троны движутся в одну сторону, а после изменения на¬
в другую. Таким образом, в цепи кон¬
правления тока
денсатора проходит переменный ток.
Если в цепь
Емкостное реактивное сопротивление.
то
он подобно
включить
тока
конденсатор,
переменного

резистору будет'оказывать сопротивление току. Конден¬
сатор создает противо-э. д. с., препятствующую проте¬
канию тока в цепи. Малая емкость будет создавать зна¬
чительно большее сопротивление току, чем большая.Со¬
противление, создаваемое конденсатором току,- зависит
286

от частоты приложенного напряжения. Чем
напряжения, тем больше сопротивление

та

ниже часто¬
конденсато¬

ра. Отсюда следует, что величина тока в цепи с конден¬
сатором определяется как емкостью конденсатора, так
и частотой приложенного
напряжения.
Реактивное сопротивление конденсатора выражают
в омах. Величина емкостного
сопротивле¬
реактивного
ния зависит от емкости
конденсатора и частоты.
ла емкостного
сопротивления имеет вид

где

Хс

/

емкостное

Форму-

реактивное сопротивление, ом\

частота, гц\
емкость, ф.

С

Выше упоминалось, что, изменяя ем¬
резонансном контуре, можно настраивать его
на различные частоты.
Другим способом настройки
на нужную частоту является изменение числа витков ка¬
тушки. Меняя число витков катушки, мы меняем ее ин¬
дуктивность. На практике для этой цели часто использу¬
ют переключатели или ползунки, через которые осуще¬
ствляется контакт с витками катушки. В схемах на¬

Индуктивность.

кость

в

стройки
В

часто

применяют

другого

типа

катушки

без

сердечников.

изменения

индуктивности
служат ферритовые сердечники, которые можно переме¬
щать вдоль оси катушки. Термином «индуктивность»
характеризуют свойство цепи противодействовать изме¬
нению проходящего в ней тока. Индуктивность катушек,
применяемых для настройки радиосхем, обычно изме¬
ряется в миллигенри или микрогенри. Индуктивность
более крупных катушек, называемых дросселями и при¬
меняемых обычно в источниках питания, часто выража¬
ют в генри.
Индуктивность катушки определяется: диаметром
катушки, ее длиной, числом витков, свойствами сер¬
дечника.
Индуктивное реактивное сопротивление. Противодей¬
ствие прохождению тока через катушку называется ин¬
катушках

дуктивным
в омах.

реактивным

Формула

для

сопротивлением

для определения

и

измеряется

индуктивного сопро¬

тивления имеет вид

Хь

=

2 л{Ь,
287

Рис.

У1.42.

стает
всего

от

ток

Переменный

напряжения

периода

(в цёпи

от¬

течение

в
с

где
Хь
индуктивное
реактивное
сопротивле-,
частота, гц\
ние, ом; /
Ь
индуктивность, гн.
Полное сопротивление.
Полное сопротивление це¬
вы¬
пи уже упоминалось
ше.

Если

индук¬

тивностью).

к

менного

источнику пере¬

тока

подключить

катушку
индуктивности,
то противо-э. д.
с., появ¬
в

ляющаяся

катушке,

бу¬

мгно¬

дет препятствовать

венному нарастанию тока
ве¬
до его максимальной
личины.

Рис, У1.43. Переменный
в
напряжение
режает
цепи
всего периода

(в

опе¬

ток

течение

с

емко¬

стью).

видно,

Из

что

VI.'42

рис.

ток

«отстает»

от напряжения. Если же к
источнику
переменного
тока подсоединить конден¬

сатор,
даться

то

эффект.
говорят,
режает»

что

(рис. у1.43).
Рис. У1.44. Последовательное
динение

катушки

сое¬

индуктивности

и

конденсатора. Сопротивление про¬
водов катушки Я всегда показы¬
вается как отдельное сопротивле¬
ние, включенное последовательно

наблю¬

будет

противоположный
В данном случае
ток

примера рассмотрим
следовательное
ние

катушки

«опе¬

напряжение
В качестве

и

по¬

соедине¬
конденса¬

рис. У1.44.
Провод катушки имеет
сопротивление 3 ом, а ее
с катушкой.
индуктивное
сопротивле¬
ние (1ь) 8 ом. Емкостное сопротивление конденсато¬
ра (Хс) равно 40 ом. Подставив известные значения
в формулу, найдем полное сопротивление цепи:
тора

в

схеме

ом.

Когда реактивные сопротивления катушки
индуктивности и конденсатора равны, говорят, что имеет
Резонанс.

источника тока, к которому
место резонанс с частотой
присоединены катушка и конденсатор. Процесс настрой288

Рис. У1.45.
Резонансные контуры
могут быть последовательными и
параллельными. Частота, на кото¬
в них возникает резонанс, оп¬
ределяется величинами индуктив¬
ности катушки и емкости конден¬
сатора. Большие индуктивности и
емкости создают резонанс на низ¬
ких, а малые индуктивности и ем¬

рой

на

кости

частотах.

высоких

волну радиовещательной станции заключается
чтобы
том,
путем регулировки емкости или индуктив¬
ности контура добиться равенства их реактивных со¬

ки

на

в

противлений.
Расчет резонансной

частоты.
Частота
напряжения
питания контура, при которой имеет место резонанс, за¬
висит от величины
индуктивности катушки и емкости
конденсатора. Эту частоту можно подсчитать по сле¬

дующей формуле:

Р

где

Ь

частота, гц\

С

индуктивность, гн\

ем¬

ф.
Резонансные

кость,

схемы представляют один из наиболее
интересных разделов для изучения. Такие схемы во мно¬
гом отличаются от рассмотренных выше схем. Так, на¬
пример, было подсчитано, что схема рис. У1.44, состо¬
ящая из индуктивности, емкости и сопротивления, имеет
полное сопротивление 5 ом. Подставляя в формулу за¬
кона
ного

цепи

и
-у- величину напряжения
2
5
мы
ом,
находим,
сопротивления
Ома I

=

=

проходит ток 2 а.

=

10

в и пол¬

что в

данной

Заменим

конденсатор другим,
сопротивление 8 ом. На первый

имеющим реактивное
взгляд может показаться, что включение дополнительно¬
го реактивного сопротивления должно уменьшить ток
в цепи. Однако, если измерить ток в цепи амперметром,
мы

убедимся,

что

в

данном

случае

ток

не

только

увеличился до 3,3 а. Это
объясняется тем, что, когда мы увеличили емкостное со¬
противление до 8 ом, оно стало равным реактивному со¬
противлению катушки. Поэтому реактивные сопротивле10 Зак. 418
289
не уменьшился,

но,

наоборот,

ния

емкости

друга

и

индуктивности

скомпенсировали

общее реактивное сопротивление

и

цепи

друг
стало

равным нулю, а в цепи осталось только сопротивление
проводов катушки, равное 3 ом. Это сопротивление не
зависит от частоты и его называют активным.

Эксперименты

по изучению резонанса на высоких ча¬
используемых для радиовещания, часто бывает
трудно выполнить из-за отсутствия под руками необхо¬
димой измерительной аппаратуры. Поскольку принципы
резонанса на зависят от частоты, можно провести ряд
опытов на частоте сети переменного тока 50 гц. Эти экс¬
перименты позволят глубже понять, что происходит
в резонансных схемах. Для проведения опытов необхо¬

стотах,

димы следующие детали:
Трансформатор со вторичной обмоткой
Тумблер однополюсный

на

24

в

...

.

.

.

Реостат проволочный с сопротивлением от 25 до 50 ом
Конденсатор (не электролитический) 10 мкф, 250 в
.

Патроны

для миниатюрных осветительных ламп

...

1
1
1
1
3
3

Лампочки для освещения шкалы 6 8 в
Провод эмалированный для электромагнитов 0 0,51 мм 0,9
Куски мягкого стального провода длиной 120 130 мм,
20
0 1,0 1,3 мм

Каркас

ска

для катушки

(рис. VI. 46)

м

м

1

Трубку для каркаса катушки можно сделать из ку¬
дерева диаметром 25 мм с высверленным отверсти¬

ем

19

мм или же взять

трубки.

Если

кусок гетинаксовой

будет

латунной
трубка,

или

использоваться латунная
ее
стороны разрезать вдоль по всей длине,

нужно с одной
чтобы не допустить

вихревых токов, вы¬
катушки.
Последовательный резонанс. Соедините детали, как
показано на схеме рис. У1.47. Поставьте ползунок рео¬
стата в
среднее положение, включите трансформатор
сеть
в
переменного тока 127 в и включите тумблер.
Вставляйте в трубку катушки куски стального провода
один за другим до тех пор, пока яркость горения лам¬
почки не станет максимальной. Если дальнейшее увели¬
чение объема сердечника в центре катушки приводит
к снижению яркости лампочки, значит мы достигли точ¬
ки
резонанса. Реостат предназначен для того, чтобы
появления в ней

зываемых магнитным полем

возможность
уменьшить напряжение на лампе
предотвращения ее перегорания. Вдвигая и выдви¬
пучок проводов сердечника в катушку, мы произво-

иметь
для
гая

290

Рис. VI.46. Каркас катушки индуктивности.
дим операцию, аналогичную

настройке контура

на высо¬

радиосигнал. Такая настройка осуществля¬
ется, например, при передвижении сердечника в катуш¬
ке радиоприемника.
Если к зажимам конденсатора подсоединить вольт¬
метр переменного тока на 200 в, то его стрелка покажет
напряжение около 160 в. Такое же напряжение измерит
вольтметр, подсоединенный к зажимам катушки индук¬
тивности. Это может показаться удивительным. Откуда
берутся такие высокие напряжения, если входное напря¬
в?
жение трансформатора
всего 24
Это
составляет
объясняется тем, что измеренные нами высокие напря¬
кочастотный

жения

обусловлены

возникновением

э.

д.

с.,

создавае¬

мых током,

проходящим через катушку и конденсатор.
Если подсчитать по формуле реактивное сопротивле¬
ние конденсатора 10 мкф на частоте 50 гц, то получится
приблизительно 320 ом. Измеряя активное сопротивле-

Рис. \\А1. Последовательный резонансный контур
10»

291

Рис. VI.48. В последовательном резонансном контуре напряжение на
зажимах конденсатора и катушки индуктивности
при
резонансе
на
питания
значительно превышает напряжение
выходе
транс¬
форматора.

ние катушки омметром или подсчитывая его по
коли¬
честву использованной проволоки, мы получим величину
около 50 ом. Так как при резонансе действия емкостно¬
го и индуктивного реактивных сопротивлений взаимно
уничтожаются, то ток в цепи определяется только вели¬
чиной активного сопротивления. Так как сопротивление
катушки равно 50 ом, а приложенное напряжение соста¬
вляет 24 в, то по закону Ома
находим, что ток в цепи

приблизительно 0,5 а.
Теперь можно ответить на

равен

вопрос, почему на конден¬
саторе и катушке оказались высокие напряжения. Как
было подсчитано, реактивное сопротивление конденса¬
тора равно 320 ом. Поскольку. при резонансе емкостное
и
индуктивное реактивные сопротивления равны, ка¬
иметь
реактивное
сопротивление
тушка будет также

Рис. У1.49. Параллельный резонансный контур.
292

Рис. У1.50. В параллельном резонансном
резонансе
контуре
при
самом контуре проходит большой ток, а в цепи, питающей кон¬
ток.
малый
включенные
Лампочки,
горят
тур,
внутри контура,
в

ярко, а лампочка, включенная между контуром и трансформатором,
не светится.

320 ом. По закону Ома мы находим, что ток 0,5 а, про¬
ходящий через реактивное сопротивление 320 ом, созда¬
ет на нем напряжение 160 в.

Опыты по последовательному резонансу следует про¬
водить, соблюдая правила техники безопасности. Необ¬
также
ходимо
принимать
меры
предосторожности,
чтобы не повредить

приборы

и

детали.

При

последова¬

тельном резонансе даже умеренные сетевые напряжения
127 в могут возрастать до 600 700 в.

Параллельный

резонанс. Соединим использовавшиеся

Рис. У1.51.
Разряд конденса¬
тора в резонансном контуре.

Рис. У1.52. Зарядка конденса¬
тора в резонансном контуре.
293

У1.49. Устано¬
реостат так,
сопротивление полностью
было включено в схему. Подсоединим трансформатор
к сети 127 в и включим
тумблер. Лампочки Ли а также
в

предыдущем

опыте детали по схеме рис.

чтобы

вим

его

Л2

или Лг должны гореть достаточно ярко. Вставляйте
куски провода сердечника в центральное отверстие ка¬
тушки до тех пор, пока лампа Л\ не погаснет, а лампы

Л2

Лъ будут гореть ярко. При этом может потребовать¬
подрегулировать реостат. Если дальнейшее увеличе¬

и

ся

ние

объема

провода

сердечника

в

катушке приводит
гореть ярче,
точка резонанса достигнута.
Перемещая пучок
проводов сердечника вдоль оси катушки, мы произво¬
дим операцию, аналогичную настройке на радиосигнал.
В отличие от схемы последовательного резонанса,
в схеме параллельного резонанса напряжение на катуш¬
ке индуктивности и конденсаторе остается постоянным.
к

тому,
значит

что

Ли

Как

показал

при

настройке

а также

Л2,или Л3

поставленный

опыт,

начинают

ток

через

лампу

Лх

в

резонанс существенно уменьшался,
а
ток в резонансном
контуре существенно возрастал.
Наличие большого тока в параллельном резонансном
контуре, для поддержания которого достаточен малый
ток в цепи питания, объясняется причинами, действую¬
щими и при последовательном резонансе.

Предположим,

что
при резонансе в параллельном
начинает
проходить ток разряда конденсатора
контуре
через катушку (рис. У1.51). При нарастании этого тока
через катушку ее магнитное поле возрастает до тех пор,
пока конденсатор полностью не разрядится. После этого
магнитное поле начинает уменьшаться, и в катушке под¬
держивается ток, заряжающий конденсатор напряжением
противоположного знака (рис. VI. 52). Когда конденса¬
тор полностью зарядится, весь цикл повторится с само¬

го начала.

Важной особенностью параллельного контура явля¬
то, что для
поддержания в нем резонанса нужно
подводить к нему очень малый ток от источника пита¬
ния. Если бы можно было сделать катушку с нулевым
активным сопротивлением и конденсатор с диэлектри¬
ком без потерь, то колебания тока в контуре, однажды
бы бесконечно.
Фактически
возникнув, продолжались
ется

ток, потребляемый от источника питания, идет на воспол¬
нение активных потерь в контуре (т. е. потерь на нагрев
проводов и диэлектрика), а также потерь на излучение.

294

В большинстве радиоприемников и передатчиков для
используются параллельные
резонансные
колебательные
контуры. В радиопередатчиках такие
контуры обычно собирают из толстых медных или посе¬

настройки

ребренных
му

проводников, позволяющих
п<}тери.

Контрольные

к

миниму¬

вопросы

1. Дайте определение радиочастоты.
2. Если говорят, что радиостанция
то

свести

активные

чему равна

ее

частота

3. Объясните,

что

в

работает

на частоте

900 кгц,

герцах?
с

происходит

радиоволнами,

когда

они

ионосферный слой.
4. С какой.скоростью распространяются радиоволны?
5. Почему высокочастотную волну, излучаемую передатчиком,
называют несущей?
6. Для чего предназначен орган настройки в радиоприемнике?
7. Почему контур, содержащий катушку с большим числом
встречают

витков,
лым

на

своем

пути

настраивается

числом

на

меньшую

частоту, чем при катушке с

ма¬

витков?

8. Чем разделяются пластины ротора и статора в переменном
конденсаторе?
9. Почему контур с переменным конденсатором, у которого пла¬
стины ротора вдвинуты между пластинами статора, оказывается
на сравнительно низкую частоту?
10. Какой единицей измеряется емкость конденсатора?
11. Пользуясь символами, применяемыми в радиоэлектронике,
нарисуйте схему органа настройки. Он должен быть соединен с ан¬

настроенным

тенной и землей.

12. В

Для настройки используйте переменный конденсатор.

и
частотной
модуля¬
цией?
13. Что собой представляет диэлектрик в конденсаторе?
14. Перечислите факторы, от которых зависит емкость конден¬

сатора.
15. В

чем

различие между амплитудной

каких

единицах

измеряется

емкость?

Выразите емкость 0,0001 микрофарады в пикофарадах.
17. Перечислите несколько различных типов конденсаторов.
18. Что имеют в виду, когда говорят: «рабочее напряжение
конденсатора»?
19. Если параллельно соединены конденсаторы 0,1 мкф, 5 мкф
16.

их общая емкость?
20. Чему будет равна общая емкость двух

и

0,25 мкф, чему будет равна

4

мкф,

соединенных последовательно?
21. Чем определяется индуктивность

22. Как

можно

увеличить

жащей индуктивность

26.

по

катушки?

резонансную

частоту

схемы,

содер¬

емкость?

ПРИЕМ РАДИОСИГНАЛОВ

Назначение
что

и

конденсаторов

радиоволна,

радиоприемика.
посылаемая

Выше

передающей

отмечалось*

радиостанци295

ей, представляет собой

высокочастотную

волну,

изме¬

няющую свою амплитуду (или частоту) под действием
модулирующих ее звуковых частот. Однако если подсое¬
динить непосредственно телефонные наушники к органу
настройки радиоприемника, то услышать передачу не¬
возможно. Дело в том, что колебания, создаваемые
диоволнами, имеют такую большую частоту,* что

не

могут

жен

вызвать

колебаний

мембраны

наушников.

специальный метод, позволяющий выделить

сокочастотных

колебаний

радиоволны

из

ра¬
они

Ну¬
вы¬

низкочастотные

колебания.

Итак, назначение радиоприемника состоит в том,
чтобы осуществить настройку на волну радиостанции,
отделить звуковые частоты от высоких частот и преобра¬
зовать
в
колебания
электрические
звук
звуковые

(рис. VI.53).
Полупроводниковый

Чтобы
кристалл как детектор.
слушать программу радиовещательной станции, необхо¬
димо настроиться на сигнал нужной радиочастоты и
преобразовать амплитудно-модулированные радиовол¬
ны в звуковые колебания. Устройство, выделяющее зву¬
ковые частоты из высокочастотного сигнала, называется
детектором. Одним из них является полупроводниковый
диод, изготовленный из германия или кремния. Кон¬
струкция германиевого диода с точечным контактом по¬

казана

на

рис.

VI.54.

Такой

диод

действует подобно

одностороннему вентилю, свободно пропускающему
в одном направлении и почти не пропускающему
в противоположном направлении.

Рис. У1.53. Иллюстрация
приемником.
296

основных

функций,

выполняемых

ток
ток

радио¬

Рис. У1.54. Конструкция германиевого диода с точечным контактом.
Диод пропускает через себя ток только одного направления.

На

простейший орган настройки,
антенной катушки и переменного конден¬
настройки. Параллельно контуру подсоеди¬

VI.55 показан

рис.

состоящий

из

сатора для

пара головных телефонов. Когда модулиро¬
высокочастотный сигнал попадает из контура

нены диод и

ванный
на

диод,

то

диод

пропускает

токи

одного

направления

пропускает токи другого направления. Так как ток
проходит только в одном направлении, то через телефо¬
ны
будет проходить изменяющийся по величине по¬
стоянный ток. В
амплитудно-модулированном сигнале
изменения по амплитуде имеют место как в положитель¬
ных, так и в отрицательных полупериодах высокочастот¬
ного тока
радиосигнала. Диод в схеме на рис. VI.55
и не

Рис. У1.55. В простейшем радиоприемнике диод служит
Детектор позволяет отделить сигналы звуковых частот

детектором.
от

высоко¬

частотного сигнала.
297

в

одной

течение

вины

только

ток

пропускает

поло¬

каждого

периода

радиочастоты.

При
звуковой

этом

сигнал

чепроходит
наушни¬
реа- катушки
ков, и, таким образом,
частоты

имеется

возможность

слушать передачу.
Использование голо¬

телефона

вного

У1.56.

Конструкция

фон

анало¬

во

многом

аппарата,
У1.56). Тонкая

метал¬

мембрана

лическая

притягивается
ным

теле¬

телефон¬
(рис.

трубке

ного

телефона.

дио¬

конст¬

гичен

Рис.

с

По своей
рукции головной
дом.

постоян¬

Две

магнитом.

электромагнитные

ка¬

тушки
установлены
так, что при прохожде¬
нии через них
меняю¬
по

щегося
тока

они

величине
заставляют

колебаться.
Без диода мембра¬
на наушников не смогла бы. реагировать на очень быст¬
ро меняющиеся токи радиочастоты. Когда же в цепь на¬
ушников включен диод, ток через катушки проходит в
одном и том же направлении.
Мембрана не может колебаться с радиочастотой, но

мембрану

в

она

состоянии

сигнала.

При

реагировать

этом

каждое

на

изменения

изменение

амплитуды
амплитуды сигна¬

катушках телефона и вызывает коле¬
воспроизводимые катуш¬
ками, представляют собой не что иное, как звуковой сиг¬

ла

изменяет

бания

ток в

мембраны. Колебания,

создаваемый звуковыми волнами, возбуждающими
микрофон в радиостудии.

нал,

Электронный вакуумный диод. Электронная
часто называемая
ся

298

в

качестве

вакуумной,
детектора.

лампа,

также может использовать¬

Простейшей

электронной

лампой является диод.
В соответствии со сво¬
им

названием

два

держит

элемента,

тодом,

а

Рис. У1.57.
лампа

Диодная
состоит

электрон¬

из

катода

и

Катод бывает прямона¬
кальный и косвенного накала.
анода.

ко¬

Оба

ка¬

другой

ано¬

элемента

ключены

ная

из

один

называется

торых
дом.

со¬

диод

основных

за¬

в

герметич¬
или
ную стеклянную
металлическую
колбу.
Воздух и газы удаля¬
ются из лампы, и внут¬
ва¬
ри нее создается
необхо¬
куум. Вакуум
дим, чтобы катод лам¬
пы

долго

и

служил
чтобы газы

не

движению

электронов

мешали

в лампе.

Т ер моэл ектронная
эмиссия. Для изготов¬
ления катода
пользу¬
ются тонкой проволо¬
кой из таких материа¬

лов,

как

никель

вольфрам,
оксидным
же

из

торированного

вольфрама.

и

покрытой
или

слоем,

Если выводы катода

VI. 57) соединить с источником электрического на¬
пряжения, то катод нагревается докрасна. При темпера¬
туре красного свечения с поверхности катода вылетают

(рис.

свободные электроны. Такое
испускание свободных
электронов с нагретой поверхности называется термо¬
электронной эмиссией.

образуют

около

него

Электроны,
облачко,

оставившие

называемое

катод,

«простран¬

ственным

зарядом».
Для подогрева катода можно использовать как пере¬
менный, так и постоянный ток. Напряжение переменно¬
го тока для этой цели обычно берется с трансформатора,
понижающего сетевое напряжение до уровня,
мого

для

можно

ния.

накала

получить

Обычно для

катода.
от

Постоянный

батарей

или

ток

необходи¬

для

накала

другого источника

накала используют напряжение

6,3

пита¬
в.
299

Рис. У1.58. Конструкция

по¬

догревателя и катода.

Электронные

лам¬

пы с катодом косвенно¬

Когда

го накала.

подогрева
кального

для

прямона¬
ис¬
катода

пользуется постоянный
ток, электронная эмис¬
сия имеет постоянную величину.
пи

накала

переменным

током

Однако при

питании це¬

эмиссия

электронная

мо¬

жет меняться, следуя изменениям тока. В лампах, накал
которых должен питаться переменным током, нить накала
в
слоем
оксидным
покрытую

трубку

помещают

В

(рис. VI.58).
трубка.
В катодах

этом

случае

косвенного

ся

катода

роль

накала

нить

играет

накала

эта

называет¬

подогревателем,
служит для подогрева
начинает
катода. После разогрева катод
испускать
электроны. Благодаря тому, что катод сравнительно
массивен, его температура не меняется с частотой пере¬
менного тока. Таким образом, подогреватель нагревает
катод, который создает стационарный поток электронов.
Катод косвенного накала выполняет те же функции, что
и

как

так

прямонакальный

ется к

одному

Детектор

из

на

катод.

ламповом

аналогична

да. В ней,

так же как

стоты

Вывод

от

штырьков цоколя

многом

во

она

диоде.

работе
и
т.

выпрямляются,
рующий постоянный ток.

в

На

Работа такой

лампы

полупроводникового дио¬

диоде,
е.

присоединя¬

катода

лампы.

сигналы

высокой

преобразуются
рис.
ная

VI.59

схема

ча¬

пульси¬

показана

электронной
честве

в

основ¬

включения
лампы

диодного

в

ка¬

детекто¬

ра. На подогреватель по¬
напряжение
переменного тока, кото¬
рое нагревает катод, соз-

дается низкое

Рис. VI.59. Схема детектора
диодной
300

электронной

лампе.

на

дающий

постоянную

эмиссию

электронов
Когда сигнал, выделяе¬
мый настроенным кон¬
туром, создает на ано¬
за¬
де положительный
этот

заряд притя¬
отрицательно за¬
ряженные электроны от
ряд,

гивает

Рис.

У1.60.

анод положи¬
от
двигаются

Когда
телен, электроны
катода к аноду.

катода к аноду. Элект¬
роны
проходят
через
контур и, пройдя через
возвра¬
наушники,
щаются к катоду.. Ког¬
да радиосигнал, выде¬
ляемый контуром, соз¬

дает на аноде отрица¬
тельный заряд, анод от¬
талкивает
электроны,
катодом,
испускаемые

показывает
Рис. У1.61.
Кривая
тока
при
возрастание анодного
увеличении напряжения на аноде
лампы.

Если

анодный

ток

не

воз¬

растает при увеличении напряже¬
ния на аноде, это значит, что лам¬
па

достигла

точки

насыщения.

и ток через
наушники
отсутствует. Таким об¬
каждый
разом,
ра-з,
когда анод положите¬

через
наушники
а когда
проходит ток,
ток
анод отрицателен,
через наушники отсут¬
ствует.
Из этого
объясне¬
лен,

ния

ясно,

что

лампо¬

вый диод, так же как и

полупроводниковый,
пропускает ток через
наушники

только

в

направлении.
Наушники
реагируют
на изменение амплиту¬
ды текущего через них
посто¬
пульсирующего
янного тока.
Эти ам¬
изменения
плитудные
содержат в себе звуко¬
одном

Рис.

У1.62.

В

этом

прямонакальный
анод.

триоде

катод,

имеется

сетка

и

вые

колебания,

подоб301

Рис. У1.63.
Внутреннее уст¬
ройство триОдной электронной
Сетка

лампы.
в

окружает

свою очередь

анод

катод,

окружает

сетку.

ные

использованным

на

передающей

радиостан¬
ции, и поэтому в наушни¬
ках слышны звуки. Один
из недостатков лампового
и полупроводникового ди¬
одов состоит в том, что
не
они
усили¬
могут
вать
сигналы.
Чтобы в
был
наушниках
гром¬
ко слышен

должен

звук,

быть

сигнал

достаточно

большим.

Электронная

лампа

может

служить не только
детектором, но и усилите¬
в качестве вентиля
лем сигнала. Часто ее используют
или управляющего
весьма малые
прибора, в котором
во
много
напряжения усиливаются
раз. Для работы
электронной лампы в качестве усилителя требуется
внешний источник напряжения. Им может служить бата¬
рея

или

источник

постоянного тока

питания,

нужной

обеспечивающий получение

величины.

Анодный ток. Если аноду электронной лампы сооб¬
щить положительный заряд, соединив его с положитель¬
ным полюсом батареи (рис. У1.60), электроны, эмиттируемые катодом, начнут двигаться к аноду. Так как
электроны заряжены отрицательно, а ггнод имеет поло¬
жительный заряд, через электронную лампу пойдет ток.
Стоит только поменять полярность батареи, присо¬
единенной к аноду, на обратную, т. е. так, чтобы анод
был отрицательным, и ток через лампу проходить не бу¬
Когда анод заряжен отрицательно, электроны от¬
талкиваются им к катоду. Если анодное напряжение
увеличивать, анодный ток также будет увеличиваться
дет.

до тех пор, пока
число электронов.

302

сможет эмиттировать
нужное
Когда анодный ток перестает расти

катод

при увеличений анодного напряжения

это значит, что

лампа достигла точки насыщения

Следует
с

соединен

отметить, что
а

катодом,

Когда отрицательный

(рис. У1.61).
отрицательный полюс батареи
положительный

с

анодом.

батареи присоединен
Электроны передвигаются от
полюс

к

ка¬

като¬
тоду, цепь замкнута.
да к аноду в лампе и
возвращаются по внешней цепи
к
катоду. Если в любом месте разорвать цепь, то ток
прекратится.
Конструкция триода. Простая электронная лампа, со¬
держащая три элемента, называется триодом. Триод

состоит

из

катода,

сетки

и

анода

(рис. У1.62). Прямо¬

накальный катод, расположенный в центре лампы, дела¬
ют из вольфрамовой проволоки с небольшим количест¬

Вокруг катода в форме спирали навита тон¬
проволока, называемая сеткой. Сетка поддержива¬
ется
специальными
закрепленными
траверзами,
в стеклянной ножке так, чтобы сетка не касалась катода
или анода. Сетка окружена
анодом, представляющим
собой деталь ^(например, нилиндр), сделанную из ме¬
таллического листа. Наряду с прямонакальными като¬
дами в триодах используют и катоды косвенного накала
(рис. У1.62 и У1.63).
вом тория.
кая

Роль

Когда

аноду электронной лампы при¬
напряжение, электроны, выле¬
тающие из катода, притягиваются к аноду, и через лам¬
пу проходит ток. В триоде между катодом и анодом
имеется сетка, и электроны должны пройти
через нее,
чтобы достичь анода. Расстояние между витками сетки
настолько велико, что сетка практически не мешает дви¬
жению электронов от катода к аноду.
Если на сетку подать небольшое отрицательное на¬
пряжение, она будет отталкивать часть электронов,
идущих от катода к аноду, и анодный ток уменьшится
(рис. У1.64). Так как на аноде имеется сравнительно
большой положительный заряд,, большинство электро¬
нов пройдет сквозь спиральную сетку. Только некоторая
часть электронов будет отражена
отрицательно заря¬
женной сеткой к катоду. Чем больше отрицательный
заряд на сетке, тем больше электронов отталкиваются
ею к катоду и тем меньше станет анодный ток. Обычно
требуется, чтобы на сетке поддерживалось отрицатель¬
ное напряжение, которое называют напряжением сеточ¬
ложено

сетки.

к

положительное

ного смещения.
303

Рис. VI. 64. Управляющая сетка определяет величину анодного то¬
мень¬
ка в лампе. Чем больше отрицательный заряд на сетке, тем
ший анодный ток приходит через лампу.

Усилители сигналов на электронных лампах. Если на
сетку лампы подать переменное напряжение, то это вы¬
зовет изменение тока в анодной цепи. Форма колебаний
тока

в

анодной цепи идентична

пряжения

на

сетке,

а

сигнал

колебаний

форме

оказывается

на¬

усиленным

(рис. VI.65).
Чтобы использовать'

электронную лампу в качестве
усилителя, необходимо включить в анодный или выход¬
ной контур нагрузку. Такой нагрузкой может быть теле¬

фон, резистор или трансформатор (рис. VI.65).
Анодный детектор. Если сетку соединить непосредст¬
венно с контуром, то на сетке будет действовать пере-

Рис. У1.65. Радиолампа усиливает
малый

сигнал

анодного тока.
304

на

сетке

вызывает

поданный

на

сравнительно

нее

сигнал.

большие

Очень

изменения

Рис. У1.66. В этой схеме анодно¬
го

детектора

батарея

сеточного

смещения

про¬
предотвращает
хождение тока при отрицатель¬
ной части периода

сигнала.

менное напряжение
тура. Анодный ток

кон¬

будет

изменяться с высокой час¬
тотой

в

соответствии

изменениями

с

напряжения

на
сетке
и телефон
не
работать. Чтобы его мембрана могла реагиро¬
вать на колебания звуковой
необходимо за¬
частоты,
ставить лампу выполнять функции
детектора.
Один из способов использования триодной лампы

сможет

в

качестве

детектора называется
детекторе в цепь

анодным

детектирова¬
бата¬
рею сеточного смещения, как показано на рис. VI. 66. Ба¬
включают
чтобы сетка
была
смещения
так,
тарею
соединена с ее отрицательным полюсом, а катод с по¬
нием. В

таком

ложительным.

должно

ствие

шой

иметь

сигнала

сетки

включают

Отрицательное напряжение на сетке
такую величину, при которой в отсут¬
через лампу протекал бы очень неболь¬

Как только в контуре появляется сигнал, вели¬
заряда на сетке начинает меняться. Во время поло¬
жительной части сигнала сетка будет заряжена менее
отрицательно и в анодной цепи пойдет ток. Положи¬
ток.

чина

напряжение сигнала, суммируясь с отрицатель¬
напряжением батареи сеточного смещения делает
напряжение на сетке менее отрицательным.
В отрицательной части периода сигнала напряжение
на сетке становится более* отрицательным и ток в анод¬
ной цепи не проходит. Таким образом, сигнал в анодной

тельное
ным

цепи

детектируется

При

так же, как и в схеме

сигналов

этом

с

диодным

способе

детектирования элек¬
тронная лампа является детектором и усилителем.
Сеточный детектор. Схемы диодного и анодного де¬
тектора хорошо работают при детектировании больших

детектором.

или

когда перед детектором используется уси¬
слабых сигналов лучшие резуль¬
усилении
При
дает сеточный
детектор. В этой схеме детектора

литель.
таты

в цепь сетки лампы

включают

параллельно соединенные
305

Рис. У1.67. Схема сеточного детектора.

Сс и резистор ') /?с (рис. У1.67). Аноднре на¬
пряжение для схемы сеточного детектора выбирают
в пределах от 45 до 150 в в зависимости от типа исполь¬
зуемой лампы. Часто сеточный резистор включают так,
как показано на рис. У1.68. Конденсатор Сс в цепи сетки
обычно имеет небольшую емкость, порядка 100 200 пф.
Резистор /?с, включенный в цепи сетки и называемый
сопротивлением утечки, имеет довольно большое сопро¬
тивление. Обычно оно составляет от 1 до 3 миллионов
ом, т. е. от 1 до 3 Мом (мегом).
В этих последних двух схемах в цепи сетки проходит
конденсатор

ток, содержащий три составляющие. Со¬
ставляющая тока высокой частоты проходит через се¬
точный конденсатор Сс, так как он для этой частоты

пульсирующий

Рис. У1.68. Включение резистора

утечки

сетки

#0

между

сеткой

и катодом лампы.

) В радиотехнике детали схем, обладающие
принято называть резисторами. {Прим. ред.).
306

сопротивлением,

Рис. У1.69. Схема катодного детектора.

представляет небольшое сопротивление. Две другие со¬
сеточного тока
ставляющие
проходят через сеточный
резистор Яс и создают на нем напряжение, меняющееся
со звуковой частотой. Это напряжение приложено к сет¬
ке триода. Оно воздействует на его анодный ток, и он
пульсирует со звуковой частотой.
Из-за наличия сопротивления утечки часть электро¬
нов, накапливающихся на сетке, стекает с нее. При от¬
сутствии этого сопротивления
отрицательный
заряд
на сетке может возрасти настолько, что ток через лампу
проходить не будет (т. е. она будет «заперта»).
Наушники, включенные в анодную цепь под действи¬
ем пульсирующего тока
звуковой частоты, воспроизво¬
дят звуковые колебания.

Катодный детектор. Иногда применяют катодный
тектор

(рис.

У1.69).

Сопротивление

его

де¬

нагрузки /?

Рис. У1.70. Схема регенеративного приемника. Анодная катушка (ка¬
тушка обратной связи) подает часть энергии обратно во вторичную
обмотку.

Регенерация регулируется переменным резистором.
307

включено в

небольшую

цепь

катода

лампы.

Конденсатор С

имеет

ций

служит для сглаживания пульса¬
тока высокой частоты. Такой детектор не усиливает,
емкость

и

а несколько ослабляет сигнал. Зато он
позволяет осу¬
ществлять детектирование сильных сигналов с малыми

искажениями.

Регенеративный приемник. Чувствительность сеточно¬
детектора можно повысить, если использовать в цепи
анода лампы катушку обратной связи. Приемник с та¬
кой катушкой называют регенеративным. Процесс реге¬
нерации способствует усилению сигнала.
На рис. VI.70 показана основная схема такого при¬
го

емника.

В его настроечном контуре используют третью
катушку. Эта третья катушка помещается вблизи основ¬
ной катушки и включается в схему так, чтобы через нее

протекал анодный

ток.

Анодная катушка
что ее

магнитное

основной таким образом,
индуцирует в ней э. д. с. и ток.

связана с

поле

Таким

цепи подается
образом, энергия из анодной
контур. Изменения тока в анодной цепи соответствуют
изменениям тока в контуре. В результате энергия в кон¬
туре увеличивается и сигнал возрастает.
Управление регенерацией. Когда из анодной катуш¬
ки в сеточный контур пбступает слишком много энергии,

в

приемник может превратиться в передатчик, так как
нем при этом возникают колебания высокой частоты,
Регенеративная схема, в которой возникают колебания,
называется автогенератором. Сигналы такой схемы мо¬
гут быть приняты другими приемниками как свисты и
в

завывания.

автоколебания
приемнике эти
регенеративном
услышать через наушники. Свисты и завывания
мешают слушать требуемый сигнал и поэтому их необ¬
ходимо устранять.
Одним из-способов управления регенерацией или ве¬
личиной обратной
связи,
В

можно

является

включение

раллельно
тушке

анодной

ка¬

потенциометра

(рис. VI.70).
чае для

па¬

тока

В этом слу¬
имеется

два

пути. Часть тока прохо¬
ка¬
дит через анодную
308

тушку, а другая часть через потенциометр. Величина
обратной связи изменяется регулировкой потенциомет¬
ра,

благодаря

чему через катушку направляется нужная

часть тока.

Для
тивным
на

достижения наилучших результатов
приемником

наибольшую

громкость сигнала,
свистов

прослушивания

надо

потенциометр
в

не

наушниках.

с

регенера¬

подстраивать

допуская, однако,
Если приемник

начинает генерировать и в наушниках становятся слыш¬
ны
надо
свисты,
поворачивать ручку потенциометра
в

обратном

направлении до

пор, пока
исчезнут.

тех

только один сигнал, а свисты

слышен

будет

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
1.

Детекторный радиоприемник

Необходимые материалы:
Деревянная
Деревянная

плитка
плитка

13x115x115 мм
13x25x90 мм

1
.

.

.

*

Катушка эмалированного провода 0 0,51 мм
Полоска пружинной латуни 9,5x110 толщиной 0,5 мм
Латунная трубка, наружный диаметр 6,5 мм, длина 19 мм
Зажимы длиной 19 мм
Диод германиевый, например типа Д9 или Д2
.

Шурупы

и

шайбы

Просверлите
стие

малого

Вставьте

1
1
1
1
3
1

в

меньшей

диаметра,

в это

плитке почти

отступив

от

сквозное

края

на

отвер¬
19 мм.
намотай¬

отверстие один конец провода и
на
те
деревянный
брусок
100 витков провода. Просвер¬
лите еще одно отверстие у края
бруска и пропустите провод
через отверстие. Покройте гра¬
ни готовой катушки, за исклю¬
чением

той,

двигаться
или

по

которой будет

ползунок,

другим

шеллаком

изоляционным

ла-

Рис. У1.71. Детекторный радиоприем¬
ник.

309

Рис. У1.72. Конструкция

ком.

Приклейте

и

схема

катушку

к

детекторного

деревянному

радиоприемника.

основанию

си) приемника.
Расположите полоску пружинной латуни

(шас¬

так, как по¬

Просверлите и изогните ее, чтобы
она могла служить ручкой контактной настройки. При¬
крепите ручку настройки к деревянному шасси, исполь¬
зовав для этой цели кусок латунной
трубки, шайбу и
казано на рис. VI.71.

длинный шуруп. При
должна

описывать

движении контактная часть ручки
На¬
катушки.
дугу на поверхности

контактную часть ручки, поверните ее
в обе стороны несколько раз, чтобы снять эмалевое по¬
крытие с провода и обеспечить контакт ползунка с про¬
контактные зажимы к шасси шуру¬
водом.

жмите слегка на

Приверните

пами

и

выполните

Полупроводниковый

показанные

на

рисунке соединения.

подсоедините между контакт¬
ным зажимом антенны и одним из зажимов телефонных

наушников

(рис.

Подключите

диод

VI.71

и

VI.72).

соответствующим зажимам антенну,
заземление. После этого, перемещая ползу¬
к

наушники и
по катушке, можно настроиться на расположенную
поблизости радиовещательную станцию.
Для заземления обычно пользуются куском медного
провода, соединенного с водопроводной трубой. Другой

нок

конец
310

провода

заземления

соединяется

с

зажимом

«земля»

ляется
ная

станций,

друг
она

от

друга.

но

их

приемнику

вам

принимать большее
труднее отделять

будет

сигналы

Выберите

позволила

длина антенны опреде¬
и длин¬

Высокорасположенная

путем.

позволит

антенна

число

Наилучшая

приемника.
опытным

антенны

длину

принимать

сигналы

такой,

чтобы

наибольшего

числа радиостанций.
2.

конденсаторной

с

Детекторный приемник

настройкой
Необходимые материалы:
Деревянная

плитка 75X,125 мм
Переменный конденсатор 365 пф
Катушка эмалированного провода

магнитов

0

0,32

1

1
для намотки электро¬

мм

1

каркас 0 25 мм длиной 75 мм
Диод' Д9 или Д2
Зажимы

Картонный

1
1
4

'

Просверлите
на

расстоянии 6

четыре отверстия диаметром 1,6 мм
края трубки и между центрами

мм от

отверстий (рис. VI.74). Еще
1,6

Рис.

мм надо

У1.73.

просверлить

на

одно отверстие

расстоянии 13

Детекторный приемник

с

диаметром

мм от того же

конденсаторной настройкой.
311

Рис. У1.74. Схема и эскиз катушки

детекторного приемника с кон¬

денсаторной настройкой.

края каркаса. Затем следует вставить в него конец об¬
в одном
моточного провода и прочно закрепить его
из нижних отверстий. Намотайте на каркас 100 витков

1,6
провода. Просверлите отверстие
диаметром
вблизи конца обмотки и пропустите конец обмотки в
отверстие. Затем закрепите этот конец в одном из

верстий

у края

трубки. Просверлите

мм
это

от¬

еще одно отверстие

расстоянии 3 мм от края первой
каркас 30 витков провода, кото¬
служить первичной обмоткой.
Наматывать первичную обмотку надо в том же на¬
правлении, что и обмотку с большим числом витков. Ко¬
диаметром

обмотки и
рые будут

1,6

мм

на

намотайте

на

нец обмотки закрепите.
так, чтобы

312

по

диаметру

Вырежьте
он

подходил

из
к

дерева кружок
диаметру катуш¬

ки, и

приклейте

вании

его.

Привинтите катушку шурупом
Закрепите на деревянном

к де¬

основанию.

ревянному

контактные зажимы,

после

осно¬

чего соедините детали

между собой в- соответствии со схемой рис. VI.74. Ука¬
зания по выполнению заземления и выбору антенны
были даны при описании простейшего детекторного ра¬
диоприемника.
3.

Одноламповый регенеративный приемник

Необходимые материалы:
Антенная катушка (подробности

конструкции

см.

в

опи¬

I
1
6
1

предшествующей модели рис. VI.74)
Переменный конденсатор 365 пф (Сх)
Зажимы
Постоянный конденсатор слюдяной .250 пф (С2)
Резистор 2 Мом, 0.5 вт (/?х)
Переменный резистор 10 ООО ом Щ2)
Электронная лампа типа 6С5С
сании

Октальная
Стальной

ламповая
или

100Х175

1

панель

алюминиевый

1
лист

толщиной

мм

0,95

мм

1

....

Резиновая

3x25x100 мм
прокладка толщиной 6

Резиновая

прокладка толщиной 9,5

Кусок

1

1

текстолита

1
мм

1

1
2

Ручки

Разметьте лист стали и просверлите отверстия, пока¬
занные на рис. VI.76. Согните края под углом 90°, чтобы

получились

Укрепите
тушку

в

жениях.

Рис.

стенки

конденсатор

шасси.
и

ка¬

намеченных

поло¬

Отсчитав 30

витков

У1.75. Одноламповый

регене¬

ративный приемник.
313

Рис. У1.76. Схема и чертеж

шасси однолампового регенеративного

приемника.
от нижнего края катушки, сделайте отпайку для антен¬
ны.
Закрепите потенциометр в отверстии диаметром

9,5

мм

планку
пите

в
из

ее к

водов

и

передней

стенке

текстолита

задней

пайки

и

шасси.

Сделайте контактную

контактных

стенке шасси.

в соответствии со

зажимов

Выполните
схемой.

и

прикре¬
про¬

монтаж

с приемником ручку
переменного рези¬
стора надо поставить так, чтобы достигалась наиболь¬
шая чувствительность и не было искажения сигналов.
Если ручку повернуть слишком далеко, музыка или речь

При работе,

неразборчивой,
будут

станет
а

в

наушниках

слышны
кого

высо¬

Наилучшей

Рис. У1.77. Общий вид

мон¬

тажа

при¬

однолампового

емника

шасси).
314

свисты

тона.

(с нижней стороны

точкой

рабочей

та, в

будет

приемника максимальна,

а

которой

чувствительность

и

музыка воспроизводят¬
ся с наименьшими искажениями. Если
приемник не ге¬
нерирует'свистов при произвольном положении ручки
переменного резистора, значит нужно поменять концы
проводов между первичной обмоткой катушки и пере¬
менным резистором.
Данный приемник хорошо работает при питании

батареи

от

в

или

от

речь

источников

описанных

питания,

§ 29.
Контрольные

вопросы

1. Назовите три основных назначения радиоприемника.
2. Что такое детектор?
3. Для чего служит диод в схеме детектора?

4. Какой ток проходит через наушники в схеме с детектором?
5. Назовите два основных элемента лампового диода.
6. Почему в электронной лампе должен быть вакуум?
7. В чем заключаются функции катода в электронной лампе?
8. Назовите три основных элемента триодной лампы.
9.
10.

11.

Каким образом сетка управляет анодным
Как электронная лампа усиливает сигнал?
Чем

12. Для

диодный детектор

отличается

чего служат накальная,

от

током?

анодного?

анодная и сеточная

батареи?

УСИЛИТЕЛИ НА ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПАХ

27.

лампа как
Важнейшим
Электронная
усилитель
свойством электронной лампы является ее способность
усиливать сигналы. В качестве детектора можно исполь¬
зовать германиевые и кремниевые кристаллы, но сигнал
при этом усиливаться не будет. В электронной лампе
слабые колебания, т. е. очень слабый сигнал, поступаю¬
щий на управляющую сетку, могут вызывать сравни¬
тельно большие изменения тока в анодной цепи.

Усилители низкой частоты с резистивно-емкостной
Сигналы на выходе детектора имеют недостаточ¬

связью.

величину. Обычно мы пользуемся не науш¬
громкоговорителем, который могут слушать
одновременно несколько человек. Сигнал низкой часто¬
но

большую

никами,

ты
пы,

а

можно

усилить

Такая

схема

с

помощью

одной электронной

называется

усилителем

лам¬

низкой

частоты.

Одним
низкой

из

частоты

способов
является

связи

детектора

использование

с

усилителем
из ре315

цепочки

Рис. У1.78. Сигнал с выхода детектора подается на
низкой частоты. Для этого используются резисторы

вход

и

усилителя

конденсатор.

Другим возможным способом являет¬
детекторной и усилительной лампы с помощью
трансформатора, однако трансформаторная связь почти
связью.
вытеснена резистивно-емкостной
Последняя не
и емкости.

зистора
ся

связь

можно

усиления сигнала, которое

дает

мощью

трансформатора,

получить с
получить

но зато позволяет

по¬
вы¬

качество звучания и значительно дешевле в про¬
изводстве. Типичная схема усилителя, связанного с де¬
сокое

текторным

каскадом

резистивно-емкостной цепочкой

и

рис. VI.79. Пен¬
тод содержит пять электродов: анод,' катод, управляю¬
щую, экранирующую и защитную сетки (см. рис. VI.80).
Одна из нежелательных особенностей триода состоит
в том, что сетка и анод взаимодействуют между собой
выполненного

как пластины

боте

лампы.

нирующей,

на

пентоде,

показана

конденсатора,

что

на

мешает

нормальной ра¬

Введением второй сетки, называемой экра¬
можно

полностью

сетки и анода

этого

однако,

результата,

явления, называемого

емкостной эф¬
(рис. VI.81). Ценность

исключить

фект управляющей

несколько

вторичной

снижается

из-за

эмиссией.

Поток электронов, идущих с катода к аноду, назы¬
первичной эмиссией. Иногда эти электроны уда¬
ряются об анод с такой силой, что выбивают из него
другие электроны. Поток электронов, движущихся в на¬
вторичной эмиссией.
правлении от анода, называется
Так как экранирующая сетка имеет положительный за¬
ряд, она притягивает к себе некоторые электроны, выле¬
вается

316

по¬
Рис. У1.79. Блок-схема и принципиальная схемы приемника
ясняют принцип действия его органа настройки,- детектора и уси¬
лителя.

тевшие

из

анода.

Вследствие

этого

поток

электронов

анодной цепи уменьшается. Введение еще одной сетки,
получившей название защитной, позволяет устранить

в

нежелательные

сией. Так

как

эффекты,

вызываемые

вторичной

защитную сетку соединяют

общающим ей отрицательный заряд,

с

эта

эмис¬

катодом,

со¬

сетка

препят¬
ствует попаданию электронов с анода на экранирую¬
щую сетку. Лампа, имеющая все три сетки, работает
весьма стабильно и способна усиливать сигнал во мно¬
го

раз.
Выше

на

сетке

отмечалось,
лампы

как

вызывает

напряжение

изменяющееся
изменение

тока

цепи. В усилителе с резистивно-емкостной
няющийся ток проходит через резистор,

в

ее

анодной

связью

изме¬

называемый

анодной нагрузкой (рис. VI.82). Ток создает на этом ре¬
зисторе падение напряжения. Реактивное сопротивление
конденсатора связи настолько мало, что большая часть
317

Рис. VI.80. Пять электродов пентода.

Рис. У1.81. В тетроде имеется четыре электрод;

Рис. У1.82. В усилителе с резистивно-емкостной
связью для с&язи
детектора с усилителем звуковой частоты используется постоянный
конденсатор. Изменение потока электронов в анодной цепи детек¬
торной лампы вызывает изменение потока электронов к переходно¬
му конденсатору. Сигнал на сетку усилительной лампы
поступает
через этот конденсатор связи.
318

Рис. У1.83. Сеточный резистор включен параллельно участку сетка
катод.
Рис. У1.84. Использование резистора
для подачи небольшого
лительной лампы.

падения
ки.

и конденсатора
напряжения

отрицательного

в цепи катода
на сетку уси¬

напряжения приходится на резистор утечки сет¬
сетка и сеточный резистор (рис. У1.83)

Поскольку

соединены, изменение напряжения на сеточном резисто¬
ре вызовет изменение напряжения на сетке, которое в
свою очередь приводит к изменениям тока в выходной
цепи лампы.

Предотвращение искажений сигнала. Сигнал, посту¬
пающий с детектора, может создавать большой ток в це¬
пи сетки усилительной лампы. При таких больших из¬
менениях сигнала на

сетке

анодный

ток может возрасти

будет точно повторять сигнал,
подаваемый на сетку. Громкоговоритель не сможет вос¬
произвести верный сигнал, и будут иметь место искаже¬
настолько,

ния.

Чтобы

дать

на

ния.

да,

что он уже не

допустить искажений сигнала, надо по¬
отрицательное напряжение смеще¬

не

сетку

Для этой

лампы

цели используются резистор в цепи като¬
катодным резистором, и соединенный

называемый

параллельно с ним

конденсатор

(рис. У1.84). Катодный

резистор создает при про¬
тока
небольшое
текании
напряже¬

отрицательное
ние
но

на

сетке

катода,

щее

собой

относитель¬

представляю¬
напряжение

смещения сетки.
Во

многих

портатив-

319

Рис. У1.85. Конструкция громкоговорителя электродинамической си¬
стемы.

ных радиоприемниках напряжения смещения сеток ламп
создаются с помощью батарей, но практически во всех

приемниках с питанием от сети переменного тока для
используется метод, известный под названием ав¬
томатического смещения. Если обратиться еще раз к схе¬
этого

ме,

показанной

весь

ток,

на

рис.

проходящий

в

VI.84,

то

можно

заметить,

анодной цепи, проходит

что

также

через катодный резистор. Падение напряжения на ка¬
на
тодном резисторе передается
сетку через резистор
с катодом. Это падение
ее
связывающий
сетки,
утечки
напряжения представляет собой напряжение смещения
й

сетки.

Метод, используемый

щения,

известен

как

метод

для подачи напряжения сме¬
автоматического смещения,

поскольку напряжение смещения создается током в анод¬
ной цепи лампы. Следует подчеркнуть, что наличие ка¬
тодного

резистора делает катод положительным только
сетки. Относительно анода катод по-преж¬

относительно

отрицательным. Конденсатор, включен¬
катодному
резистору,
играет роль
параллельно
фильтра, свободно пропускающего составляющие пере¬
менного тока. Вследствие этого через катодный рези¬
нему

остается

ный

стор проходит только составляющая постоянного тока
поддерживается постоянное напряжение смещения

и

сетки относительно катода.
320

Рис. У1.86. Соединение выходного трансформатора с громкоговори¬
телем электродинамической системы. Вторичная обмотка трансфор¬
матора соединена со звуковой катушкой; ток звуковой частоты, про¬
ходя

через

звуковую

громкоговорителя

и

катушку,

тем

самым

заставляет
создает

колебаться

диффузор

звуковые колебания.

Громкоговорители. Громкоговорители предназначены
для того, чтобы радиоприемник можно было слушать
на некотором расстоянии от него. Звуковые волны соз¬
даются конусным диффузором
громкоговорителя. При
конуса слои воздуха перед конусом и сзадя
приходят в движение. Эти колебания воздушной

движении
него

среды

и есть те звуковые волны, которые мы слышим.
На рис. VI.85 показан один из распространенных ти¬
пов громкоговорителей
громкоговоритель с постоян¬
ным магнитом.
Вблизи вершины конусного диффузора
приклеена небольшая проволочная катушка, называ¬

емая

звуковой катушкой. Она расположена

так, что мо-

Рис. У1.87. Трансформаторы
И Ш. 41$

321

Рис. У1.88. Несколько видов электронных ламп.

жет

свободно перемещаться

в

поле

сильного

магнита

Связь между лампой и громкоговори¬
телем
осуществляется через трансформатор, называ¬
емый выходным (рис. У1.86). Сигналы звуковой частоты
индуцируют во вторичной обмотке трансформатора на¬
пряжение, которое создает ток через звуковую катушку.
Магнитное поле, создаваемое токами звуковой катушки,
втягивает и выталкивает катушку из поля постоянного
магнита. Вместе со звуковой катушкой движется и диф¬
из

сплава

алнико.

фузор громкоговорителя.
Усилители звуковой

частоты.
Усилители звуковой
применение во многих областях тех¬
ники.
Они применяются, например, в переговорных
устройствах, телефонных усилителях, в системах звукофикации помещений и для высококачественного вос¬
частоты

находят

произведения музыки с магнитных и граммофонных за¬
писей.
Для
получения
уровня
звучания
нужного
в усилителях
можетж использоваться несколько элек¬
тронных

ламп.

Рис.

У1.89.

Микрофон,

усили¬

громкоговоритель со¬
ставляют
комплект,
который
можно
использовать
для
зву¬
коусиления.
тель

322

и

Рис. У1.90. Блок-схема системы высококачественного воспроизведения
звука.
Усилители с высоким качеством звучания.
слышимых

звуковых

Диапазон

частот

от
20
до
простирается
высокого
качеству
звучания

20000 гц. Для получения
может потребоваться
усилительная

аппаратура, спо¬
искажений воспроизводить звуки во всем
диапазоне звуковых частот. Как видно из блок-схемы
собная

рис.

без

У1.90,

система

высококачественного

воспроизведе¬
ряда отдельных блоков. Так как
выходные
характеристики системы определяются ха¬
в
нее
блоков, эти блоки
рактеристиками входящих
должны обладать
достаточно
широкополосными ча¬
ния

может состоять из

стотными

характеристиками.
Радиоприемники в таких системах обычно могут
принимать как амплитудно-модулированные, так и частотно-модулированяые сигналы. Запись на магнитную
ленту часто производится либо непосредственно с бло¬
либо через микрофон. Используются
ков приемника,
или
же
динами¬
пьезоэлектрические,
керамические

микрофоны. Мы уже
работает пьезоэлектрический
ческие

познакомились

микрофон.

действия керамический микрофон

трический.

похож

с

тем,

как

По принципу
на

пьезоэлек¬

Механические

в
керамическом
волн, вызывают

возникающие
напряжения,
материале под действием звуковых

появление

электрического напряжения

микрофона. Поперечный разрез динами¬
ческого микрофона показан на рис У1.91. Подвижная
катушка присоединена к диафрагме микрофона. Звуко¬
вые волны, падающие на
диафрагму, заставляют ка-

на

11*

зажимах

323

Рис. У1.91. Разрез динамического микрофона.

тушку двигаться в магнитном

поле. При этом в катуш¬
индуцируется ток, который через соответствующее
устройство связи поступает на вход усилителя.
Блок-схема магнитофона дана на рис. У1.92. Ис¬
пользуемая в магнитофоне лента состоит из тонкой
пластиковой основы, покрытой магнитными частицами
малых размеров. Лента пропускается перед полюсами
электромагнита, который называется головкой записи
и
присоединен к усилителю. В ненамагниченном со¬
ке

стоянии

магнитные

случайным
сигнал

с

частицы

образом. Когда

усилителя,

в

направлении

в

различной

головку

звуковым

и

ориентированы
поступает
ориентируются

записи

частицы

ленты

Рис. У1.92. Блок-схема магнитофона.
324

ленте

на

магнитные

движения

степени

на

намагничиваются

сигналом

усилителя. На-

Рис. У1.93. Магнитофона питанием от батарей, используемый глав¬
ным образом для записйг речи. Так как он предназначен в основном
На переднем
для записи речи, его частотный диапазон ограничен.
плане линейка длиной 1§ см дает представление
о
размерах этого
магнитофона.

Рис. У1.94,

Электропроигрыватель

произведения.

Рис. У1.95.

.

Агрегат

воспроизведения
кочастотных,

для высококачественного звуковос¬

громкоговорителей

(в раскрытом

среднечастотных

распределения размещены

-

для

высококачественного

виде). Показано расположение высо¬
и басовых громкоговорителей.
Цепи

в нижней части

агрегата.
325

пряжение, подаваемое на головку записи со специально¬
го генератора, позволяет уменьшить искажения записи
и шумы магнитной ленты.
В высококачественных магнитофонах для воспроиз¬
ведения обычно используется головка, по своей кон¬
струкции аналогичная головке для -записи, но работаю¬
головка на¬
щая по-иному. При записи записывающая
магничивает

звуковой

магнитную ленту под действием

частоты, поступающих от усилителя.

сигналов

При

вос¬

Когда
произведении имеет место обратный
процесс*
намагниченная лента проходит перед головкой воспро¬
изведения, в ней индуцируется сигнал. Этот сигнал уси¬
ливается далее точно так же, как усиливался записан¬
ный сигнал. В обычных магнитофонах используются от¬
дельные головки для записи и воспроизведения, однако
в

миниатюрных

образом

магнитофонах,

для записи

осуществляются

применяемых
и

речи, и запись,

главным

воспроизведение

одной головкой. В магнитофонах

имеет¬

стирающая головка, которая питается от
сокочастотного генератора и служит
для стирания
нужных записей путем размагничивания ленты.
ся

также

вы¬

не¬

высококачественного
для
Электропроигрыватели
грамзаписей обычно могут работать
16 2/3, 33 У3, 45 и 78 оборотов в минуту,
со скоростями
причем изменения установленной скорости у них должны
воспроизведения,

быть

менее

0,2%. Звукосниматели,

или адаптеры, для
воспроизведения звука с грам¬
обычно
пластинок
содержат

керамический,
ский

или

пьезоэлектриче¬
магнитный
датчик,

работающий так же, как в ми¬
крофонах
соответствующего
типа.

Однако

в

отличие

от

микрофонов,

воспринимающих
на
звуковое давление
диаф¬
в
дав¬
звукоснимателе
рагму,
ление создается

иглой, движу-

Рис. У1.96. Громкоговоритель,
пред¬
ставляющий собой
из
комбинацию
трех громкоговорителей.

326

Рис. У1.97.

Головка стереофони¬

ческого звукоснимателя.

щейся

по

стинки.

канавке

грампла¬

Выходной

сигнал

звукоснимателя часто имеет
высокий уро¬
недостаточно

поэтому перед основ¬
усилителем включают
еще
один усилитель, назы¬
ваемый предварительным.

вень,

и

ным

Полоса звуковых частот, в которой громкоговоритель
работает эффективно, в значительной степени опреде¬
ляется размерами и конструкцией его диффузора. По¬
скольку
чить

одним

громкоговорителем

не

удается
во

обеспе¬

всем

зву¬
диапазоне, в аппаратуре с высоким качеством
воспроизведения используют одновременно три громко¬
говорителя, полосы воспроизводимых частот у которых
Г ромкоговоритель,
воспроизводящий
перекрываются.
высокие частоты, называют высокочастотным. Для вос¬
произведения низких частот служит басовый громкого¬
воритель. Специальный громкоговоритель имеется так¬
же для воспроизведения средних частот звукового диа¬
частот
пазона.
Для разделения
звуковых
между
используются
громкоговорителями
соответствующими
фильтры, содержащие конденсаторы, дроссели и рези¬
сторы. Три громкоговорителя могут быть совмещены
удовлетворительное

воспроизведение

ковом

что громкоговорители мень¬
в одной конструкции так,
большего. Однако
ших размеров размещаются внутри
для высококачественного воспроизведения звука более
использование раздельных
предпочтительным считают

громкоговорителей.
Ящик, в котором
имеет

В

большое

этом

легко

значение

убедиться,

расположен

громкоговоритель,
громкоговорителя.
проделав следующий опыт. Ес¬
для

работы

держать в руках звучащий громкоговоритель, то мы
услышим жесткое, как бы металлическое звучание. Сто¬
ит укрепить
громкоговоритель в ящике с отверстием,
как сразу же звучание станет более приятным. Назна¬
чтобы не допу-»
чение звукового экрана состоит в том,
ли

скать наложения

И

задней

стенок

звуковых волн, исходящих

диффузора

от

передней

громкоговорителя.

Роль
327

Рис. У1.98. Пояснение основных принципов воспроизведения стерео'
фонической записи, сделанной на пластинке.

звукового экрана могут
родка или ящик.

выполнять

специальная

перего¬

В
последнее
воспроизведение.
популярность область высококаче¬
ственного воспроизведения звука, известного под назва¬
нием стереофонического
воспроизведения. Стереофони¬
ческая аппаратура воспроизводит звук так, что слуша¬
тель чувствует
себя присутствующим непосредственно
в студии или в концертном зале. Такое звуковоспроизве¬
дение нужно слушать обоими ушами. При этом исполь¬
зуют аппаратуру бинаурального воспроизведения. По¬
лучение эффекта присутствия связано с тем, что звук от
з,вух отдельных громкоговорителей достигает ушей слу¬
шателя в несколько различные моменты времени.
Магнитофоны со стереофоническим звучанием имеют
сдвоенные головки для записи и для воспроизведения,
что позволяет вести запись или воспроизведение сразу
по двум дорожкам магнитной ленты. Головка звукосни-

Стереофоническое

время

328

приобрела

Рис. У1.99.

Пара

стереофоничес¬

громкоговорителей. Для пол¬
ноты
стереофонического эффекта
расстояние между громкоговори¬
телями должно составлять от 1,8 до
2,5 ж, а слушатель должен нахо¬

ких

диться в темной зоне.

мателя

стереофонического

проигрывателя обычно име¬
ет
иглу, которая рассчита¬
на

для

движения

по

У-об-

разной канавке на пластин¬
ке.
По
обеим
сторонам
канавки имеются более мелкие канавки,
вырезанные
специальной режущей иглой при записи звука. Каждая
из сторон У-образной канавки
представляет собой от¬
дельный канал звука. Выпускаемые стереофонические
звукосниматели отличаются своими размерами и фор-1
мой, но в большинстве из них за основу положен прин¬
цип,

иллюстрируемый

рис. VI.98.

При вращении пластинки игла
дует рельефу поверхности канавки.

звукоснимателя
Игла работает

сле¬
так

обычных звукоснимателях. Движение иглы
же,
вызывает появление небольшого напряжения на пьезо¬
кристалле, керамическом или магнитном чувствительном
элементе, которое затем поступает на усилитель. У сте¬
как

и

в

реофонических усилителей
ды

для

усиления

должны быть отдельные вхо¬
сигналов двухдоро¬

соответствующих

стереофонических магнитофонов и электропро¬
игрывателей. Для стереофонического воспроизведения
нужны отдельные громкоговорители. Наилучшие резульжечных

Рис. VI. 100. Блок-схема, иллюстрирующая

использование

усилителя

высокой частоты Ь радиоприемнике.
329

Условное обозначение транс¬
форматора с ферромагнит¬
ным

сердечником.

гаты

достигаются, ког¬

да

расстояние между
громкоговорителями со¬
ставляет 1,8 2,5 м.

Усилители радиочастоты. Чтобы усилить радиосиг¬
чем они достигнут детектора, использует¬
ся усилитель радиочастоты.
По принципу действия он
очень похож на усилитель звуковой частоты и отличает¬
ся лишь тем, что он усиливает высокочастотные радио¬
а
не
низкочастотные
сигналы
сигналы,
звуковые
(рис. VI. 100). Для связи усилителей высокой частоты
между собой используют высокочастотные трансформа¬
торы. Эти трансформаторы состоят из катушек с ферритовыми сердечниками или без них.
Одной из важных функций усилителей высокой ча¬
налы, прежде

избирательности

стоты

является

ника.

Каждый такой усилитель

радиоприем¬
орган
настройки, причем настройка обычно производится пере¬
менным конденсатором. Настройка усилителя позволяет
лучше отделять сигналы соседних радиостанций. Жогда
мы улучшаем приемник так, что облегчается выделение
сигналов

улучшение

нужной

может иметь свой

станции, говорят, что при этом улуч¬

шается

избирательность приемника.
Обычно переменные конденсаторы соединяют вместе
механически, что позволяет
одновременно настраивать

все каскады усилителя радиочастоты.

Соединенные

конденсаторы называют блоком переменных
денсаторов.
ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ И ЗАДАНИЯ

сте

вме¬

кон¬

Двухламповый радиоприемник
Необходимые материалы:
Антенная катушка
Переменный конденсатор 365 пф (Сх)
Постоянный конденсатор, слюдяной 250 пф (С2)
Постоянный конденсатор 0,01 мкф (С3)
Постоянный конденсатор 1 000 пф (С4)
Электролитический конденсатор 25 мкф, 50 в (С6)
Постоянный резистор 2 Мом, 0,5 вт (#х)
Постоянный резистор 250 комг 0,5 вт (#2)

330

1
1
1
1
1
....

1
1

1

Рис.

У1.101.

Двухламповый

радиоприемник.

Шасси
Рис. VI.102. Схема и шасси двухлампового радиоприемника.
33]

1
1

Постоянный резистор 500 ком, 0,5

вт (#3)
Постоянный резистор 3,3 ком, 1 вт (#4)
Переменный резистор 10 ком (/?5)

Электронные

ламповые

8-штырьковые

1
2

6С5С

лампы типа

2

панели

Ручки

.

Лист стали или алюминия 165x165 мм толщиной 0,95 мм
Резиновая кольцевая прокладка толщиной 6 мм
Резиновая кольцевая прокладка толщиной 9,5 мм
Полоска текстолита 3X25X150 мм
:
:
:
:
:
Зажимы
.

...

2
1
1
1
1
9

согласно
стали
Разметьте
и
лист
просверлите
под углом 90° вдоль
рис. VI. 102. Согните края листа
пунктирных линий и установите ламповые панели.

При¬

конденсатор и антенную катушку
в местах, показанных на рисунке. Установите резиновые
прокладки в отверстия на горизонтальной панели. За¬
крепите переменный резистор в отверстии диаметром
9,5 мм в передней стенке шасси.
крепите переменный

Смонтируйте
та и

прикрепите

Сделайте у

шасси.

бы два

крайних
и

антенны

тания

цепи

на

контактную планку

контактных

куске
к

зажимов

контакта

служили

два

контакта

заземления,

текстоли¬

задней

метки

для

стенке

так,

что¬

подключения

для

громкогово¬

напряжения 6,3 в для пи¬
для подачи анодного напря¬

источника

для

рителя, два

зажимы

контактные
всю

два

накала,

для подключения- минуса анодного пи¬
тания. Выполните монтаж и пайку приемника в соответ¬
жения

ствии

же

и один

со

схемой. В

катушка,

как

и

этом

в

приемнике используется такая
приемнике, описан¬
собирали тот радиоприемник,

одноламповом

вы не
в § 26. Если
воспользуйтесь данными

ном

для него указаниями относи¬
тельно соединения выводов катушки и наладки. Описан¬
ный здесь двухламповый радиоприемник может рабо¬
тать с источником питания, описанным в

Контрольные

§ 29.

вопросы

1*. Зачем нужны усилители звуковой частоты?
2. Какого типа трансформаторы используют

теле с

трансформаторной

в

звуковом

усили¬

связью?

3. Почему важно, чтобы электронная лампа усиливала радио¬
сигналы без искажений?
с
4. В чем преимущества
резистивно-емкостной
усилителя
связью перед усилителем с трансформаторной связью?

332

5. Для

чего служит звуковая катушка в громкоговорителе?
6. Для чего предназначен диффузор громкоговорителя?
7. Поясните схему связи громкоговорителя с электронной лам¬

пой.
8.

Назовите

несколько

применений

усилителей

звуковой

ча¬

стоты.
9.

Как

называются

электродов?
10. Каковы

28.

два

электронные

основных

назначения

НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Транзистор. Подобно
торы
лов.

можно

В

настоящее

емниках,

время

телевизорах,

в

трех

радиочастоты?

усилителя

О ТРАНЗИСТОРАХ

электронным

использовать

более

имеющие

лампы,

лампам

они используются

слуховых

транзис¬

усилителей

качестве

в

аппаратах,

сигна¬

радиопри¬
счетчиках

Гейгера, радиопередатчиках и во многих других схемах.
Транзистор имеет несколько преимуществ перед
электронной лампой. Во-первых, его размеры очень ма¬
лы и он занимает мало места. Во-вторых, для его
работы
*

не

нужна

такая

большая мощность

источника

питания,

работы электронной лампы. Транзисторные схе¬
мы могут долгое время работать от небольших батареек
для карманного
фонарика. В-третьих, в транзисторах
как для

отсутствует подогреватель, который
пах выделяет
большое количество

в

электронных

тепла.

лам¬

В-четвертых,

транзистор выдерживает относительно большие механи¬
ческие нагрузки и вибрации и при этом не становится
источником сильных шумов, как это иногда бывает с
электронными лампами.

Полупроводники
териалов,

п-типа.

называемых

Транзисторы

делают из

полупроводниками.

ма¬

Полупровод¬

это

материал, который проводит электричество
хорошо, как металл, но лучше, чем диэлектрик.
Существует целый ряд полупроводниковых материалов,
из которых в производстве транзисторов наиболее часто
используют германий и кремний. Для изготовления
материалы,
полупроводниковые
транзисторов нужны
обладающие особыми электрическими свойствами.
В самом чистом виде германий по своим свойствам
ник

не столь

диэлектрик, так как в нем мало электро¬
нов, способных свободно перемещаться. Вводя в герма¬
ний очень небольшие количества примесей, можно сде¬
очень похож на

лать

его

электропроводным. Введение

примесей,

как

сурьма

или

мышьяк,

в

германий

таких

увеличивает в нем
.

333

Рис.

У1.103.

транзистора

Сравнение
и

небольшой

размеров
радио¬

лампы.

Обозначение электродов транзистора.
число электронов, способных свободно перемещаться
по кристаллу германия (рис. VI. 104). Если в кристалле

германия

имеется

избыток

«свободных»

электронов,

то такой

германий называют полупроводником я-типа.
Полупроводники р-типа. Вторым способом получе¬
ния
полупроводника из германия является добавление
к нему алюминия или галлия.
При этом в кристалле

германйя создается недостаток электронов. Такой полу¬
проводник называют полупроводником р*типа. Недоста¬
ток электронов приводит к образованию в полупровод¬
нике «дырки». Такая «дырка» может свободно двигаться
в материале (рис. VI. 106). Если к образцу полупровод¬

батарею (рис. VI. 106), то в це¬
ток. Край полупроводника, свя¬
занный
с плюсом
батареи, будет отталкивать дырки.
Дырки, имеющие положительный заряд, будут двигать¬
ника р-типа подключить

пи

пойдет электрический

ся к той части полупроводника, которая соединена с ми-

Рис. У1.104. В полупроводнике
имеются
л-типа
свободные
электроны,
334

Рис.

VI. 105. В полупроводнике
имеются
свободные

р-типа
-дырки.

Рис. VI. 106. Если к- полупровод¬
нику р-типа подсоединить бата¬
рею, через него потечет ток. Дыр¬
ки

будут

двигаться
в

электроны

к точке

А,

а

противоположном

направлении.

нусом

батареи.

Электроны

отрицательного полюса ба¬
тареи проходят к полупро¬
воднику и в точке А объеди¬
няются с
Когда
дырками.
с

дырка
ся

и

и

Вслед

электрон находят друг друга,

нейтрализируются

взаимно
за

они

объединяют¬

(рекомбинируют).

в

этим

материале р-типа генерируются новые
дырки, которые также,движутся к точке А. При образо¬
вании дырок в полупроводнике появляются свободные
электроны, движущиеся к положительному полюсу ба¬
тареи. Таким образом, через полупроводник проходит
ток.

вместе
соединить
р-п перехода. Если
и
как
показано
на
и-типа
VI.
107,
материалы
р-типа,
рис.

Образование

то между

ними

образуется область,

называемая р-п пе¬

реходом. Если теперь подать напряжение так, чтобы от¬
рицательный полюс батареи был соединен с полупро¬
с
водником п-типа, а положительный
полупроводни¬
ком р-типа, то по цепи

пойдет

Положительные дырки
риале р-типа

дут двигаться
па электроны
полюса

от
к

ток.

будут

положительного

отталкиваться
полюса

переходу. Аналогично

в

в

батареи

мате¬
и

бу¬

материале п-ти¬
отрицательного

будут отталкиваться от
батареи и также будут двигаться

В области перехода дырки и электроны

к переходу.
встречаются и

другом. На смену рекомбиниро¬
в полупроводник п-типа
из батареи поступают новые электроны. С другой сторо¬
ны, в полупроводнике р-типа создаются новые дырки,
которые приходят на смену дыркам, рекомбинировав¬
шим в области перехода. При образовании новых дырок
освобождаются электроны, приходящие к положитель¬
ному полюсу батареи.
Таким образом, когда отрицательный полюс батареи
а ма¬
соединен с материалом п-типа, а положительный
Ток
в такой
ток.
схеме
по
цепи
идет
териалом р-типа,

рекомбинируют

вавшим

друг

с

с дырками электронам

335

VI.107.

Рис.

Если

присоеди¬
полюс

отрицательный
батареи к материалу

нить

а

положительный

к

полюс

то

р-типа,

материалу

«-типа,

через

р-п переход пойдет ток.

называют током
прямо¬
го направления или
пря¬
мым током, а переход счи¬
тают смещенным
мом направлении.

Обратное

смещение

р-п

Если

перехода.

в

пря¬

изменить

обратную (рис. VI. 108), то ток
в цепи проходить почти не будет. Электроны в материа¬
ле п-шпа устремятся к положительному полюсу батареи,

батареи

полярность

а

на

в

к отрицательному полюсу
материале р-типа
электроны, и дырки удаляются от перехода,
вероятность рекомбинации дырок и электронов очень
мала. Практически ток в цепи отсутствует. Следователь¬
но, когда на р-п переход напряжение подано так, что на
материале п-типа имеется «плюс», а на материале
«минус», ток через р-п переход не проходит и
р-типа
говорят, что переход смещен в обратном направлении.
Детектирующие свойстви р-п перехода, р-п переход
допускает прохождение тока только в одном направле¬
нии, после изменения полярности на переходе ток через
р-п переход прекращается. Если к р-п переходу прило¬
жено напряжение переменного тока, то через переход
будет проходить пульсирующий постоянный ток.

дырки

Поскольку

и

При

знакомстве

с

де¬

текторами радиоприемни¬
ков мы
узнали, что для
преобразования радиосиг¬
налов

в

пульсирующий

Рис. VI. 108.
Если к полупро¬
п-типа присоединить
воднику
положительный полюс батареи,
а

к

полупроводнику р-типа

отрицательный,
реход

будет
336

тока

то через р-п пе¬
не

практически

Рис. VI. 109. Конструкция транзистора

и

его

обозначение

на

схемах.

постоянный
го

ток используются как кристаллы свинцово¬
блеска (РЬ5), так и вакуумные диоды. Проходя че¬

рез наушники, пульсирующий постоянный ток возбуж¬
Переход в полупроводниковом
кристалле точно также, как вакуумный диод или крис¬

дает звуковые колебания.
талл свинцового

блеска,

тектора радиоприемника.

может

Во

выполнять

функции

де¬

многих современных тран¬
в качестве детекторов ис¬

зисторных радиоприемниках
пользуются германиевые диоды.

Туннельный
вой

техники

диод.

К достижениям полупроводнико¬

относится

туннельного диода, ко¬
размерам и необычным
характеристикам может, как полагают, сыграть большую
роль в новых электронных устройствах. В обычном пло¬
скостном диоде переход, или барьер, между элементами

торый благодаря

своим

создание
малым

р-типа препятствует протеканию тока в обратном
направлении. Однако если толщину барьера сделать все¬
го 0,02 мкм, то уже при напряжениях, измеряемых доля¬
ми вольта, электроны смогут пройти сквозь барьер, как
через туннель. Одним из необычных свойств туннельного
диода является то, что он может генерировать, переклю¬
чать или усиливать колебания подобно транзистору или
п-

и

лампе. Среди достоинств туннельных
диодов отмечают также следующие:
1. Туннельные диоды способны выдерживать рабо¬

многоэлектродной

температуры до 340° С.
2. Электрические заряды движутся через туннель¬
ный диод со скоростью света, что делает его идеальным
для применений на частотах свыше 2000 Мгц.
чие

337

3.

Небольшие размеры туннельного диода позволя¬
миниатюрное электронное оборудование,
примером которого может служить радиопередатчик
размерами в пяти-, десятикопеечную монету.
Плоскостной транзистор. Плоскостные транзисторы
содержат три слоя полупроводниковых материалов, об¬
разующих структуру, показанную на рис. VI.110. Такая
трехслойная структура называется
п-р-п 'переходом.
Внешние
слои
представляют собой
полупроводники
ют

создавать

я-типа, а средний
полупроводник р-типа.
Средний
слой р-типа называется базой. База имеет минимально
возможную толщину, обычно меньше 0,025 мм. Слой ма¬
териала я-типа с одной стороны базы называют эмитте¬
коллектором. Соответственно
ром, а с другой стороны
выводы
транзистора
называют
эмиттером,
коллектором и базой.
Транзистор второго
называемый ртипа,
п-р транзистором,отли¬
чается
от п-р-п
тран¬
зистора лишь тем, что
база в нем делается из
Рис. VI. 110. п-р-п транзистор
полупроводникового
из
п-типа,
состоит
эмиттера
а
п-типа,
базы
и
материала
п-типа
коллектора
и
р-типа.
коллектор
эмиттер
из
материала р-типа.
действия
Принцип
п-р-п транзистора. Что¬
бы понять
основные
принципы работы тран¬
рассмотрим
зистора
схему, в которой к вы¬
водам транзистора при¬
соединены внешние ба¬

тареи, в результате
через транзистор

го

чет ток.
ченная

Рис.

VI.! 11.

базе

и

Когда

коллектору

зистора
ствующие

к

эмиттеру,

п-р-п

приложены
напряжения,

транзистор проходит ток.

338

тран¬

соответ¬

через

че¬

те¬

Батарея, поме¬
буквой X на

рис. VI. 111, включена
и
между
эмиттером
базой. Так как мате¬
риал п-типа при такой
полярности включения

отрицательным полюсом
с
а
материал /7-типа

связан с

батареи,

положительным полюсом

переход смещен
правлении и через

то

батареи,

прямом на¬
него проходит
в

ток.

Если
вой V
Рнс.
ние

Обозначен

У1.112.
п-р-п

транзистора.

на¬

Стрелка

эмиттера
правлена от базы.

между
что

батарея,

помеченная

(рис. VI.!II),

коллектором

отрицательный

и

бук¬

включена

базой так,

полюс

связан

положитель¬
а
коллектором,
ный с базой, ток в этой цепи не

с

идет.
Если коллектор соединить с положительным полю¬
сом батареи У (рис. VI. 111), электроны, притягиваемые
положительным зарядом коллектора, будут проходить
сквозь базу и попадать на коллектор. Такое прохожде¬
ние

электронов

имеет очень

сквозь

небольшую

базу

возможно, потому что база

толщину.

на эмиттер. Чтобы далее познако¬
транзистора, подадим в цепь его эмит¬
тера какой-либо сигнал. На схеме рис. У1.113 в цепь
база включен микрофонный трансформатор.
эмиттер

Подача

миться с

сигнала

работой

Когда кто-нибудь говорит в микрофон, во вторичной об¬
трансформатора идет меняющийся ток. На посто¬

мотке

янный ток, создаваемый батареей в цепи эмиттера, те¬
перь накладывается переменный сигнал. Так как пере¬
менный сигнал имеет то положительный, то отрицатель¬
ный знак, напряжение в цепи либо увеличивается, либо

уменьшается.
Когда сигнал

положителен,

Рис. VI.! 13. Слабый

сигнал,

он

поданный

в

вычитается

цепь эмиттера

из

напря-

через мик¬

рофон, усиливается транзистором.
33?

Рис. VI.114. В р-п-р
ются

в

эмиттере

транзисторе положительные дырки отталкива¬

положительным

зарядом,

созданным

батареей X.

коллектор, где они могут ре¬
комбинировать с электронами, приходящими с отрицательного полю¬
са батареи У. Электроны в эмиттере притягиваются положительным
полюсом батареи X, а в эмиттере образуются новые дырки.

Через тонкую базу дырки проходят

в

женйя батареи X, и поток электронов через эмиттер
уменьшается. Ток, проходящий через выходной транс¬
форматор, включенный в коллекторной цепи, также

уменьшается, так

как

электроны с

эмиттера

проходят

базу коллектор. Когда входной сигнал становит¬
ся отрицательным, напряжение на эмиттере повышается,
потому что отрицательный сигнал суммируется с напря¬
жением батареи X. Увеличение тока эмиттера увеличит
также ток через выходной трансформатор, включенный
через

и

в цепи

коллектора.
Отсюда следует, что сигнал, действующий в цепи
эмиттера, вызывает появление подобного ему сигнала
в цепи коллектора. Таким образом, эмиттер управляет
током
Это
коллектора.
действие
управляющее
напоминает

действие

управляющее

сетки

в

элек¬

тронной лампе.
Р-п-р
транзистор.
Р-п-р транзистор можно
использовать

Рис.
р-п-р

в

точно

усилителя
У1.115.

так

же,

Обозначение

транзистора.

у эмиттера

качестве

Стрелка

направлена к базе.

Рис. VI.116. Схема, поясняющая процесс усиления

сигнала

транзи¬

стором.

как

и

п-р-п транзистор.

ваемых

на

стям, при
сти

Полярности напряжений,

р-п-р транзистор,

противоположны

пода¬

полярно¬

которых работает п-р-п транзистор. Полярно¬
подаваемых на р-п-р транзистор, пока¬

напряжений,

заны на схеме рис. VI.114.

При
но

использовании

знать,

с

каким

транзисторов в схеме очень важ¬
транзистора мы имеем дело,
включении
транзисторов в схему
полярностью их можно легко по¬

типом

р-п-р или п-р-п. При
с неверно выбранной
вредить.
Усиление в транзисторе.
в

Когда

батарея

создает

цепи смещение в прямом направлении, ток
е.
почти беспрепятственно, т.
сопротивление

эмиттерной

проходит

база подается об¬
очень мало. В цепь коллектор
ратное смещение, так чтобы в этой цепи проходил очень
база действует сравни¬
малый ток. В цепи коллектор

цепи

тельно

высокое

Когда

напряжение.

эмиттера подается сигнал, через вы¬
цепь
коллектора проходит ток. Этот ток будет
ходную
в

проходить,

цепь

даже

если в цепи

коллектора

будет

очень

большое сопротивление. Любое малое изменение напря¬
жения на эмиттере вызовет изменение тока в цепи кол¬
лектора. Этот измененный ток проходит через большой

нагрузочный резистор
сколько

миллиампер
на этом

напряжения

в

выходной

может

цепи. Ток всего в не¬
большое падение

создать

резисторе.

Транзистор

является

усилителем, потому что небольшое изменение напряже¬
ния на эмиттере вызывает большое изменение напряже¬
ния в цепи коллектора.
341

Рис. VI.117.

Цепь база эмиттер (слева)

(справа) отрегулированы
лись на первой трети шкалы.

тер

Способность

и

цепь

так, чтобы стрелки

коллектор

приборов

эмит¬

находи¬

усиливать можно проде¬
схему рис. VI.116. Для этой схе¬
мы надо иметь микроамперметр, миллиамперметр, тран¬
зистор, переменный резистор и пару батареек. Установи¬
монстрировать,

транзистора

собрав

переменный резистор так, чтобы стрелки обоих при¬
боров находились на первой трети шкалы, как показано
на рис. УГ. 117. Поверните ручку переменного резистора
так, чтобы показания обоих приборов увеличились. При

те

нужно соблюдать осторожность, чтобы
допустимую величину тока

этом
сить

максимально

торной

не

в

превы¬
коллек¬

цепи транзистора. В нашем примере новые пока¬

VI. 118).
приборов
рис. VI. 117,
изменение
тока
в
база
цепи
видим, что
эмиттер
на 11 мка вызвало изменение тока в цепи коллектор
база почти на 500 мка, или на 0,5 ма. Так как цепь ба¬

приборов
Сравнивая их с
зания

за

эмиттер

база
вает

составляют 26 мка и

ток.

метра

Если

в

включить

напряжения,

входной,

шать, сигнал

342

а

с

ним

вольтметр

цепи мы сможем

низкого

на¬

наблюдать

не тока.

чтобы повы¬
Имеются
различные
нужного уровня.
Схема типичного
соединения
транзисторов.

Транзисторы
способы

(рис.

то легко понять,

соединенный параллельно
пряжения, то в выходной
изменения

ма

а
цепь
коллектор
что-транзистор усили¬
вместо
цепь коллектора
миллиампер¬
резистор сопротивлением 1 ООО ом и

является

выходной,

1

на

показаниями

до

можно

соединять

вместе,

Рис. У1.118. При увеличении тока в цепи база
ко

эмиттер на

Рис. У1.119. Транзисторный усилитель звуковой частоты;
и

несколь¬

почти на
микроампер ток в цени коллектора увеличивается

третьем

его

коллектором,

каскадах
а

во

транзисторы

втором каскаде

включены
по

схеме

с

100%

первом
общим
общим эмиттером.
по

схеме

в

с

Рис. VI. 120. Сравнение размеров
стереофонического усилителя на
лампах и на транзисторах (вверху).
Оба
усилителя
имеют одинаковые частотные характеристики и мощность на выхо¬
де 50 07»
электронных

и

ЭН

Рис.

э

VI.121. Основные схемы транзисторных усилителей.

трехтранзисторного
связью

усилителя

с

резистивно-емкостной

VI.119. В настоящее время вы¬
многотранзисторные усилители для устано¬

показана на рис.

пускаются

вок высококачественного

и

стереофонического воспроиз¬

ведения звука. По своей частотной характеристике и вы¬
ходной мощности эти усилители не уступают усилителям
занимают
значительно
на лампах и в то же
время
меньше места/ На

чать

Рис.

в

схемы

VI.122.

схемах.

рис. VI. 120 показаны для сравнения

ламповый усилители.

транзисторный
Транзисторные
и

схемы.

Транзисторы

можно

тремя способами. Эти три вида

Различные

транзисторы,

используемые

в

вклю¬

схем

на-

электронных

Рис. VI.124

Рис. VI.123
Рис. У1.123. Транзисторный
шом пластмассовом корпусе.

собранный

радиоприемник,

неболь¬

в

Рис. VI.124. В качестве корпуса
ника

использована

пользуемая для

мыльница.

этого транзисторного радиоприем¬
К конденсатору припаяна ручка, ис¬

настройки приемника.

схемами с общей базой, с общим эмиттером
общим коллектором. В каждом из них один элект¬
является общим для входной и выходной цепи.

зываются
и

с

род
Основные

способы включения транзистора в схемы
показаны на рис. VI. 121. Способ включения транзистора
можно определить по тому, какой из электродов является
общим для входного и выходного зажимов. Так, напри¬

мер,

в схемах с

общей базой (рис. VI.121, а)

таким элек¬

база. Соответственно

два других вида
которых общими для

тродом служит
схем транзисторных усилителей, в
одного входного и одного выходного
два

других электрода,

эмиттером

и

называются

зажимов

схемами

являются

с

общим коллектором (рис. VI. 121, й

общим
и

в).

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ И ЗАДАНИЯ
1.

Транзисторный

радиоприемник

Необходимые материалы;
Антенная катушка (см. текст)
Переменный конденсатор 365 пф (Сх), (см. текст)
Полупроводниковый диод Д2Е
Постоянный конденсатор 0,02 мкф (С2)
Резистор 220 ком, 0,5 вт
Транзистор МП39

(&\)

Миниатюрные батарейки
Резистор 10 ком, 0,25 (/?2)

Конденсатор.керамический

.

3 300

.

.

.

пф (С3)

.

1
....

1
1
1
1
1
2
1

I
345

Транзистор

Рис. У1.125. Схема транзисторного радиоприемника.
Этот радиоприемник
занные детали

на

детали,- описанные

можно

деревянном
в

§ 26,

собрать,

разместив ука¬

основании

и

использовав

предназначенные

для детек¬
торного приемника. Если желательно сделать очень ма¬
ленький приемник, который можно будет носить в кар¬

мане, то нужно достать миниатюрные детали. Использо¬
вание миниатюрных деталей позволяет собрать весь радиоприемнк (по схеме рис. VI. 125) в пластмассовой
коробочке с размерами 25x50X75 мм.
Чтобы собрать приемник малых размеров, восполь¬
зуйтесь ферритовой антенной вместо антенной катушки,
а вместо стандартного переменного конденсатора возь¬
мите миниатюрный переменный
конденсатор. Монтаж
надо выполнить согласно схеме рис. VI. 125. Если неже¬

присоединять наушники к приемнику пайкой,
смонтировать для них специальные гнезда.

лательно

можно

2.

Бесщеточный

постоянного

электродвигатель

тока

Необходимые материалы:
эмалированного провода для намотки электро¬
магнитов, 0 0,25 0,4 мм (см. текст)
Латунный пруток круглого сечения, 0 1,6 мм длиной
90 мм
Небольшие постоянные магниты (см. текст)
Шар 0 50 мм из пенопласта
Деревянная подставка 13x150x200 мм
Пластинка из пружинной латуни толщиной 0,51 мм,

Катушка

8x45 мм

1

Пластинка из пружинной латуни 0,51 мм &Х16 мм
Пластинка листовой латуни толщиной 0,81 мм 13x19 мм
.

.

Транзистор МП35 МП38
Панелька для транзистора

346

(необязательно)

,

.

г

*

,

.
,

1

1
2
1
1

1
1
[
I

I

ёлэмент для карманного фонаря 1,5

Переменный

резистор 5 ком

Контактные

зажимы

.

в
.

В данном электродвигателе отсутствуют щетки или
коллектор. Роль переключателя здесь выполняет тран¬
зистор. Расположить детали можно так, как показано ра
рис. VI. 127,

Рис. У1.126. Детали

бесщеточного

электродвигателя

постоянного

тока.
347

Рис. VI.127. Общий вид модели электродвигателя постоянного тока.

Изготовление электродвигателя надо начать с карка¬
катушки (рис. VI. 126). Прорези в щеч¬
каркаса должны заходить немного в центральную
деревянную болванку, так, чтобы можно было времен¬
са для намотки

ках

но скрепить намотанную
волоки. Намотайте вокруг

катушку двумя кусками про¬

деревянной болванки

несколь¬

картона, а затем 900 витков провода
для намотки электромагнитов. Годится провод любого
диаметра: от 0,25 до 0,4 мм; поскольку количество про¬
вода в зависимости от его диаметра меняется, лучше на¬
матывать провод непосредственно с катушки и не зани¬
его
точной длины. После того как
маться подсчетом
намотано 900 витков,
сделайте петлю
длиной около
200 мм, скрутите ее и намотайте еще 900 витков в том
ко

слоев

тонкого

направлении. Намотку можно производить, по¬
каркас на ручную дрель или на токарный станок.
Скрепите намотанную катушку проволочными стяжками
и снимите ее с каркаса. Обмотайте катушку лентой и
удалите проволочные стяжки. Просверлите в деревянной
же самом

местив

подставке отверстия для выводов катушки и

приклейте

катушку к подставке клеем.
Заточите один конец латунного прутка круглого се¬
чения. Просверлите по диаметру шара-ротора отверстие
диаметром 1,6 мм. Просверлите в шаре еще одно сквоз¬
ное

отверстие, расположенное перпендикулярно первому.

Диаметр
348

этого

отверстия

должен быть таким,

чтобы

в

поместились

нем

Магниты

небольшие

стержневые

магниты:

Про¬
купить
сверлите по углам и пробейте в центре отверстия в пла¬
стинке латуни,
предназначенной для нижнего подшип¬
ника
Форма верхнего подшипника и фиксатора оси ро¬
тора показаны на чертеже рис. VIЛ26. Прижмите под¬
такого

типа

в

можно

магазинах.

сверху к катушке, поместите шар-ротор на ось
установите нижний подшипник так, чтобы ротор вра¬
щался в центре катушки. После того как ротор

шипник
и

будет

правильно установлен относительно катушки, его нужно
приклеить к латунной оси. Верхний подшипник также

Подвижный фиксатор удер¬

можно приклеить к катушке.
живает ось ротора в нужном
позволяет легко снять ротор.

Установите

деревянной

на

и

зистор, транзистор
в

положении

подставке

контактные зажимы

схемой. Соединения

соответствии со

с

и вместе с тем

переменный
и

соедините

ре¬
их

тран¬
зистора можно осуществить непосредственно. Если же¬
лательно попробовать несколько различных транзисто¬
На
ров, лучше установить панельку для транзистора.
для
рис. VI. 126 показана схема
п-р-п
транзистора.
В случае р-п-р транзистора полярность батареи надо по¬
менять

с

так,

чтобы

отрицательным

изменить,

После

коллектор
полюсом

выводами

транзистора

связан

был

Если полярность
быть поврежден.

батареи.

транзистор
окончания

может

монтажа

можно

начать

не

испытания

электродвигателя. Во-первых, убедитесь в том, что ро¬
тор свободно вращается. Затем поставьте ручку перемен¬
ного резистора в среднее положение и подсоедините ба¬
тарейки. Подтолкните ротор, и он быстро наберет боль¬
шую скорость.

Регулируя переменный резистор, можно найти его
наилучшее положение.
В данном случае транзистор включен по схеме с об¬
щим эмиттером. Мы знаем, что для правильной рабо¬
ты такой схемы нужно подать
напряжение смещения;
изменение

именно

этого

напряжения

заставляет

ротор

вращаться.
Чтобы понять

принцип действия электродвигателя,
предположим, что северный полюс роторного магнита
находится поблизости ОТ катушки ^2 И что ток, прохо¬
база и через катушку, имеет
дящий по цепи коллектор
такое

направление, при котором создаваемое

им

магнит¬
349

ное поле притягивает магнит.

Когда

магнит

приближает¬

ся к

катушке, он наводит в катушке Ь\ напряжение, уве¬
личивающее напряжение смещения между эмиттером и

базой. Увеличенное напряжение смещения дает соответ¬
возрастание тока коллектора, что, в свою оче¬
редь, увеличивает силу, притягивающую магнит (до того
момента, пока северный полюс (С) роторного магнита
ствующее

не удалится от

катушки).
Поскольку ротор продолжает вращаться, к катушке
/-2 приближается южный полюс магнита. Изменение по¬
лярности напряжения, индуцируемого в катушке Ь\, вы¬
зывает смещение противоположного знака. Ток коллек¬
тора уменьшается и запирает транзистор до тех пор, по¬
ка

северный

полюс

магнита не

приблизится

снова

к

ка¬

тушке 1и где процесс начнет повторяться. Потенциометр
служит для того, чтобы, регулируя напряжение смеще¬
ния, получить максимальную скорость ротора.

Контрольные вопросы
1. Что означает термин «полупроводник»?
2. Объясните различие между полупроводником

я-типа

и

р-

типа.

Чем отличается свободная

3.

«дырка»

от

свободного

элек¬

трона?
4. Как нужно

подключить батарею к р-п переходу, чтобы че¬
рез него проходил ток?
5. Где применяется диод?
6. Назовите три основные части транзистора.
7. Что происходит в коллекторной цепи транзисторной схемы,
когда в цепь эмиттера подается сигнал переменного тока?
8. В чем основное различие между п-р-п и р-л-р транзисто¬

рами?

.

Почему очень важно следить за полярностью батареи при
сборке транзисторных схем?
схемы включения
наиболее
10. Назовите
распространенные
транзисторов.
9.

29.

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Напряжение
ков.

но

постоянного

тока

для

радиоприемни¬

На аноды электронных

подавать

постоянное

ника постоянного тока

ламп радиоприемников нуж¬
напрйжейие. В качестве источ¬

можно использовать анодные

ба¬

тареи, однако по истечении определенного времени они
нуждаются в замене. Большинство радиоприемников
сделаны так, что их можно включать в обычную розетку
350

Рис. VI. 128. Два селеновых выпрямителя разных размеров. Выпря¬
мители преобразуют переменный ток в постоянный.

сети переменного тока. В блоке питания напряжение пе¬
ременного тока преобразуется в постоянное напряжение.

Для этой цел к

в

блоках

питания'

используются

выпря¬

мители.

Селен
это
химический
Селеновые выпрямители.
элемент, благодаря которому ток в селеновом выпрями¬
теле пропускается только в одном направлении. Когда
переменный ток меняет направление, движение электро¬
нов через селеновый выпрямитель прекращается.
Селеновый выпрямитель (рис. VI. 128) изготовлен из

набора
ном.

стальных

Шайбы

шайб, покрытых

собирают

с

одной стороны

вместе так, что все они

селе¬

обращены

покрытием в одну сторону.
На рис. VI. 129 показано, как включается селеновый
от сети переменного
выпрямитель в схему с питанием
тока. Поскольку такой выпрямитель пропускает ток толь¬
ко в одном направлении, через резистор проходит пуль¬
сирующий постоянный ток. Выпрямитель этого типа на¬
зывается однополупериодным, так как он дает постоян¬
ный ток в течение половины периода переменного тока.
В течение другой половины периода ток отсутствует.
Фильтрация пульсирующего постоянного тока. Пуль¬
сирующий постоянный ток, полученный на выходе выпря¬
лампы.
мителя, нельзя подавать на анод электронной
Анодный ток менялся бы в этом случае с каждым им¬

пульсом питающего напряжения. От

источника питания
351

Пульсирующий постоянный
ток, проходящий через резистор
нагрузка

Напряжение переменного тока,
приложенное к Выпрямителю

Рис.

VI. 129.
схема выпрямления
на селеновом
ток
в
по¬
выпрямителе.
стоянный ток. Ток проходит в течение половины каждого периода.

Однополупериодная
Переменный
преобразуется

пульсирующий

электронных ламп требуется, чтобы он давал неизменное
постоянное напряжение.
Пульсирующий постоянный ток необходимо сгладить
и

его

сделать

используется

Фильтр
и

одного

практически

Для этой

постоянным.

цели

фильтр.

состоит

из

резистора,

двух

постоянных

включенных

по

конденсаторов
рис. VI. 130.
или еще больше.

схеме

Конденсаторы имеют емкость по 20 мкф
При прохождении тока через фильтр конденсаторы

за¬

большой заряд. Как только
ряжаются
ток через
конденсатору
выпрямитель
прекращается,
отдают накопленный заряд, создавая ток в нагрузке. Та:
ким образом, конденсаторы помогают подавать в схему
радиоприемника постоянный ток.
и

накапливают

Кремниевые выпрямители. Одним
стижений
является

в

области

использование

выпрямителей

в

из

последних

полупроводниковых
кремниевых диодов

источниках

питания.

до¬

приборов
в

качестве

Кремниевый

диод
состоит из р-п перехода, похожего на р-п переход тран¬

Материал р-типа образуется добавлением к
кремнию небольшого количества алюминия, а материал
п-типа
путем добавления к кремнию
фосфора. Если
зистора.

352

Рис. VI.130. Однополупериодный

фильтра. После фильтра,
ра,

пульсирующий

селеновый

состоящего

из

выпрямитель

конденсаторов

и

и

схема

резисто¬

постоянный ток преобразуется в постоянный ток.

приложить к диоду напряжение переменного тока, то
ток через диод пойдет в одном направлении и не будет

проходить в противоположном.
Кремниевые выпрямители имеют

много преимуществ
перед выпрямителями других типов и благодаря этому
К преимуществам
широко используются.
кремниевых
выпрямителей относятся очень высокий коэффициент по¬
лезного действия и малые размеры.
Кроме того, попу¬

лярность кремниевых диодов как
няется

их

выпрямителей

объяс¬

способностью выпрямлять большие токй.

Рис. VI.131. Небольшой кремниевый
выпрямитель слева и электронная
лампа
и

12 Зак. 418

ту

справа

же

рассчитаны

на

одну

величину тока.

353

Рис.

У1.132.
Двухэлектродная
электронная лампа.

Выпрямители

на

электронные лампы,
мые

ламповых

Двухэлектродные

диодах.

диодами

(рис.

называе¬

VI. 132),

используются в качестве однополупериодных выпрямителей.
В диоде имеются прямонакаль¬
ный катод и анод. Напряже¬
ние на выпрямитель, напряже¬
ние

накала

лампы,

выпрямляющей

а также

напряжение
накала для других ламп радиоприемника подается с си¬
лового трансформатора (рис. VIЛ33).

Во вторичной обмотке образуется переменное напря¬
жение. Когда анод диода положителен, он притягивает
к себе
электроны, эмиттируемые катодом. Электроны
проходят в лампе ог катода к аноду и далее через об¬
мотку трансформатора. К катоду они возвращаются че¬
рез резистор нагрузки. Таким образом, катод является
положительным

полюсом

высоковольтной

обмотки

источника

питания,

трансформатора

а

вывод

отрицатель¬

ным полюсом.

VI. 133. Однополупернодный выпрямитель на ламповом диоде.
Когда анод положителен, он притягивает к себе электроны с катода,
и через лампу проходит ток. Когда ^нод отрицателен, ток через лам¬
пу отсутствует.

Рис.

354

Условное обозначений силового
трансформатора с двумя вто¬
ричными обмотками.

Когда полярность
пряжения
тока

на¬

переменного

меняется,

ста¬

анод

новится

отрицательным,
и ток через лампу не про¬
ходит. Так как ток через
лампу
проходит только
в

течение

половины

пе¬

получается пульсирующим.
Пульсирующий
ток, полученный с помощью однополупериодного выпря¬
мителя, нельзя без фильтрации использовать для пита¬
ток

риода,

цепей радиоприемника.
Двухполупериодные ламповые

ния

ции

тока,

полученного

с

выпрямители.

Пульса¬

помощью

однополупериодного
течение
потому что в

трудно сгладить,
совсем.
одного полупериода тока нет
выпрямителя,

Фильтр должен
обеспечить ток в то время, когда выпрямитель не рабо¬
Часто
используются выпрямители,
которые вы¬
прямляют оба полупериода переменного тока и тем са¬
мым создают более равномерный ток в нагрузке. Такие
выпрямители называются двухполупериодными.
Электронная лампа для двухполупериодного выпря¬
мителя представляет
собой два
помещенные
диода,
в один стеклянный баллон.
Выпрямитель радиоприемни¬
ка обычно должен давать анодное
напряжение 2§0 в
тает.

или выше.

Высоковольтная вторичная обмотка трансфор¬
отвод в средней точке. Каждая половина

имеет

матора

обмотки создает напряжение 250 в.
В двуханодной лампе, называемой кенотроном, имеет¬
ся два анода и два прямонакальных катода. Один анод
соединен с одним концом высоковольтной обмотки, а дру¬

гой

с

другим

Когда

(р.ис.

VI.134

и

VI.135).

1

он притягивает элект¬
положителен,
лампы
эту часть
роны с катода и ток
проходит через
Когда полярность напряжения переменного тока меняет¬
анод

ся, анод 1 становится отрицательным, а анод 2
жительным.

ней

точки

Через
и том же

12*

Теперь

ток

проходит

через анод 2

поло¬
из

сред¬

обмотки.
среднюю точку ток всегда

направлении.

Импульсы

проходит

в

одном

постоянного тока в ре355

Рис. VI. 134.
Электроны

анод 2 отрицателен.
анод 1 положителен,
Когда
проходят с катода к аноду 1 и возвращаются через

среднюю точку трансформатора.

Рис. У1.135. Когда анод 2 положителен, электроны протекают через
него и далее через среднюю точку
ка

происходит

Рис.

VI. 136.

в

течение

обоих

Кривые напряжения

периодного выпрямителя.

трансформатора. Выпрямление

полупериОдов переменного

на

входе

и

выходе

то¬

тока.

двухполу*

Рис. У1.137.

Двухполупериодный

фильтрации пульсирующего
состоящий

Для
выпрямитель с фильтром.
тока используется фильтр,

постоянного

из дросселя и двух конденсаторов.

зисторе нагрузки показаны на рис. У1.136. Ток течет по¬
время, однако фильтрация по-прежнему необхо¬
дима.
Фильтры с дросселем. Значительно лучшими каче¬
ствами обладает фильтр, в котором вместо резистора
чти все

используется дроссель, который
с

похож на

одной обмоткой. Он содержит

намотанных
ник.

много

трансформатор

витков

провода,

собранный из стальных пластин сердеч¬
Дроссель обладает лучшими качествами, чем рези¬

стор, потому
и в меньшей

на

что

он

обеспечивает лучшую фильтрацию
напряжение на выходе вы¬

степени снижает

(рис. VI.137).
Дроссель стремится поддержать

прямителя

кающего через
ком

двигателя,

него тока.

Его

постоянство

можно сравнить

который поддерживает

проте¬
махови¬

постоянство

ско¬

рости вращения. Дроссель способствует сглаживанию
пульсирующего постоянного тока. Как любая другая ка¬
тушка, дроссель Представляет собой индуктивность. В ис¬
точниках питания используются дроссели, имеющие ин¬
от 4 до 30 гн.
Величины индуктивности и емкости

дуктивность примерно

ра двухполупериодного выпрямителя
меньше, чем у однополупериодного.

элементов

обычно

фильт¬
бывают
357

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ

1.
Источник питания с однополупериодным
селеновым выпрямителем

Необходимые материалы:
Лист стали или алюминия толгциной 0,8 мм, 130x75 мм
Силовой трансформатор (Гр), первичное напряжение 127 в,
вторичное 125 в, обмотка накала 6,3 в
Селеновый выпрямитель на 50 ма (или соответствующий
диод)

*

.

.

,

Электролитический конденсатор 20 мкф,
Резистор от 33 до 100 ом, 1 вт (К г)
Резистор 10 ком, 5 вт (#2)
Резистор 20 ком, 5 вт (#3)
Тумблер (необязательно)
Контактная планка на 4 контакта

150 в (Сь С2)

Кольцевая резиновая прокладка диаметром 9,5

Шнур

питания

с

вилкой

.

1
1
1
2

1
1
1
1
1
м

...

.

1
1

Данный

источник питания содержит меньшее число
проще в изготовлении, чем блок питания
с двухполупериодным выпрямителем. Его выходной мощ¬
ности достаточно для питания любого из радиоприемни¬
ков, описанных в предыдущих главах.
Разметьте лист стали в соответствии с рис. VI. 139
и просверлите нужные отверстия. Согните лист с обоих
концов по пунктиру на угол 90°. Вставьте в отверстие
шасси резиновую прокладку диаметром 9,5 мм. Смонти¬
руйте селеновый выпрямитель и силовой трансформатор

деталей

и

рисунке. Отверстия для крепле¬
выпрямителя надо просверлить
в соответствии с монтажными отверстиями на этих де¬
талях. Смонтируйте конденсаторы С\ и С2 и резисторы
с нижней стороны шасси и пропустите выво¬
/?ь У?2 и
ды от них через отверстие с резиновой прокладкой. Ре¬
зистор Я1 служит только для защиты селенового выпря¬
на конденсаторе
мителя от перенапряжений
и может
иметь сопротивление от 33 до 100 ом.
Укрепите контактную планку и присоедините к ней
выводы источника питания, как показано на схеме. По¬
метьте контакты так, чтобы известно было напряжение
между каждой парой контактов. Включать напряжение
сети в этом источнике питания можно либо непосредст¬
венно с помощью вилки, либо с помощью дополнительв

местах,

ния

358

указанных

трансформатора

на
и

Рис. VI. 138. Однополупериодньш селеновый выпрямитель для пита¬
ния одно- и двухламповых приемников.

Рис.

VI. 139. Схема

и

шасси

однополупериодного

селенового

выпря¬

мителя.
359

ного

тумблера. Для

стенке

шасси

установки

тумблера

надо в боковой

9,5

просверлить отверстие диаметром

мм

между трансформатором и про¬
водом* идущим к вилке (рис. VI. 139). Подсоедините про¬
вод с вилкой к трансформатору. На этом изготовление
и подсоединить

выпрямителя

2.

тумблер

заканчивается.

Двухполупериодный выпрямитель

Необходимые материалы:
Силовой

450 в, 50

трансформатор (Тр) (обмотка

ма\ об¬

1

мотки 5 в и 6,3 в)
Дроссель 6 г«, 50 ма

1

Конденсатор электролитический 20 мкф, 450 в (Съ Со)
.".
Конденсатор электролитический 5 мкф, 450 в (С3)

.

.

20 ком, 10 вт
Выпрямительная лампа

.

Резистор

Ламповая панель
Тумблер однополюсный

(кенотрон)

типа

1

5Ц4С

1

Резиновая кольцевая прокладка 0 9,5 м
Резиновая кольцевая прокладка 0 13 мм

Кусок

текстолита

3x50x125

.

.

мм

1
1
1
1

Зажимы

Шнур

2
1
2

5

питания с
или

Лист стали

Разметьте

вилкой
алюминия

1

толщиной 0,8

мм

150x180

мм

1

с рис. VI. 142
Согните
просверлите нужные отверстия.
края листа по
пунктиру на угол 90°. Смонтируйте дроссель и силовой
трансформатор в местах, показанных на рисунке. Уста¬
лист

стали

в

соответствии

и

новите

тумблер

ша^си.

Сделайте контактную планку

в

отверстие

9,5

мм

передней

в

стенке

из

куска текстолита,
укрепите контактные зажимы и прикрепите планку к зад¬
ней стенке шасси. Установите с нижней стороны шасси
электролитические конденсаторы и два резистора.

Выполните соединения между деталями,
но на схеме.

Два резистора, соединенные

как

показа¬

последователь¬

но, служат для получения на выходе пониженного по¬
ложительного напряжения и для поддержания постоян¬
ной величины напряжения на выходе выпрямителя, кото¬
рое

будет

равно

приблизительно

200

в.

Поскольку

по¬

следовательно включенные

резисторы имеют одинаковые
сопротивления, напряжение между точкой их соединения
и

отрицательной

360

шиной будет

приблизительно

100

е.

Рис. VI. 140.
Двухполупериодный выпрямитель,
в
котором
силовой
используется
транс¬
и
форматор
кенотрон.

Рис. VI. 141.
прямителя
шасси.

с

Вид на монтаж вы¬
нижней
стороны

Рис. VI. 142. Схема и шасси двухполупериодного выпрямителя.
361

Сделайте

на контактной планке метки, позволяющие лег¬
ко различать выходные напряжения выпрямителя.
Контрольные вопросы
1. Почему для питания радиоприемников нужно
стоянного тока?
2.

напряжение по¬

Какое напряжение получается на выходе однополупериодного

выпрямителя?
3. Каково назначение фильтра?
4. В чем заключается роль конденсатора в фильтре?
5. Почему в фильтрах используются электролитические
саторы?
6. Как называются электроды лампового диода?

конден¬

7. Как называется выпрямитель, в котором используется только
один диод?
8. Объясните преимущества двухполупериодного выпрямителя.
9. Сколько диодов нужно для двухполупериодного выпрямителя?
10. Для чего служит дроссель в фильтре?
'

30.

ПЕРЕДАЧА РАДИОВОЛН

Радиосигналы. Выше

мър познакомились с основны¬

принципами приема радиосигналов. Перейдем теперь
к вопросам, касающимся передачи
радиоволн. Основны¬
ми узлами передатчика являются
генератор высокой час¬
ми

тоты, источник питания и антенна.

Как

показано на схе¬

рис. VI. 143, генератор высокой частоты связан с ан¬
тенной, излучающей сигналы в пространство.
Частоты выше 15 кгц называют иногда радиочасто¬
тами из-за того, что они применяются для передачи ра¬
диосигналов.
Весь диапазон радиочастот делят на более узкие диа¬
пазоны, например, так:
ме

Частота

Наименование

От 15 до 30 кгц

Сверхдлинные

От 30 до 300 кгц
От 300 до 3000 кгц

Длинные

От 3 до
От

Мгц

30 до 300 Мгц

От 300

От

30

до

3000 до

По существу

Средние волны
Короткие волны
Метровые

Мгц
30000 Мгц

3000

все

волны

волны

волны

Дециметровые волны
Сантиметровые волны
радиосигналы

служат

для

связи.

Для переноса требуемой информации используются ра¬
диосигналы различного рода. Мы уже знаем, что для пе¬
редачи звуковых частот используют амплитудную или
Еще одним способом передачи
частотную модуляцию.

362

Рис. VI.143. Основными узла¬
ми передатчика
являются ис¬
точник питания, генератор вы¬
сокой частоты и антенна.

информации
ния

является

применение

кода

Морзе.

Замыка¬

телеграфного

ствующие

ключа, осуществляемые через соответ¬
сигналы
создают
интервалы
времени,

(рис. VI.144).
Телевизионные

Такие
и

сигналы

называют

фототелеграфные

телеграфными.

сигналы

представ¬
ляют собой другие
виды сигналов,
используемых для
передачи информации.
Возбуждение колебаний. Основным назначением ра¬
диопередатчика является возбуждение колебаний ра¬
диочастоты с помощью генератора или автогенератора.
Схема генератора содержит колебательный контур, об¬
разованный катушкой Ь и конденсатором С (рис. VI. 145).
Если зарядить конденсатор, то он будет разряжать¬
ся, создавая поток электронов, проходящих через катуш¬
ку к положительно заряженной пластине конденсатора.

Ток, проходя по катушке, создает вокруг нее магнитное
поле. Когда поток электронов иссякает, магнитное поле
катушки сжимается и в катушке возникает противо- э. д. с.,
с противоположной по¬
перезаряжающая конденсатор
в конденсаторе,
лярностью. Энергия снова запасается
после чего

повторяется цикл разряда через катушку

ин¬

дуктивности.
Движение электронов в 1,С-контуре то в одном, то
в другом направлении свидетельствует о существовании
в нем колебаний. Частота колебаний определяется вели¬
чинами емкости и индуктивности. Как мы уже знаем, ее
можно подсчитать по боомуле

но

Колебания в 1С-кбнтуре продолжались бы бесконеч¬
долго, если бы сопротивление в контуре равнялось ну-

Рис. VI.144. Точки
ставляющие

международного
Они получаются
вании

и тире, пред¬

собой

незатухающих

частотных

сигналы

кода Морзе.
при
преры¬
высоко¬

колебаний.
363

VI. 145,

Рис.
ном

В

параллель¬

^-контуре

заряд и раз¬
ряд конденсатора
происхо¬
дит по синусоидальному за¬
кону.

лю.

Поскольку

в

каж¬

контуре имеется
некоторое сопротивле¬
ние, колебания быстро
затухают, поэтому- для
колеба¬
поддержания
какое-либо дополнительное
дом

ния нужно использовать
устройство.
Генератор с катушкой обратной связи. В схеме
с положительной обратной связью {рис. VI. 146)
незату¬
хающие колебания получаются с помощью электронной
лампы.

Через

дается

в цепь

ния. Этот

При

и

сетки,

^-контур

обратной связи энергия снова по¬
в 1С-контуре возникают колеба¬

называют

включении питания

магнитное

в

катушку

анодную

поле в

цепь).

колебательным контуром.
анодный ток создает

схемы

катушке обратной связи (включенной
Это магнитное прле возбуждает ток

в сеточной катушке. Подача энергии из анодной цепи
в сеточную приводит к возникновению генерации. Чтобы
получить генерацию, важно правильно связать
между
собой анодную и сеточную катушки.
связь

Обратная

должна

по частоте и

фазе

соответствовать

колебаниям,

возникающим в цепи сетки. Если колебания в схеме не

возбуждаются,

нужно

попробовать

поменять местами вы¬

одной из катушек.
Оч^нь важную роль
в
работе генератора
играют конденсатор и
включенные
резистор,
в цепи сетки. Они соз¬
автоматическое
дают
смещение рабочей точводы

Рис. VI. 146. Основная схема
об¬
генератора с

катушкой

связи. Частбта ко¬
ратной
лебаний определяется вели¬
чинами I и С»
364

Рис, У1.147.
связью.

Трехточечный

Обратная

связь

обратной

индуктивной

с

генератор

осуществляется

за

счет

подачи

энергии

из

индуктивности. Цепь об¬
и С1 образуют контур
ратной связи выделена жирными линиями.

анодной цепи

генератора,

а

в

цепь

/-г

сетки

при

помощи

часть катушки индуктивности,
связь с анода на сетку.

которую

через

обратная

Ср

раздели¬
тельный конденсатор, не допускающий попадания постоянной состав¬
ляющей анодного напряжения на сетку.
осуществляется

электронной лампы и обеспечивают ее эффективную
работу.
Трехточечный генератор с индуктивной обратной
связью. Существует много различных схем генераторов
ки

электронных лампах. В большинстве случаев они раз*
способом
На
подачи
обратной связи.
рис. У1.147 показана схема трехточечного генератора
с индуктивной обратной связью. От предыдущей схемы

на

личаются

она отличается лишь тем, что в ней

используется

только

одна

имеется

связанный

возбуждаемых

в

катушка индуктивности, у которой
с катодом. Частота колебаний,
генераторе, определяется величинами Ь

Следует

помнить, что ток,

отрод,

С.

и

анодной це¬
проходящий
Электроны, прохо¬
в

пи, проходит также и в цепи катода.

дящие

через анод,

через катодную

должны

часть

к

возвратиться

катушки.

Вследствие

катоду

этого

часть

катушки, расположенная
на
рис. VI.147 ниже ка¬
тодного

отвода,

возбуж¬

дает в цепи сетки ток и
обеспечивает
необходиРис. VI.

148. Трехточечный ге¬
с

индуктивной обрат¬
ной связью,
выполненный на
нератор

транзисторе
365

Рис. VI. 149, Кристалл кварца
размещается между двумя ме¬
таллическими

пластинками.

частота

зонансная
толщины

зависит

кристалла.

кристаллы

имеют

Ре¬
от

Толстые

меньшую ре¬
а тонкие

зонансную частоту,
более высокую.
мую

обратную

связь.

Вместо электронной

лампы

можно

транзистор. Схема трехточечного транзи¬
сторного генератора с индуктивной обратной связью по¬
казана на рис. VI.148. ЬС-контур остается
измене¬
без
использовать

ний. Напряжение коллектора, попадая
ки контура, возбуждает в
щий колебания в контуре.

цепи

на часть катуш¬
базы ток, поддерживаю¬

Генератор с кварцевой стабилизацией частоты.
Пьезоэлектрический эффект в кристаллах уже был опи¬
сан в § 9. Мы узнали, что, если к противоположным гра¬
ням кристалла приложить переменное напряжение, в нем
установятся механические колебания. Когда частота на¬
пряжения совпадает с частотой механического резонан¬
са, амплитуда колебаний становится очень большой. Та-'
кие кристаллы
в схемах автоге¬
можно использовать
нераторов. Они обеспечивают очень высокую стабиль¬
ность частоты и очень желательны в схемах, где работа
ведется только на одной частоте.
Тип среза кристалла кварца и толщина материала
определяют частоту его механического резонанса, кото¬
рая называется

может

0,1

мм.

иметь

Его

основной

частотой.

размеры около 10x10
помещают

между

Кристалл

мм и

двумя

кварца
толщину менее

металлическими

Рис. VI.150. Схема автогенератора с кварцевой стабилизацией
стоты. Обратная связь осуществляется через
межэлектродную
кость лампы.

ча¬
ем¬

Рис. VI.151. На

схеме

слева

показана

индуктивная связь,

которой

в

катушка индуктивности
вичной

обмоткой

в

сетки

цепи

ра. На
альное

схеме
звено

анодного контура генератора служит
пер¬
высокочастотного
трансформатора, а катушка

усилителя
справа
связи,

ром расстоянии от

для

что

вторичной обмоткой
индуктивной связи

позволяет

размещать

называемые

кристалла,

трансформато¬
специ¬

некото¬

генератора.

пластинками в кристаллодержателе

стинки,

этого

используется
усилитель на

что

дает

рировать. Каждая

(рис. У1.149). Пла¬
граней

касаются
электродами,
возможность
свободно
ему

пластинка

соединена

с выводом,

виб¬
или

кри¬
кристаллодержателя, благодаря чему
сталл можно подать напряжение.
Схема генератора с кварцевой стабилизацией пока¬
зана на рис. VI. 150. Кристалл представляет собой коле¬
бательный контур, включенный в цепи сетки. Если анод¬
ный контур, состоящий из Ь и С, настроить на частоту
колебаний кварца, то энергия из анодного контура пода¬
на

штырьком,

обратно ца сетку- через межэлектродную емкость
элементов лампы. Это объясняется тем, что емкость, су¬
ществующая между анодом и сеткой, действует как кон¬
ется

денсатор
этому и

связи

Поскольку
сетки

на

между анодом

энергия

и

сеткой. Эта емкость по¬

межэлектродной

называется

из

резонансной

анодной
частоте

цепи

емкостью

лампы.

подается

в

кристалла,

в

цепь

кристалле

Рис. VI. 152. При емкостной
переходный конденса¬

связи

тор представляет собой цепь
с малым сопротивлением для
сигнала
высокой
частоты.

Кроме того, он не допускает
попадания постоянного
на¬
пряжения с анода генерато¬
ра на сетку усилителя.

Рис. У1.153. Блок-схема

пере¬

датчика, в котором между ге¬
нератором и антенной использу¬
ча¬
высокой
ется усилитель
стоты.

колебания.

возникают

Благодаря

кристаллу
кварца автогенератор име¬
ет
очень
высокую ста¬
бильность частоты.
Усилители высокой ча¬

Автогенераторы

стоты.

обычно

не

таточной
выходе.
мощности

обладают
мощностью

дос¬
на

Для
усиления
колебаний, по¬

можно
лучаемых на выходе автогенератора,
вать усилители высокой частоты. Повышение

использо¬

мощности
радиосигналов позволяет принимать их на более далеких
расстояниях. Выход усилителя подсоединяется к пере¬
дающей антенне. При необходимости усилитель может
состоять из нескольких усилительных каскадов. Связь
между генератором и усилителем высокой частоты бы¬
или
вает
емкостной
индуктивной (рис. VI.151)

(рис. VI.152).
Желательно,

чтобы усилитель высокой частоты рабо¬
хорошим коэффициентом полезного действия. Все
усилители по своему режиму работы делятся на три
тал с

класса. Это деление определяется условиями, в которых

электронная лампа. В усилителях класса А на¬
пряжение смещения сетки выбирается так, что анодный

работает

Усилители
класса А имеют
ток проходит все время.
очень хорошую частотную характеристику, и поэтому их
используют в радиоприемниках и усилителях высокока¬
чественного воспроизведения. Усилитель класса В имеет
такое напряжение смещения сетки, что в отсутствие сиг¬
нала на сетке через лампу проходит очень маленький
ток. Усилители класса В отдают значительно
мощность на выходе, чем усилители класса А,

зуются в оконечных мощных усилителях
коусилительных системах.

Коэффициент
С

полезного

может достигать

368

80%. В

во

ббльшую
и исполь¬

многих

действия усилителя
режиме класса

С

зву¬

класса

длитель¬

ность протекания анодногр тока лампы составляет менее
половины периода колебаний высокой частоты. Посколь¬
ку ток от источника питания проходит через лампу толь¬

коэффициент полезного действия лам¬
Другим.и словами, мощность в анодной

ко часть времени,
пы повышается.

цепи расходуется только на протяжении части периода
колебаний.

Цепь

сетки

в усилителе класса

боты усилителя

класса

С следует

С. Рассмотрение ра¬
начать

с

цепи

сетки.

Напряжение смещения подается на сетку лампы так, как
показано на рис. VI. 154. Величина напряжения смеще¬
ния обычно вдвое превышает напряжение отсечки. Это
значит, что если анодный ток прекращается при напря¬
жении смещения
20 в на сетке данной лампы, то для

работы
но

в

быть

режиме
40 в.

класса

Пока сигнал на сетку
пи

не

С напряжение смещения долж¬
не

поступает,

ток в

анодной це¬

проходит. Соединим теперь генератор

с усилите¬
лем так, чтобы сигнал генератора поступал на сетку.
В нашей конкретной схеме связь генератора с усилите¬
лем осуществляется через конденсатор. Конденсатор

должен иметь низкое реактивное сопротивление на ча¬
стоте сигнала, поэтому часто используют конденсаторы
большой емкости. Сигнал, поступающий с предыдущего

усилителя или генератора, должен быть достаточно боль¬
шим, чтобы преодолеть отрицательное напряжение сме¬
щения и сделать сетку положительной.
Высокочастотный дроссель имеет большое полное
сопротивление для частоты сигнала и препятствует, сле¬
довательно, его «замыканию» на землю.

Когда сетка становится положительной, электроны,
эмиттируемые катодом, идут к сетке, и в сеточной цепи
начинает

проходить

ток.

Этот

ток

можно

обнаружить

миллиамперметра, включенного в Яепь сетки.
На рис. VI.155 показаны наложения и токи, действую¬
щие в усилителе класса С.

с помощью

в усилителе класса С.
Анодная цепь
показанного
на рис. VI. 154, состоит из индук¬
усилителя,
тивности и емкости, образующих колебательный контур,
высокочастотного дросселя, шунтирующего конденсато¬

Анодная цепь

ра и источника анодного напряжения. Колебательный
контур должен быть настроен в резонанс с поступающим
на вход усилителя сигналом. Высокочастотный дроссель
36»

Гънрратор

Рис. VI. 154.
связи и цепь
на

сетку

торый

Переходной
конденсатор

Автогенератор
сетки

усилитель с емкостной связью.

и

допускает

подается

амперметры измеряют
стройки схемы.

токи

через

сигнала

утечки

Цепь

жирной линией. Напряжение

выделены

усилителя

не

Усилитель

в

цепях

высокочастотный
генератора
и

на

смещения
ко¬
дроссель,

зеМлю.

Милли¬

могут использоваться для на¬

Рис. VI.155. График показывает влияние сигнала, действующего на
<сетке, на анодный ток усилителя. Слева внизу изображен
сигнал,
поступающий на сетку Когда под действием этого сигнала сетка
становится

370

положительной,

в

ее

цепи

протекают

импульсы

тока.

Рис. VI. 156. Длина
расстояние,

волны

электромагнитная

проходит
энергия за вре¬

мя, равное одному периоду.
обозначается буквой А».

и

эта

которое

Она

шунтирующий конденсатор

попаданию
препятствуют
высокой частоты в источник
питания. Величина анодного
напряжения

С
3000

са

определяется
усилители клас¬
при анодных напряжениях, достигающих

используемой

типом

работают

лампы.

Некоторые

в.

Когда напряжение смещения сетки вдвое превышает
напряжение отсечки, ток в анодной цепи проходить
не будет, пока на сетку не поступит достаточно большой
сигнал. Если сигнал, поступающий на сетку, достаточно
велик, то изменения напряжения на сетке вызовут им¬
пульсы анодного тока (рис. VI. 155).
Чтобы анодный ток повторял сигналы, поступающие
на сетку, нужно настроить колебательный контур в ре¬

При настройке в ре¬
импульсы анодного тока будут проходить через
катушку индуктивности и конденсатор. Заряд и разряд
конденсатора через катушку индуктивности должны про¬
текать синхронно с импульсами анодного тока. В резуль¬
тате колебательный контур будет создавать незатухаю¬
зонанс с частотой сигнала на сетке.

зонанс

щие колебания

нужной

частоты.

Весьма важно, чтобы колебательный контур был на¬
строен в резонанс, так как в противном случае может
быть повреждена электронная лампа.
Миллиамперметр, показанный на рис. VI. 154, служит
для измерения анодного тока и, кроме того, может ис¬

Анодный

резонанс.
параллельным
максимальное
шении

теля

стигнут,

тока.

Следовательно, настройку усили¬

по
вести
миллиамперметру,
анодной цепи. Пока резонанс еще не до¬
анодный ток будет максимальным, но при резо¬
резонанс

включенному
нансе

и поэтому при настройке в резонанс имеет
сопротивление, что проявляется в умень¬

анодного

в

индикатора настройки контура
колебательный контур является

качестве

в

пользоваться
в

можно

в

миллиамперметр
ние тока.

отметит определенное уменьше¬
371

Предотвращение самовозбуждения усилителя. Мощ¬
ные усилители предназначены для усиления напряже¬
ния, создаваемого генератором, поэтому нежелательно,
чтобы в них возбуждался свой собственный сигнал. Изза существования
межэлектродных емкостей в электрон¬
ной

лампе

из

энергия
в

попасть

виде

анодной цепи

очень

положительной

легко

может

обратной

связи

сетку. Когда это происходит, лампа начинает гене¬
рировать некоторый новый сигнал. Чтобы не допустить

на

самовозбуждения, необходимо нейтрализовать обратную
связь в усилителе.

Одним
зование

из

наличию

ря

способов нейтрализации является исполь¬
имеющих экранирующие сетки. Благода¬
экранирующей сетки между управляющей

ламп,

сеткой и анодом

удается

исключить

Экранирующая

нежелательную

уменьшает связь
между анодной и сеточной цепями и позволяет предот¬
вратить самовозбуждение усилителя.
Вибраторная антенна. Если усилитель высокой ча¬

обратную

связь.

сетка

в пространство, передат¬
это провод,
нужно соединить с антенной. Антенна
который отбирает энергию из передатчика и излучает ее
в пространство в виде электромагнитных волн. Чтобы
антенна работала эффективно, она должна быть настро¬
стоты должен посылать сигнал
чик

ена на

частоту

сигнала

передатчика.

Простейшей антенной для радиопередатчика являет¬
полуволновой вибратор. Вибратор представляет со¬

ся
бой провод длиной в половину длины волны высокоча¬
стотного сигнала. Такой провод
действует аналогично
колебательном
и
в
обычном
Как
резонансному контуру.

контуре,

в

тивление.

индуктивность, емкость и сопро¬
частоту, можно рассчитать не¬
длину провода.

нем

Зная

обходимую

Формула
Длина

имеется

рабочую

для определения длины волны имеет вид

волны

(в метрах)

=

.

частота

(в мегагерцах)

Эта формула не вполне точна для реального прово¬
да, поскольку она справедлива для волны, распростра¬
няющейся в свободном пространстве. Из-за наличия
сопротивления у проврда реальный полуволновой вибра¬
тор будет приблизительно на 5% короче. Следователь¬
372

но, усредненная
вода будет:

формула

Половина длины

волны

резонансной

для

(в метрах)

длины про

=
.
частота

Подсчитаем длину полуволнового

(в мегагерцах)

вибратора

боты на частоте 7000 кгц. Так как частота
=

7

Мгц,

то

половина

волны

длины

для ра¬
7000 кгц

(в

метрах)

=

140

=20

=

м.

Таким

образом,

длина полуволнового виб¬

ратора равна 20 м.

Фидерные
ля

линии.

высокой частоты

Для передачи энергии
к антенне

от усилите¬
нужно использовать пере¬

дающую линию (фидер). Передающая линия состоит
из двух параллельных проводов, расположенных на оди¬
наковом расстоянии один от другого. Так как эти прово¬

да обладают емкостью, индуктивностью и сопротивле¬
нием, они создают определенное сопротивление для
протекающего по ним тока. Существует несколько типов
передающих линий. -Одним из наиболее распространен¬
ных является

коаксиальный кабель. Внутренний провод¬

кабеле расположен по оси и окру¬
экраном. Для изоляции
проводником
внутреннего проводника от наружного экрана исполь¬
зуется полиэтилен (рис. VI.157). Другим типом пере¬
дающей линии является ленточная линия, также пока¬
занная на рис. VI.157.
Если антенна присоединяется к передающей линии,,
в коаксиальном

ник

внешним

жен

важно, чтобы вся энергия с выхода усилителя переда¬
валась в антенну. Максимальная передача энергии име¬
ет место, когда полное сопротивление передающей ли¬
нии

полуволновому

обычно подсоединяется
Такая антенна имеет
73

антенны.

равно полному сопротивлению

К

ом.

Следовательно,

энергии от

передающей

вибратору
в

входное

для
линии

точке

к

VI. 158).

(рис.

сопротивление

максимальной

тору надо, чтобы сопротивление

линия

передающая

средней

полуволновому

передающей

около

передачи

вибра¬

линии

со¬

примерно 73 ом. Как коаксиальный кабель,
так и двухпроводная линия могут иметь сопротивления
от 73 до 75 ом. Входное сопротивление антенны зависит
от ее конструкции. Антенна любого типа требует, чтобы
с ней.
передающая линия была согласована
ставляло

373

Рис.

VI.157.

нии

(фидеры),

Передающие

ли¬

используемые

мощности к ан¬
передачи
тенне, обычно представляют со¬
бой коаксиальный кабель

для

(ввер¬

ху)

или

двухпроводную

ную линию

Для

связи

передающей

можно

усилителя

линии

использовать

с

ленточ¬

(внизу).

выходом

мощного

высокочастотный

транс¬

форматор (рис. VI. 159).
Умножители частоты. Автогенераторы стабильнее
работают на относительно низких частотах, чем на высо¬
ких. Поскольку стабильность частоты
радиопередатчика
очень важна,

рассчитывают для ра¬
более низкой, чем частота
выходного усилителя. Увеличить частоту сигнала можно
с помощью умножителя частоты. Умножитель частоты
работает на гармонике более низкой частоты, которая
боты

на

автогенератор

часто

частоте значительно

называется

основной

частотой

или

Частота второй гармоники вдвое
стоты, частота третьей гармоники
новную частоту. Если
на 4

Мгц,

то четвертая

первой гармоникой.

больше

основной

ча¬

втрое превышает ос¬
генератора рав¬
гармоника будет 16 Мгц.

основная частота

Схема умножителя частоты очень похожа на схему
обычного усилителя класса С. В обычном усилителе
анодный колебательный контур настроен на ту же са¬
мую частоту, что и входной, или сеточный, контур. В ка¬
скаде умножителя анодный колебательный контур на¬

страивают на гармонику частоты, на которую настроен
.сеточный контур. Для удвоения частоты 4 Мгц, получае¬
мой от генератора, выходной контур умножителя часто¬
ты должен быть настроен на 8 Мгц (рис. VI.160).

Рис.
VI.158.
Конструкция
полуволнового
вибратора,
возбуж¬
даемого двухпроводной ленточной линией с волновым
сопротивле¬
нием 75 ом%
374

Рис. VI. 159. Индуктивная связь
с выходом оконечного усилителя.

коаксиальной

Для работы
контур должен

удвоителя

шающую

щий

в

качестве

передающей

линии

анодный

частоты

быть настроен на частоту, вдвое превы¬
частоту входного сигнала. Сигнал, поступаю¬

сетку, создает импульс анодного тока в колеба¬
колебательный контур настро¬
входного сигнала, ток в коле¬
бательном контуре изменится на два полных периода,
прежде чем придет следующий импульс анодного тока.
на

тельном контуре. Так как
ен на
удвоенную частоту

Импульсы
в контуре.

анодного

тока

колебания

поддерживают

Принцип действия

частоты такой же, как и

утроителя и учетверителя
удвоителя частоты.

Необходимо отметить, что при каждом увеличении
происходит уменьшение общего коэффициента

частоты

действия. Поэтому, когда частота гармоники
в несколько раз превышает основную частоту, для ком¬
пенсации потерь в величине сигнала может потребовать¬
полезного

ся несколько каскадов

усиления.

Рис. У1.160.
жения
чике.

Каскад умно¬

частоты

Анодный

страивают
частоту

на

сигнала,

в

передат¬
на¬

контур

удвоенную

действую¬

на сетке,
так что на
щего
каждый
период колебаний
на сетке приходится два пе¬
риода

колебаний

в

анодном

контуре.

375

Рис. У1.161. Телеграфный ключ
тодной цепи дает возможность
чать и выключать анодный ток.

Если генератор

и

в ка¬
вклю¬

умножи¬

тель частоты не дают достаточ¬

работы

ной мощности для
нечного

усилителя,

пользовать

еще

можно

ис¬

каскад

один

усилителя высокой частоты. Такой, усилитель

око¬

часто

на¬

буферным. Буферный

усилитель может исполь¬
зоваться также между генератором и выходным усили¬
телем для предотвращения влияния усилителя на рабо¬
зывают

чую частоту генератора.

Телеграфная манипуляция в передатчиках. Если ми
хотим, чтобы передатчик передавал сигналы кода Мор¬
зе, нужно иметь возможность управлять в нем

возбуж¬

Телеграфные

дением генерации.

передатчики работают
от телеграфного ключа. Имеется несколько способов те¬
леграфной манипуляции передатчика. В одном из наибо¬
лее распространенных способов телеграфный
ключ
ис¬
пользуется для замыкания и размыкания цепи катода
(рис. VI. 161). Когда ключ замыкает цепь, через лам¬
пу проходит ток. Когда ключ разомкнут, ток отсут¬
ствует.
Как показано на схеме рис. VI. 162, отпирание
цепей катодов происходит одновременно в генераторе
и выходном

усилителе.

АмпЛйтудная модуляция в передатчике. При ампли¬
тудной модуляции сигнал звуковой частоты воздейству¬
ет на амплитуду несущей. Когда напряжение звукового
е. модулирующее напряжение, полояШтелЬно,
сигнала,
амплитуда несущей увеличивается; когда модулирующее
напряжение отрицательно, амплитуда несущей уменьша¬

Для осуществления модуляции несущей нужно
воздействовать звуковой волной на несущую так, чтобы
ется.

амплитуда несущей менялась в соответствии с амплиту¬
дой этой волны. Модуляция осуществляется при помощи
модулятора.
ты,

Модулятор

соединенный

образом,

с

это

усилитель
усилителем высокой

что сигнал

звуковой

звуковой

часто¬

частоты

таким

частоты надкладывается на

несущую.

Модулятор можйо сравнить со звукоусилительной
системой, используемой для усиления звуковых частот.
376

Рис. VI. 162. Полная схема передатчика частоты 7 Мгц. Цепь теле¬
(цепь ключа) выделена жирной линией.

графной манипуляции

Рис.

VI. 163. Блок-схема

передатчика,

работающего

в

режиме

ам¬

плитудной модуляции.
377

Для осуществления модуляции надо иметь микрофон,
преобразующий звук в переменный ток. Этот ток усили¬
вается усилителем звуковой частоты и подается на мо¬
дуляторную или выходную лампу. В звукоснимательной
системе сигнал с выхода усилителя подается на громко¬
говоритель; в модуляторе это сигнал поступает в усили¬
тель высокой частоты.
Способы осуществления
амплитудной модуляции.
Существует несколько разных способов подачи сигнала

звуковой

в высокочастотный усилитель. Одним
распространенных способов является анодная
модуляция. При этом способе используют двухламповую
схему, называемую двухтактным усилителем класса В
(рис. VI.164), Выходной сигнал модулятора подается
в оконечный усилитель высокой частоты через модуля¬
из

частоты

очень

трансформатор. Напряжение звуковой частоты,
вторичной обмотке трансформатора,
добавляется к анодному напряжению усилителя высо¬
кой частоты. Таким образом, напряжение звуковой ча¬
ционный

возникающее на

суммируется или вычитается из постоянного на¬
пряжения на аноде. Основной недостаток анодной моду¬
ляции заключается в том, что для нее требуется значистоты

Рис. VI.164. Схема анодной модуляции усилителя.
378

Рис. VI. 165. Схема сеточной модуляции усилителя.

Рис.

VI.166. Схема

модуляции

усилителя

по экранирующей

сетке.
379

тельная

мощность

звуковой

усилителей

мощных

частоты.

звуковой

Изготовление

частоты

же

достаточно

дорого.
способ модуляции,

Другой

меньшая мощность

ной
ты

звуковой

В

показано

на

модуляции

Еще

требуется

этом

на

сеточной

является

уменьшение

выходной

несущей.

один

сигнала

котором

случае сигнал звуковой часто¬
сетку усилителя высокой частоты, как
схеме рис. VI. 165. Серьезным недостатком

модуляцией.
подается

мощности

при

частоты, называется сеточ¬

способ

звуковой

модуляции

частоты

на

заключается

в

подаче

сетку.
На рис. VI. 166 модулирующий сигнал звуковой частоты
подается на экранирующую сетку через трансформатор.
Однако мощность несущей на выходе при модуляции
по экранирующей сетке составляет всего лишь четвертую
или третью часть мощности, которую можно получить
на том же самом усилителе высокой частоты при анод¬
ной модуляции.

Контрольные

экранирующую

вопросы

1. Каково назначение

2. Чем определяется

радиосигналов?
параллельного ^С-контура?
катушка обратной связи в регенеративной
частота

3. Для чего служит
схеме?
4. Как осуществляется

обратная связь в трехточечном генера¬
торе?
5. Укажите преимущества автогенератора с кварцевой стабили¬
зацией.
6. Чем определяется частота кристалла кварца?
7. Каковы функции колебательного контура в усилителе высо¬
кой частоты

класса

С?

8. Объясните, почему нежелательно самовозбужденйе усилителя
высокой частоты.
9. Подсчитайте длину провода, необходимого для Полуволново¬
го

вибратора,

который

будет

эффективно

работать

на

частоте

3000 кгц.
10. Зачем нужно согласовывать фидерную линию

и антенну?
11. Назовите два вида фидерных линий.
12. Для чего служит умножитель частоты передатчика?

13. Каково назначение телеграфного ключа передатчика?
14. Назовите три способа модуляции сигналов в передатчике

амплитудной модуляцией.
380

с

31.

ДОСТИЖЕНИЯ РАДИОТЕХНИКИ

Передающая телевизионная трубка. Телевидение
было одним из крупнейших изобретений.
На телецентре имеются два передатчика (рис. VI.168).
Один из них посылает сигналы изображения, а другой
звука. Сигналы изображения передаваемой сцены снача¬
ла формируются в передающей телевизионной камере.
В этой камере используется электроннолучевая трубка,
обладающая чувствительностью к свету. В трубке изо¬
бражение преобразуется в электрические сигналы.
Передавать все изображение сразу невозможно. Не¬
обходимо разбить его на небольшие элементы. По изо¬
бражению, создаваемому светом, попадающим в объек¬
тив телевизионной камеры, перемещается луч электро¬
нов, называемый сканирующим лучом. Движение луча
начинается с

верхней

и заканчивается в

Сканирующий
строк. Каждое
ментов

строк;

луч

полное

различной

изображения слева направо
изображения.
разлагает изображение на 625
изображение образуется из эле¬

части

нижней части

освещенности, входящих в эти 625
одного изображения (кадра) тре¬

Для развертки

буется 1/25 секунды, следовательно, каждую секунду
передается 25 кадров (рис. VI.169).
Телевизионный передатчик. Электрический сигнал, по¬

лучаемый
телем.

в

передающей трубке, усиливается видеоусили¬
изображения с выхода видеусилителя мо-

Сигналы

Рис. VI.167. Телевизионная передающая камера.
381

Рис. VI. 168. Блок-схема передающей телевизионной станции. Один
сигналы
передатчик посылает сигналы
изображения, а другой
звука.

дулируют высокочастотную несущую передатчика и из¬
лучаются затем через передающую антенну.
Телевизионные сигналы распространяются прямоли¬
нейно, подобно лучам света. Поэтому передающие ан¬
чтобы
тенны размещают как можно
того
для
выше,

Рис. VI.169.
бражения

на

онной камере.

Разложение
строки

изо¬

в телевизи¬

Каждый кадр

редается в течение

пе¬

1/25 секунды

625 строк. Кадр со¬
двух
полукадров по

и содержит

стоит

из

312,5 строк. Сначала
сканиру¬
ются строки, показанные сплош¬
ными линиями, затем луч воз¬
вращается к началу второго полукадра и сканирует строки, по¬
казанные пунктиром.

382

Рис. VI. 170. Общий вид телевизионного передатчика дециметрового
диапазона.

сигналы могли

распространяться на большие

VI. 172).
На обычной радиовещательной

ния

расстоя¬

(рис.

колебания

станции

несущую таким об¬
разом, что ее амплитуда увеличивается и уменьшается
амплитуды
при изменении

звуковой

частоты

воздействуют

на

звуковых

колебаний,

т.

е.

амплитудная
применяется
модуляция. В телевидении ис¬
пользуется другой способ на¬
ложения
колебазвуковых

Рис. VI.171. Радиорелейные стан¬
расположенные
приблизи¬

ции,

тельно

на

позволяют
расстояния
граммы

и

50

км

друг

передавать

на

от

друга,

большие

телевизионные
осуществлять

про¬

дальнюю

телефонную связь Радиорелейные
линии
работают на волнах санти¬
метрового
ны

диапазона.

Такие

вол¬

прямоли¬
подобно лучам света.

распространяются

нейно,

383

Рис. У1.172. Так как телевизионные сигналы распространяются пря¬
молинейно, антенны нужно поднимать как можно выше.

ний на несущую

частотная модуляция. При частотной
изменяют частоту не¬
модуляции звуковые колебания
сущей, как показано на рис. VI. 173.
Частотная модуляция применяется и на радиовеща¬
тельных

диапазона ультракоротких
частотно-модулированными
Основным преимуществом использования

иногда
ми.

волн.

станциях

модуляции

является

что

то,

помехи

троприборов, атмосферных
бильного

зажигания

в

от

разрядов
приемнике не

частотной

домашних

и

Их

станция¬

называют

цепей

элек¬

автомо¬

прослушиваются,

того, частотная модуляция позволяет получить
лучшее качество звучания.
Телевизионный приемник. В телевизионном приемни¬
ке имеется переключатель телевизионных каналов, ис¬

Кроме

пользуемый

для

выбора

той

или

иной

телевизионной

программы. При установке этого переключателя, напри¬
мер, в положение, соответствующее первой программе,
или, как иногда говорят, первому каналу, приемник

Рис. VI.173. При частотной модуляции звуковые колебания
действуют на частоту несущей, а амплитуда ее остается без
нений.

384

воз¬
изме¬

Рис. VI.174. Сигнал изображения, принимаемый телевизором, посту¬
пает в приемную электроннолучевую трубку (кинескоп). Там он воз¬

действует

на

ток

электронного

луча по экрану на
визионной камерой.

оказывается

нем

луча.

При

воспроизводится

настроенным

на

движении

сцена,

сигналы

электронного
теле¬

передаваемая

изображения

и

звука, передаваемые телевизионной радиостанцией пер¬
вой программы. Так как сигналы изображенйя и звука
передаются на несколько отличающихся друг от друга
несущих частотах, в приемнике они разделяются. Звуко¬
вой сигнал усиливается и воспроизводится через громко¬
говоритель. Сигнал изображения после усиления воспро¬
изводится на экране кинескопа.

Рис. VI.175.

13

Ззк. 418

Упрощенная блок-схема телевизора.
33$

Рис. VI.176. Бортовой радиолокатор позволяет летчикам
вать самолет через скопления грозовых облаков.

Электроннолучевая

трубка

(кинескоп).

пилотиро¬

Изображе¬

ние, которой мы видим в телевизоре, воспроизводится
на экране электроннолучевой трубки. С внутренней сто¬

роны экрана кинескопа имеется покрытие из материала,
котором при попадании электронов возникает свече¬
ние. Чем сильнее поток электронов, тем ярче свечение
экрана в трубке. Именно это свечение, вызываемое элек¬

в

тронами,

попадающими

на

изображения.
Кинескоп работает так,

экран

трубки,

образует

и

элементы

что луч электронов в нем дви¬

жется синхронно с лучом в

трубке. Синхронизм
ется

специальными

ции. Как

и

передающей телевизионной
обоих лучей обеспечива¬

движения

электрическими цепями синхрониза¬

передающей трубке, луч

в

в

кинескопе

дол¬

прочерчивать по экрану 625 строк 25 раз в секунду.
Это агначит, что электронный луч пересекает экран ки¬
нескопа 15 625 раз в секунду.
При движении луча по
жен

экрану на нем

редаваемой

воспроизводится

изображение

сцены,

телецентра.
Известно
несколько
Цветное телевидение.
цветного телевидения. В американской системе
телевидения

пе¬

из

для

формирования

сигнала

систем
цветного

изображения

используются три передающие телевизионные трубки.
Каждая передающая трубка воспринимает передавае¬
мую сцену в своем цвете. Одн^ цз нцх воспринимает
386

Рис.

VI.177. Экран элект¬
трубки, ис¬

роннолучевой

пользуемой

в

качестве

ра¬

индикато¬
ра. Два импульса показыва¬

диолокационного

ют

между

время

передатчика

и

сигналом,

сигналом

отраженным от цели

и

при¬

приемнику. С по¬
мощью калиброванной шка¬
шедшим

лы

к

рас¬
определять
между объектом и

можно

стояние

радиолокатором.

зеленые,
красные лучи, исходящие от сцены,
вторая
а третья
синие. Все три цветовых сигнала излучаются

передатчиком. Комбинация этих цветовых сигналов по¬
получить цветное изображение в цветном теле¬
визоре и, кроме того, черно-белое изображение в обыч¬
ных телевизорах.
В кинескопе цветного телевизора имеется три элек¬
тронных прожектора, которые создают красные, зеленые
и синие элементы изображения на трехцветном экране
трубки. Внутренняя поверхность экрана покрыта тыся¬
чами точек красного, зеленого и
синего люминофоров,
которые, светятся при попадании на них электронов лу¬
чей. Внутри трубки перед экраном помещена маска,
зволяет

в

которой

жены

так,

множество отверстий. Они располо¬
электронный луч прожектора, формирую¬

имеется
что

изображения, может попадать толь¬
красный люминофор, луч, формирующий зеленую
часть изображения, может попадать только на зеленый
люминофор, и луч, формирующий синюю часть изобра¬
жения, может попадать только на синий люминофор.
Поскольку точки цветных люминофоров очень малы и
щего красную часть
ко

на

расположены близко друг

во

от

друга,

наш

глаз

восприни¬

изображение.
Радиолокация. Радиолокация начала развиваться
время второй мировой' войны, но оказалась полезной

мает их как цельное

цветное

в мирное время. Очень важную роль играет радиоло¬
кация в навигации как на море, так и в воздухе. Всем
387
13*

и

Рис. VI.178. Радиоуправляемые ракеты

на

борту корабля.

Звуковые волны отража¬
возвращаются обратно. Мы
слышим голос,
когда
говорим, и слышим его снова,
после отражения от утеса или
когда он возвращается
стены. В радиолокации происходит то же самое, но с той
хорошо

знакомо

ются

утеса

от

явление

или

здания

эхо.
и

разницей, что вместо звуковых волн используются ра¬
диоволны высокой частоты. Радиолокатор посылает ра¬
диоволну на объект и принимает ее же после отражения
от этого объекта.
Отраженные сигналы используются
в радиолокаторе
индикации рас¬
для автоматической
стояния до
объекта
(рис.

VI.177).
Так,
мощью

Рис.
ник

ки,

с
по¬
например,
радиолокатора само-

VI.179.

Земли
в

Искусственный спут¬
«Телстар»

которой

он

без оболоч¬

находится

при

его внешней поверх¬
запуске. На
ности в квадратных рамках распо¬
ложены 3600 солнечных
элемен¬
тов, обеспечивающих энергию пи¬
тания. Наверху расположена спи¬
антенна
для
ральная
передачи
телеметрических сигналов. Два ря¬
антенн
да сверхвысокочастотных
сигналов
для приема и передачи
телевидения опоясывают спутник
в его средней части.

388

лет может определить свою
над поверхностью
высоту
Земли. Сигнал, посылаемый передатчиком, направляет¬
ся к Земле.
Отраженный сцгйал принимается на самоле¬
те радиоприемником, выход
которого соединен с элект¬

роннолучевой трубкой. На экране электроннолучевой
трубки воспроизводится сигнал передатчика и отражен¬
ный

сигнал.

нужное радиоволнам, чтобы дойти до Земли
вернуться к самолету, составляет доли секунды. По¬
скольку скорость распространения радиоволн известна
и равна 300 000 км/сек,
интервал времени между отмет¬
ками сигналов на
экране можно прокалибровать в кило¬
метрах. Таким образом, по расстоянию между метками
на экране определяется
высота самолета над поверх¬
ностью Земли.
Радиолокация имеет самые разнообразные примене¬

Время,

и

ния.

Радиолокаторы, установленные на судах, позволяют
береговой линии. Радиолокатор может

получить картину
определять

щихся

в

местоположение

море

или

в

других

воздухе.

объектов,

находя¬

Принципы радиолокации

шире используются в навигации, чтобы сделать пу¬
морю и воздуху безопасным.
Ракеты, управляемые по радио. С помощью радио¬
волн можно
уйравлять ракетами ,и самолетами на рас¬
стоянии. На ракетах, запускаемых в космос или в воз¬
дух, устанавливается радиоприемник. Передатчик, уста¬
новленный на станции наведения, посылает радиосигна¬
лы, принимаемые
Органы
радиоприемником ,ракеты.
управления полетом ракеты построены так, что они под¬
чиняются
сигналам,
принимаемым радиоприемником.
За полетом ракеты следит радиолокатор. Он дает опе¬
раторам сведения о скорости и положении ракеты. Бла¬
полетом
могут управлять
операторы
этому
годаря
все

тешествие по

ракеты.
На высотных исследовательских
ваются

ные

радиопередатчики, которые

станции

результаты

ракетах устанавли¬
посылают

на

измерений. На Землю

назем¬

посыла¬

информация о давлении воздуха, температуре и
других важных параметрах.
Искусственные спутники Земли и космические ко*
рабли. Ракеты и управляемые снаряды играют важную
роль. С их помощью с исследовательскими целями в на¬
стоящее время запускается много
искусственных спут¬
ников и космических кораблей. Спутники, выведенные
ется

389

орбиту вне земной атмосферы, могут передавать цен¬
информацию о погоде, солнечной радиации и дан¬
ные, необходимые для работы систем связи.
В радиотехническом оборудовании таких спутников
и космических
это лучшее
кораблей каждый элемент
на

ную

способна дать радиотехника. Так как спут¬
работать автономно и обеспечивать многие
виды .необходимой информации, его аппаратура должна
обладать высокой надежностью и вместе с тем быть
предельно компактной. Чтобы достичь этих характери¬
стик, электронные схемы выполняют в виде блоков, со¬
держащих микроминиатюрные компоненты, а для пита¬
ния используют солнечные
батареи.
Большое число спутников, выведенных на орбиту,
уже дало много ценной информации, необходимой для
из

того, что

ник

должен

дальнейшего

исследования космического пространства.
Так, например, с их помощью были открыты и изучены
радиационные пояса Земли.

Телеметрия. Подготовка полета человека на Луну по¬
требовала накопления данных, точно определяющих ус¬
ловия, в которые попадает* космонавт на Луне. Многие
'необходимые данные получаются при помощи передатчи¬
ков, установленных на спутниках и посылающих сигналы
по команде с Земли. Сигналы, посылаемые со
спутников,
имеют форму импульсов, величина и длительность кото¬
рых содержат полезную информацию. Область техники,
осуществляющей передачу на расстояние и прием резуль¬
татов

измерений,

называется

телеметрией.

С некоторых спутников передается до 150 различных
видов информации, среди которых интенсивность радиа¬
ции, влияние радиации на солнечные элементы, количе¬
ство солнечной энергии, попадающей на спутник, напря¬
жения во многих точках схем, давление внутри и снару¬
жи оболочки и режим работы источника энергии.

Газоразрядные счетчики. Одним из видов приборов,
используемых для обнаружения радиоактивных мате¬
риалов, являются газоразрядные счетчики, или счетчики
Гейгера. Если трубку Гейгера поднести к куску урано¬
руды или другому предмету, обладающему радио¬
активностью, индикаторный прибор отметит радиоактив¬
ность. В качестве сигналов индикатора могут быть щел¬
мигание неоновой лампочки или от¬
чки в наушниках,
вой

клонение

390

стрелки

прибора.

Рис. VI. 180. Применение счетчика
Гейгера при разведке ураносодер¬
жащей $уды. В полевых условиях

приборы обычно работают
батарей.

эти

от

небольших

Основной частью счетчи¬
небольшая труб¬
Гейгера. Это стеклянная

ка является
ка

трубка,

заполненная газом и

имеющая два металлических

электрода
к

трубке

внутри.

Когда

подносятся

радио¬
активные материалы, в ней
под действием
радиоактив¬
ного излучения между элект¬
родами начинает
ток,

который

проходить

'ватем

усилива¬
усилителем. Чем выше
уровень
радиоактивности,
тем больше показания счет¬
ется

При

этом щелчки в наушниках повторяются чаще,
лампочки,
увеличивается частота мигания неоновой
чика.

а

прибора
Газоразрядные

стрелка

отклоняется дальше.

счетчики имеют много важных при¬
менений. Геологи используют их при разведке месторож¬
дений урановой руды. В тех местах, где применяют ра¬
диоактивные материалы, газоразрядные счетчики позво¬
ляют определять, были ли люди или их одежда в кон¬
такте с опасными

лучами.

ИНТЕРЕСНЫЕ САМОДЕЛКИ
1.

«Мигалка»

на

неоновой лампочке

Необходимые материалы:
Неоновая

лампа

типа МН-3

1

1
1

Резистор 0,5 вт (см. текст)
Конденсатор 150 в (см. текст)
Во

многих

включения

видах

или

схемы,
зуются
и
выключения

рис. VI.182, С

промышленного

выключения
задающие

оборудования

для

электрических схем исполь¬
моменты
включения
или

аналогичные

схеме,

показанной

на

помощью такой схемы можно точно задать
391

Рис. УЧ. 182. Схема

«мигалки»

и

управляющего

реле

на

неоно¬

вой лампе.

как долями секунды, так
минутами. Длительность интервалов опреде¬
ляется величинами сопротивления резистора в омах и
емкости конденсатора в фарадах. Произведение сопро¬
тивления резистора на емкость конденсатора
(в фара¬

интервалы времени, измеряемые
И

многими

дах)
по

даст величину временного интервала в секундах,
истечении
неоновая
лампа
которого
будет

зажигаться.
В схеме, показанной
на
рис. VI. 181, длительность
интервала равна одной секунде, так как сопротивление
резистора составляет 1 Мом, а емкость конденсатора
1 мкф. Если мы хотим увеличить длительность интерва¬
ла, нам достаточно увеличить сопротивление резистора
или емкость конденсатора, потому что их произведение
и определяет длительность интервала в секундах.
На вход схемы нужно подать напряжение постоян¬
ного тока от 90 до 135 в. Если мы хотим только наблю-

392

дать частоту мигания неоновой лампы, выходные зажи¬
мы следует замкнуть накоротко куском провода. Если
же требуется управлять работой другой схемы, выход
следует подключить к обмотке чувствительного реле.

2.

Схема транзисторного генератора для

коду

обучения

Морзе

Необходимые материалы:
Деревянная дощечка 13x75x75
Транзистор типа МП42

мм

.

,

,

1

*

1
2
1
2
4

Постоянные конденсаторы 0,01 мкф (Сь С2)
Резистор 47 ком (Я)
Миниатюрные батарейки
Зажимы

Этот

транзисторный

компактную схему,
ся

с

генератор

помощью

радиотелеграфному коду в
Смонтируйте детали

тике.

рис.

VI. 183.

Выполните

представляет

собой

которой можно обучать¬
радиолюбительской прак¬
так,

как

соединения

показано
согласно

на

схеме

контактных зажима обозначьте «ключ»,
Если все соединения сде¬
«наушники».
других
в
ланы правильно, то при нажатии ключа
наушниках
будет слышен звук высокого тона. Наилучшие результа-

рис. VI.184.
а

Два

два

Рис.

VI. 183.

Генератор

на

Рис.

транзисторе для обучения коду
Морзе.

ного

VI.184.

Схема транзистордля обучения

генератора
коду Морзе.

393

получаются с наушниками, имеющими сопротивление
2000 ом или больше. Для уменьшения потребления тока

ты

батарей

нужно отсоединять наушники

от

схемы

после

работы.

окончания

Контрольные
1.

вопросы

Почему
телецентре используются два передатчика?
2. Сколько полных изображений сцены передается телецентром
каждую секунду?
3. На сколько строк разбивается каждое изображение?
4. Зачем нужно устанавливать телевизионную антенну как мож¬
на

но выше?
5.

Как

называется

электроннолучевая

Объясните, как она работает.
6. Объясните, как с помощью

радиолокатора

сота самолета над землей.
7. Как можно использовать
лать

полеты

8.

В

чем

самолетов

более

заключается

трубка

радиолокатор
безопасными?

преимущество

для

в

телевизоре?

определяется вы¬
того,

чтобы сде¬

радиоуправляемых

9. Для чего использ>ются газоразрядные счетчики?

ракет?

Условные

обозначения

элементов

схем.

395

ПРИЛОЖЕНИЕ

СОВЕТЫ ПО

ПАЙКЕ

При сборке

схем

очень

важно

1

получить надежные

Припой должен обеспечивать хороший
электрический контакт, предотвращать коррозию в сое¬

соединения.

динении и повышать прочность соединения.

ОПЕРАЦИИ И ПРАВИЛА ПРИ ПАЙКЕ

Зачистить жало паяльника

При

использовании

электрического

паяльника

ре¬

возможно) вытащить медное жало
комендуется (если
из паяльника для зачистки
его напильником.
Заточите
конец жала, как показано на рис. П. 1, так чтобы все гра¬
это

были гладкими

ни

и

сходились

вытаскивать из паяльника
лю,

сти.
то

чтобы
Если

было удалять коррозию с его поверхно¬
время остается в паяльнике;
коррозии внутренних поверхностей стано¬

трудно

его вытаскивать.

Рис. ПЛ. Медное
следует

пильником.

пистолета нужро зачищать метал¬
наждачной бумагой.

паяльного

лической щеткой

396

Жало следует
раза в неде¬

можно

Кончик

ника

точку.

жало длительное

вследствие

вится

в

не менее одного

или

жало

паяль¬

зачистить

на¬

Рис.

П.2.

Изоляция

с

провода
удаляется
с помощью наждачной бумаги.
малого

диаметра

Залудить

конец жала

Нагрейте паяльник и нанесите на конец
канифоли и припоя. Иногда припой

кий слой

приста¬
случаях
щеткой

ет, даже когда жало выглядит чистым. В этих
нужно потереть нагретую часть металлической
и снова нанести слой канифоли и припоя. Теперь

будет

слоем олова и

покроется
ность. Если
но

удалить,

на

жало

Пользуйтесь припоем
Для

выполнения всех

комендуется
часть
лот

припой

которой

или

в

виде

жало

поверх¬

его

мож¬

проволоки,

канифоль

электрических соединений ре¬
проволоки,
центральная

виде

заполнена

паяльных

в

заложена

внутри которой

блестящую

избыток припоя,
куском материи.

имеется

жале

обтерев

иметь

тон¬

жала
не

паст

канифолью. Применение
нежелательно,

так

кис¬

как

они

разъедают соединения.

Все подлежащие пайке детали должны быть

Припой

не

чистыми

будет

приставать к проводу или лепест¬
были предварительно зачищены. Все
детали перед пайкой нужно зачищать ножом до блеска.
Тонкие эмалированные провода лучше зачищать при по¬
кам,

которые

мощи

не

наждачной бумаги,

Сделайте хорошее

как показано

на

рис.

"П. 2.

механическое соединение

пайкой следует скрутить или надежно за¬
провода, подлежащие пайке. После этого можно
осуществить пайку.

Перед

жать

Нагрейте соединение
Горячий паяльник нужно держать у деталей, кото¬
рые нужно соединить, до тех пор, пока они не нагреются.
Паяемые части деталей должны быть нагреты так, что¬
бы припой плавился при касании их. В этом случае при¬
пой будет хорошо растекаться и образовывать прочное

соединение.
397

Не допускайте движения
до

застывания

При

пайке

но оставаться
может

и

паяемом

соединении

припоя соединение долж¬

охлаждении

неподвижным.

привести

в

припоя

к его

Подвижность

в

соединении

повышенному сопротивлению.

Пользуйтесь нужным

количеством

припоя

Количество припоя должно соответствовать выпол¬
няемой операции. Избыток ирипоя не улучшает соеди¬
нения, но может вызвать короткое замыкание. При по¬
снова и
явлении избытка припоя нагрейте соединение
лишний
удалите
припой куском материи.

Рис. П.З. Для отвода

тепла

Рис. П.4. Для пайки печатных
удобно пользоваться не¬

от

его
выводы
транзистора
при
пайке
зажать
плоско¬
следует

схем

губцами.

лета для пайки.

большим

Защищайте определенные детали
Такие детали, как диоды

наконечником

от

писто¬

перегрева

и

транзисторы, можно
результате перегрева. Чтобы избе¬
жать
их при пайке, выводы
следует зажать
плоскогубцами или пинцетом, как показано на рис. П. 3.
Плоскогубцы отведут избыточное тепло от данной детали.

легко

повредить в
повреждения

Для пайки миниатюрных деталей пользуйтесь
миниатюрным жалом
В электронных схемах в очень небольшом объеме
размещаться большое число компонентов. Паяль¬
с большим жалом может легко повредить сами де¬

может
ник

тали или другие соединения. В случае плотного монтажа
пользоваться паяльником с миниатюрным

целесообразно

жалом, например, таким, какое используется
летах для пайки (рис. П. 4),
398

на

писто¬

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ОПИСАНИЯ

САМОДЕЛОК

ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Необходимые материалы
Луженая консервная банка
Патрон для осветительной лампы
Электрический провод
Деревянная палочка 0 6 мм длиной 30
Деревянная
Деревянные
Деревянные

1
1
2 м
1

см

подставка

1

стойки для крепления банки

2

дощечки

для

распределения

получения

поля

2

Толстый лист картона
Штепсельная вилка
Кольцевая

1
1

резиновая прокладка

Из куска

толстого

сделайте

картона

0

9,5

и

двух деревянных доще¬

1

мм

подставку высотой 75

мм для получения
картины поля на ней и укрепите ее на деревянном осно¬
вании. Для крепления вместо гвоздей или шурупов поль¬
чек

зуйтесь

клеем.

Смонтируйте

дерева и просверлите в
отверстие диаметром 6,5

ламповый патрон на куске
куске дерева продольное

этом

мм

для

деревянной

оси.

Про¬

сверлите два отверстия диаметром 6,5 мм в боковой по¬
верхности банки, вблизи* от
дна, так чтобы через них и
в деревян¬
через отверстие
держателе лампового
патрона можно было про¬
ось.
пустить
деревянную
Приклейте деревянную ось
к деревянному
держателю
патрона и установите лампо¬
вый
патрон на дне банки.

ном

Рис. П.5. На вощеную бумагу в
приборе для получения картины
магнитного

поля

насыпаются

ме¬

таллические опилки.

299

Рис. П.6. Прибор для получения картины распределения

магнит¬

ного поля.

Рис.

400

П.7. Картина

магнитного

поля,

полученная на вощеной бумаге.

отверстие диаметром 6,5 мм в каждой
для
деревянных
крепления банки, так чтобы
банка после ее установки на место при поворачивании
относительно оси приближалась краем к подставке (для
6,5 мм. Про¬
получения картины поля) на расстояние
сверлите отверстие для резиновой прокладки диаметром
9,5 мм в дне банки около патрона. Присоедините один

Просверлите

из

стоек

конец

электрического

пропустите

к ламповому
патрону,
с прокладкой и на¬

отверстие

второй конец вилку. Вверните лампу в паприбор готов к работе. Лампа может иметь

деньте на

трон,

провода

провод через

и

его

мощность от

75 до 150

бумаги, используемой

вт в зависимости от типа

для

получения

вощеной
распре¬

картины

деления поля.
Чтобы
янного
нит
на

получить картину распределения
поместите постоянный или

магнита,

лист
под
непосредственно
картон лист вощеной бумаги и

мелких

железных

опилок.

Тихонько

посто¬

поля

электромаг¬
Положите
картона.
насыпьте

на

бумагу

по

листу
бумаги не
пор, пока на листе вощеной
образуется нужная- картина распределения поля. При¬
близьте затем банку с включенной лампой к картине по¬
картона до

ля.

постучите

тех

минуту тепло от лампы расплавит воск на бу¬
погрузятся в него. После удаления лампы
вощеной бумаге останется картина распределения

Через

маге и опилки
на

магнитного поля.

ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЦЕПИ НАКАЛА РАДИОЛАМП

Необходимые материалы:
Лист стали или алюминия толщиной 0,8мм 140х140лш
Резистор 100 ком
Неоновая лампа типа МН-3
Восьми штырьковые панели
Миниатюрные семиштырьковые панели
Миниатюрная девятиштырьковая панель
Резиновая кольцевая прокладка 0 6,5 мм
Резиновая кольцевая прокладка 0 9,5 мм

Одной
строя

из

ламп в

часто

1

1

2 м
I

Электрический провод
Штепсельная вилка

из

1
1
1
2
2
1

выхода
причин
встречающихся
или телевизоре являет-

радиоприемнике

401

Рис. П.8. Схема
диоламп.

и

чертеж шасси прибора для Проверки накала ра¬

ся перегорание цепи накала. При
здесь прибора вы легко можете

из

помощи

описанного

определить,
В лампах с

в

какой

восьми и
перегорела цепь накала.
цоколями цепи накала выводятся
семиштырьковыми
на различные штырьки.
Поэтому в приборе использует¬
ся по две панели для каждого из этих типов ламп. У де¬
накал
выводится
вятиштырьковых пальчиковых ламп
ламп

также

штырьки, для проверки этих
используется только одна панель, и, следова¬
некоторые лампы проверить на этом приборе не

не

на

одни

и

те же

ламп здесь
тельно,

удастся.
Выполните разметку, просверлите отверстия и согните
края шасси в соответствии с рис. П. 8. Пропаяйте углы
шасси. Установите панели для ламп в предусмотренные
отверстия. Вставьте резиновую прокладку в отверстие

верхней

панели и поместите сюда неоновую лампу вы¬
внутрь шасси. Спаяйте схему прибора согласно
рис. П.8 и присоедините шнур питания, предваритель¬
но пропустив его через отверстие с резиновой проклад¬
кой в боковой стенке шасси. При проверке восьми- или
семиштырьковых ламп ставьте лампу сначала в левую
панель, а затем в правую. Если неоновая лампа горит,
цепь накала лампы исправна. Если неоновая лампа не

в

водами

горит, накал поврежден. Для проверки девятиштырько¬
вой пальчиковой лампы установите ее в панель и опреде¬
лите ее исправность по свечению неоновой лампы.
402

Рис. П.9. Тестер
для
накала радиоламп.

проверки

ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Необходимые материалы:
Деревянная дощечка 13x75x75 мм
Транзистор

типа

1

МП39

Конденсатор электролитический 10 мкф, 25
Резистор (см. текст) (#х)
Резистор 220 ком (ко)

Батарейки

для карманного

в

...

.

фонаря

Контактные зажимы

Данный транзисторный

усилитель

позволяет

1
1
I
1
2
4
увели¬

громкость звучания. любого из детекторных или
транзисторных приемников, описанных в этой книге.
чить

Смонтируйте
берите схему
ма

нужно

детали так, как показано на рис. П, 10. Со¬
согласно

пометить

рис. П. 11. Два
«вход»,

а

два

контактных зажи¬

других

«выход».

Для получения лучших результатов величину сопротив¬
ления резистора Я\ следует взять 470 ом, если усилитель
и около
с транзисторным
приемником,
используется
47 ком, когда усилитель используется с детекторным при-

Рис. П.10. Транзисторный уси¬
литель.

Рис. П.И. Схема
усилителя.

транзисторного
403

Чтобы уменьшить расходование
или громкоговоритель нужно
окончания работы с усилителем.

батареек,

емником.

тока

наушники

отключить

сле

по¬

УСИЛИТЕЛЬ С ВЫСОКИМ КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ
Необходимые материалы:
Входной трансформатор (Трх)
Трансформатор согласующий (Тр2)
Резистор 470 ком (#ь /?4)
'
Резистор 100 ом (/?2)

1
1
2

Переменный резистор 10 ком (Я3)
Конденсаторы электролитические 10 мкф, 6 в (Сь С2)
Конденсатор керамический дисковый 0,01 мкф, 150 в (С3)
Транзисторы типа МП39 (7\, Т2)
Батарея 9 в (или 2 батарейки для карманного фонаря)
Тумблер однополюсный на одно положение
Микрофонное гнездо

1
2
1

1

.

Гнезда для наушников
Пластмассовый корпус с

.

.

2
.

1
1

1
2

крышкой 25x75x115

мм

...

.

Контактные планки на 4 контакта

1
2

Рис. П. 12. Усилитель слабых сиг¬
налов можно собрать в компакт¬
ном корпусе.

Описываемый
с

больыим

усиления
его
не.

усилитель

коэффициентом

настолько мал, что

можно

носить

в

Если подключить

лителю

чувствительный

крофон, обращенный
не,
в

то

карма¬
к уси¬

звуки,

помещение,

к

ми¬
сте¬

попадающие
становятся

Если
различимыми.
установить перед
отражателем, дальность дей¬
ствия может быть увеличена
до сотни метров. Для изго¬
товления усилителя
приоб¬
легко

микрофон

кусок
или

404

изоляционного

пластмассы,

ретите сначала пластмассо¬
вый корпус, затем вырежьте
материала, например текстолита

толщиной 1,5

мм для монтажа

деталей.

Рис. П. 13. Схема

усилителя

Расположите каждую

с

высоким

деталь

коэффициентом

чтобы

так,

усиления.

выводы

имели

минимальную длину. Подсоедините выводы транзистора
к трем лепесткам на каждой контактной планке. Осталь¬

ные лепестки
те

ной

гнездо

для

стороны

ников

для
и

пластмассового

противоположной
тумблер указаны

с
и

резистор

используйте
микрофола

других

деталей.

Укрепи¬

переменный резистор

с

од¬

корпуса, а гнездо для науш¬
стороны. Хотя переменный
в

списке

как

отдельные

де¬

одной детали. Высо¬
кий коэффициент усиления данной схемы объясняется,

тали,

они

могут быть совмещены

использованием
костная

связь

в

трансформаторной

связи.

Резистивно-ем¬

лучшее качество зву¬
чания, но коэффициент усиления при этом оказывается
значительно меньшим, чем при трансформаторной связи.
Полоса частот усилителя более чем достаточна для хо¬
позволяет

получить

рошего воспроизведения речи, что соответствует назначе¬
с
нию
усилителя. У усилителей
трансформаторной
связью при близком расположении деталей друг к дру¬
гу имеется тенденция к возникновению паразитной ге¬
нерации на низкой частоте. Она появляется в виде рез¬
с
частотой
или
ких
два
щелчков в наушниках
три
исключить
этото нежелательный
Чтобы
в
секунду.
раза
эффект, параллельно батарее включают конденсатор С4
(рис. П. 13).
Соедините детали по схеме, показанной на рис. П. 13,

особое внимание на соблюдение полярности
конденсаторов. Подключите пьезоэлектрический или ди¬

обращая

намический

микрофон

к

высокоомных наушников
дам. Включите тумблером

микрофонному

гнезду и пару
гнез¬
соответствующим
батарею, отрегулируйте гром405
к

Рис. П. 14.
Если укрепить микро¬
регулируемом
фон на некотором
расстоянии от центра рефлектора,

усилитель будет усиливать звуки
голоса
птиц) с рас¬
(например,
стояния

в

переменным резистором. На
усилителя к работе.

кость

несколько

этом

сотен

метров.

заканчивается

подготовка

Дополнительные

данные к

Сердечник трансформатора Тр\
гласующего

можно

схеме рис.

П. 13.

взять от любого типового со¬

трансформатора транзисторного приемника

с

сечением

0,2 0,3 см2. Первичная обмотка содержит 200 витков провода ПЭВ
0,12; вторичная 1000 витков провода ПЭВ 0,08; микрофоном слу¬
жит капсюль типа ДЭМШ-1а.
В качестве трансформатора Тр2 можно использовать согласую¬
от транзисторного приемника, используя только
одну половину вторичной обмотки.
Трансформаторы можно взять от приемников «Киев-7», «Плане¬
та», «Ласточка», «Сатурн», «Нева», «Сокол», «Алмаз», «Мир» и др.
В качестве трансформатора Тр\ можно также использовать вы¬

щий трансформатор

ходной трансформатор

от

этих

приемников.

При

этом его вторичная

вторичной. Средний
первичной, а первичная
отвод не используется.
Конденсатором С4 может служить любой
электролитический конденсатор емкостью от 10 мкф (на рабочее
напряжение не ниже 10 в) и выше. Резисторы /?1 и Я4 желательно
подобрать для конкретных экземпляров используемых транзисто¬
ров. Прим. редактора.
обмотка

становится

МИНИАТЮРНЫЙ

ПРИЕМНИК

Необходимые транзисторы
Транзистор Т\

типа

ГТ109А. Диоды Д\ и Дг
ных деталей приведены на

па

1

НА

ТРЕХ

ТРАНЗИСТОРАХ1

и диоды

ти¬
ГТ309Д. Транзисторы Г2 и Т3
типа Д2 или Д9. Данные осталь¬
схеме рис.

П.15.

Ниже приводятся описания самоделок, опубликованные в за¬
технических журналах и перепечатанные в сокращенном
виде с соотве!Ствующими пояснениями в журнале «Радио»,

рубежных
406

Рис. П. 15. Схема миниатюрного радиоприемника.

Приемник собран
Для приемной
жень

длиной 45

по схеме,

антенны

мм.

приведенной на рисунке.
ферритовый стер¬

использован

Катушка L\

состоит из

52+12

витков

провода ПЭЛШО 0,1 0,15.

Транзистор Т\ работает в каскаде усиления ВЧ сигнала
предварительного усиления НЧ. Сопротивление рези¬
выбирают так, чтобы получить наибольшее
стора
усиление. Положительная обратная связь устанавливает¬
ся выбором емкости конденсатора С4. Нагрузка по высо¬
кой частоте для этого каскада
дроссель L2 (100 200
витков провода ПЭЛШО-0,1, намотанных на ферритовом
и

мм). Продетектированный сигнал С
и Д2
снова
на
подается
базу
транзистора Т\ и усиливается им. Нагрузка по низкой ча¬
стоте этого каскада
резистор R2 (поскольку дроссель
кольце диаметром 10

детектора на диодах

Д\

L2 представляет ничтожно малое сопротивление для то¬
ка низкой частоты). НЧ сигнал усиливается затем двух¬
каскадным усилителем

на

транзисторах Т2, Г3.

«Practical Wireless», 1968, № 12.
См.

журнал «Радио», № 11, 1969.

407

БЕСПРОВОДНЫЙ ЗВУКОСНИМАТЕЛЬ

Данные транзисторов

Транзистор Т1
ГТ313А. Данные

На рис. П. 16
мателя Зв в

может

быть

остальных

приведена

типа

деталей

схема

П403

либо

П423,

или

показаны

на

включения

схеме.

звукосни¬

УКВ автогенератор малой мощности,

в

кото¬

частотная
колебаний
ром осуществляется
модуляция
электрическими сигналами, поступающими со звукосни¬
мателя при проигрывании граммофонных пластинок. Ча¬
стота генератора выбрана таким образом,
что излуча¬
емые им УКВ ЧМ сигналы могут быть приняты на внут¬
реннюю антенну радиовещательным приемником, имею¬
щим диапазон УКВ ЧМ и расположенным вблизи про¬
игрывателя.
С2
Транзистор генератора Ти резонансный контур
и другие детали генератора, кроме батареи питания на
9 в и выключателя Вки могут быть размещены непосред¬
ственно в тонарме звукоснимателя. В качестве источни¬
питания применяется батарея «Крона». Катушка Ь\
бескаркасная. Она содержит 6 витков медного посе¬
ребренного провода диаметром 0,9 мм. Диаметр намот¬

ка

12 мм. Частота генерации ре¬
8 мм, длина намотки
гулируется главным образом подстроечным конденсато¬
ром Сз, а устойчивость генерации устанавливается кон¬
денсатором С4.
ки

«Радио

телевизия

електроника»,

1971, № 1.

См. «Радио» № И, 1971

г.

Рис. П.16. Схема беспроводно¬
го

408

звукоснимателя.

МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Данные деталей
При

изготовлении

прибора

можно

использовать

феррито¬

вый стержень марки 400НН диаметром 8 мм и длиной 30
МП39
40 мм, транзисторы
типа П422 (Гь Г2), а также

МП42

буквенными индексами (Г3 Г6). Трансфор¬
Тр2 могут быть от карманных приемников
«Селга», «Сокол» или из набора деталей для изготовления дет¬
типа
быть
ского приемника. Громкоговоритель Гр\ может
0,1ГД-6 или 0,1ГД-8, 0,2ГД*1 и т. п. Питать устройство можно
на
от батареи
«Крона». Остальные данные приведены
с

любыми

маторы Тр\

и

рис. П. 17.

Этот прибор
юных
вать

может

следопытов.

стать

незаменимым

Металлоискатель способен

спутником

обнаружи¬

предметы, находящиеся в земле, на
В
металлоискателе
использован
принцип биений колебаний двух генераторов высокой ча¬
стоты, катушка контура одного из которых размещена
в основном приборе, а другого
выполнена в виде вы¬
носной рамочной антенны, размещаемой в непосредствен¬
ной близости от поверхности земли. Частота основного
генератора, собранного на транзисторе Ти определяется
С% а частота измерительного
параметрами контура
генератора
индуктивностью
рамочной антенны Ь2 и
емкостью подстроечного конденсатора С9. Сигнал разно¬
стной частоты генераторов (частоты биений) выделяется
металлические

глубине 80 100

см.

с помощью диода
с

Ди

на

который подаются напряжения
и Т2 через
развязывающие

эмиттеров транзисторов Т\

цепочки

4 и

Сб/?5

соответственно.

Рис. П.17. Схема металлоискателя.
409

Выделенный таким образом сигнал через фильтрую¬
щую цепь /?бСб и переходной конденсатор С7 поступает
на базу первого каскада обычного
трехкаскадного уси¬
лителя НЧ. С помощью
громкоговорителя Грх усиленные
колебания биений воспроизводятся в виде звука опреде¬
ленного тона, зависящего от первоначальной разности
частот настройки генераторов и близости металлического
предмета. Рекомендуется устанавливать небольшую рас¬
стройку. частот генераторов, так чтобы при приближении
рамки к металлическому предмету тон частоты биений
повышался.
наматывают поверх ферритового стерж¬
Катушку
диаметром 8 мм; она содержит 110 витков провода
ПЭЛ 0,25 с отводом от 16-го витка, считая от коллектора
транзистора Т\. Катушка рамки Ьч намотана по контуру
каркаса с размерами 120x220 мм и содержит 45 витков
провода ПЭЛ 0,6 с отводом от 10-го витка, считая от вы¬
ня

конденсатором Св. Катушку 1,2 сое¬
устройством трехжильным экраниро¬
ванным проводом длиной 1,5 м. Предварительную наст¬
ройку частот генераторов при налаживании прибора
осуществляют подбором емкостей конденсаторов С9 и Сю,
вода, соединенного с

диняют с основным

а

в

С9.

процессе эксплуатации

Работа

с

металлоискателем

требует

определенного

опыта и навыка.
«Радио телевизия електроника»,

1971, № 1.

См. журнал «Радио» № 10, 1971,
СВЕТОТЕЛЕФОН

Данные деталей
использованы
В светотелефоне могут быть
следующие
элементы: транзисторы типов МП39 МП42 с возможно боль¬
шим

В, фототранзисторы

ТОН-2,
см.

на

лампочки

рис.

П.18,

типа

накаливания

а,

б,

Принцип действия

6

ФТ-1,
0,6

в,

головные

вт.

телефоны

Остальные

данные

в.

канала

связи,

основанный

на

мо¬

дуляции яркости светового луча напряжением звуковой
частоты на передающем конце с последующей демодуля¬
цией на приемном конце, общеизвестен. Ниже приводит¬
ся краткое описание еще одного простого светотелефона,
изготовление и наладка которого не представляет особых

трудностей
Достаточно
410

для

радиолюбителя средней квалификации.

иметь два

фототранзистора,

несколько

рези-

Рис.

П.18. Схема

светотелефона:
а
передатчик,
6
приемник, в
внешний вид аппарата.

сторов, конденсаторов и низкочастотных транзисторов и
четыре оптических блока, изготовленных на основе пара¬
болических рефлекторов автомобильных фар.

На

каждом конце канала

связи

необходимо

иметь

«передатчик»
«приемник». Первый
микро¬
фонного усилителя и лампочки накаливания, помещен¬
из детектора (фото¬
ной в фокусе рефлектора. Второй
и

состоит из

транзистора, помещенного в фокусе другого рефлекто¬
головными телефона¬
ра) и усилителя НЧ с нагрузкой
ми.

«Передатчик» (рис. а) собран

на двух транзисторах
транзистора. Его задача усилить
напряжение звуковой частоты, развиваемое в угольном
микрофоне М\. Переменным
резистором /?5 устанавли¬

по

схеме

составного

обоих
вают рабочую точку, общую
для
транзисторов,
так, чтобы получить наибольшее изменение яркости све¬
чения нити накала лампочки Л\.

«Приемник» несложен. На его
транзистор Т\ (рис. б), нагрузкой

входе

помещен

которого

фото¬

является

ре¬
На зажимах последнего выделяется напряже¬
зистор
ние, полученное в результате воздействия модулирозан-

411

ного

светового

фототранзистор.

на

потока

Переменное

напряжение звуковой частоты, содержащее информацию,
поступает на базу транзистора Г3 и управляет его кол¬
лекторным током.

Нагрузкой коллекторной цепи служат обмотки кату¬
телефона. Звено отрицательной обратной

шек головного

(/?з, R9) стабилизирует работу устройства

связи

по посто¬

янному току. Подъем усиления на частотах до 5 кгц до¬
стигается с помощью
конденсатора С2, выше 5 кгц уси¬
ление

тной

падает за
связи

счет

возрастания

отрицательной обра¬

чер.ез конденсатор С3.

Конструктивное

исполнение

показано

светотелефона

рис. в. В конструкции следует предусмотреть возмож¬
ность регулировки и совмещения оптических осей отра¬
жателей, что достигается здесь с помощью винтов, снаб¬
женных цилиндрическими пружинами. Каждый пост све¬
на

тотелефона

должен иметь видоискатель.

Дальность действия
ночью это

такого

расстояние

днем 50 100 м,
до нескольких со¬

устройства

увеличивается

тен метров.
«Practical Wireless»,

1970, № 6.

См. журнал «Радио» № 1, 1972.
ПОЛЕВОЙ

ТЕЛЕФОН

ИЛИ

ПЕРЕГОВОРНОЕ

УСТРОЙСТВО

Данные транзисторов
Можно использовать транзисторы
Остальные данные см. на рис. Г1.19.

типов

МП37

или

МП38.

Радиотелефонную связь в полевых условиях можно
осуществить с помощью устройства, схема которого по¬
казана на рисунке. Это простой усилитель на трех тран-

Рис П. 19. Схема аппарата
412

для

телефонной связи,

зисторах, предназначенный для работы

от

пьезокристалл

каскада
микрофона. Нагрузкой
является телефонный капсюль сопротивлением 180 ом.
Питание
от батареи
карманного фонаря. Два таких
только одним проводом, другим
соединяются
устройства

лического

выходного

проводником является земля.

ворный пункт снабжается
каемым

в

Для

этого

каждый перего¬

металлическим

штырем,

вты¬

землю.

Если говорить перед микрофоном, то свой же голос
в телефоне, но эту же речь слышит абонент
на другом конце провода связи, в телефоне своего усили¬
теля, и наоборот. Усилители могут быть соединены и дву¬
слышится

мя
нее

использовать как домаш¬

проводами, тогда их можно
переговорное устройство.

«Amaterske radio», 1968, № 5.
См. журнал «Радио», № 6, 1969,

ЗВУКОВАЯ ПРИМАНКА ДЛЯ РЫБ
Данные деталей
В

этом

устройстве могут быть применены

маломощные
частотные

п-р-п

КТ315

с

с

любым

можно

громкоговорителя
сюль

транзисторы

низкочастотные

МП ИЗ

или

звукопередача
в

от

воду.

применить

мембраны
Остальные

высоко¬

индексом. В качестве
любой телефонный кап¬

буквенным

обмотки
около
75 ом,
сопротивлением
после небольшой
переделки, связанной

ДЭМ-4М
ственно

МП111

с

например,
тем, что

должна осуществляться непосред¬
на
схеме
данные
приведены

рис. П.20.

к

Некоторые породы рыб часто проявляют интерес
различным звукам под водой. Одна из американских

фирм выпускает

для

любителей-рыболовов специальный

прибор небольшим громкоговорителем. Все устройство,
представляющее собой звуковой генератор, размещено
с

Рис. П.20. Схема устройства
звуковой приманки для рыб.

413

в

водонепроницаемой коробке, которую опускают

под

воду.

Генератор собран

на двух транзисторах,
нагрузкой
служит динамический громкоговоритель с сопротив¬
лением звуковой
катушки 75 ом. С помощью двух пере¬
менных резисторов R3 и R4 изменяют частоту
звуковых
колебаний, и таким образом выбирают звук, наиболее
привлекательный для рыб.
«Popular Electronics», 1971, т. 34, № 3.
См. журнал «Радио», № 3, 1972.

его

ЭЛЕКТРОННАЯ «КУКУШКА»
Данные деталей
Транзисторы Т\ и Т2 могут быть типа МП38А, транзисто¬
типа МП38 или МП38А. Все полупроводниковые
ры Т3 и Т4
типа Д7А. В качестве автотрансформатора Тр\ мож¬
диоды
использовать выходной
трансформатор от транзисторных
радиоприемников «Минск», «Нарочь», «Спорт-2», или «Со¬
кол-4». Данные остальных деталей см. на схеме рис. П.21.
но

может
Электронный генератор
«кукушка»
разнообразное применение. Например, в комплекте

лителем
ние

НЧ

и

громкоговорителем
«кукушки» в виде приставки к

эффективно

к

домашней стиральной

вать об окончании

звонок.

уси¬
примене¬

настенным часам

будильнику. Электронной «кукушкой»
обычный электрический

найти
с

можно

Наконец,

или

заменить

подключенная

машине, она может сигнализиро¬

рабочего

цикла.
«Funkschau»,

1971, № 12.

См. журнал «Радио», № 3, 1972.

Рис. П.21. Схема генератора электронной «кукушки»,
414

ПАМЯТКА
ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
Помни!

Действие
чина

тока

тока,

Поражение
проводу

на

человека

проходящего

будет

током

прикоснуться

тем

через

не

Особенно опасно прикасаться к
Поэтому нельзя проверять
и

1. Ни

в

влажными

проводам
наличие

напряжения

ру¬
паль¬

руками.

Человека утомленного

коем

водкой при

вели¬

сильнее, если к
электрическому
кончиком пальца, а всей рукой.

ками.
цами

больше

чем

опаснее,
человека.

случае

включенном

не

поражает сильнее.

ток

следует

напряжении

работать

2.

Нельзя прикасаться к временным

3.

Необходимо

следить

за

тем,

с

электрической про¬

сети.
проводкам.

чтобы

провода не

имели

ого¬

ленных жил.
4.

При работе

сными лампами

При

5.

в

сырых

помещениях

напряжением

не выше

электрической

замене

надо

12 36

лампочки

пользоваться

перено¬

вольт.

нельзя

прикасаться

ру¬

Ни
в коем случае нельзя вставать на приборы отопительной системы
или прикасаться к ним.
6. Перед пользованием переносной
или контрольной
лампой
нужно тщательно проверить состояние изоляции ее проводов, осо¬
бенно тех, которыми прибор присоединяется к сети.
и грязи
7. Нельзя
от пыли
очищать
приборы, включенные

ками

к

цоколю

лампы.

Стоять

нужно

на

сухом

полу,

табуретке.

мокрой тряпкой или водой. Это опасно.
При поливке улиц и садов нельзя направлять струю на про¬
вода: пройдя через воду, ток ударит человека.
9. Открывая заднюю крышку какого-либо
прибора, приемника
в сеть,
8.

необходимо соблюдать осторожность.
10. Перед прикосновением к деталям монтажа прибора, прием¬

или телевизора,

ника или телевизора
необходимо отключить
сети и
напряжение
разрядить цепи высокого напряжения, для чего следует замкнуть
на корпус изолированным коротким проводником все точки схемы
с высоким напряжением (конденсаторы фильтров питания, анод ки¬
нескопа и т.

11. При
жение

п.).
смене

предохранителей необходимо

отключать

напря¬

сети.

12.

Следует остерегаться

ожогов

от

горячих

ламп,

паяльника,

канифоли. Особую осторожность необ¬
ходимо' соблюдать при обращении с кинескопом: недопустимы да¬
расплавленного

же
как

легкие

олова

или

удары

кинескоп

в

царапины

по

нему

твердыми'-предметами,

так

Вынутый из телевизора кинескоп
картонной упаковке или обернуть его плотной

может

следует хранить

или

взорваться.

тканью.
13.

бирать
14.

Детям (без взрослых)

не

рекомендуется

ремонтировать и со¬

схемы с источниками высокого напряжения.

При обнаружении неисправности

ключите его от сети,

в

приборе

немедленно от¬

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ко второму
Предисловие авторов
Глава

I.

ВЕК ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

И

изданию

русского

РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

.

перевода

,

.

.

,

Кем можно работать

в

14

области электро-

и

радио¬

техники

Глава

Глава

II. ПРИМЕНЕНИЕ

МАГНЕТИЗМА

4.

Постоянные магниты

5.

Электромагниты

III, ИСТОЧНИКИ
6.

.

,

IV. ОСНОВНЫЕ
10.
11.
12.
13.

18

,

24
24

,

теория

7. Получение электрической
энергии
путем
8. Превращение механической энергии
скую
9. Другие источники электроэнергии
Глава

.

.............

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Электронная

42

.

42

химическим
46
в

электриче¬
59
71

ВЕЛИЧИНЫ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Измерение сопротивлений
Использование проводников

и

83
83
96
108

изоляторов

током

и

.

.

.117

сопротивле¬

нием

15. Соединение электрических цепей
V. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

В

НАШЕЙ

33

,

Электродвижущая сила и напряжение
Измерение тока

14. Связь между напряжением,

Глава

7

7

Где применяется электротехника
2. Электро- и радиотехника будущего
1.

3.

5
5

.

127
136
156

ЖИЗНИ

электрической энергии 156
17. Использование трансформаторов для повышения
165
и понижения напряжения
18. Защита домовой электропроводки и электропри¬
16.

Производство

и

передача

184

боров
19. Электропроводка в доме
20. Источники света
21. Электронагрев

22. Электродвигатель
23. Электрическая система
Глава

199
.211

автомашины

VI. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОНИКИ ДЛЯ СВЯЗИ
24.

Телефон

.....

219
230
245
,

;
*

25. Прием радиоволн
26. Прием радиосигналов
27. Усилители на электронных лампах
28. Начальные сведения о транзисторах
29 Источники питания
30. Передача радиоволн
31. Достижения радиотехники
Приложение 1. Советы по пайке
Приложение 2. Описания самоделок
Памятка по технике безопасности
.

.

.

.....

263

263
271
295
315
333
350
362
381
396
399
415