основы
 РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
 И.  А.  МАМЗ  ЕЛ  Е  В
Г  Г.  КАПЕЛИН

И.  А.  МАМЗЕЛЕВ,  Г,  Г.  КАПЕЛИН
 ОСНОВЫ  РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
 Учебное  пособив  по  факультативному  нурсу
для  учащихся  7—8  классов
 МОСКВА  «ПРОСВЕЩЕНИЕ»  1978

6Ф(075)
 М22
 Рекомендовано  к  изданию
Программно-методическим  управлением
Министерства  просвещения  РСФСР
 Мамзелев  И.  А.  и  Капелин  Г.  Г.
 М22  Основы  радиоэлектроники.  Учеб.  пособие  по  фа¬
культатив.  курсу  для  учащихся  7—8  кл.  М.,  «Про¬
свещение»,  1978.  160  с.  с  ил.
 Учебное  пособие  написано  в  соответствии  с  программой  факульта¬
тивного  курса  «Радиоэлектроника»  для  учащихся  7—8  классов  общеоб¬
разовательных  школ.
 60601—425
 М  	: 	инф.  письмо—78 	6Ф(075)
 103(03)—78
 @  Издательство  «Просвещение»,  1978  г,

ВВЕДЕНИЕ
 Радиоэлектроника  —  одна  из  наиболее  передовых
отраслей  науки  и  техники,  определяющих  современный
уровень  научно-технического  прогресса.
 Возникновение  радиоэлектроники  было  подготовле¬
но  рядом  важных  физических  открытий  второй  полови¬
ны  XIX  в.  А  непосредственным  толчком  к  ее  рождению
послужило  изобретение  радио  в  1895  г.  нашим  сооте¬
чественником  А.  С.  Поповым.  После  Великой  Октябрь¬
ской  социалистической  революции  радиоэлектроника
в  нашей  стране  стала  развиваться  быстрыми  темпами.
Уже  в  1918  г.  по  указанию  В.  И.  Ленина  в  Нижнем
Новгороде  была  создана  первая  в  России  научно-ис¬
следовательская  радиолаборатория.  Под  руководством
замечательного  советского  ученого  М.  А.  Бонч-Бруеви¬
ча  за  короткий  срок  были  созданы  электронные  лам¬
пы,  на  основе  которых  затем  были  построены  высоко¬
качественные  по  тем  временам  радиоприемники  и
мощные  радиопередатчики.  Работы  Нижегородской  ла¬
боратории  заложили  основу  советской  радиопромыш¬
ленности.
 Сначала  радиоэлектронные  устройства  предназна¬
чались  исключительно  для  радиосвязи,  т.  е.  передачи
и  приема  различных  сообщений  (речи,  музыки  и  т.  д.)
без  проводов.  Теперь  трудно  найти  такую  отрасль  на¬
родного  хозяйства,  где  бы  не  применялась  радиоэлект¬
роника.  Радиоэлектронные  автоматы  управляют  рабо¬
той  поточных  линий  на  заводах  и  движением  космиче¬
ских  ракет.  Радиоэлектронные  приборы  широко
используются  в  медицине  и  сельском  хозяйстве,  с  их
помощью  прокладывают  путь  судам  и  самолетам,  оты¬
скивают  полезные  ископаемые.
 Радиоэлектроника  прочно  вошла  практически  во
в<?е  области  современной  техники.  Электронные  мето¬
ды  управления  внедряются  во  многие  технологические
процессы  различных  отраслей  промышленности.  Элек¬
тронная  аппаратура  позволяет  улавливать  и  устранять
 3

малейшие  отклонения  от  заданных  режимов,  а  также
контролировать  качество  продукции.
 Все  шире  проникает  радиоэлектроника  и  в  быт.  Те¬
левизоры,  радиоприемники,  стереофонические  проиг¬
рыватели,  кассетные  магнитофоны,  настольные  часы,
сверхминиатюрные  слуховые  аппараты  —  вот  лишь
несколько  примеров  достижений  современной  радио¬
электроники.
 Конструирование  новых  радиоэлектронных  уст¬
ройств,  их  изготовление  и  сборка,  применение  в  народ¬
ном  хозяйстве  и  в  быту,  нахождение  неисправностей
и  ремонт  немыслимы  без  специальных  знаний  и  широ¬
кого  технического  кругозора.
 Освоение  основ  радиоэлектроники  становится  все
более  необходимым  разносторонне  развитому  совре¬
менному  человеку  —  строителю  коммунистического  об¬
щества.

Глава  I,  НАЧАЛЬНЫЕ  СВЕДЕНИЯ  О  МОНТАЖЕ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ  УСТРОЙСТВ
 §  1.  МАКЕТНАЯ  ПЛАТА
 Радиоэлектронные  устройства  собирают  из  отдельных  радио-
деталей,  выпускаемых  промышленностью.  К  числу  радиодеталей
относятся  резисторы,  конденсаторы,  катушки  индуктивности,
диоды,  транзисторы  и  т.  д.  Внешний  вид  некоторых  радиодеталей
представлен  на  рис.  1.  Устройство,  принцип  действия  и  назначе¬
ние  отдельных  радиодеталей  будут  рассмотрены  позже,  а  сейчас
познакомьтесь  с  приемами  сборки  из  этих  деталей  различных
устройств.
 Сборка  устройства  из  отдельных  деталей  называется  мон¬
тажом.
 Детали  любого  радиоэлектронного  устройства  монтируются
на  специальной  монтажной  плате.  Плата  может  быть  вы¬
полнена  в  виде  плоской  панели  либо  коробки  или  П-образной
конструкции  (рис.  2);  называемой  шасси.  Панели  и  шасси  из¬
готавливают  из  листового  металлического  или  неметаллического
материала.
 Монтаж  радиоэлектронного  устройства  состоит  из  двух  опе¬
раций—механического  закрепления  деталей  на  плате  и  соеди¬
нения  их  между  собой  с  помощью  проводников  строго  опреде¬
ленным  образом.  Механически  радиодетали  крепятся  на  плате
с  помощью  специальных  крепежных  деталей,  болтов,  гаек,  за¬
клепок.  Соединение  радиодеталей  осуществляют  посредством
пайки.  Для  этого  каждая  деталь  имеет  один  или  несколько  про¬
волочных  металлических  выводов  или  выводы  в  виде  лепестков.
При  соединении  деталей  эти  выводы  спаивают  между  собой  не¬
посредственно  (если  детали  близко  расположены)  или  через  со¬
единительные  проводники.  Монтаж  устройства  осуществляют  по
монтажной  схеме.
 На  монтажной  схеме  в  натуральную  величину  или  в  масшта¬
бе  изображена  монтажная  плата  с  деталями  и  соединительными
проводниками.  В  качестве  призера  на  рис.  3  изображена  мон¬
тажная  схема  одного  из  радиоэлектронных  устройств.
 Иногда  при  налаживании  радиоэлектронного  устройства  при¬
ходится  менять  детали,,  проводить  различные  эксперименты.
В  таких  случаях,  чтобы  не  делать  много  различных  монтажных
плат,  изготавливают  временную  универсальную  монтажную  пла-
 5

Рис.  1.  Внешний  вид  некоторых  деталей,  применяемых  в  радиоэлектро¬
нике:
 а  —  конденсаторьг,  6  —  резисторы;  в  —  транзистор.
 Рис.  %  Монтажная  плата:
 а  —  шасси;  б  —  плоская  панель.

ту,'которая  называется  макетной.  На  этой  плате  собирают
макет  конструкции  и  проводят  его  налаживание.  Полностью  на¬
ладив  и  отрегулировав  устройство  на  макетной  плате,  надо  пере¬
нести  детали  на  постоянную  монтажную  плату  или  шасси  и  со¬
единить  их.  Одна  из  возможных  конструкций  макетной  платы
для  практических  работ  приведена  на  рис.  4.  Основу  платы  со¬
ставляет  неметаллическая  (гетинаксовая  или  текстолитовая)
панель  толщиной  2...3  мм,  размером  300X220  мм.  Вместо  гети-
накса  и  текстолита  может  быть  использован  другой  неметалли¬
ческий  листовой  материал,  надример  эбонит  или  фанера.  С  ниж¬
ней  стороны  к  панели  привинчены  ножки,  изготовленные  из
стального  или  медного  прутка  диаметром  4...5  мм.  Плата  рас¬
полагается  на  ножках  наклонно.  Чтобы  ножки  не  скользили  по
 Рис.  4.  Макетная  плата.
 7
 Рис.  3.  Пример  монтажной  схемы.

поверхности  рабочего  стола,  на
них  надеты  резиновые  трубки
или  кольца.  Вместо  прутка  мо¬
гут  быть  использованы  соот¬
ветствующим  образом  изогну¬
тые  полоски  из  алюминия  или
стали  толщиной 	1,5...2  мм.
 С  правой  стороны  платы  кре¬
пятся  два  футляра  для  батаре¬
ек  карманного  фонаря.  Подоб¬
ные  футляры  используют  в  ра¬
диоконструкторе.  Ниже  футля¬
ров  на  плате  установлен  пере¬
ключатель  типа  «тумблер».  На
остальной  части,  платы  с  по¬
мощью  заклепок  крепятся  ме¬
таллические  лепестки  для  мон¬
тажа  деталей.  При  отсутствии
лепестков  детали  монтируют
на  проволочных  стойках  (рис.  5,  а)  (штырьках),  запрессованных
в  плату.  Стойки  могут  быть  изготовлены  из  медной  луженой  про¬
волоки  диаметром  1...  1,5  мм.  Диаметр  отверстия  под  стойку  при¬
мерно  на  0,05...0,1  мм  меньше  диаметра  самой  стойки,  что  обеспе¬
чивает  ее  прочное  крепление  в  плате  (запрессовку).  Еще  лучше
перед  запрессовкой  несколько  деформировать  среднюю  часть
стойки  (рис.  5,  б).  Для  этой  цели  удобно  использовать  плоско¬
губцы  с  отверстием  соответствующей  формы  в  рабочей  части  гу¬
бок.  Запрессовывают  стойки  с  помощью  оправки,  изготовленной
из  стального  или  латунного  прутка.
 §  2.  МОНТАЖ  ДЕТАЛЕЙ
 Подготовка  к  паянию
 Прежде  чем  приступать  к  паянию  монтажных  соединений,
выводы  деталей  и  соединительные  проводники  необходимо  под¬
готовить—  выпрямить,  зачистить,  облудить  (т.  е.  покрыть  тон¬
ким  слоем  олова).
 Голый  (без  оболочки)  одножильный  медный  провод,  приме¬
няемый  для  монтажа,  перед  лужением  выпрямляют  с  помощью
тисков  и  плоскогубцев.  Куски  провода  закрепляют  в  тисках,  сво¬
бодные  концы  поочередно  захватывают  плоскогубцами  и  слегка
вытягивают.
 Для  придания  гибкости  проводам  их  изготавливают  в  виде
жгута  из  тонких  медных  жилок  (многожильный  провод).  Такие
провода  выпрямляют,  протягивая  через  тряпку,  зажатую  в  руке.
Перед  монтажом  провода  с  неметаллическим  покрытием  его  кон¬
цы  следует  зачистить  от  покрытия.  Зачистку  провода  выполняют
 Рис.  5.  Монтаж  деталей  на  стойках:
 а  —  образец  монтажа;  б  —  монтажная  стой¬
ка,  сформированная  специальными  плоско¬
губцами.
 8

с  помощью  специального  монтажного  ножа,  кусачек  или  обжи-
гателя.  При  зачистке  следует  следить  за  тем,  чтобы  не  подре¬
зать  жилу.
 Провода  некоторых  марок  имеют  наружную  оплетку  из  хлоп¬
чатобумажной,  шелковой  или  стекловолокнистой  ткани.  Такая
оплетка  легко  раскручивается,  поэтому  после  зачистки  ее  необ¬
ходимо  закрепить  нитками  (рис.  6,  а).
 Окисленные  или  покрытые  слоем  лака  поверхности  провод¬
ников  зачищают  до  металлического  блеска  наждачной  бумагой
или  острым  ножом.  После  этого  концы  проводников  облужи-
вают.
 При  монтаже  на  макетной  плате  часто  приходится  распаи¬
вать  проводники,  менять  детали.  Поэтому  соединения  надо  вы¬
полнять  так,  чтобы  их  можно  было  легко  размонтировать.  (Не¬
которые  приемы  монтажа  на  макетной  плате  показаны  на
рис.  6,  в).
 В  тех  случаях,  когда  нужно  срастить  два  прямолинейных
проводника,  их  концы  не  скручивают,  а  складывают  вместе  так,
чтобы  они  соприкасались  по  длине  не  менее  6...10  мм,  и  спаива¬
ют.  Когда  надо  соединить  проводники  под  прямым  углом,  конец
 Рис.  6.  Монта-ж  деталей:
 а  —  подготовка  проводников  с  внешней  оплеткой  и  неметаллическим  покрытием
к  монтажу;  б—  монтажная  стойка;  в  —  рациональные  приемы  монтажа.
 9

одного  проводника  сгибают,  прижимают  к  другому  и  в  таком
виде  спаивают  их.
 По  возможности  не  следует  спаивать  в  одной  точке  более
двух  проводников,  иначе  будет  затруднена  замена  деталей.  Если
по  условиям  монтажа  необходимо  соединить  несколько  деталей
в  одной  точке,  используют  монтажные  стойки  (рис.  6,  б).  Слож¬
ные  устройства  содержат  большое  количество  радиодеталей,  ко¬
торые  часто  не  могут  быть  припаяны  непосредственно  к  другим
деталям.  В  этих  случаях  используют  монтажные  планки  —  неме¬
таллические  пластинки  с  металлическими  лепестками,  к  которым
припаивают  отдельные  детали  и  проводники.  Размеры  монтаж¬
ных  планок  и  число  лепестков  на  них  определяются  количеством
монтируемых  деталей.
 Паяние
 Залуживание  проводников  и  паяние  производят  с  помощью
специального  инструмента  —  паяльника.  Рабочим  органом  па¬
яльника  служит  разогреваемый  медный  стержень.  Для  паяния
используют  припой  и  флюс.
 Припой  —  легкоплавкий  металлический  сплав.  К  основным
припоям  относятся  оловянно-свинцовые  сплавы  ПОС-40  и
ПОС-61  (цифры  в  марке  припоя  обозначают  процентное  содер¬
жание  олова).  Припой  ПОС-40  имеет  температуру  плавления
235°С  и  применяется  для  соединения  толстых  проводов,  припаи-
вания  к  ним  наконечников,  для  соединения  проводов  с  лепест¬
ками  деталей,  не  чувствительных  к  нагреву.  Температура  плав¬
ления  припоя  ПОС-61  190°С,  поэтому  этот  припой  используют
для  паяния  тонких  проводов  и  деталей,  боящихся  перегрева.
 При  нагреве  паяльником  поверхность  проводника  быстро
окисляется,  и  припой  к  ней  не  пристает.  Чтобы  избежать  этого,
паяние  ведется  с  применением  флюса  —  вещества,  защищающе¬
го  спаиваемые  поверхности  от  окисления.  В  качестве  флюса  ис¬
пользуют  канифоль  (смолу  хвойных  деревьев).  Обычно  кани¬
фоль  растворяют  в  спирте.  В  этом  случае  флюс  наносят  на  спаи¬
ваемые  поверхности  с  помощью  кисточки.  Припои  иногда  выпу¬
скаются  в  виде  трубочек,  заполненных  канифолью.
 Перед  паянием  рабочей  части  стержня  паяльника  следует
придать  необходимую  форму  и  облудить.  Конец  стержня  вна¬
чале  желательно  отковать  (сплющить),  а  затем  уже  обработать
напильником  до  получения  требуемой  формы  (рис.  7,  а).  Такая
форма  рабочей  части  способствует  лучшему  стеканию  припоя,  а
наклеп,  образующийся  при  сплющивании,  затрудняет  образова¬
ние  раковин  на  паяльнике.
 После  опиливания  стержня  паяльник  разогревают.  В  процессе
нагрева  рабочую  часть  стержня  прикладывают  к  кусочку  кани¬
фоли.  Если  паяльник  перегрелся,  канифоль  горит  и  выделяет
много  дыма;  в  этом  случае  паяльник  необходимо  несколько  осту-
 10

Рис.  7*  Оборудование  для  паяния:
 а  —  обработка  стержня  паяльника;  б  —  подставка  для  паяльника  и  баночка  для  припоя
 и  канифоли.
 дить  и  вновь  слегка  опилить  стержень.  Когда  паяльник  нагреет¬
ся  до  температуры  плавления  припоя',  плоскости  рабочей  части
поочередно  прикладывают  к  прутку  припоя  и  облуживают.  Тон¬
кий  слой  припоя  предохраняет  паяльник  от  окисления  и  облег¬
чает  пайку.  Нагар,  образующийся  на  рабочей  части,  в  процессе
паяния  удаляют,  протирая  рабочую  часть  чистой  тряпочкой.
 При  паянии  деталей,  как  правило,  требуется  небольшое  ко¬
личество  припоя,  поэтому  его  переносят  к  месту  пайки  залужен¬
ным  концом  паяльника  вместе  с  канифолью.  Для  этого  вначале
паяльник  опускают  в  канифоль,  затем  быстро  набирают  припой
и  прикладывают  стержень  паяльника  к  спаиваемым  проводам
или  выводам  деталей.  Место  соединения  прогревают  до  тех  пор,
пока  припой  не  растечется.  Перед  паянием  целесообразно  нане¬
сти  на  спаиваемые  поверхности  слой  жидкого  флюса.
 При  работе  с  трубчатым  припоем  паяльником  вначале  подо¬
гревают  место  пайки,  затем  к  рабочей  части  паяльника  подносят
припой  и  добиваются  его  равномерного  растекания  по  всем  спаи¬
ваемым  поверхностям.  Во  время  остывания  припоя  детали  дол¬
жны  оставаться  неподвижными.
 Хорошей  пайкой  считается  такая,  при  которой  припой  обли¬
вает  место  пайки  равномерно  со  всех  сторон.
 Надежную  пайку  можно  получить  только  с  помощью  доста¬
точно  нагретого  паяльника.  Если  паяльник  слабо  прогрет,  при¬
пой  плавится  плохо,  превращается  в  кашицу.  Признаком,  доста¬
точного  прогрева  паяльника  служит  вскипание  канифоли  и  вы¬
деление  дыма  при  соприкосновении  с  паяльником.
 Секрет  хорошей  пайки  заключается  в  аккуратности  и  чисто¬
те:  если  плохо  зачищены  проводники,  загрязнен,  плохо  нагрет
или  перегрет  паяльник,  надежной  пайки  не  будет,
 И

Для  паяльника  целесообразно  сделать  подставку  (рис.  7,  б),
а  припой  и  канифоль  держать  в  специальной  баночке.
 При  монтаже  радиоэлектронных  устройств  следует  придер¬
живаться  следующих  основных  правил.
 При  лужении  и  паянии  радиодеталей,  чувствительных  к  пере¬
греву,  их  выводы  следует  поддерживать  плоскогубцами  для  от¬
вода  лишнего  тепла.  В  остальных  случаях  детали  поддержива¬
ют  пинцетом.
 Детали  располагают  так,  чтобы  имеющиеся  на  них  надписи
были  хорошо  видны.
 Выводы  большинства  радиодеталей  можно  паять  не  ближе
5...10  мм  от  корпуса.  При  изгибе  выводов  следует  помнить,  что
минимальное  расстояние  от  корпуса  детали  до  места  изгиба  дол¬
жно  быть  не  менее  5  мм,  иначе  деталь  можно  повредить.  При
залуживании  выводов,  имеющих  вид  лепестков  с  отверстиями,
необходимо  следить  за  тем,  чтобы  после  залуживания  отверстия
были  свободными  от  припоя.
 Правила  техники  безопасности  при  работе
в  мастерской  с  электропаяльником
 1. 	Нельзя  включать  паяльник  в  электрическую  сеть  без  раз¬
решения  учителя.
 2. 	Перед  включением  следует  убедиться  в  отсутствии  повреж¬
дений  ручки,  шнура  л  вилки  паяльника.
 3. 	Для  предотвращения  пожара  при  выполнении  монтажных
работ  паяльник  должен  быть  помещен  на  термостойкую  под¬
ставку.
 4. 	При  включении  в  сетевую  розетку  и  выключении  из  нее
вилку  необходимо  держать  только  за  пластмассовую  (неметал¬
лическую)  часть.  Вставлять  вилку  следует  до  упора.
 5. 	В  процессе  паяния  паяльник  нужно  держать  за  деревян¬
ную  (пластмассовую)  ручку,  не  допуская  прикосновения  к  разо¬
гретым  его  частям  и  монтируемым  деталям.
 6. 	По  окончании  паяния  паяльник  должен  быть  выключен  из
сети.
 Практическая  работа.  Изготовление  монтажной  пла¬
ты  и  монтаж  соединений  пайкой.
 Оборудование:  электропаяльник  с  подставкой,  припой
ПОС-61,  канифоль,  листовой  неметаллический  материал,  кре¬
пежные  детали,  монтажный  провод,  металлический  пруток  или
полоски  для  изготовления  ножек  монтажной  платы,  монтажный
инструмент  (плоскогубцы,  кусачки,  монтажный  нож,  пинцет),
набор  радиодеталей,  показанных  на  монтажной  схеме  (рис.  8).
 Выполнение  работы.
 1. 	Пользуясь  описанием  (см.  §  1,  глава  I),  изготовить  макет¬
ную  плату,  необходимую  для  проведения  дальнейших  работ,
 12

Плату  изготовить  в  следующем  порядке.  Сначала  из  листа  ге-
тинакса  или  текстолита  с  помощью  резака  вырезать  заготовку.
Для  этого  лист  материала  положить  на  ровную  поверхность  сто¬
ла  или  доски,  по  линии  разреза  приложить  металлическую  ли¬
нейку  и  надрезать  материал  примерно  на  половину  его  толщи¬
ны.  Затем  лист  перевернуть  и  надрезать  с  другой  стороны,  после
чего  разломить  по  линии  разреза.  Торцы  получейной  заготовки
опилить  напильником.  Разметить  и  просЁерлить  все  необходимые
отверстия.  Приклепать  монтажные  лепестки.  Изготовить  и  уста¬
новить  ножки,  закрепить  переключатель,  футляры  с  батарейками
закрепить  непосредственно  перед  проведением  экспериментов.
 2. 	Облудить  выводы  деталей,  применяемых  для  монтажа.
Разместить  детали  на  макетной  плате  в  соответствии  с  монтаж¬
ной  схемой  (рис.  8).
 Определить  длину  монтажных  проводов,  соединяющих  каж¬
дую  пару  из  выбранных  лепестков.  К  найденной  длине  прибавить
по  15...20  мм  для  крепления  провода  к  арматуре.  Выпрямить
монтажный  провод,  нарезать  его  по  нужному  размеру  (бокоре-
зами,  кусачками).  Удалить  неметаллическое  покрытие  с  концов
проводов  длиной  8...10  мм,  затем,  зачистив  концы  проводов  и
лепестки  (штырьки)  от  окиси  и  загрязнений,  нанести  на  них  тон¬
кий  слой  канифоли  и  облудить.  После  этого  приступить  к  паянию
соединений.
 При  паянии  соединений  надо  стремиться,  чтобы  припой  рав¬
номерно  залил  конец  монтажного  провода  и  отверстие  лепестка.
 13
 Рис.  8.  Монтажная  схема.

Чтобы  пайка  получалась  аккуратной,  не  следует  набирать  слиш¬
ком  много  припоя  на  жало  паяльника.
 По  окончании  паяния  всех  соединений  удалить  кусочки  про¬
вода,  канифоли  и  капельки  припоя,  попавшие  на  плату  во  время
монтажа.  Проверить  качество  монтажа  и  его  соответствие  мон¬
тажной  схеме.
 3. 	Выполнить  монтаж  по  простейшей  монтажной  схеме
(рис.  8).  При  монтаже  соблюдать  все  перечисленные  выше  пра¬
вила.
 Контрольные  вопросы  к  главе  I
 1. 	Какие  виды  плат  применяют  для  монтажа?
 2. 	Из  каких  операций  состоит  монтаж?
 3. 	Что  такое  монтажная  схема?
 4. 	Чем  отличается  макетная  плата  от  монтажной?
 5. 	Расскажите  о  последовательности  действий  при  спаивании  двух  деталей.
 6. 	Перечислите  основные  правила  техники  безопасности  при  проведении  работ
с  электропаяльником.
 Глава  II.  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ  ТОК
 §  1.  ПОНЯТИЕ  О  ТОКЕ,  НАПРЯЖЕНИИ  И  СОПРОТИВЛЕНИИ
 Природа  электрического  тока
 Электрическим  током  называется  упорядоченное  (направлен¬
ное)  движение  заряженных  частиц:
 Для  возникновения  электрического  тока  необходимы  таким
образом  два  условия:  наличие  свободных  электрически  заряжен¬
ных  частиц,  способных  перемещаться  под  действием  приложен¬
ных  к  ним  сил,  и  силы,  действующей  на  эти  частицы  в  определен¬
ном  направлении.
 Вспомним,  что  все  вещества  состоят  из  мельчайших  положи¬
тельно  и  отрицательно  заряженных  частиц.  Но  далеко  не  во  вся¬
ком  веществе  хотя  бы  часть  из  них  является  свободными.  Веще¬
ства,  не  содержащие  свободных  заряженных  частиц,  называ¬
ются  изоляторами.  В  них  нельзя  создать  электрический  ток.
К  изоляторам  относятся  парафин,  каучук,  фарфор,  масла,  газы
в  обычном  состоянии  и  т.  д.  Вещества,  в  которых  имеются  сво¬
бодные  заряженные  частицы,  называются  проводниками.  К  хо¬
рошим  проводникам  принадлежат  металлы,  содержащие  в  очень
больших  количествах  свободные  электроны  —  частицы  с  наи¬
меньшим  электрическим  зарядом  отрицательного  знака.
 Разница  в  знаках  заряда  частиц  проявляется  при  их  взаимо¬
действии.  Частицы,  обладающие  зарядом  одного  знака,  отталки¬
ваются,  а  противоположно  заряженные  частицы  притягиваются.
При  удалении  частиц  силы  притяжения  и  отталкивания  быстро
убывают.
 14

Область  пространства  или  вещества,  в  которой  обнаружива¬
ются  силы  взаимодействия  зарядов,  называется  электрическим
полем.
 Если  свободную'отрицательно  заряженную  частицу  поместить
в  поле  положительного  заряда,  то  она  начнет  притягиваться
к  нему,  т.  е.  обретет  направленное  движение.  Если  электрическое
поле  создано  в  металле,  то  его  свободные  электроны  устремятся
р  направлении  положительного  заряда.  Следовательно,  электри¬
ческое  поле  служит  той  силой,  которая,  воздействуя  на  свобод¬
ные  заряженные  частицы,  образует  электрический  ток.
 Сила  тока.  Единицы  силы  тока
 Поскольку  электрический  ток  образуется  движением  за¬
ряженных  частиц  (зарядов),  то  сила  тока  (величина  тока)  мо¬
жет  быть  определена  по  количеству  зарядов  q,  проходящих  через
поперечное  сечение  проводника  в  единицу  времени.  Силу  тока
обозначают  латинской  буквой  I.  Тогда  можно  записать:
 Чем  большее  количество  зарядов  проходит  через  проводник
в  единицу  времени,  тем  сильнее  протекающий  в  нем  ток.  За  еди¬
ницу  силы  тока  принят  один  ампер.  Ампер  довольно  крупная
единица.  Так,  сила  тока  в  лампочках,  используемых  для  освеще¬
ния  квартир,  обычно  составляет  0,2—0,8  А,  в  лампочке  карман¬
ного  фонарика  примерно  0,3  А.  В  радиоэлектронике  чаще  при¬
ходится  иметь  дело  с  токами  меньшей  величины.  Для  их  измере¬
ния  применяются  более  мелкие  единицы:
 1  мА  (миллиампер)  =0,001  А;
 1 	мкА  (микроампер)  =0,000001  А.
 Понятие  о  напряжении*  Единицы  напряжения
 Выше  было  установлено,  что  причиной  возникновения  тока
в  проводнике  является  приложенное  к  нему  электрическое  поле.
Величина,  которая  характеризует  электрическое  поле,  создаю¬
щее  ток  в  проводнике,  носит  название  напряжения.  Чем
выше  приложенное  к  проводнику  напряжение,  тем  больше  сила,
с  которой  поле  действует  на  свободные  заряженные  частицы,  и
тем  выше  скорость  их  движения.  Но  увеличение  скорости  на¬
правленного  движения  зарядов  есть  увеличение  силы  тока.  Та¬
ким  образом,  электрический  ток  в  проводнике  прямо  пропорцией
нален  приложенному  к  нему  напряжению.
 Источником  напряжения  (тока)  может  служить,  например*
известная  всем  батарейка  карманного  фонарика.
 15

Измеряется  напряжение  в  вольтах  (В).  Напряжение  батаре¬
ек  некоторых  типов  равно  3,7...4,1  В.  Для  оценки  напряжений
меньшей  величины  используются  дробные  единицы:
 1  мВ  (милливольт)  =0,001  В;
 1  мкВ  (микровольт)  =  0,000001  В.
 Обозначается  напряжение  латинской  буквой  U.
 Сопротивление
 Несмотря  на  то  что  в  проводниках  имеются  свободные  заряды,
не  все  проводники  одинаково  хорошо  проводят  электрический
ток,  т.  е.  они  обладают  неодинаковой  проводимостью.  Объ¬
ясняется  это  следующим.  При  движении  по  проводнику  свобод¬
ные  заряды  сталкиваются  с  атомами  и  молекулами,  из
которых  состоит  проводник.  В  одних  проводниках  атомы  и  моле¬
кулы  сильнее  мешают  движению  зарядов,  в  других  слабее,
т.  е.  одно  вещество  оказывает  большое  сопротивление
электрическому  току,  а  другое  —  малое.
 Сопротивление  проводника  зависит  не  только  от  свойств  ма¬
териала,  но  и  от  размеров  —  длинный  проводник,  например,  ока¬
зывает  большее  сопротивление  току,  чем  короткий,  так  как
в  длинном  проводнике  на  пути  зарядов,  образующих  ток,  имеет¬
ся  больше  препятствий.
 За  единицу  электрического  сопротивления  принят  ом  (Ом).
Ом  является  мелкой  единицей.  Сопротивлением  1  Ом  обладает
отрезок  медного  провода  диаметром  0,2  мм,  имеющий  длину
1,75  м.  Тонкая  вольфрамовая  нить  лампочки  карманного  фонари¬
ка  имеет  сопротивление  около  13  Ом.  Для  измерения  больших
сопротивлений  используются  следующие  единицы:
 1  кОм  (килоом)  =  1000  Ом;
 1  МОм  (мегом)  =  1  000  000  Ом.
 Сопротивление  обозначается  латинской  буквой  R.
 В  радиоэлектронных  устройствах  часто  требуется  не  умень¬
шать,  а  увеличивать  сопротивление 	участка 	проводника. 	Для
 этой  цели  применяют  резисторы 	—  детали, 	обладающие  повы¬
 шенным  сопротивлением.
 §  2.  ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ  ЦЕПЬ.  ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ  СХЕМА
 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ЦЕПИ
 Источники  тока,  а  также  резисторы,  лампочки  и  другие  про¬
водящие  ток  детали  и  устройства,  соединенные  проводниками,
образуют  электрическую  цепь.
 Простейшая  электрическая  цепь  изображена  на  рис.  9,  а.  Ис¬
точником  тока  в  этой  цепи  служит  батарейка  карманного  фона¬
рика,  потребителем  тока  —  лампочка.  В  общем  случае  элементы,
подключенные  к  источнику,  составляют  внешнюю  часть  цепи,  или
 16

Рис.  9.  Простейшая  электрическая  цепь:
 а  —•  соединение  элементов  простейшей  цепи;  б  —  принципиальная  схема  простейшей  цепи,
 нагрузку,  которая  потреблйет  ток.  Сам  источник  тока  поэтому
часто  называют  источником  питания  цепи.  В  разомкнутой  цепи
ток  не  течет.  Протекание  тока  возможно  только  в  том  случае,
если  цепь  замкнута,  т.  е.  если  все  ее  элементы  соединены
проводниками.  В  этом  легко  убедиться  на  опыте.  Лампочка
(рис.  9,  а)  начинает  светиться  только  при  замыкании  цепи,  когда
выключатель  установлен  в  положение  «Включено».  Познакомим¬
ся  более  подробно  с  некоторыми  элементами  электрических
цепей.
 Источники  тока.  Источники  тока  служат  для  создания  и  под¬
держания  внутри  проводника  электрического  поля,  под  действи¬
ем  которого  в  проводнике  возникает  ток.  Широко  известными  ис¬
точниками  тока  являются  сухие  гальванические  элементы,  из  ко¬
торых  состоит,  например,  батарейка  карманного  фонарика.
Такой  источник  тока  имеет  два  полюса:  один  полюс  заряжен  по¬
ложительно,  а  другой  —  отрицательно.
 Заряды  на  полюсах  гальванического  элемента  образуются
вследствие  химического  взаимодействия  веществ,  из  которых  со¬
стоит  элемент.  Напряжение  на  разомкнутых  полюсах  гальвани¬
ческого  элемента  составляет  1,5...1,6  В.  Для  увеличения  напря¬
жения  источника  используется  последовательное  соединение
гальванических  элементов  в  батарею.  При  таком  соединении
отрицательный  полюс  одного  элемента  соединяется  проводником
с  положительным  полюсом  второго,  отрицательный  полюс  вто¬
рого—  с  положительным  полюсом  третьего  и  т.  д.
 Напряжение  батареи  последовательно  соединенных  элемен¬
тов  равно  сумме  напряжений  элементов.
 Элементы  внешней  цепи  подключают  к  полюсам  источника
тока  с  помощью  различных  приспособлений,  таких,  как  зажимы,
клеммы  и  т.  п.,  или  пайкой.
 17

Потребители  электрического  тока.  Потребителями  тока  явля¬
ются  всевозможные  детали,  приборы  и  устройства,  работающие
от  электрического  тока,—  лампочки,  электронагреватели,  элект¬
ромоторы  и  т.  п.  Потребители  часто  преобразуют  электрическую
энергию  в  другие  виды  энергии  —  световую,  тепловую,  механиче¬
скую  и  т.  д.
 Соединительные  провода.  Источники  тока  и  потребители  со¬
единяются  с  помощью  соединительных  ^проводов.  Соединитель¬
ные  провода  должны  обладать  малым  электрическим  сопротив¬
лением,  обеспечивать  удобство  монтажа  и  высокую  надежность
соединения  при  пайке.  Чаще  всего  соединительные  провода  изго¬
товляются  из  меди,  так  как  она  обладает  хорошей  проводимо¬
стью  и  легко  поддается  пайке.
 Выключатели.  Работой  электрической  цепи  управляют  с  по¬
мощью  выключателя.  В  положении  «Включено»  выключатель
обеспечивает  замыкание  электрической  цепи,  в  положении  «Вы¬
ключено»  цепь  оказывается  разомкнутой.  Выключатель,  замы¬
кающий  и  размыкающий,  или,  как  говорят,  коммутирующий  одну
электрическую  цепь,  называют  ключом.
 В  замкнутом  состоянии  ключ  обладает  очень  малым  электри¬
ческим  сопротивлением,  т.  е.  беспрепятственно  пропускает  ток.
При  размыкании  ключа  цепь  электрического  тока  разрывается.
Иначе  говоря,  в  разомкнутом  состоянии  ключ  обладает  очень
большим  сопротивлением.
 Изображать  электрические  цепи  так,  как  это  сделано  на
рис.  9,  а,  крайне  неудобно.  Особенно  если  цепь  сложная  и  со¬
держит  большое  число  разнообразных  элементов.  Задача  значи¬
тельно  упрощается  при  использовании  специальных  условных
обозначений  элементов.  Некоторые  из  них  приведены  в  Прило¬
жении.
 Графическое  изображение  электрических  цепей  с  по¬
мощью  условных  обозначений  называют  принципиальной
схемой.  На  рис.  9,  б  приведена  принципиальная  схема  цепи,
показанной  на  рис.  9,  а.
 В  нашей  цепи  электроны  движутся  во  внешней  ее  части  от
отрицательного  полюса  источника  к  его  положительному  полюсу.
Исторически  же  сложилось  так,  что  за  направление  электриче¬
ского  тока  принято  направление  от  положительного  полюса  ис¬
точника  к  отрицательному.  На  рис.  9,  б  направление  тока  указано
стрелками.
 При  работе  с  электрическими  цепями  часто  бывает  необхо¬
димо  провести  их  проверку  —  найти  ббрыв  в  цепи  или  место  ко¬
роткого  замыкания.  Обрыв  цепи  —  то  место,  где  нарушена
цельность  цепи,  и  поэтому  электрический  ток  там  протекать  не
может.  Короткое  замыкание  цепи  —  то  место,  где  про¬
изошло  соприкосновение  двух  токопроводящих  частей,  в  резуль¬
тате  чего  ток  пошел  по  новому  направлению  (образовалась  дру¬
гая  электрическая  цепь).
 18

Проверку  цепи  можно  произвести  с  помощью  простого  устрой¬
ства  —  пробника,  состоящего  из  источника  тока  и  лампочки  от
'карманного  фонаря.
 Практическая  работа.  Изготовление  устройства  для
проверки  электрических  цепей  (пробник).
 Оборудование:  макетная  плата  с  установленной  на  ней
батарейкой,  лампочка  3,5  ВХ0,28  А  (1  шт.),  патрон  для  лампоч¬
ки  (1  шт.),  проводники  с  наконечниками,  входящие  в  состав  кон¬
структора  (2  шт.),  соединительные  провода.
 Выполнение  работы.
 1. 	На  макетной  плате  закрепить  около  футляра  с  батарейкой
патрон  для  лампочки.  Один  полюс  батарейки  соединить  с  одним
из  выводов  патрона.  К  другому  полюсу  батарейки  и  ко  второму
выводу  патрона  подключить  длинные  проводники  с  металличе¬
скими  наконечниками  (щупы).  Вставить  лампочку  в  патрон.  При
соприкосновении  двух  наконечников  (щупов)  цепь  тока  замыка¬
ется,  и  лампочка  начинает  светиться.
 Если  теперь  коснуться  одновременно  обоими  наконечниками
двух  точек  какой-либо  электрической  цепи,  то  загорание  лампоч¬
ки  будет  свидетельствовать  о  том,  что  соответствующий  участок
цепи,  заключенный  между  наконечниками,  замкнут  —  обры¬
ва  нет.
 Наоборот,  если  лампочка  не  загорится,  значит,  участок  цепи
разомкнут  —  есть  обрыв.
 2. 	Пользуясь  изготовленным  пробником,,  проверить  простей¬
шие  цепи  на  замыкание  и  обрыв.  Перед  проверкой  цепей  от  них
обязательно  следует  отключить  источники  питания.
 §  3.  ИЗМЕРЕНИЕ  ТОКА  И  НАПРЯЖЕНИЯ
Измерение  силы  тока.  Амперметры
 Протекание  тока  в  проводнике  сопровождается  рядом  физи¬
ческих  явлений,  называемых  действиями  электрического  тока.
 Во-первых,  при  протекании  тока  проводник  нагревается.  На
использовании  теплового  действия  тока  основана  ра¬
бота  всех  электронагревательных  приборов  (электропаяльников,
электроплиток,  электроутюгов  и  др.)>  а  также  работа  электро¬
осветительных  ламп  накаливания.
 Кроме  того,  протекание  тока  сопровождается  возникновением
вокруг  проводника  магнитных  сил  (магнитного  поля),  которые
можно  обнаружить  по  отклонению  магнитной  стрелки  компаса.
Это  так  называемое  магнитное  действие  тока.
 Если  же  проводник  с  током  поместить  определенным  образом
в  поле  постоянного  мягнита,  то  вследствие  взаимодействия  их
магнитных  полей  на  проводник  будет  действовать  механическая
сила,  величина  и  направление  которой  определяются  силой  и  на¬
 19

Рис.  10.  Упрощенная  конструкция  ам¬
перметра:
 а  —  устройство  амперметра,  б  —  условное
обозначение  прибора  магнитоэлектрической
системы.
 правлением  тока  в  проводнике.
 Данное  явление  называют
механическим  действи¬
ем  тока.
 На  использовании  различ¬
ных-  действий  электрического
хока  построены  разнообразные
приборы,  предназначенные  для
измерения  его  силы.  Такие  при¬
боры  называются  ампермет¬
рами  (миллиамперметрами,
микроамперметрами).  Одна  из
возможных  конструкций  ам¬
перметра  в  упрощенном  виде
представлена  на  рис.  10,  а.  Ам¬
перметр  состоит  из  двух  основ¬
ных  частей  —  легкой  прямо¬
угольной  рамки,  изготовленной
из  тонкой  медной  проволоки,  и
постоянного  магнита.  К  оси
рамки  прикреплен  один  конец
спиральной  пружины,  другой  конец  которой  жестко  связан  с  кор¬
пусом  прибора.  Кроме  того,  на  оси  укреплена  легкая  указатель¬
ная  стрелка  амперметра,  конец  которой  при  вращении  оси  мо¬
жет  перемещаться  вдоль  шкалы  прибора.
 Если  по  проволоке  пропустить  ток,  то  рамка  повернется  во¬
круг  оси  на  некоторый  угол,  а  стрелка  отклонится  от  своего
исходного  положения.  Если  силу  тока,  протекающего  через  ам¬
перметр,  увеличить,  то  угол  отклонения  стрелки  тоже  увеличится.
 Шкала  прибора  градуируется  в  единицах  силы  тока  —  ампе¬
рах,  миллиамперах  и  т.  д.  Амперметры  подобного  типа,  в  которых
используется  механическое  действие  тока,  называют  ампермет¬
рами  магнитоэлектрической  системы.  На  их  шкалу  на¬
носят  условное  обозначение,  показанное  на  рис.  10,  б.
 Приборы  магнитоэлектрической  системы  могут  иметь  нулевое
деление  как  на  краю,  так  и  посередине  шкалы.  Если  прибор  име¬
ет  нулевое  деление  на  краю  шкалы,  то  измерение  можно  произ¬
водить  только  при  одном  направлении  тока  в  рамке.  Ампермет¬
ром  с  нулевым  делением  посредине  шкалы  измеряют  ток  любого
направления,  причем  в  зависимости  от  направления  тока  стрелка
может  отклоняться  влево  или  вправо.  При  измерении  тока  ам¬
перметр  включают  последовательно  (в  разрыв  цепи)  с  тем
прибором,  силу  тока  в  котором  следует  измерить.
 Для  включения  амперметра  в  цепь  применяют  клеммы  или
зажимы.  У  одной  клеммы  ставится  знак  «  +  »,  у  другой  «—».
При  измерениях  клемму  со  знаком  «  +  »  соединяют  с  проводом,
идущим  от  положительного  полюса  источника  тока,  а  клемму  со
знаком  «—»  —  с  проводом,  идущим  от  отрицательного  полюса.
 20

Каждый  амперметр  рассчитан  на  измерение  токов  до  неко-
торой  максимально  допустимой  величины  (предел  измерения).
Максимальное  значение  измеряемого  прибором  тока  соответст¬
вует  крайнему  делению  шкалы.
 Использование  прибора  для  измерения  токов,  превосходящих
максимально  допустимое  значение,  приводит  к  выходу  его  из
строя.
 Если  измеряемый  ток  слишком  мал,  то  стрелка  лишь  незна¬
чительно  отклонится  от  нулевого  деления  и  отсчет  силы  тока  по
шкале-будет  затруднителен.  Поэтому,  прежде  чем  приступить
к  измерению  тока,  необходимо  правильно  выбрать  измеритель¬
ный  прибор.
 Когда  значение  силы  тока  в  цепи  примерно  известно,  то  при¬
бор  подбирают  с  такой  шкалой,  чтобы  величина  измеряемого
тока  соответствовала  значениям  тока  в  средней  части  шкалы.
 Если  значение  тока  в  цепи  неизвестно,  то  измерительный  при¬
бор  подбирают  экспериментально.  Для  этого  сначала  к  цепи
подключают  прибор  с  большим  пределом  измерения,  например
несколько  ампер.  Если  отклонение  стрелки  прибора  будет  слиш¬
ком  мало,  то  его  заменяют  прибором  с  меньшим  пределом  изме¬
рений.  Если  же  стрелка  отклоняется  дальше  крайнего  деления
шкалы  («зашкаливает»),  то  его  следует  немедленно  отклю¬
чить  от  цепи  тока  и  заменить  другим  прибором,  с  большим  пре¬
делом  измерений.
 Измерение  напряжения.  Вольтметры
 Напряжение  измеряется  вольтметрами.  Так  как  элек¬
трический  ток  в  проводнике  пропорционален  напряжению  на  нем,
то  о  величине  напряжения  на  зажимах  прибора  можно  судить
по  силе  тока,  протекающего  через  него.  Поэтому  устройство
вольтметров  мало  отличается  от  устройства  амперметров  той  же
системы.
 При  измерении  напряжения  на  концах  некоторого  участка
(элемента)  цепи  вольтметр  подключают  к  нему  параллель¬
но.  При  этом  цепь  тока  не  разрывается,  а  клеммы  вольтметра
подключают  к  концам  участка  цепи  так,  что  клемма,  обозначен¬
ная  знаком  «  +  »,  оказывается  соединенной  с  проводом,  идущим
от  положительного  полюса  источника.  Подбор  вольтметра  с  под¬
ходящим  пределом  измерений  производится  подобно  тому,  как
это  описано  для  амперметра.
 §  4.  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ  ПРОВЕРКА  ЗАКОНА  ОМА
 ДЛЯ  УЧАСТКА  ЦЕПИ
 Проделаем  следующий  опыт.  Составим  цепь  из  батарейки
карманного  фонарика  (3336Л)  и  двух  резисторов  сопротивлени¬
ем  10  кОм  и  2  кОм  (рис.  11).  Особенность  этой  цепи  состоит
 21

в  том,  что  при  замыкании  клкга  В  ток  источника  будет  проте¬
кать  последовательно  через  в'се  ее  элементы,  нигде  не  разветв¬
ляясь.  Такое  соединение  элементов  называется  последователь¬
ным.  При  последовательном  соединении  каждый  элемент  соеди¬
няется  с  соседним  только  одним  своим  выводом.  Общее
сопротивление  резисторов  ц'етпт,  изображенной  на  рис.  11,  равно
12  кОм.
 Измерим  силу  тока  в  цепи  с  помощью  миллиамперметра  и  за¬
пишем  результат  измерений.
 Теперь  увеличим  вдвое  напряжение,  приложенное  к  цепи,  пу¬
тем  подключения  к  ней  двух  соединенных  последовательно  ба¬
тареек  и  вновь  измерим  силу  тота.  Сравнивая  результаты  двух
измерений,  можно  сделать  вывод,  что  сила  тока  в  участке  цеии
прямо  пропорциональна  приложенному  к  нему  напряжению.
 Заменим  резисторы  на  другие,  обладающее  вдвое  большим
сопротивлением  (24  кОм).  Измерим  силу  тока  в  цепи  и  сравним
ее  с  результатом  предыдущего  измерения.  Опыт  показывает,  что
увеличение  сопротивления  цепи  вдвое  привело  к  ум'еньшгению
силы  тока  в  ней  также  в  два  раза.  Следовательно,  сила  тока
в  участке  цепи  обратно  пропорциональна  его  сопротивлению.
 Подводя  итог  опыту,  можно  сделать  окончательный  вывод.
 Сила  тока  на  участке  замкнутой  цепи  прямо  пропорциональ¬
на  приложенному  к  нему  напряжению  и  обратно  пропорцтппль-
на  сопротивлению  участки.
 ^ 	напряжение 	, 	U
 Сила  тока=  	- 	,  или  /=  —.
 сопротивление 	R
 Найденная  зависимость  известна  под  названием  закона  Ома
для  участка  цепи.  Закон  Ома  устанавливает  связь  между  тремя
основными  электрическими  величш$ами,  характеризующими  уча¬
сток  цепи,  и  позволяет  определить  одну  из  них  при  известных
двух  других.  В  частности,  если  сопротивление  R  участка  *  (эле¬
 22
 Рис.  II.  Схема  для  проверки  зътт  Ома,

3. 	Подсоединить  к  зажи¬
мам  вольтметра  гибкие  прово¬
да  с  наконечниками.  Щуш>м,.
соединенным  с  зажимом  вольт¬
метра  «  +  »,  коснуться  клеммы
«  +  »  батареи  (рис.  12).  Щупом,
соединенным  с  зажимом  «—»
вольтметра,  коснуться  сначала
точки  2,  а  затем  точки  1  и  от¬
метить  отклонения  стрелки
вольтметра.  В  первом  случае
вольтметр  показывает  напря¬
жение  на  полюсах  одной  ба¬
тареи.  Во  втором  случае  при-
 1  При  недостаточном  количестве
оборудования  в  шкояе  работы  можно
объединять.
 Рис.  12.  Последовательное  соединение
источников  тока.

бор  измеряет  напряжение  на  полюсах  источника,  образован¬
ного  из  двух  соединенных  последовательно  батарей.
 4. 	Отсчитать  по  шкале,  на  какое  число  делений  отклонилась
стрелка  прибора.  Число  делений  умножить  на  дену  одного  де¬
ления.  Результат  умножения  дает  величину  напряжения.
 Измерив  напряжение  каждой  из  батарей,  а  затем  напряже¬
ние  на  свободных  клеммах,  убедиться  в  том,  что  при  последова¬
тельном  соединении  источников  тока  общее  надряжение  равно
сумме  напряжений  источников.
 Практическая  работа.  Измерение  силы  тока  в  цепи
последовательно  соединенных  резисторов.
 Оборудование:  макетная  плата,  футляр  с  батарейкой,
резисторы  2  кОм  (1  шт.),  10  кОм  (1  шт.),  монтажные  и  соедини¬
тельные  провода,  миллиамперметр  3...5  мА.  ^
 Выполнение  работы.
 1. 	На  монтажной  плате  закрепить  футляр  с  батарейкой.
К  контактным  лепесткам  платы  припаять  два  резистора  2  кОм
и  10  кОм.  Собрать  электрическую  цепь  (принципиальную  схему
цепи  см.  на  рис.  11)  и  пропаять  места  соединения.
 2. 	С  помощью  миллиамперметра  измерить  силу  тока  в  четы¬
рех  сечениях  цепи  I—IV.  Для  этого  сначала  отпаять  проводник
между  точками  а  и  b  и  в  разрыв  цепи  включить  миллиамперметр
клеммой  «  +  »  к  точке  а,  клеммой  «—»  —  к  точке  Ь.  Замкнув  вы¬
ключатель,  отметить  показания  прибора.
 3. 	Восстановить  цепь  между  точками  а  и  Ь.  Затем  повторить
все  операции  измерения  тока  в  сечениях  И,  III,  IV.
 Результаты  измерений  показывают,  что  сила  тока  во  всех
сечениях  неразветвленной  цепи  одинакова.  Тем  самым  подтвер¬
ждается  тот  факт,  что  ток  источника  последовательно  протекает
через  резисторы,  образующие  последовательную  цепь  нагрузки,
 §  5.  ИЗМЕРЕНИЕ  СОПРОТИВЛЕНИЯ.  АВОМЕТР
Измерение  сопротивления
 Прибор,  предназначенный  для  измерения  сопротивления,  на¬
зывается  омметром.  Простейший  омметр  можно  получить,
соединив  последовательно  гальванический  элемент  и  миллиам¬
перметр  (рис.  13).  Участок  цепи,  сопротивление  которого  тре¬
буется  измерить  (условно  Rx),  подключается  к  клеммам  I—2.
 Принцип  измерения  сопротивления  основан  на  использовании
вывода  из  закона  Ома:  при  неизменном  напряжении  на
концах  участка  цепи,  сопротивление  которого  необходимо  опре¬
делить,  ток  в  нем  обратно  пропорционален  сопротивлению.  Зна¬
чит,  шкала  миллиамперметра,  входящего  в  конструкцию  оммет¬
ра,  может  быть  отградуирована  в  единицах  измерения  сопротив¬
ления.
 24

Перед  началом  измерений
сопротивления  омметр  уста¬
навливают  на  нуль.  Необходи¬
мость  в  начальной  установке
на  нуль  вызвана  тем,  что  на¬
пряжение  гальванического  эле¬
мента  омметра  по  мере  расхо¬
дования  его  электрической
энергии  уменьшается.  При  ус¬
тановке  прибора  на  нуль  его
зажимы  соединяют  коротким
медным  проводом  диаметром
 0,5...  1  мм.  Сопротивление  та¬
кого  провода  очень  мало  (де¬
сятитысячные  доли  Ома)  и  по¬
тому  может  быть  принято  рав¬
ным  нулю.  Стрелка  прибора
должна  установиться  против
нулевого  деления  шкалы.  Если
же  этого  не  происходит,  то  ус¬
тановку  стрелки  шкалы  на  нуль  производят,  вращая  ручку  регу*
лятора  «Нуль  омметра».  При  вращении  ручки  изменяется  сопро¬
тивление,  включаемое  в  омметре  последовательно  в  цепь  гальва¬
нического  элемента  (на  рис.  13  оно  не  показано).  В  результате
ток,  протекающий  через  миллиамперметр,  также  изменяется.  Как
только  требуемая  пропорциональность  между  током  и  напряже¬
нием  гальванического  элемента,  принятая  при  градуировке  шка¬
лы  омметра,  будет  достигнута,  стрелка  прибора  установится  на
нулевое  деление  шкалы.  После  этого  прибор  готов  к  работе.
 Если  требуется  измерить  сопротивление  какого-либо  элемен¬
та  цепи,  то  прежде  всего  нужно  отключить  от  нее  источники
питания.  Иначе  пропорциональность  между  током  и  напряжени¬
ем,  принятая  при  градуировке  шкалы  омметра,  будет  нарушена
и  измерения  окажутся  неверными.  Затем  следует  убедиться,  что
другие  элементы  цепи  не  подключены  параллельно  интересующе¬
му  нас  элементу.  В  противном  случае  перед  измерением  сопро¬
тивления  его  придется  отсоединить  от  летальных  элементов.
 Авометр
 Итакг  мы  установили,  что  показания  амперметра,  вольтметра
и  омметра  пропорциональны  силе  тока,  протекающего  через  при¬
бор.  По  этой  причине  все  три  прибора  нередко  объединяют
в  один,  который  носит  название  ампервольтомметр  или  со¬
кращенно  авометр.
 Авометр  имеет  несколько  шкал,  отградуированных  в  едини¬
цах  измерения  тока,  напряжения  и  сопротивления.  Переход  от
измерений  одной  электрической  величины  к  измерениям  другой
 Рис.  13.  Простейший  омметр:
 а  —  устройство  омметра;  6  —  электрическая
схема.

и  выбор  пределов  измерения
осуществляется  переключате¬
лем  либо  посредством  включе¬
ния  штекеров  в  соответствую¬
щие  гнезда.
 Ав  ометр  ы, 	выпускаем  ы  е
 промышленностью,  имеют  раз¬
личные  точности  и  пределы  из¬
мерений  электрических  вели¬
чин.  Имеются  авометры  для  ис¬
пользования  в  условиях  повы¬
шенной  влажности  при  боль¬
ших  изменениях  температуры
окружающей  среды  и  т.  д.  Кро¬
ме  того,  в  авометрах  некото¬
рых  типов  предусмотрена  воз¬
можность  проведения  ряда
других  электрических  измере¬
ний.
 На  рис.  14  показан  внешний
вид  авометра  «Школьный».
Провода,  предназначенные  для
подключения  авометра  к  объ¬
екту  измерений,  располагаются
с  внутренней  стороны  крышки
прибора.  На  концах  они  имеют  штекеры.  При  измерениях  корот¬
кие  штекеры  вставляют  в  гнезда  прибора,  а  длинные  —  щупы
подключают  к  электрической  цепи.
 §  6.  ПЕРЕМЕННЫЙ  ТОК
 Во  всех  проведенных  выше  экспериментах  использовался
ток,  величина  и  направление  которого  не  изменялись  с  течением
времени.  Такой  ток  называется  постоянным.  Однако  в  ра¬
диоэлектронике  широко  используется  изменяющийся  во  времени
по  величине  и  направлению  переменный  ток.  Так,  сигналы
любого  вида  электрической  ‘  связи  (телефонии,  телеграфии
и  т.  д.),  посредством  которых  передаются  разнообразные  сооб¬
щения,  представляют  собой  переменный  ток.  Сигналы  в  радио¬
передатчиках  и  радиоприемниках  также  есть  не  что  иное,  как
переменный  ток.  Можно  сказать,  что  все  радиоэлектронные  уст¬
ройства  работают  на  переменном  токе  того  или  иного  вида.
 Чтобы  ознакомиться  с  переменным  током,  проделаем  опыт.
 Пусть  миллиамперметр,  используемый  для  измерения  тока
в  простейшей  электрической  цепи  (см.  рис.  11),  имеет  нулевое
деление  посредине  шкалы.  При  подключении  прибора  в  цепь
указательная  стрелка  отклонится  от  нулевого  деления,  отмечая
значение  силы  тока.  Примем  это  направление  отклонения  стрел-
 26
 Рис.  14.  Авометр  «Школьный».

Рис.  15.  Графики  переменного  тока:
 а  —  скачкообразно  изменяющийся  ток;  6  —  гармонически  изменяющийся  ток.
 ки,  а  значит,  и  соответствующее  направление  така  в  цепи  за
положительное.  Затем  поменяем  местами  концы  проводов,  под¬
ключенные  к  полюсам  батареи.  Очевидно,  в  этом  случае  ток
в  проводнике  изменит  направление  на  противоположное  (отрица¬
тельное).  Действительно,  стрелка  прибора  отклоняется  в  проти¬
воположную  сторону  от  нулевого  деления.
 Станем  теперь  ритмично  и  достаточно  часто  менять  местами
концы  проводов,  подключенные  к  полюсам  источника.  Тогда  во
внешней  цепи  будет  протекать  переменный  ток  (рис.  15,  а).  На
рисунке  наглядно  видно,  как  периодически  во  времени  изменя¬
ются  и  направление  и  величина  тока.  Так,  в  момент  t\  величина
тока  скачком  убывает  сначала  от  значения  /  до  0,  а  затем  дости¬
гает  отрицательного  значения  I.  Это  один  из  частных  видов  пере¬
менного  тока.
 На  практике  часто  приходится  иметь  дело  с  периодическим
переменным  током,  величина  которого  плавно  изменяется  с  те¬
чением  времени.  Именно  такой  ток  постудает  в  жилые  дома,  на
предприятия,  в  учреждения  и  т.  д.  по  энергетической  сети  от  ге¬
нераторов  электростанций  (рис.  15,  б).  Это  так  называемый  гар¬
монически  изменяющийся  переменный  ток.  Периодиче¬
ские  изменения  величины  и  направления  тока  носят  название
колебаний.
 27

Определим  основные  параметры  гармонически  изменяющего¬
ся  тока,  т.  е.  характеризующие  его  величины.  Максимальное
отклонение  величины  тока  от  нулевого  значения  называется  его
амплитудой  1т.  Амплитуда  характеризует  размах  колебаний
переменного  тока.  Отрезок  времени  от  0  до  t\*  в  течение  которого
переменный  ток  течет  в  положительном  направлении,  называется
положительным  полупериодом  или  положитель¬
ной  полуволной  колебаний.  А  отрезок  времени  t\—12
соответствует  отрицательному  полупериоду.
 К  моменту  <2  период  изменений  тока  заканчивается.  Даль¬
нейшие  его  изменения  происходят  точно  так  же,  как  после  на-:
чального  момента  времени  /  =  0.  Период  изменений  переменного
тока  принято  обозначать  буквой  Т.  Величина,  обратная  периоду
 /  =='У’  показывает,  сколько  периодов  колебаний  переменного
 тока  укладывается  в  единице  времени,  и  носит  название  часто¬
ты  колебаний.  Если,  например,  длительность  одного  периода
 колебаний  составляет  0,1  с,  то  частота  будет  равна  /=—-  -  =  10
 периодам  в  секунду.  Измеряется  частота  в  герцах.  Один
герц  (1  Гц)  равен  одному  периоду  колебаний  в  секунду.  Частота
тока  электрической  сети  составляет  50  Гц.  Это  значит,  что  вели¬
чина  и  направление  тока  в  сети  изменяются  периодически  50  раз
в  секунду.
 В  радиоэлектронике  чаще  используются  переменные  токи  зна¬
чительно  более  высокой  частоты.  Обычно  их  создают  специаль¬
ные  устройства—электронные  генераторы  переменного  тока.
В  основе  принципа  действия  наиболее  распространенных  элект¬
ронных  генераторов  лежит  преобразование  энергии  источника
постоянного  тока  в  энергию  переменного  тока  на  выходе  генера¬
тора.  В  конце  курса  будет  подробно  рассмотрена  работа  элект¬
ронного  генератора.
 Для  оценки  высоких  частот  используются  единицы:
 1  кГц  (килогерц)  =  1000  Гц;
 1  МГц  (мегагерц)  =  1  000  000  Гц.
 Переменный  ток  протекает  в  электрической  цепи  в  том  слу¬
чае,  если  к  ней  приложено  переменное  напряжение.  Переменное
напряжение  характеризуется  теми  же  параметрами,  что  и  пере¬
менный  ток.  Для  измерения  силы  переменного  тока  используются
единицы:  А,  мА,  мкА.  Переменное  напряжение  измеряется  в  В,
мВ  и  мкВ.
 Применение  приборов  магнитоэлектрической  системы  для  из¬
мерения  силы  переменного  тока  и  переменного  напряжения  ока¬
зывается  невозможным,  так  как  вследствие  изменений  направле¬
ния  тока  стрелка  прибора  будет  колебаться  вблизи  нулевого  де¬
ления  шкалы.  А  при  достаточно  высокой  частоте  переменного
тока  стрелка  из-за  инерционности  вообще  не  отклонится  от  нуле¬
вого  деления.
 28

Поэтому  для  этих  целей  используют  приборы  электромагнит¬
ной  системы  либо  приборы  с  преобразователями,  предварительно
превращающими  переменный  ток  в  постоянный.  На  корпус  при¬
боров  переменного  тока  наносится  волнистая  линия  «~».  Аво-
метры,  выпускаемые  промышленностью,  обычно  допускают  из¬
мерения  как  постоянных,  так  и  переменных  напряжений  и  токов.
 Практическая  работа.  Измерение  тока,  напряжения
и  сопротивления  с  помощью  авометра.
 Оборудование:  макетная  плата,  футляр  с  батарейкой,
резисторы  2  кОм  (1  шт.),  10  кОм  (1  шт.),  соединительные  про¬
водники,  авометр  «Школьный».
 Выполнение  работы.
 На  макетной  плате  собрать  цепь  (принципиальную  схему
цепи  см.  рис.  11).
 I. 	Измерение  силы  постояного  тока..
 1. 	Ручку  «Нуль  омметра»  установить  в  положение  mA,  V.
 2. 	Один  короткий  штекер  вставить  в  гнездо  «Общ.»,  располо¬
женное  во  втором  слева  вертикальном  ряду  гнезд  мА  =  .  Второй
короткий  штекер  вставить  в  гнездо,  соответствующее  выбранно¬
му  пределу  измерений  тока  и  расположенное  в  том  же  ряду.
 3. 	Длинными  щупами  подключить  прибор  к  цепи  (щупы  дол¬
жны  включаться  в  разрыв  цепи  с  соблюдением  полярности.  Щуп,
соединенный  с  гнездом  «Общ.»,  следует  подключить  к  проводу,
идущему  от  положительного  полюса  источника  питания  цепи).
 4. 	Определить  цену  деления  шкалы  «  =  »  при  выбранном  пре¬
деле  измерений  (шкала,  помеченная  знаком  «  =  »,  предназначена
для  отсчета  единиц  силы  тока  и  используется  при  разных  пре¬
делах  измерений).
 5. 	Подключить  источник  питания  к  цепи  (замкнуть  ключ  В).
Отсчитать  по  шкале,  на  какое  число  делений  отклонилась  стрел¬
ка  прибора.  Число  делений  умножить  на  цену  одного  деления
шкалы.  Результат  умножения  показывает  силу  тока  в  цепи.
 Отключить,  питание  от  цепи.  Отсоединить  щупы  авометра  и
восстановить  соединение,  нарушенное  при  подключении  прибора.
 Для  правильного  выбора  пределов  измерений  нужно  иметь
представление  о  приближенной  величине  тока  в  цепи.  Если  пре¬
дел  измерений  выбран  неверно,  например  мал,  то  указательная
стрелка  отклонится  до  упора.  В  этом  случае  для  предотвращения
порчи  прибора  следует  немедленно  отключить  питание  цепи  и
переставить  короткий  штекер  в  гнездо  с  большим  пределом  изме¬
рений.  Если  же  вследствие  неверного  выбора  предела  измерений
отклонение  стрелки  будет  слишком  мало  и  отсчет  по  шкале  за¬
труднен,  после  отключения  питания  цепи  короткий  штекер  пере¬
ставить  в  гнездо  с  меньшим  пределом  измерений.
 II. 	Измерение  постоянного  напряжения.
 Порядок  измерений  такой  же,  как  и  в  предыдущем  случае.
При  измерении  напряжения  короткие  штекеры  вставить  в  ряды
 29

гнезд,  расположенные  справа  на  лицевой  панели  авометра  и  по¬
меченные  знаком  «  =  ».  Прибор  подключить  параллельно  к  участ¬
ку  цепи,  на  концах  которого  требуется  измерить  напряжение.
Подобным  образом  измерить  падение  напряжения  на  резисторах
R1  и  R2.  Убедиться,  что  падение  напряжения  пропорционально
сопротивлению  резистора.
 III. 	Измерение  переменных  напряжений  и  токов.
 При  измерении  переменных  'напряжений  и  токов  с  помощью
авометра  «Школьный»  короткие  штекеры  следует  вставлять
в  ряды  гнезд,  помеченные  знаком  «~>»,  отсчет  показаний  прибо¬
ра  нужно  вести  но  шкале,  также  обозначенной  знаком  «~».
В  остальном  порядок  измерений  прежний.
 IV. 	Измерение  сопротивления.
 1. 	Отключить  интересующий  участок  цепи  от  источников  тока
и  от  остальных  элементов,  подключенных  к  нему  параллельно.
 2. 	Один  короткий  штекер  вставить  в  гнездо  «Общ.»  в  гори¬
зонтальном  ряду  гнезд  (£2).  Второй  короткий  штекер  вставить
в  гнездо  того  же  ряда,  соответствующее  выбранному  пределу  из¬
мерений  сопротивления.
 3. 	Соединить  щупы  друг  -с  другом  (замкнуть  накоротко)  и,
поворачивая  ручку  «Нуль  омметра»,  установить  указательную
стрелку  на  нулевое  деление  шкалы.  Разомкнуть  щупы.
 4. 	Подключить  щупы  к  элементу,  сопротивление  которого  тре¬
буется  измерить.  Произвести  отсчет  по  шкале  прибора.  Число
делений  умножить  на  цену  деления.
 5. 	Отсоединить  щупы.  Ручку  «Нуль  омметра»  перевести  в  по¬
ложение  шА,  V.
 Если  выбранный  предел  измерений  не  обеспечивает  удобства
отсчета  по  шкале,  короткий  штекер  переставить  в  гнездо  с  под¬
ходящим  пределом.
 При  проведении  ряда  последовательных  измерений  проделать
операции,  указанные  в  пунктах  1—4.
 Соблюдая  приведенную  выше  последовательность  действий,
измерить  сопротивление  резисторов  R1  и  R2,  предварительно
разомкнув  ключ  В  (см.  рис.  11).
 Контрольные  вопросы  к  главе  II
 1. 	Почему  разные  вещества  оказывают  разное  сопротивление  электрическо¬
му  току?
 2. 	Из  каких  элементов  состоит  электрическая  цепь?
 3. 	Как  изменится  сила  тока  в  проводнике,  если  уменьшить  приложенное  к  не¬
му  напряжение?
 4. 	Какое  направление  будет  иметь  ток  во  внешней  цепи  (рис.  И)  при  замы¬
кании  ключа  В?
 5. 	Нужно  ли  соблюдать  полярность  при  подключении  к  цепи  постоянного  то¬
ка  миллиамперметра,  имеющего  нулевае  деление  посредине  шкалы?
 6. 	Правильно  ли  подключен  вольтметр  к  элементу  цепи  постоянного  тока,  если
его  клемма  «+»  соединена  с  проводом,  идущим  от  положительного  полюса
источника?
 30

7. 	Как  изменится  ток  в  участке  цепи,  если  сопротивление  участка  увеличить?
 8. 	Как  правильно  выбрать  предел  измерений  авометра  для  той  или  иной  элект¬
рической  величины?
 9. 	При  каком  условии  возможно  протекание  тока  в  электрической  цепи?
 10. 	Перечислите  основные  параметры,  характеризующие  гармонически  изме¬
няющийся  переменный  ток.
 11. 	Покажите,  как  измерить  сопротивление  элемента  цепи  с  помощью  авомет¬
ра  «Школьный».
 Глава  III.  РАДИОМАТЕРИАЛЫ  И  ДЕТАЛИ
 §  1.  МАТЕРИАЛЫ,  ПРИМЕНЯЕМЫЕ  В  РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ
 Проводниковые  материалы
 Пров  одниковые  материалы  используются  для  изго¬
товления  соединительных  проводов,  контактов  выключателей,
деталей  радиоэлектронных  устройств  (радиодеталей),  монтаж¬
ной  арматуры  и  др.
 Из  всех  известных  проводниковых  материалов  в  радиоэлект¬
ронике  наиболее  широкое  применение  находят  металлы,  метал¬
лические  сплавы  и  уголь.
 Важнейшей  электрической  характеристикой  проводниковых
материалов  является  их  удельное  сопротивление.  Удельным
сопротивлением  р  называется  сопротивление,  которым  об¬
ладает  отрезок  проводника  длиной  1  м  и  площадью  поперечного
сечения  1  мм2.  В  зависимости  от  величины  удельного  сопротив¬
ления  различают  яизкоомные  (имеющие  малое  удельное  сопро¬
тивление)  и  высокоомные  проводники.  К  числу  других  свойств
проводников,  которые  учитываются  при  их  применении  в  радио¬
электронике,  относятся:  температура  плавления,  механическая
прочность,  стойкость  к  коррозии,  способность  соединяться  пай¬
кой  и  др.
 Основные  характеристики  некоторых  проводников  приведены
в  таблице  1.
 Электроизоляционные  материалы
 Изоляционные  материалы  обладают  очень  высоким
удельным  сопротивлением,  а  потому  фактически  не  проводят
электрический  ток.  Удельным  сопротивлением  изолятора  назы¬
вают  сопротивление  изготовленного  из  него  куба,  ребро  которого
равно  единице  длины.  Изоляционные  материалы  применяются
для  разделения  токбпроводящих  деталей,  а  также  для  изготов¬
ления  монтажных  деталей,,  корпусов  приборов  и  др.
 В  табл.  2  приведены  значения  удельного  сопротивления  не¬
которых  изоляционных  материалов,,  наиболее  часто  используе¬
мых  в  радиоэлектронике.
 31

Таблица  1
 Материал
 Металлы
 Состав
 Удельное  сопротив-
Ом  •  мма
 ление,
 м
 Темпера¬
тура  плав¬
ления,
 С°
 Примечание
 Серебро
 Медь
 Золото
 Олово
 Свинец
 0,0150...0,0162
0,0175...0,0182
0,0220...0,0236
0,116  ...0,124
0,217  ...0,227
 960,5
 1083
 1063
 232
 327,4
 Низкоомные
 Сплавы
 Константан
 Манганин
 Никелин
 Нихром
 Фехраль
 Медь,  никель,
марганец
Медь,  марганец,
никель
Медь,  никель,
цинк
Никель,  железо,
хром
Железо,  хром,
алюминий
 0,45...0,52
0,42...0,52
0,27...0,41
0,9  ...1,27
1,0  ...1,42
 1260
 1000
 1100
 1400
 1500
 Высокоом¬
 ные
 Таблица  2
 Материал
 Резина
 Полихлор¬
 винил
 Полисти¬
 рол
 Шеллак
 Лакоткань
 Гетинакс
 Текстолит
 Эбонит
 Оргстекло
 Слюда
 Фарфор
 (керамика)
 Парафин
 Канифоль
 Электро¬
 картон
 Удельное  сопро¬
тивление,
 Ом  см
 1014.  .  .  1Q16
1012
 1015... 	1017
10*5..  .1016
4  1014
101°...1012
Ю7...101°
 1013.. 	.1016
1012
 1013...1015
1015
1016.  .  .  1018
юн
1013
 Кроме  материалов,  приведенных  в  табл.  2,  большое  приме¬
нение  для  получения  изолирующих  покрытий  находят  различные
лаки  и  эмали.
 Магнитные  материалы
 В  радиоэлектронике  широко  используются  материалы,  обла¬
дающие  магнитными  свойствами.  С  применением  таких  материа¬
лов  в  измерительных  приборах  мы  уже  познакомились  (постоян¬
ные  магниты  в  приборах  магнитоэлектрической  системы).
 Если  деталь,  изготовленную  из  магнитного  материала,  поме¬
стить  в  магнитное  поле,  например  в  магнитное  поле  тока,  то  поле
сконцентрируется  внутри  детали  и  вблизи  нее.  На  использование
этого  важного  свойства  основано  применение  магнитных  мате¬
риалов  в  качестве  магнитопроводов,  в  частности  сердеч¬
 32

ников,  обеспечивающих  концентрирование  магнитного  поля
в  нужной  области  пространства.
 Среди  магнитных  материалов  различают  материалы,  проводя¬
щие  и  не  проводящие  электрический  ток.  К  первым  относятся
железо,  никель,  кобальт  и  некоторые  сплавы  на  их  основе.  Ко
вторым  —  ферриты  —  керамические  материалы,  изготовленные
из  окислов  железа  и  окислов  других  металлов.
 §  2.  ПРОВОДА  МОНТАЖНЫЕ  И  ОБМОТОЧНЫЕ
 Монтажными  называют  соединительные  провода,  предна¬
значенные  специально  для  монтажа  радиоэлектронных  уст¬
ройств.  Провода,  используемые  для  намотки  катушек,  обмоток
дросселей  и  трансформаторов,  называют  обмоточными.
 Монтажные  провода
 Под  воздействием  внешней  среды  на  поверхности  меди  обра¬
зуется  непроводящий  слой  окисла,  затрудняющий  монтаж  радио¬
электронных  устройств.  Поэтому  медные  монтажные  провода
часто  покрывают  тонким  слоем  олова  или  серебра.
 Для  монтажа  используются  как  голые  (без  изоляционных  по¬
крытий),  так  и  изолированные  провода.
 Одножильные  монтажные  провода  (рис.  16,  а)  имеют  доста¬
точно  большой  диаметр  жилы  (обычно  0,2...  1,5  мм),  поэтому  пу¬
тем  изгибания  им  можно  легко  придать  требуемую  форму.  Мно¬
гожильные  провода  (рис.  16,  б)  изготавливают  из  более  тонких
жилок,  вследствие  чего  они  более  эластичны  (гибкие  провода),
 К  основным  типам  изоли¬
рованных  монтажных  про¬
водов  относятся  следующие:
 МР  —  провод  монтажный
одножильный  с  резиновой
изоляцией;
 МРГ  —  провод  монтаж¬
ный  с  резиновой  изоляцией,
гибкий;
 МГВ  —  провод  монтаж¬
ный  гибкий  с  виниловой  изо¬
ляцией;
 МГВБ  —провод  монтаж¬
ный  гибкий  с  оплеткой  из
хлопчатобумажной  пряжи,
покрытый  виниловой  изоля¬
цией;
 МПД  —  провод  монтаж¬
ный  с  двойной  шелковой
оплеткой.
 Рис.  16.  Образцы  монтажных  прово¬
дов:
 а  —  одножильный  провод  с  виниловой  изо*
ляцией;  б  —  многожильный  провод*
 2  Заказ  5482
 33

Обмоточные  провода
 Обмоточные  провода  обычно  выпускаются  одножильными  и
обязательно  покрываются  слоем  изоляции.  В  радиоэлектронике
наибольшее  применение  находят  обмоточные  провода  с  диамет¬
ром  жил  от  сотых  долей  миллиметра  до  нескольких  миллиметров.
 К  основным  типам  обмоточных  проводов  относятся:
 ПЭ  —  провод  медный  с  эмалевой  изоляцией;
 ПЭВ  —  провод  медный  с  эмалевой  влагостойкой  изоляцией;
 ПВО  —  провод  медный  с  однослойной  хлопчатобумажной
изоляцией;
 ПЭБО  —  провод  медный  с  эмалевой  изоляцией  и  с  однослой¬
ной  хлопчатобумажной  оплеткой;
 ПБД  —  провод  медный  с  двойной  хлопчатобумажной  оп¬
леткой;
 ПЭШО  —  провод  медный  с  эмалевой  изоляцией  и  одним  сло¬
ем  шелковой  оплетки;
 ЛЭШО  —  провод  медный  с  эмалевой  изоляцией  и  одним  сло¬
ем  шелковой  оплетки  (многожильный).
 §  3.  ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
 Важными  деталями  радиоэлектронных  устройств  являются
переключатели,  предназначенные  для  коммутации  цепей.
 На  рис.  17  приведены  электрическая  схема  и  конструкция
переключателя  типа  «тумблер».
 Переключатель  имеет  пластмассовый  корпус  1,  в  который
вмонтированы  две  пары  контактов  2,  3,  7,  8.  Кроме  того,  в  кор¬
пусе  размещен  переключающий  механизм,  который  состоит  из
 Рис.  17.  Конструкция  и  схема  переключателя  типа  «тумблер»:
 t  «корпус;  2,3  —  контакты;  4  —  крышка;  5  —  рычажок;  6  —  винт;  7,8  —  контакты;  9  —  за¬
мыкатель;  10  —  кожух  пружины;  //  —  пружина.

Рис.  18.  Примеры  конструкций  и  схем  выключателей  и  переключателей  типа
 «тумблер»:
 а  —  выключатель;  б  —  тумблер  однополюсный;  в  —  тумблер  двухполюсный.
 замыкателя  9,  пружины  11  и  кожуха  пружины  10.  Сверху  к  кор-,
пусу  винтами  6  крепится  металлическая  крышка  4  с  резьбовой
головкой,  предназначенной  для  крепления  тумблера  к  монтажной
плате.
 В  зависимости  от  положения  рычажка  5  замыкатель  9  может
замыкать  либо  правую,  либо  левую  пару  контактов.  Пружина  11
служит  для  фиксации  положения  замыкателя.
 Конструкции  и  электриче¬
ские  схемы  некоторых  выклю¬
чателей  и  переключателей  ти¬
па  «тумблер»  приведены  на
рис.  18.
 Существуют  более  сложные
переключатели,  предназначен¬
ные  для  одновременной  комму¬
тации  большог9  числа  цепей.
В  радиоприемниках,  например,
для  переключения  диапазонов
применяются  так  называемые
галетные 	переключатели
 (рис.  19).
 Г  алетный 	переключатель
 состоит  из  ряда  элементарных
переключателей  (галет)  1,  кре¬
пящихся  с  помощью  стоек  6
к  металлическому  основанию  7.
Галеты  изготавливаются  из
 Рис.  19.  Галетный  переключатель:
 1  —  галета;  2  —  контактный  лепесток;  3  —
ротор;  4  —  пластина;  5  —  вывод  ротора;
6  —•  стойка;  7  —•  основание;  &—  ось;  ~9  '—  пру-'
жина.
 2*
 35

изоляционного  материала:  пластмассы,  текстолита  или  керамики.
Конструктивно  каждая  галета  состоит  из  двух  основных  деталей.
Неподвижная  деталь,  на  которой  крепятся  контактные  лепест¬
ки  2,  называется  статором.  Подвижная  деталь  3  носит  назва¬
ние  ротора.  На  роторе  закреплена  металлическая  пластина  4
с  контактным  выступом.
 Один  из  контактных  лепестков  статора  5  служит  выводом
ротора  галеты.  Он  постоянно  замкнутее  пластиной  ротора.  Рото¬
ры  всех  галет  крепятся  к  оси  8  переключателя.  При  вращении
оси  выступ  ротора  поочередно  замыкается  с  контактными  ле¬
пестками  статора.  Пружина  9  каждый  раз  фиксирует  положение
выступа  ротора  точно  напротив  лепестка  статора.  В  современных
радиоприемниках  и  магнитофонах  широко  применяются  клавиш¬
ные  переключатели.  Они  удобнее  галетных,  так  как  могут  сразу
переходить  в  нужное  положение  без  промежуточных  переключе¬
ний.  Конструкции  клавишных  переключателей  могут  быть  самы¬
ми  различными.  Однако  в  основе  их  действия  лежит  один  и  тот
же  принцип,  проиллюстрированный  на  рис.  20.  Основу  конструк¬
ции  клавишного  переключателя  составляют  неподвижное  основа¬
ние  5  с  расположенными  на  нем  контактами  4  и  подвижная  пла¬
стина  5,  связанная  с  клавишей  У.  На  подвижной  пластине
закреплены  металлические  перемычки  2,  предназначенные  для
замыкания  отдельных  пар  контактов  неподвижного  основания.
При  нажатии  на  клавишу  подвижная  пластина  смещается  в  на¬
правлении  продольной  оси,  осуществляя  замыкание  соответствую¬
щих  контактов.  Кроме  того,  в  конструкции  предусмотрены  до¬
полнительные  детали,  не  показанные  на  рис.  20,  для  фиксации
положения  подвижной  пластины  при  нажатой  и  отжатой  клави¬
ше  и  для  возврата  пластины  в  исходное  состояние.
 Рис.  20.  Конструкция  клавишного  переключателя:
 У  «клавиша;  2  металлическая  перемычка;  3  —  подвижная  пластина;  4  —  контактный  ле¬
песток;  5  —  основание.
 36

Практическая  работа.  Ознакомление  с  конструкцией
переключателей.
 Оборудование:  набор  переключателей  типа  «тумблер»,
галетных  и  клавишных.
 Выполнение  работы.
 1. 	Ознакомиться  с  конструкцией  галетных  и  клавишных  пе*
реключателей.
 2. 	Изобразить  схему  одной  галеты  и  элементарного  переклю¬
чателя,  связанного  механически  с  одной  из  клавиш.
 3. 	Разобрать  переключатель  типа  «тумблер»  (см.  рис.  17).
Для  этого  отверткой  с  узким  лезвием  отвернуть  винты  6,  при¬
держивая  при  этом  крышку  4,  Извлечь  из  корпуса  детали  меха¬
низма  переключения.  Ознакомиться  с  его  устройством.  Аккурат¬
но  кисточкой,  смоченной  спиртом  или  ацетоном,  протереть  замы¬
катель  и  контакты  переключателя.
 4. 	Собрать  переключатель:  вложить  в  корпус  замыкатель  9,
поместить  пружину  в  кожух  и  установить  его  на  замыкатель,  на¬
ложить  на  корпус  прокладку  и,  совместив  нижнюю  головку  ры¬
чага  с  пружиной,  накрыть  корпус  крышкой.  Закрепить  крышку
винтами  6.  Проверить  работу  переключателя  на  замыкание  и
размыкание  с  помощью  омметра,  руководствуясь  схемой  выбран¬
ного  переключателя.
 §  4.  РЕЗИСТОРЫ
 Резисторы  принадлежат  к  числу  деталей,  наиболее  широко
применяемых  в  радиоэлектронных  устройствах.  Резисторы  де¬
лятся  на  постоянные  (сопротивление  которых  неизменно)  и  пере¬
менные  (их  сопротивление  можно  изменять  в  определенных  пре¬
делах).
 Резисторы  выпускаются  с  определенными  значениями  сопро¬
тивлений  в  широком  ассортименте  от  единиц  Ом  до  десятков
МОм.  Чтобы  при  больших  значениях  сопротивления  размеры  ре¬
зисторов  были  невелики,  их  изготавливают  из  проводников
с  большим  удельным  сопротивлением  (уголь  и  высокоомные
сплавы).
 Резисторы  постоянного  сопротивления
 Различают  проволочные  и  непроволочные  резисторы.  Конст¬
рукция  первых  содержит  изолирующий  стержень  (чаще  всего
керамический),  на  который  намотана  тонкая  проволока  из  ни¬
хрома,  никелина  и  других  сплавов  с  высоким  удельным  сопро¬
тивлением.  Витки  проволоки  изолированы  друг  от  друга.
 Непроволочные  резисторы  наиболее  широко  используются
в  радиоэлектронной  аппаратуре.  Конструкция  самых  распростра¬
ненных  из  них  представляет  собой  керамический  цилиндр,  сплош¬
ной  или  полый,  на  который  нанесен  тонкий  слой  высокоомного
проводника.
 37

Для  подключения  к  цепям
резисторы  имеют  медные  выво¬
ды,  покрытые  оловом  или  се¬
ребром.  Снаружи  резисторы
покрыты  слоем  цветного  лака,
который  предохраняет  прово¬
дящий  слой  от  механических
повреждений  и  от  воздействия
окружающей  среды.  Кроме  то¬
го,  слой  лака  выполняет  роль
изолирующего  покрытия.
 Внешний  вид  непроволоч¬
ных  резисторов  трех  наиболее
распространенных  типов  пока¬
зан  на  рис.  21.  Маркировка
представленных  резисторов
расшифровывается  следующим
образом.
 ВС  —  влагостойкое  сопротивление;  MJIT  —  металлизирован¬
ный  лакированный  термостойкий  (резистор),  УЛМ—углеродис¬
тый  лакированный  малогабаритный.  Резисторы  ВС.и  УЛМ  имеют
угольное  проводящее  покрытие,  а.  в  резисторах  МЛТ  использует¬
ся  высокоомный  сплав.
 Значение  сопротивления  указано  на  поверхности  резисторов,
причем  в  целях  сокращения  используются  следующие  обозначе¬
ния  единиц  измерения:  вместо  МОм  пишется  М;  вместо  кОм  —  К;
вместо  Ом  —  Е  либо  обозначение  Ом  вовсе  опускается.  Таким  же
образом  обозначаются  величины  сопротивлений  резисторов  на
схемах.  Например,  10  М  (10  мегом),  5,1К  (5,1  килоом);  470
(470  Ом);  47Е  (47  Ом);  К68  (680  Ом).
 Вследствие  несовершенства  технологии  изготовления  резисто¬
ров  их  сопротивление  может  отличаться  от  заданного  (номи¬
нального)  значения.  Промышленностью  выпускаются  рези¬
сторы  широкого  применения  с  допустимым  отклонением  сопро¬
тивления  в  ±5%,  ±10%,  ±20%.  Поэтому  наряду  с  номинальным
значением  на  корпусе  и  в  паспорте  резисторов  проставляются
пределы  допустимых  отклонений.  При  этом  запись  вида  12к  ±5%
означает,  что  номинальное  значение  сопротивления  резистора
составляет  12  кОм.  Действительное  же  значение  может  отличать¬
ся  от  номинала,  но  не  больше,  чем  ±0,6  кОм  (на  ±5%  от
12  кОм).
 В  последнее  время  для  сокращения  записи  допустимое  откло¬
нение  сопротивления  от  номинала  стали  обозначать  буквами:
±5%—И,  ±10%—С,  ±20%—В.  В  таком  варианте  запись
вида  К510С  означает:  резистор  номинального  сопротивления
510  Ом  с  допустимым  отклонением  ±10%.  Номинальные  значе¬
ния  сопротивлений  резисторов,  выпускаемых  промышленностью,
изменяются  с  шагом,  величина  которого  определяется  допусти¬
 Рис.  21.  Непроволочные  постоянные
резисторы.
 38

мым  отклонением  от  номинала.  Так,  если  номинальное  сопротив¬
ление  резистора  составляет  1  кОм,  то  при  допустимом  отклоне¬
на  ±5%  действительная  величина  сопротивления  может  прини¬
мать  значения  в  интервале  от  950  Ом  до  1,05  кОм.  Следующее
номинальное  значение  сопротивления  составляет  1,1  кОм.  Сопро¬
тивление  резистора  с  таким  номиналом  может  лежать  в  преде¬
лах  от  1,045  кОм  до  1,155  кОм.  Как  видно,  при  разбросе  в  ±5%
перекрывается  весь  диапазон  возможных  значений  сопротивле¬
ния  от  950  Ом  до  1,155  кОм.  Исходя  из  этого,  составлены  ряды
номинальных  значений  сопротивления  непроволочных  резисто¬
ров,  выпускаемых  отечественной  промышленностью  (табл.  3).
 Таблица  построена  для  каждого  класса  точности  так,  что  ох¬
ватывает  с  установленными  допустимыми  отклонениями  все  зна¬
чения  сопротивлений  в  пределах  от  10  Ом  до  10  МОм.
 Тепловая  энергия,  выделяемая  в  резисторе  при  протекании
тока,  рассеивается  с  его  поверхности  в  окружающее  пространст¬
во.  Однако  если  мощность,  выделяемая  в  резисторе,  будет  вели¬
ка,  то  тепло  с  его  поверхности  не  будет  успевать  отводиться.
Резистор  станет  чрезмерно  нагреваться  и  даже  может  сгореть.
Поэтому  каждый  резистор  имеет  строго  определенное  макси¬
мальное  допустимое  значение  мощности,  которую  он  способен
рассеивать.  Резисторы  большей  мощности  имеют  и  большую  пло¬
щадь  поверхности  (большие  габариты).
 Мощность,  рассеиваемая  на  резисторе,  может  быть  подсчи¬
тана  по  формуле:
 где  Р  —  рассеиваемая  мощность,  Вт;
 U  —  напряжение  на  резисторе,  В;
 /  —  ток,  протекающий  в  резисторе,  А;
 R  —  сопротивление,  Ом.
 Если,  например,  напряжение,  приложенное  к  резистору,  равно
 2 	В  и  при  -этом  через  него  протекает  ток  5  мА,  то  мощность,  рас¬
сеиваемая  резистором,  составляет:
 Промышленностью  выпускаются  резисторы  типа  ВС  на  сле¬
дующие  значения  допустимой  мощности:  0,12;  0,25;  0,5;  1,0;  5,0;
10  Вт.  Резисторы  типа  МЛТ  имеют  допустимую  мощность  0,25;
 0,5;  1,0;  2,0  Вт.  Допустимая  мощность  резисторов  типа  УЛМ
составляет  0,12  Вт.
 Мощность  рассеяния  в  ваттах  указывается  числом,  входящим
в  наименование  резистора.  Например,  МЛТ-2  —  резистор  типа
МЛТ,  мощность  рассеяния  2  Вт.
 Кроме  резисторов  типа  УЛМ,  ВС  и  МЛТ,  в  измерительных
радиоэлектронных  устройствах  используются  резисторы  повы¬
шенной  точности  (так  называемые  п  р  е  ц  е.з  и  о  н  н  ы  е  резисторы).
 39

Т  а  л  б  и  ц  а  3

Резисторы  переменного  сопротивления
(переменные  резисторы)
 Устройство  непроволочного  переменного  резистора  показано
на  рис.  22.
 Основными  элементами  конструкции  являются:  изолирующее
основание  1\  высокоомное  проводящее  покрытие  2,  изготовлен¬
ное  в  виде  разомкнутого  кольца,  к  концам  которого  присоедине¬
ны  выводы  5  (два  крайних  вывода);  подвижный  контакт  4,  за^
крепленный  на  оси  7;  контактная  шайба  8,  соединенная  со  сред¬
ним  выводом  9\  крышка  3  и  резьбовая  втулка  с  гайкой  6,  служа¬
щие  для  закрепления  резистора  на  монтажной  плате.
 Упругий  подвижный  контакт  электрически  соединяет  высоко¬
омный  проводник  с  контактной  шайбой.  При  вращении  оси  из¬
меняется  расстояние  между  подвижным  контактом  и  концами
высокоомного  слоя,  т.  е.  изменяется  длина  высокоомных  провод¬
ников,  заключенных  между  средним  и  крайним  выводами.  Длина
одного  из  них  при  этом  увеличивается,  а  другого  —  уменьшается*
Соответственно  изменяется  сопротивление  между  средним  выво¬
дом  и  каждым  из  крайних  (R'  и  R").
 Переменные  проволочные  резисторы  конструктивно  отлича¬
ются  от  непроволочных  тем,  что  их  подвижный  контакт  переме¬
щается  по  обмотке,  намотанной  на  цилиндрический  каркас  из
изоляционного  материала.  В  местах  соприкосновения  с  подвиж¬
ным  контактом  проволока  из  высокоомного  сплава  зачищена  от
изоляции.
 Рис.  23.  Внешний  вид  переменных  ре¬
зисторов  разных  типов.
 41
 Рис.,  22.  Непроволочный  переменный
резистор:
 1 	—  изолирующее  основание;  2  —  высокоом¬
ное  проводящее  покрытие;  3  —  крышка;
4  —  подвижный  контакт;  5  —  выводы;  6  —
втулка  с  гайкой;  7  —  ось;  8  —  контактная
шайба;  9  —  вывод  подвижного  контакта.

На  корпусе  переменного  резистора  указывается  его  тип,  со¬
противление  между  крайними  выводами  (максимальное  значе¬
ние  переменного  сопротивления)  и  допустимое  значение  мощ¬
ности.
 Внешний  вид  резисторов  переменного  сопротивления,  наибо¬
лее  часто  используемых  в  радиоэлектронике,  показан  на  рис.  23.
 Пределы,  в  которых  лежат  номинальные  максимальные  зна¬
чения  сопротивления  и  мощность  переменных  резисторов  основ¬
ных  типов,  приведены  в  табл.  4.
 Таблица  4
 Тип
 Характеристика
 Пределы  номинальных  »
значений  сопротивления,
Ом
 Номинальная
мощность,  Вт
 СП
 СПД-0,06
 СПО-ОД5
 СПО-0,5
 СПО-1
 СПО-2
 СПП
 Сопротивление  переменное
Сопротивление  переменное
дисковое
Сопротивление  переменное
объемное
 »
 »
 »
 Сопротивление  переменное
проволочное
 470  Ом  ...4,7  МОм
100  Ом  ...470  кОм  1
 ЮОкОм.,.1  МОм
 100  кОм..  .4,7  МОм
47  кОм..  .4,7  МОм
47  кОм..  .4,7  МОм
500  кОм..  .2,5  МОм
 0,5;  1
0,06
 0,5
 1
 2
 0,2
 Практическая  работа.  Ознакомление  с  конструкцией
резисторов.  Проверка  номиналов  резисторов  с  помощью  омметра.
 Оборудование:  набор  резисторов  (постоянного  и  пере¬
менного  сопротивления  различных  типов,  номиналов  и  мощности,
переменный  резистор  с  удаленной  крышкой  корпуса),  омметр
и  авометр.
 Выполнение  работы.
 1. 	Ознакомиться  с  конструкциями  резисторов,  входящих
в  набор.  По  надписям  на  корпусах  резисторов  определить  номи¬
нальное  значение  их  сопротивлений  и  допустимое  отклонение  от
номинала  (класс  точности).  Обратить  внимание  на  связь  между
мощностью  резистора  и  его  размерами.
 2. 	Ознакомиться  с  внутренним  устройством  переменного  ре¬
зистора  с  удаленной  крышкой  корпуса.  С  помощью  омметра  най¬
ти  вывод  переменного  резистора,  связанный  с  подвижным  кон¬
тактом.  Подключив  щупы  омметра  к  выводу  подвижного  контак¬
та  переменного  резистора  и  к  одному  из  крайних  выводов,
повращать  ось  подвижного  контакта  и  убедиться,  что  при  этом
изменяется  сопротивление  резистора.
 3. 	Взять  из  набора  один  из  постоянных  резисторов  и,  ориен¬
тируясь  на  номинальное  значение  его  сопротивления,  подобрать
предел  измерений  омметра  (гнезда  авометра),  при  котором  изме¬
 42

рение  будет  достаточно  точным.  Так,  если  сопротивление  рези¬
стора  имеет  величину  десятки  ом,  то  один  из  коротких  штекеров
вставить  в  гнездо  «Х10»  авометра.  Если  же  сопротивление  со¬
ставляет  килоомы,  то  в  гнездо  «X  1000».  И  т.  д.
 4. 	Измерить  сопротивление  резистора.  Оценить,  укладывается
ли  отклонение  действительного  значения  сопротивления  от  но¬
минального  в  допустимые  пределы.
 Подобным  же  образом  произвести  проверку  номиналов  дру¬
гих  резисторов.
 §  5.  КОНДЕНСАТОРЫ
 Процессы  заряда  и  разряда  конденсатора
 Конденсатор  —  это  радиодеталь,  обладающая  электрической
емкостью,  т.  е.  способностью  накапливать  электрический  заряд
(заряжаться).
 Рассмотрим  устройство  простейшего  конденсатора  (рис.  24).
Показанный  на  рисунке  конденсатор  состоит  из  пары  проводни¬
ков,  выполненных  в  виде  прямоугольных  металлических  пла¬
стин  1,  разделенных  тонким  слоем  изолятора  2.  Каждая  из  пла¬
стин  имеет  вывод  3.  Пластины  называются  обкладками  конден¬
сатора.
 Вспомним,  что  в  любом  теле  сумма  всех  отрицательных  заря¬
дов  равна  сумме  всех  положительных  зарядов.  Силы  электриче¬
ского  притяжения  и  отталкивания  между  ними  оказываются
уравновешенными,  вследствие  чего  и  снаружи  тела  и  внутри  его
электрическое  поле  отсутствует.  Иными  словами,  тело  в  целом
не  имеет  заряда:  оно  электрически  нейтрально.  Для  того  чтобы
тело  зарядилось  отрицательно,
в  него  необходимо  каким-либо
образом  ввести  дополнительные
электроны.  Если  же  нейтральное
тело  теряет  электроны,  то  оно  за¬
ряжается  положительно.
 Рассмотрим  процесс  накопле¬
ния  конденсатором  электрической
энергии  (процесс  заряда).  На  рис.
 25,  а  изображена  цепь,  состоящая
из  источника  постоянного  тока»
конденсатора  С  и  ключей  В1  и  В2.
 Кроме  того,  в  цепь  включены  при¬
боры  для  измерения  тока  и  на¬
пряжения.
 Замкнем  ключ  В1  и  тем  самым
соединим  конденсатор  с  источни¬
ком  тока  (рис.  25,  б).  Миллиам¬
перметр  зарегистрирует  кратко-
 Рис.  24.  Устройство  простейшего
конденсатора:
 1  —  металлические  обкладки;  2—  изо¬
лятор;  3  —  выводы.
 43

Рис.  25.  Схема  для  изучения  свойств  конденсатора:
 а  —  исходное  состояние;  б  —  заряд  конденсатора;  в  —  разряд  конденсатора.
 временное  протекание  тока  в  цепи,  а  стрелка  вольтметра  плавно
установится  против  деления  шкалы,  соответствующего  напряже¬
нию  источника.
 Почему  же  в  цепи  конденсатора  некоторое  время  течет  ток,
тогда  как  его  обкладки  разделены  изолятором?  Дело  в  том,  что
в  момент  замыкания  цепи  на  обкладках  конденсатора  начинает
накапливаться  заряд.  Электроны,  имеющиеся  в  избытке  на  отри¬
цательном  полюсе  источника,  переходят  на  соединенную  с  ним
обкладку  конденсатора.  И  эта  обкладка  заряжается  отрицатель¬
но.  Электроны  другой  обкладки,  напротив,  покидают  ее  и  устрем¬
ляются  к  положительному  полюсу  источника,  где  имеется  их  не¬
достаток.  Поэтому  вторая  обкладка  заряжается  положительно.
По  мере  накопления  заряда  на  обкладках  напряжение  между
ними  (напряжение  на  конденсаторе)  растет,  а  ток  в  цепи  (ток
заряда)  уменьшается.  Как  только  напряжение  на  конденсаторе
уравнивается  с  напряжением  источника,  заряд  заканчивается  и
ток  в  цепи  становится  равным  нулю.  Таким  образом,  по  оконча¬
нии  заряда  конденсатора  цепь  постоянного  тока  оказывается
разомкнутой.  Если  же  теперь  несколько  увеличить  напряжение
источника,  то  конденсатор  накопит  еще  некоторый  заряд.  Следо¬
вательно,  заряд,  накапливаемый  конденсатором,  пропорционален
напряжению  между  его  обкладками.  Кроме  того,  величина  заря¬
да  зависит  и  от  конструктивных  особенностей  конденсатора.  Так,
если  увеличить  площадь  обкладок,  то  при  том  же  напряжении
конденсатор  накопит  больший  заряд.  Подобным  же  образом  из¬
менится  заряд  конденсатора  при  уменьшении  расстояния  между
обкладками.  Коэффициент  пропорциональности  между  напряже¬
нием  и  зарядом,  определяемый  конструктивными  особенностями
конденсатора,  называется  его  электрической  емкостью.  Ем¬
кость  обозначается  латинской  буквой  С.
 Чем  больше  емкость  конденсатора,  тем  больший  заряд  имеет¬
 44

ся  на  его  обкладках  при  заданном  значении  напряжения  между
обкладками.
 Любой  проводник  обладает  электрической  емкостью.  Однако
при  малых  геометрических  размерах  емкость  проводника  очень
мала.
 За  единицу  емкости  принята  фарада  (Ф).
 Фарада  очень  большая  единица,  поэтому  для  оценки  емкостей
меньшей  величины  используются  следующие  единицы:
 1  мкФ  (микрофарада)  =0,000001  Ф;
 1  пФ  (пикофарада)  =0,000001  мкФ.
 Если  цепь  конденсатора  и  источника  постоянного  тока  разо¬
рвать  (разомкнуть  ключ  В1)у  то  конденсатор  остается  заряжен¬
ным.  Заряженный  конденсатор  может  быть  использован  в  каче¬
стве  источника  энергии,  которая  накоплена  в  нем  в  виде  энергии
электрического  поля  зарядов  на  обкладках.
 Посмотрим,  что  произойдет,  если  теперь  замкнуть  ключ  В2
(рис.  25,  в).  Миллиамперметр  снова  зарегистрирует  ток  в  цепи
(ток  разряда  конденсатора).  Этот  ток  имеет  направление,  про¬
тивоположное  току  заряда,  т.  е.  вытекает  из  положительно  заря¬
женной  обкладки  конденсатора  как  из  положительного  полюса
источника.  По  мере  разряда  напряжение  на  конденсаторе  умень¬
шается,  и  ток  в  цепи  убывает.  В  момент  окончания  разряда  энер¬
гия  конденсатора  оказывается  полностью  израсходованной  на
нагрев  проводника,  и  ток  в  цепи  исчезает.
 Конденсатор  в  цепи  переменного  тока
 Проделаем  следующий  опыт.  Подключим  конденсатор  к  гене¬
ратору  переменного  тока  (рис.  26).  Помимо  указанных  элемен¬
тов,  в  цепи,  представленной  на  рисунке,  имеются  выключатель  В,
резистор  R  и  приборы,  предназначенные  для  измерения  перемен¬
ного  тока  в  цепи  и  переменного
напряжения  на  конденсаторе.  При
замыкании  ключа  В  в  цепи  возни¬
кает  переменный  ток,  о  чем  свиде¬
тельствует  отклонение  стрелки
миллиамперметра.
 Протекание  тока  в  цепи  объяс¬
няется  тем,  что  под  действием  пе¬
ременного  напряжения  генератора
происходит  периодическое  чере¬
дование  заряда  и  разряда  конден¬
сатора.  Пока  напряжение  растет,
конденсатор  заряжается.  При
уменьшении  напряжения  генера¬
тора  начинается  разряд  конденса¬
тора  через  резистор  R,  и  ток  в  це¬
пи  меняет  направление.  Когда  же
 R
 Рис.  26.  Конденсатор  в  цепи  пере¬
менного  тока.
 45

переменное  напряжение  меняет  знак,  конденсатор  заряжается
в  противоположной  полярности.  И  так  далее.  Вследствие  этого
в  проводах  все  время  течет  ток,  изменяющийся,  как  и  напряже¬
ние  генератора,  по  гармоническому  закону.
 Вольтметр,  подключенный  к  конденсатору,  показывает  зна¬
чение  приложенного  к  нему  переменного  напряжения.  Используя
закон  Ома,  по  показаниям  приборов  можно  определить  сопро¬
тивление  конденсатора  переменному  току..  А  изменяя  частоту
генератора  и  емкость  конденсатора,  легко  обнаружить,  что  со¬
противление  конденсатора  (емкостное  сопротивление)  обратно
пропорционально  частоте  переменного  тока  и  емкости.  Если  ча¬
стота  равна  нулю  (постоянный  ток),  то,  как  мы  убедились,  со¬
противление  конденсатора  бесконечно  велико  и  он  является  изо¬
лятором.  Свойство  конденсатора  пропускать  только  переменный
ток  широко  используется  там,  где  нужно  отделить  постоянный
ток  от  переменного.
 При  заряде  конденсатор  потребляет  энергию  от  источника
тока,  а  при  разряде  отдает  ее  обратно  в  цепь.  Следовательно,
протекание  переменного  тока  через  конденсатор  не  связано  с  по¬
терей  энергии.
 Конденсаторы,  применяемые  в  радиоэлектронике,  разделяют¬
ся  на  конденсаторы  постоянной  емкости  и  конденсаторы  пере¬
менной  емкости.
 По  виду  применяемого  диэлектрика  конденсаторы  постоянной
емкости  делятся  на  слюдяные,  керамические,  бумажные.  Самую
простую  конструкцию  имеют  керамические  конденсаторы
малой  постоянной  емкости,  у  которых  роль  обкладок  выполняют
тонкие  пленки  серебра,  нанесенного  с  двух  сторон  на  поверхность
керамики.  Наибольшее  распространение  получили  керамические
 конденсаторы  типа  КДК  (кон¬
денсатор  дисковый  керамиче¬
ский)  и  типа  КТК  (конденса¬
тор  трубчатый  керамический)
(рис.  27).  Емкость  керамиче¬
ских  конденсаторов  составляет
единицы  —  тысячи  пикофарад.
Так  как  емкость  конденсатора
пропорциональна  площади  по¬
верхности  обкладок,  то,  чем
больше  емкость  конденсатора,
тем  больше  его  размеры.
 С  целью  уменьшения  раз¬
меров  конденсаторы,  обладаю¬
щие  значительной  емкостью,
изготавливают  многослойными.
 Конденсаторы  постоянной  емкости
 КДК
 ?46
 Рис.  27.  Керамические  конденсаторы.

Рис,  29.  Бумажные  конденсаторы.
 Рис.  28.  Слюдяные  конденсаторы:
 а  конструкция  слюдяного  конденсатора;
б  —<  конденсатор  типа  КСО;  в  —  конденса-*
тор  типа  СГМ.
 На  рис.  28,  а  представлена  конструкция  слюдяного  конденсатора.
Слои  проводника  (алюминиевой  фольги,  серебра)  разделены
слоями  слюды,  выполняющей  роль  изолятора.  Каждая  пара  про¬
водящих  слоев,  разделенных  слюдой,  представляет  собой  элемен¬
тарный  конденсатор  малой  емкости.  Для  получения  конденсатора
значительной  емкости  обкладки  элементарных  конденсаторов  со¬
единяются  параллельно.  Существует  несколько  разновидностей
слюдяных  конденсаторов.  Некоторые  из  них  показаны  на  рис.
28,  б  (конденсатор  типа  КСО  —  слюдяной  опрессованный)  и
28,  в  (конденсатор  типа  СГМ  —  слюдяной,  герметизированный,
металлизированный).
 Емкость  слюдяных  конденсаторов  достигает  десятых  долей
микрофарады.
 К  многослойным  конденсаторам  относятся  бумажные
(рис.  29).  Роль  обкладок  в  них  выполняет  тонкая  металлическая
пленка  (станиоль),  а  изолятором  служит  бумага,  пропитанная
парафином.  Длинную  ленту,  состоящую  из  чередующихся  слоев
станиоля  и  бумаги,  скручивают  в  рулон.  К  обкладкам  подсоеди¬
няют  выводы.  Конструкцию  заключают  в  металлический,  метал¬
локерамический  либо  бумажный  корпус.
 На  рис.  29  изображены  конденсаторы  типа  МБМ  (металло¬
бумажный  малогабаритный)  и  КБГ  (конденсатор  бумажный  гер¬
метизированный)  .
 Емкость  конденсаторов  КБГ  и  МБМ  достигает  соответствен¬
но  0,5  мкФ  и  1,0  мкФ.
 47

Промышленность  выпуска¬
ет  бумажные  конденсаторы  не¬
скольких  разновидностей  с  ем¬
костью  до  десятков  микрофа¬
рад.
 Наибольшей  емкостью  об¬
ладают  электролитиче¬
ские  конденсаторы  (рис.  30),
у  которых  в  качестве  изолятора
используется  тончайший  слой
окисла,  получаемый  электроли¬
тическим  способом.
 Одна  из  обкладок  электро¬
литического  конденсатора  вы¬
полняется  в  виде  скрученной
алюминиевой  ленты,  покрытой
слоем  окиси.  Роль  второй  об¬
кладки  выполняет  электролит.
Для  получения  контакта  с
электролитом  используется  лента,  не  покрытая  слоем  окиси.
 Электролитические  конденсаторы,  как  правило,  полярные,
т.  е.  имеют  положительный  и  отрицательный  полюса.  Отрица¬
тельным  выводом  электролитического  конденсатора  обычно  слу¬
жит  корпус.
 При  включении  электролитического  конденсатора  в  цепь  его
корпус  соединяется  с  проводником,  идущим  от  отрицательного
полюса  источника  постоянного  тока.
 Нарушение  правильной  полярности  подключения  электроли¬
тического  конденсатора  недопустимо,  так  как  может  вывести  его
из  строя.
 Электролитические  конденсаторы  типа  К56  и  К57  имеют  по
паре  проволочных  выводов,  не  соединенных  с  корпусом  (рис.  30).
 Емкость  электролитических  конденсаторов  может  достигать
тысяч  микрофарад.
 На  корпусе  конденсаторов  всех  типов  наряду  со  значением
их  емкости  и  величиной  ее  возможного  отклонения  от  номинала
обычно  указывается  значение  рабочего  электрического  напряже¬
ния.  Исключение  составляет  малогабаритные  конденсаторы  ти¬
пов  КДК  и  КТК.  Включение  конденсатора  в  цепь,  напряжение
в  которой  превосходит  его  рабочее  напряжение,  не  допускается,
так  как  происходит  разрушение  изолятора,  вследствие  чего  кон¬
денсатор  выходит  из  строя.
 Исправность  конденсаторов  можно  определить  с  помощью
омметра.  Если  к  штекерам  омметра  подключить  конденсатор,  то
последний  начнет  заряжаться  до  напряжения  гальванического
элемента,  входящего  в  конструкцию  прибора.  Значит,  вначале
омметр  зарегистрирует  малое  сопротивление.  По  мере  же  заряда
конденсатора  его  сопротивление  будет  возрастать,  стремясь
 48
 Рис.  30.  Электролитические  конденса¬
торы.

к  бесконечности.  Если  процесс  протекает  именно  так,  то  конден¬
сатор  исправен.
 С  помощью  омметра  можно  проверять  также  конденсаторы
малой  емкости  на  замыкание  обкладок.  Сопротивление  исправ¬
ного  конденсатора  постоянному  току  можно  считать  бесконечно
большим.  При  наличии  замыкания  сопротивление  конденсатора
будет  много  меньше.
 Конденсаторы  переменной  емкости
 Упрощенная  конструкция  конденсатора  переменной  емкости
показана  на  рис.  31,  а:  роторная  обкладка  2,  соединенная  с  по¬
движной  осью  1,  поворачивается  относительно  неподвижной  ста¬
торной  обкладки  3,  изолированной  от  оси.  Обкладки  закреплены
на  некотором  расстоянии  друг  от  друга.  Небольшой  воздушный
зазор  между  ними  играет  роль  изолятора.  При  вращении  оси  и
связанной  с  ней  роторной  обкладки  изменяется  взаимное  рас¬
положение  обкладок.  В  положении,  показанном  на  рис.  31,  б,  пло¬
щадь  взаимного  перекрытия  обкладок  мала.  По  существу  об¬
кладки  удалены  друг  от  друга  на  большое  расстояние,  поэтому
емкость  конденсатора  незначительна.  Когда  обкладки  полностью
перекрывают  друг  друга  (рис.  31,  в),  конденсатор  имеет  наиболь¬
шую  емкость.  Таким  образом,  вращая  ось  конденсатора,  можно
плавно  изменять  его  емкость  от  минимальной  до  максимальной.
 Ротор  и  статор  реально  существующих  конденсаторов  пере¬
менной  емкости  с  воздушным  изолятором  содержат  большое  чис¬
ло  соединенных  между  собой  пластин.  Обычно  у  таких  конден-
 / 	о 	КПК-2
 Рис.  31.  Конденсатор  переменной
емкости:
 а  —  упрощенная  конструкция  (/  —  ось;
 2 	—ротор;  3  —  статор);  б  —  положение
обкладок,  при  котором  емкость  мини-
мальна;  в  —  положение  обкладок,  при
котором  емкость  максимальна.
 Рис.  32.  Подстроечные  конденсаторы
 49

саторов  отношение  максимального  значения  емкости  к  мини¬
мальному  составляет  20...30.  При  этом  максимальное  значение
емкости  не  превышает  500  пФ.
 Конденсаторы  переменной  емкости,  характеризуемые  неболь¬
шим  отношением  максимальной  емкости  к  минимальной  (от  3  до
12),  называются  подстроечными  (рис.  32).  Их  обкладки  состоят
всего  из  двух  проводящих  слоев,  разделенных  керамическим  изо¬
лятором.  Корпус  'конденсаторов  также  керамический.  Макси¬
мальное  значение  емкости  подстроечных  конденсаторов  не  пре¬
восходит  450  пФ.
 Применение  конденсаторов  того  или  иного  типа  в  радиоэлект¬
ронных  устройствах  зависит  от  условий  их  работы.  Электроли¬
тические  и  бумажные  конденсаторы  обычно  используются  в  низ¬
кочастотных  цепях  переменного  тока.  Слюдяные  и  керамические
конденсаторы  применяются  преимущественно  в  высокочастотных
цепях.
 Практическая  работа;  Ознакомление,  с  конструкцией
конденсаторов.  Изучение  процессов  заряда  и  разряда.
 Оборудование:  набор  конденсаторов  постоянной  и  пере¬
менной  емкости  различных  типов,  макетная  плата,  конденсаторы
электролитические  емкостью  100  мкФ  и  200  мкФ,  резистор  R  =
=  51  кОм,  батарейка  3336Л  с  футляром,  секундомер.
 Выполнение  работы.
 L  Ознакомиться  с  конструкциями  конденсаторов  различных
типов,  входящих  в  набор.  По  надписям  на  корпусе  конденсато¬
ров  определить  их  емкость  и  допустимое  рабочее  напряжение.
 2. 	С  помощью  омметра  проверить  переменный  конденсатор  на
отсутствие  замыкания  пластин.
 3. 	Найти  в  наборе  электролитический  конденсатор  и  проду¬
мать  способ  подключения  его
в  цепь  источника  постоянного
тока.
 4. 	На  макетной  плате  соб¬
рать  электрическую  цепь  в  со¬
ответствии  со  схемой  (рис.  33)?
С—  100  мкФ,  /?  =  51  кОм.
 5. 	Замкнуть  ключ  В.и  по
показаниям  приборов  опреде¬
лить  время  заряда  конденсато¬
ра.  При  замыкании  ключа  В  в
цепи  начинается  заряд  конден¬
сатора  С.  Вследствие  того,  что
последовательно  с  конденсато¬
ром  включен  резистор,  имею¬
щий  большую  величину  сопро-
тивленйя;  сила  тока  заряда  не¬
велика.  Так  как  емкость  ис¬
 Рис.  33.  Схема  установки  для  изуче¬
ния  процессов  заряда  и  разряда  кон¬
денсатора.
 50

пользуемого  в  схеме  электролитического  конденсатора  очёнь
большая,  то  процесс  его  заряда  малым  током  происходит  несколь¬
ко  секунд.
 6. 	После  полного  заряда  конденсатора  до  напряжения  источ¬
ника  U  разомкнуть  ключ  В  и  по  показаниям  вольтметра  опреде¬
лить  время  разряда  конденсатора.
 7. 	Увеличить  емкость  С  в  2  раза  (С=200  мкФ)  и  повторить
п.  5  и  6.
 8. 	Сравнить  результаты  и  указать,  в  каком  случае  время  за¬
ряда,было  больше.
 Практическая  работа.  Проверка  исправности  конден¬
саторов  большой  емкости  омметром.
 Оборудование:  набор  электролитических  конденсаторов
различной  емкости  (10  мкФ,  20  мкФ),  неисправный  конденсатор,
имеющий  обрыв  или  замыкание  обкладок,  омметр  или  авометр.
 Выполнение  работы.
 1. 	Взять  заведомо  исправный  конденсатор,  подключить  его
к  штекерам  омметра  и  понаблюдать  за  поведением  стрелки  при¬
бора.
 2. 	Повторить  п.  1  для  конденсаторов  с  внутренним  замыка¬
нием  или  обрывом.  Сравнить  результаты  двух  проведенных  на¬
блюдений.
 3. 	По  результатам  опытов  сделать  вывод  о  том,  какой  конден¬
сатор  можно  считать  исправным.
 §  6.  КАТУШКИ  ИНДУКТИВНОСТИ
 При  протекании  по  проводнику  электрического  тока  вокруг
проводника  образуется  магнитное  поле.
 На  создание  этого  поля  расходуется  определенная  энергия
источника  электрического  тока,  которая  переходит  в  энергию
магнитного  поля.
 Если  же  к  источнику  тока  подключить  не  проводник,  а  сви¬
тую  из  него  катушку,  то  она  сможет  запасти  гораздо  больше  маг¬
нитной  энергии.  Такая  катушка  с  постоянным  током  напоминает
постоянный  магнит.
 По  своему  назначению  —  накапливать  энергию  —  катушка  по¬
добна  конденсатору,  только  конденсатор  .накапливает  энергию
электрического  поля,  а  катушка  —  магнитного.
 Процесс  установления  тока  в  катушке.
Понятие  об  индуктивности
 Рассмотрим  процесс  накопления  магнитной  энергии  в  катуш¬
ке  индуктивности.  На  рис.  34,  а  показана  цепь,  состоящая  из
источника  постоянного  тока,  катушки  индуктивности  L  и  клю¬
ча  В.  В  цепь  включены  также  миллиамперметр  и  вольтметр.
 61

Пока  ключ  В  разомкнут,  тока
в  цепи  нет  и  магнитное  поле  в
катушке  отсутствует.  При  за¬
мыкании  ключа  В  (рис.  34,  б)
в  катушке  возникает  ток.  Од¬
нако  так  же,  как  напряжение
на  конденсаторе  увеличивается
по  мере  его  заряда  постепенно,
ток  в  катушке  не  сразу  дости¬
гает  своего  максимального  зна¬
чения.  В  начальный  период
после  замыкания  ключа  В
энергия  источника  расходуется
не  только  на  создание  тока  в
катушке,  но  и  на  образование
ее  магнитного  поля.  По  мере
увеличения  магнитного  поля  в
катушке  ток  плавно  увеличи¬
вается.
 Процесс  накопления  энер¬
гии  в  магнитном  поле  и  связан¬
ный  с  ним  процесс  установле¬
ния  тока  в  катушке  длятся  в
течение  небольшого  отрезка
времени.  Длительность  этого
отрезка  зависит  от  конструк¬
тивных  особенностей  катушки,
которые  характеризуются  ее
индуктивностью.  Чем
больше  индуктивность  катуш¬
ки,  тем  длительнее  процесс
установления  тока  и  тем
большая  энергия  накапливает¬
ся  в  магнитном  поле.
 Так  как  результирующее
магнитное  поле,  возникающее
в  катушке  при  протекании  тока,  складывается  из  магнитного
поля  каждого  витка,  индуктивность  катушки  возрастает  при  уве¬
личении  числа  ее  витков.  Замечено,  что  магнитное  поле  катушки
с  током  можно  зйачительно  усилить,  а  значит,  и  увеличить  ин¬
дуктивность,  если  ввести  в  катушку  сердечник  из  магнитного  ма¬
териала.
 Измеряется  индуктивность  в  генри  (Гн).  Для  оценки  индук¬
тивности  меньшей  величины  используются  следующие  единицы:
1  мГн  (миллигенри)  =0,001  Гн;
 1  мкГн  (микрогенри)  =0,000001  Гн.
 Индуктивность  однослойной  катушки  (витки  которой  распо¬
лагаются  в  один  слой  вплотную  друг  к  другу)  без  сердечника,
 Рис.  34.  Схема,  иллюстрирующая  про¬
цесс  накопления  магнитной  энергии
в  катушке:
 а  —  исходное  состояние;  б  —  процесс  уста¬
новления  тока  в  катушке;  в  —*  процесс  спа¬
дания  тока  в  катушке.

имеющей  длину,  в  несколько  раз  большую  диаметра,  можно  оп¬
ределить  из  формулы:
 где  L  —  индуктивность  катушки,  мкГн;
п  —  число  витков  катушки;
 D  —диаметр  катушки,  м;
 I  —  длина  катушки,  м.
 Так,  если  в  катушке  100  bhtkqb  провода  диаметром  20  мм
(0,02  м),  а  длина  катушки  равна  100  мм  (0,1  м),  то  ее  индуктив¬
ность  составляет:
 Индуктивность  многослойной  катушки  без  сердечника  опре¬
деляется  из  выражения:
 где  D  —  средний  диаметр  катушки,  мм;
 L  —  индуктивность  катушки,  мкГн;
 I 	—  длина  нимотки,  мм;
h  —  толщина  намотки,  мм;
п  —  число  витков.
 Любой  проводник,  даже  не  свитый  в  катушку,  обладает  ин¬
дуктивностью.  Однако  индуктивность  проводника  весьма  мала,
особенно  при  малой  длине.
 Продолжим  наш  опыт.  Пусть  ток  в  катушке  достйг  установив¬
шегося  значения.  Отключим  ее  от  источника  (рис.  34,  в).  Стрел¬
ка  миллиамперметра  укажет  на  то,  что  ток  в  катушке  некоторое
время  продолжает  протекать  в  прежнем  направлении.  Этот  ток
замыкается  через  вольтметр.  На  поддержание  тока  расходуется
энергия,  запасенная  в  магнитном  поле  катушки  (катушка  как
источник  отдает  запасенную  энергию  во  внешнюю  цепь).  С  тече¬
нием  времени  по  мере  расходования  запасенной  энергии  ток
в  цепи  будет  уменьшаться.  Когда  же,  наконец,  энергия  катушки
полностью  израсходуется,  ток  станет  равным  нулю.  Длительность
процесса  исчезновения  тока  также  определяется  индуктивностью
катушки.  Итак,  из-за  наличия  катушки  индуктивности  ток  в  цепи
при  подключении  источника  не  сразу  достигает  установившегося
значения,  а  при  его  отключении  исчезает  не  мгновенно.  Иными
словами,  катушка  препятствует  быстрым  изменениям  протекаю¬
щего  через  нее  тока.  Причем,  чем  больше  индуктивность  катуш¬
ки,  тем  медленнее  изменяется  ток.  Поэтому  в  радиоэлектронике
катушки  индуктивности  широко  используются  для  сглаживания
быстрых  изменений  тока  в  цепи.
 53

Катушка  индуктивности  в  цени  переменного  тока
 Подключим  катушку  индук¬
тивности  к  генератору  пере¬
менного  тока  (рис.  35).  После
замыкания  ключа  В  стрелка
миллиамперметра  отклонится
от  нулевого  деления,  что  ука¬
зывает  на  протекание  тока  в
цепи.  Протекание  переменного
тока  через  катушку  вполне  за¬
кономерно,  так  как  она  пред¬
ставляет  собой  не  что  иное,  как
свитый  проводник.
 Используя  закон  Ома,  лег¬
ко  рассчитать  сопротивление
катушки  переменному  току.
Кроме  того,  проделав  соответ¬
ствующий  опыт,  можно  пока¬
зать,  что  индуктивное  сопротивление  прямо  пропорционально
частоте  переменного  тока  и  индуктивности  катушки.
 В  цепи  переменного  тока  катушка  индуктивности  периодиче¬
ски  сначала  накапливает  энергию  магнитного  поля,  а  затем
отдает  ее  обратно  во  внешнюю  по  отношению  к  ней  цепь.  Таким
образом,  потери  энергии  в  катушке  обусловлены  в  основном
только  нагревом  провода,  которым  она  намотана.
 Конструкции  катушек  индуктивности
 Конструкции  катушек  весьма  разнообразны.  Выбор  той  или
иной  из  них  определяется  конкретными  условиями  работы  ка¬
тушки  в  радиоэлектронном  устройстве  (напряжением  на  катуш¬
ке,  силой  и  частотой  переменного  тока,  уровнем  влажности  сре¬
ды  и  др.)*  Наибольшее  применение  в  радиоэлектронике  находят
катушки,  предназначенные  для  работы  в  цепях  слабых  перемен¬
ных  токов  высокой  частоты,  так  называемое  контурные
катушки.  Основные  типы  таких  катушек  представлены  на
рис.  36.
 Катушки  с  малой  индуктивностью  содержат  небольшое  число
витков.  Если  такая  катушка  наматывается  достаточно  толстым
одножильным  проводом,  то  она  может  быть  бескаркасной
(рис.  36,  а).
 Катушки  с  достаточно  большим  числом  витков  наматываются
на  цилиндрический  каркас  из  изолирующего  материала.  Если
число  витков  не  очень  велико,  то  катушка  изготавливается  одно¬
слойной  (рис.  36,  б).  В  противном  случае  катушки  делают  мно¬
гослойными.  Для  того  чтобы  многослойная  катушка  не  рассы¬
палась,  применяются  либо  каркасы  со  «щечками»  (рис.  36,  в),
 Рис.  35.  Катушка  индуктивности
в  цепи  переменного  тока.
 54

Рис.  36.  Образцы  катушек  индуктивности:
 а  —  бескаркасная;  б  —  однослойная;  в  —  многослойная  намотка;  г—многослойная  обмотка
«универсаль»;  <Э  —  катушка  с  винтовым  сердечником;  е—катушка  с  броневым  сердеч¬
ником;  ж  —  однослойная  катушка  с  отводами.
 либо  намотка  типа  «универсаль»,  когда  каждый  виток  имеет  зиг¬
загообразную  форму  (рис.  36,  г).
 Часто  после  намотки  катушки  пропитывают  лаком  или  горя¬
чим  парафином,  что  придает  им  большую  прочность  и  предохра¬
няет  от  воздействия  окружающей  среды.
 Индуктивность  высокочастотных  катушек  увеличивается  при
использовании  ферритовых  сердечников.  Применение  винтового
сердечника  (рис.  36,  д)  позволяет  плавно  регулировать  величину
индуктивности  катушки.  При  ввинчивании  сердечника  в  катушку
ее  индуктивность  увеличивается,  при  вывинчивании  —  умень¬
шается.
 Значительно  увеличивается  индуктивность  катушки  при  при¬
менении  броневых  сердечников  (рис.  36,  е),  имеющих  замкнутый
магнитопровод  в  виде  цилиндрической  коробки.
 Изменение  индуктивности  катушки,  не  имеющей  сердечника,
достигается  изменением  числа  ее  витков.  Для  этого  катушка  снаб¬
жается  выводами  (рис.  36,  ж).  Подключая  к  цепи  ту  или  иную
пару  выводов,  можно  изменять  индуктивность  катушки,  включен¬
ной  в  цепь,  в  широких  пределах.
 Практическая  работа.  Ознакомление  с  конструкциями
катушек  индуктивности.  Изготовление  катушки  для  детекторного
приемника.
 Оборудование:  набор  катушек  различных  типов,  обмо¬
точный  провод  ПЭВ-0,3,  картон  прессшпан  (или  ватман),  клей
БФ-2,  нитки,  ножницы.
 Выполнение  работы.
 55

Рис.  37.  Изготовление  каркаса  катушки  к  детекторному  при¬
емнику.  •
 1. 	Ознакомиться  с  материалом  и  конструкциями  каркасов  ка-,
тушек  индуктивности  (цилиндрическими,  со  щечками  и  т.  д.)  и
способами  намотки  (виток  к  витку,  типа  «универсаль»  и  др.)-
Раскрыть  чашечки  броневого  сердечника.  Ознакомиться  с  его
конструкцией.  Обратить  внимание  на  регулировку  винтового
сердечника.
 2. 	Изготовить  из  плотной  бумаги  каркас  контурной  катушки.
Размеры  каркаса:  длина  /=120  мм,  внешний  диаметр  D  =  60  мм.
Для  этого  несколько  слоев  плотной  бумаги  склеить  на  цилиндри¬
ческом  болване  (рис.  37).  После  высыхания  каркаса  снять  его
с  болвана  и  приступить  к  намотке  катушки.
 3. 	Намотать  вручную  катушку  обмоточным  проводом
ПЭВ-0,3.  Количество  витков  однослойной  обмотки  п  =  300.  Для
этого  с  помощью  ниток  или  лакоткани  закрепить  начальный  ко¬
нец  провода  длиной  около  10  см  на  расстоянии  10  мм  от  края
каркаса  (рис.  38).  Затем,  вращая  каркас,  уложить  провод  виток
 Рис.  39.  Изготовление  отвода  о*г
катушки.
 66
 Рис.  38.  Намотка  катушки.

к  витку.  Для  удобства  намотки  катушку  с  проводом  свободно
насадить  на  стержень,  предварительно  изготовленный  из  сталь¬
ного  или  латунного  прутка  диаметром  5...6  мм.  Во  избежание
порчи  каркаса  при  намотке  не  нужно  слишком  сильно  натяги¬
вать  провод.
 После  намотки  60  витков  сделать  отвод  от  катушки  (рис.  39),
 Когда  все  300  витков  будут  уложены  на  каркас,  закрепить
последний  виток  и  отрезать  провод  на  расстоянии  10  см  от  конца
обмотки.
 Индуктивность  намотанной  катушки  составляет  примерно
3  мГн,  а  индуктивность  60  витков  —  около  0,5  мГн.
 §  7.  ТРАНСФОРМАТОРЫ
 Трансформатор  —  устройство,  осуществляющее  преобразова¬
ние  переменного  тока  одного  напряжения  в  переменный  ток  дру¬
гого  напряжения  той  же  частоты.  Трансформаторы  находят  до¬
вольно  большое  применение  в  качестве  радиодеталей.
 Устройство  трансформатора
 Основными  элементами  конструкции  трансформатора  чаще
всего  являются  замкнутый  магнитопровод  (сердечник)  и  намо¬
танные  на  него  катушки  (обмотки).  В  отличие  от  катушки  индук¬
тивности  трансформатор  им^еет  не  меньше  двух  обмоток.
 Подключим  одну  обмотку  I  трансформатора  (рис.  40)  к  сети
переменного  тока,  а  другую  II  замкнем  на  соединенные  последо¬
вательно  резистор  и  амперметр  электромагнитной  системы  (на
рисунке  показаны  пунктиром).  Стрелка  прибора  отклонится,  от¬
мечая  протекание  переменного  тока  в  цепи  второй  обмотки.
 Теперь  отключим  обмотку  I  от  источника  переменного  тока
и  подключим  к  источнику  постоянного  тока.  Стрелка  амперметра
не  отметит  протекания  постоянного  тока  в  цепи  обмотки  II.  Зна¬
чит,  постоянный  ток  через  трансформатор,  так  же  как  через  кон¬
денсатор,  не  проходит.  Это  и  понятно,  так  как  обмотки  транс¬
форматора  не  связаны  между  собой  проводником.  Итак,  опыт
показывает,  что'ток  в  обмотке  II  возникает  только  в  том  случае,
если  она  находится  в  переменном  магнитном  поле,  которое  об¬
разуется  вокруг  обмотки  I  при  протекании  в  ней  переменного
тока.  Периодические  изменения  магнитного  поля  в  сердечнике
приводят  к  возникновению  переменного  напряжения  на  концах
второй  обмотки.  В  результате  при  образовании  замкнутой  цепи
(при  подключении  резистора  и  амперметра  к  обмотке  II)  в  ней
возникает  переменный  ток.
 Та  из  обмоток  трансформатора,  к  которой  подключен  источ¬
ник  переменного  тока,  называется  первичной.  Число  витков
этой  обмотки  обозначается  п\.  Обмотка,  к  которой  подключается
нагрузка,  называется  вторичной.  Число  ее  витков  обозна-
 57

Рис.  40.  Трансформатор:
 а  —  схематические  устройство  трансформатора;  б  —  измерение  коэффициента  транс¬
формации.
 чается  п2.  Напряжение,  наводимое  на  концах  вторичной  обмот¬
ки  t/2,  складывается  из  напряжений,  наводимых  на  каждом  ее
витке.  Чем  больше  я2,  тем  больше  результирующее  напряжение
на  вторичной  обмотке.
 Если  я2>яь  т0  U2>U\.  Такой  трансформатор  называется  по¬
вышающим.  При  обратном  соотношении  количества  витков
в  обмотках  трансформатор  будет  понижающим.
 Между  числами  витков  и  напряжением  на  обмотках  транс¬
форматора  существует  следующая  зависимость:
 т.  е.  отношение  напряжений  на  первичной  и  вторичной  обмотках
равно  отношению  числа  витков  катушек.
 Отношение  k  =  называется  коэффициентом  трансформа-
п\
 ции.  Используя  этот  коэффициент,  можно  записать:  U2  =  kUi.
 58'

Сердечники  трансформаторов
 Применение  сердечника
улучшает  магнитную  связь
между  обмотками  и  увеличива¬
ет  их  индуктивность.  Таким  об¬
разом,  использование  сердеч¬
ника  позволяет  резко  умень¬
шить  количество  витков  в  об¬
мотках  трансформатора.
 В  низкочастотных  трансфор¬
маторах,  предназначенных  для
преобразования  переменных
напряжений  низкой  частоты,
используются  сердечники,  из¬
готовленные  из  специальной
трансформаторной  стали.  Та¬
кие  сердечники  собираются  из
выпускаемых  промышленно¬
стью  тонких  пластин,  изолированных  друг  от  друга  слоем  лака
(рис.  41).
 Сердечники  высокочастотных  трансформаторов  изготавлива¬
ются  из  неэлектропроводного  материала  (например,  из  феррита).
Высокочастотные  трансформаторы  обычно  содержат  небольшое
число  витков  в  обмотках,  поэтому  сердечники  в  них  зачастую
вовсе  не  применяются.
 Практическая  работа.  Ознакомление  с  конструкция¬
ми  сердечников  трансформаторов.  Определение  коэффициента
трансформации.
 Оборудование: 	трансформатор, 	резистор  /?  =  50  кОм,
 2 	Вт,  авометр  или  амперметр  и  вольтметр  переменного  тока
(по  2  шт.),  набор  сердечников  трансформаторов  (стальные  плас¬
тины  различных  типов,  ферритовые  сердечники).
 Выполнение  работы.,
 1. 	Ознакомиться  с  различными  конструкциями  сердечников
трансформаторов.
 2. 	Подключить  к  источнику  переменного  тока  первичную  об¬
 мотку  1  имеющегося  трансформатора,  а  к  другой  обмотке  —
нагрузочное  сопротивление  (резистор)  (см.  рис.  40,  б).  Из¬
мерить  токи  и  напряжения  в  цепях  обеих  обмоток.  По  резуль¬
татам  измерений  определить  коэффициент  трансформации.  Оце¬
нить,  как  включен  трансформатор: 	как 	понижающий 	или
 повышающий.  Обратить  внимание  на  соотношение  величин  токов
в  обмотках.  Показать,  что  повышение  напряжения  достигается
в  трансформаторе  уменьшением  тока.
 3. 	Повторить  все  измерения  с  другой  нагрузочной  -обмоткой
трансформатора.
 59
 Рис.  41.  Сердечник  трансформатора.

§  8.  ОСОБЕННОСТИ  МОНТАЖА  СЛОЖНЫХ  РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ
 УСТРОЙСТВ
 Подготовка  к  монтажу
 Приступая  к  монтажу,  нужно  учитывать,  что  от  его  качества
зависит  надежность  и  работоспособность  устройства.
 Прежде  чем  начать  монтаж,  требуется  подобрать  все  необ¬
ходимые  детали,  входящие  в  принципиальную  схему  устройства,
и  оценить  их  исправность.  Проверку  исправности  начинают
с  внешнего  осмотра  деталей,  .обращая  внимание  на  четкость
надписей,  нанесенных  на  корпус,  на  целостность  деталей,  отсут¬
ствие  на  них  коррозии  и  обугленных  поверхностей.  Детали,  имею¬
щие  перечисленные  недостатки,  при  монтаже  использованы  быть
не  могут.
 При  подборе  резистора  необходимо  соблюдать  соответствие
величины  его  сопротивления,  допустимого  отклонения  и  мощ¬
ности  данным,  указанным  на  схеме.
 Переменные  резисторы  также  проверяются  на  плавность  из¬
менения  сопротивления  при  повороте  оси  подвижного  контакта.
Эта  проверка  осуществляется  с  помощью  омметра.  Кроме  того,
необходимо  проверять  величину  сопротивления  в  крайних  поло¬
жениях  подвижного  контакта.
 Для  конденсаторов,  используемых  в  устройстве,  на  схеме  ука¬
зывается  тип,  величина  емкости  и  ее  допустимые  отклонения,  а
также  рабочее  напряжение.  При  подборе  конденсаторов  нужно
ориентироваться  на  эти  параметры.  При  наружном  осмотре  пере¬
менных  конденсаторов  следует  убедиться,  что  пластины  не  имеют
изгибов  и  при  вращении  ротора  не  задевают  друг  друга.  Затем
дополнительно  проверяют  отсутствие  замыкания  между  ротор¬
ными  и  статорными  пластинами  с  помощью  омметра  (если
пластины  замкнуты,  омметр  зарегистрирует  малое  сопротивление
между  выводами  ротора  и  статора).
 Катушки  индуктивности  и  обмотки  трансформаторов  перед
монтажом  следует  проверить  омметром  на  отсутствие  обрыва
(при  обрыве  сопротивление  обмотки  будет  бесконечно  большим).
 Крепежный  материал  и  монтажная  арматура:  гнезда,  штырь¬
ки,  лепестки,  клеммы  и  др.—  в  период-  подготовки  к  монтажу
подвергаются  контролю  чистоты  поверхности  и  механической
прочности.  При  необходимости  загрязнения  удаляют  ножом  или
абразивной  бумагой.
 Размещение  деталей  на  монтажной  плате.
Разработка  монтажной  схемы
 Монтажную  схему  можно  составить,  используя  для  компонов¬
ки  непосредственно  сами  детали,  из  которых  монтируется  устрой¬
ство,  либо  аппликации  деталей.  Аппликации  деталей  представ¬
 60

ляют  собой  проекции  деталей,  вычерченные  на  кусочках  плотной
бумаги  или  картона  в  натуральную  величину.
 На  каждой  аппликации  надписывают  соответствующее  пози¬
ционное  обозначение  детали  по  принципиальной  схеме  (напри¬
мер,  Rl,  СЗ,  L1  и  т.  п.),  указывают  расположение  выводов  и  по¬
лярность  включения.
 Первый  способ  применяют  _при  монтаже  сравнительно  про¬
стых  устройств,  содержащих  небольшое  количество  деталей.
Второй  —  при  монтаже  более  сложных  устройств.
 В  обоих  случаях  задача  составления  монтажной  схемы  сво¬
дится  к  определению  наиболее  рационального  расположения  де¬
талей  по  отношению  друг  к  другу.  При  этом  соединительные
провода  должны  быть  возможно  более  короткими.  К  каждой  де¬
тали  следует  обеспечить  свободный  доступ  для  быстрой  замены
в  случае  неисправности  устройства.
 Рассмотрим  более  подробно  разработку  монтажной  схемы
при  аппликационной  компоновке.
 Вначале  на  чертеже  платы  или  шасси  размещают  аппликации
крупных  деталей  (трансформаторов,  блока  конденсаторов  пере¬
менной  емкости  и  т.  д.),  затем  мелких  (транзисторов,  конденса¬
торов,  резисторов).  Перемещая  и  поворачивая  их  по  отношению
друг  к  другу,  находят  такое  положение  деталей,  при  котором
удовлетворяются  все  перечисленные  выше  требования.  Мелкие
детали  стараются  расположить  так,  чтобы  обойтись  минималь¬
ным  числом  дополнительных  монтажных  опор  (монтажных
стоек).  В  качестве  соединительных  проводов  по  возможности  сле¬
дует  использовать  выводы  самих  радиодеталей.
 Найдя  нужное  расположение  аппликаций,  в  таком  порядке  их
приклеивают  к  миллиметровой  бумаге,  намечают  все  ^необходи¬
мые  отверстия  в  плате  или  шасси  под  крепежные  винты,  за¬
клепки,  переменные  резисторы  и  т.  д.,  сверху  накладывают  лист
прозрачной  кальки  и  чертят  на
нем  схему  соединения  деталей,
которой  затем  руководствуются
при  монтаже.
 По  полученной  таким  обра¬
зом  монтажной  схеме  устрой¬
ства  ведут  монтаж  согласно
правилам,  изложенным  в  гла¬
ве  I.
 Практическая  рабо-
т  а.  Разработка  монтажной
схемы  детекторного  приемника.
 Оборудование:  милли¬
метровая  бумага,  калька,  го¬
товальня,  катушка,  изготовлен¬
ная  на  практической  работе,
 Рис.  42.  Принципиальная  схема  детек¬
торного  приемника.
 61

конденсатор  переменной  емкости,  входящий  в  состав  радиоконст-*
руктора,  переключатель  типа  «тумблер»,  диод  типа  Д2  или  Д9,
контактные  гнезда  или  клеммы.
 Пояснение  к  работе.  Монтажная  схема  детекторного
приемника  разрабатывается  на  основе  его  принципиальной  схе¬
мы,  приведенной  на  рис.  42.  Телефон  Тл,  антенна  и  заземление,
показанные  на  схеме  (см.  соответствующие  условные  обозначе¬
ния  в  Приложении),—  внешние  элементы  приемника.  Поэтому
они  не  должны  входить  в  разрабатываемую  монтажную  схему.
Однако  для  подключения  этих  элементов  в  монтажной  схеме
следует  предусмотреть  необходимые  коммутационные  элементы
(клеммы  или  гнезда).  Буквами  ЯД  и  О  обозначены  соответст¬
венно  начало,  конец  и  отвод  катушки  индуктивности.  Шасси  при¬
емника  прямоугольной  формы  размером  160X140  мм.
 Выполнение  работы.
 1. 	На  листе  миллиметровой  бумаги  начертить  карандашом
контур  шасси  приемника  в  натуральную  величину.
 62
 Рис.  43.  Монтажная  схема  детекторного  приемника.

2. 	Расставить  на  изображении  контура  шасси  наиболее  круп¬
ные  детали  приемника:  катушку,  конденсатор  переменной  емко¬
сти  и  переключатель.  Меняя  положение  основных  деталей,  найти
наиболее  удачный  способ  их  размещения.  При  этом  нужно  стре¬
миться  расположить  детали  компактно,  но  так,  чтобы  обеспечить
удобный  доступ  к  каждой  из  них  в  процессе  монтажа  и  настрой¬
ки  приемника.
 3. 	Предусмотреть  место  для  монтажа  мелких  деталей:  дио¬
да  Д,  гнезд  антенны,  заземления  и  телефона,  а  также  крепежа.
Гнезда  расположить  так,  чтобы  соединительные  провода  между
элементами  схемы  не  оказались  чрезмерно  длинными.
 4. 	После  того  как  приемлемый  вариант  размещения  деталей
будет  найден,  обвести  карандашом  их  контуры.
 5. 	Удалить  с  бумаги  крупные  детали  и  нанести  на  нее  конту¬
ры  мелких  деталей  в  отведенных  для  этого  местах.
 6. 	Соединить  изображения  выводов  деталей  линиями,  симво¬
лизирующими  монтажные  провода,  в  строгом  соответствии
с  принципиальной  схемой  приемника.  Один  из  возможных  ва¬
риантов  монтажной  схемы  приемника  приведен  на  рис.  43.
 Полученную  таким  образом  схему  будем  называть  рабочей
монтажной  схемой.  Кроме  рабочей,  нужно  вычертить  чистовую
монтажную  схему,  по  которой  будет  производиться  монтаж  при¬
емника  в  процессе  его  изготовления.  Для  этого  на  рабочую  схе¬
му  следует  наложить  лист  кальки  и  перевести  на  нее  монтажную
схему  приемника.
 Контрольные  вопросы  к  главе  III
 1. 	К  какой  группе  радиоматериалов  (проводниковым,  изоляционным  или  маг*
нитным)  принадлежат:  феррит,  алюминий  и  полихлорвинил?
 2. 	В  чем  разница  между  монтажными  и  обмоточными  проводами?
 3. 	Какие  существуют  типы  постоянных  резисторов  и  как  они  устроены?
 4. 	Как  маркируются  резисторы?
 5. 	Исправлен  ли  конденсатор,  если  подключенный  к  нему  омметр  отмечает  ма¬
лое  сопротивление?
 6. 	На  какие  типы  делятся  конденсаторы  постоянной  емкости  в  зависимости
от  применяемого  изолятора?
 7. 	Как  маркируются  конденсаторы?
 8. 	В  каком  случае  сопротивление  катушки  индуктивности  больше:  в  цепи  по¬
стоянного  тока  или  в  цепи  переменного  тока  высокой  частоты?
 9. 	Какова  величина  коэффициента  трансформации  повышающего  трансформа¬
тора  (больше  или  меньше  единицы)?
 10. 	Расскажите  о  порядке  составления  монтажной  схемы.
 Глава  IV.  ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ  ПРИБОРЫ
 В  современных  радиоэлектронных  устройствах  полупроводни¬
ковым  приборам  принадлежит  особое  место.  Функции,  которые
они  выполняют,  чрезвычайно  разнообразны: 	генерирование
 электрических  колебаний,  усиление  тока  и  напряжения,  выпрям¬
ление  переменного  тока,  преобразование  его  частоты  и  т.  д.
 63

§  1.  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА  ПОЛУПРОВОДНИКОВ
 Полупроводниковые  вещества  широко  распространены  в  при¬
роде.  К  ним  относятся  большинство  минералов,  ряд  окислов,  со¬
лей  и  др.  В  настоящее  время  наибольшее  применение  для  из¬
готовления  полупроводниковых  приборов  находят  германий
и  кремний.
 По  проводимости  полупроводники  занимают  промежуточное
положение  между  проводниками  и  изоляторами.  Кроме  этого,
полупроводники  обладают  некоторыми  электрическими  свойст¬
вами,  отличающими  их  от  проводников  и  изоляторов.  Одно  из
наиболее  интересных  свойств  —  сильная  зависимость  удельного
сопротивления  полупроводников  от  температуры  и  освещенно¬
сти.  При  температуре  абсолютного  нуля  (—273°  С)  полупровод¬
ники  совершенно  не  проводят  ток.  С  повышением  температуры
их  удельное  сопротивление  уменьшается.  То  же  самое  происхо¬
дит  и  при  увеличении  степени  освещенности  поверхности  полу¬
проводника.
 Удельное  сопротивление  полупроводников  сильно  изменяется
и  при  введении  примесей  других  веществ.  В  нормальных  услови¬
ях  (при  комнатной  температуре  и  отсутствии  освещения)  сво¬
бодных  носителей  электрического  заряда  в  полупроводнике
очень  мало,  поэтому  чистый  полупроводник  обладает  высоким
удельным  сопротивлением  и  плохо  проводит  электрический
ток.
 При  введении  в  него  примесей  некоторых  элементов,  число
свободных  носителей  электрического  заряда  увеличивается
и  соответственно  увеличивается  проводимость.
 Такие  примеси,  как  сурьма,  мышьяк,  фосфор,  способны  отда¬
вать  полупроводнику  свои  электроны.  Причем  эти  электроны
становятся  свободными.  Если  эти  примеси  введены  в  кристалл
полупроводника  в  достаточном  количестве,  то  уже  при  комнат¬
ной  температуре  число  свобод¬
ных  электронов  в  нем  будет  ве¬
лико.  Так  как  электрический
заряд  электрона  имеет  отрица¬
тельный  знак,  то  полученный
подобным  способом  полупро¬
водник  называется  полупровод¬
ником  n-типа  (от  латинского
слова  negative  —  отрицатель¬
ный).
 Другие  вещества,  например,
индий,  галлий,  алюминий,  бор,
при  введении  их  в  полупровод¬
ник  отбирают  у  него  электроны.
При  этом  в  кристалле  полупро¬
водника  из-за  недостатка  элект-
 Рис.  44.  р-п-переход.
 64

ронов  возникают  нескомпенси-
рованные  заряды  положитель¬
ного  знака,  так  называемые
дырки.  Дырки  также  являют¬
ся  свободными  носителями  за¬
ряда.  Полупроводник,  в  кото¬
рый  введены  примеси,  отбира¬
ющие  у  него  электроны,  назы¬
вается  полупроводником  р-т*
па  (от  латинского  слова  posi¬
tive  —  положительный).
 Изменяя  количество  примем
сей  в  полупроводнике,  можно  в
широких  пределах  изменять  его
удельное  сопротивление.
 Если  соединить  две  пласти¬
ны  полупроводника  /г-типа  и
p-типа,  создав  между  ними
плотный  контакт,  как  показано
на  рис.  44,  то  на  границе  обла'
стей  образуется  так  называе¬
мый  р—/г-переход,  р—д-пере¬
ход  обладает  односторонней
проводимостью,  т.  е.  пропуска¬
ет  ток  только  в  одном  направ¬
лении.  р—n-переход  служит
основой  большинства  полу¬
проводниковых  приборов.
 §  2.  ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
 ДИОДЫ
 Диод  (рис.  45)  —  это  двух¬
электродный  прибор,  главным
элементом  конструкции  которо¬
го  является  р—п-переход.  Об¬
ласти  р  и  п  пластины  полупро¬
водника  называются  электро¬
дами  диода.  На  торцевые  по¬
верхности  электродов  нанесе¬
ны  металлические  слои  и  под¬
паяны  проводники  —  выводы,
с  помощью  которых  диод  мон¬
тируется  в  электронные  устрой¬
ства.  На  условном  изображе¬
нии  диода  p-область  обознача¬
ется  треугольником,  а  п-об¬
ласть  —  чертой.
 Рис.  45.  Полупроводниковый  диод:
а  —-  устройство;  б  —  условное  обозначение,
 Рис.  46.  Диод  под  воздействием  внеш¬
него  напряжения:
 а  —*  прямое  включение  источника;  б  —  об*
ратное  включение  источника.
 3  Заказ  5482
 65

Свойство  односторонней  проводимости  диода
 Основные  электрические  свойства  диода  определяются  свойст¬
вами  р—я-перехода.
 Подключим  диод  к  источнику  постоянного  напряжения
(рис.  46,  а).  Положительный  полюс  источника  соединим  с  выводом
p-области,  а  отрицательный  —  с  выводом  п-области.
 Такое  подключение  источника  к  диоду  называется  прямым.
Свободные  электроны  /г-области  как  носители  отрицательного
заряда  устремляются  к  положительному  полюсу  источника,  а  по¬
ложительно  заряженные  дырки  /7-области  движутся  к  отрица¬
тельному  полюсу.  Встречное  движение  электронов  и  дырок  обра¬
зует  прямой  ток  диода  /пр,  направление  которого  совпадает
с  направлением  движения  положительно  заряженных  дырок.  На
место  ушедших  электронов  из  отрицательного  полюса  источника
питания  в  ft-область  будут  поступать  новые  электроны,  цополняя
убыль.  То  же  происходит  и  с  дырками  p-области.  Так  продолжа¬
ется  до  тех  пор,  пока  цепь  замкнута.  Миллиамперметр,  включен¬
ный  в  цепь,  зарегистрирует  протекание  в  ней  прямого  тока.
В  данном  случае  говорят,  что  диод  открыт.  Большая  величина
прямого  тока  свидетельствует  о  том,  что  сопротивление  открыто¬
го  диода  весьма  мало.  Оно  составляет  омы  —  десятки  ом.
 Поменяем  полярность  подключения  источника  к  диоду  на  об¬
ратную  (рис.  46,  б).  Все  дырки  p-области  соберутся  у  отрица¬
тельного  полюса  источника,,  а  электроны  п-области—у  положи¬
тельного  полюса,  и  ток  черкез  диод  протекать  не  будет.  В  таком
случае  говорят,  что  диод  закрыт..  Стрелка  миллиамперметра
почти  не  отклонится  от  нулевого  деления.  Напряжение,,  прило¬
женное  к  диоду  в  полярности,  показанной  на  рис.  46,  б,  называ¬
ется  обратным  {Uобр).  Сопротивление  закрытого  диода  очень
велико  (десятки  килоом  —  десятки  мегом).  Следовательно,  диод
пропускает  ток  практически  только  в  прямом  направлении.
В  этом  и  состоит  его  свойство  односторонней  проводимости.
 На  условном  обозначении  диода  стрелка,  которую  образует
треугольник  p-области  со  своим  выводом,,  указывает  направле¬
ние  прямого  тока  диода.
 Проверку  исправности  диодов  можно  осуществить  с  помощью
омметра.  Допустим,  что  щупы  омметра  подключены  так,  что  диод
оказался  под  прямым  напряжением  (источником  этого  напря¬
жения  является  гальванический  элемент,  входящий  в  конструк¬
цию  омметра).  Так  как  сопротивление  открытого  диода  мало,  то
омметр  покажет  единицы  —  десятки  ом.
 Если  теперь  поменять  местами  щупы  омметра,  то  к  диоду
будет  приложено  обратное  напряжение.  Сопротивление  закрыто¬
го  исправного  диода  велико,  поэтому  в-  данном  случае  омметр
зарегистрирует  десятки—сотни  килоом.  Если  же  диод  пробит
(неисправен),  то  обратное  сопротивление  его  будет  много
меньше.
 66

Выпрямительные  свойства  диода
 Свойство  односторонней  проводимости  диода  может  быть
использовано  для  выпрямления  переменного  тока.
 Составим  цепь  из  генератора  переменного  .напряжения,  диода
и  резистора  (рис.  47,  а).  Пока  напряжение  генератора  приложе¬
но  к  диоду  в  прямом  направлении  (положительная  полуволна  на
рис.  47,  б)„  диод  открыт.  При  этом  через  него  течет  прямой  ток.
Чем  больше  прямое  напряжение,  тем  больший  ток  течет  в  цепи.
Как  только  напряжение  на  выходе  генератора  поменяет  поляр¬
ность  на  отрицательную  (отрицательная  полуволна),  диод  ока¬
жется  под  обратным  напряжением  и  будет  закрыт.  Ток,  проте¬
кающий  через  диод  в  этот  отрезок  времени,  практически  равен
нулю.
 Таким  образом,  в  цепи  будет  протекать  ток  одного  направле¬
ния,  причем  только  во  время  положительных  полуволн  напряже-
ния  на  выходе  генератора.  В  этом  и  состоит  эффект  выпрямле¬
ния  переменного  тока.  Ток,  изображенный  на  рис.  47,  в,  называ¬
ется  пульсирующим.
 Следует  иметь  в  виду,  что  выпрямительные,  свойства  диода
зависят  от  частоты  переменного  напряжения.  С  повышением
частоты  сверх  допустимой  величины  диод  теряет  способность
выпрямлять  переменный  ток.
 Конструкции,  и  типы  диодов
 По  основным  конструктивным  признакам  различают  несколь¬
ко  разновидностей  диодов.  Среди  них  в  настоящее  время  наибо¬
лее  широко  известны  плоскост¬
ные  и  точечные  диоды.
 Устройство 	сплавного,
 плоскостного  германиево¬
го  диода  показано  на  рис.  48,  а.
 Для  получения  р—п-перехода
в  исходную  пластинку  полупро¬
водника  /г-типа  (германия)
вплавляют  кристалл  индия.  В
процессе  вплавления  в  пластин¬
ке  образуется  область  с  дыроч¬
ной  проводимостью  (р-типа).
 На  границе  образовавшейся
области  р  и  исходной  области  п
возникает  р—/г-переход.
 Пластинка  полупроводника
имеет  довольно  малые  разме¬
ры.  Обычно  площадь  ее  поверх¬
ности  лежит  в  пределах  от  еди¬
ниц  до  долей  мм2.  Такая  пла¬
 Рис.  47.  Выпрямительные  свойства
диода:
 а  —  схема  включения  диода;  б  —  график
зависимости  напряжения,  приложенного
к  диоду,  от  времени;  в  —  временная  зависи¬
мость  тока  в  цепи  диода.
 3*
 67

стинка  не  способна  отвести  в  окружающее  пространство  значи¬
тельное  тепло,  выделяемое  при  протекании  тока  через  диод.  Про¬
пускание  сильных  токов  вызвало  бы  перегрев  и  как  следствие
разрушение  кристалла.  Для  предотвращения  перегрева  пластин¬
ку  германия  закрепляют  на  металлическом  диске,  увеличиваю¬
щем  площадь  теплоотвода.
 Выводные  проводники  присоединяют  к  капельке  индия
и  к  диску.  После  этого  всю  конструкцию  помещают  в  герметич¬
ный  металлический  (рис.  48,  б)  или  металлокерамический  кор¬
пус,  предохраняющий  кристалл  от  механических  повреждений
и  воздействия  внешней  среды.
 Диоды,  предназначенные  для  выпрямления  сильных  токов
(мощные  диоды),  монтируются  с  помощью  гаек  (рис.  48,  в).  Для
этого  один  из  выводов  изготавливается  в  виде  винта.  Плотное
закрепление  диода  на  монтажной  панели  дополнительно  улучша¬
ет  теплоотвод.
 р—n-переход  в  точечных  диодах  (рис.  49,  а)  создается
вблизи  контакта  острия  вольфрамовой  проволочки,  с  торца  по¬
крытой  индием,  с  поверхностью  пластинки  п-полупроводника
(германия).  Для  этого  через  контакт  кратковременно  пропуска¬
ют  сильный  ток.  Под  действием  его  контакт  разогревается.  Ин¬
дий  проникает  в  пластинку  германия,  образуя  p-область.  Полу¬
ченный  таким  способом  диод  снабжают  выводами  и  заключают
в  стеклянный  (рис.  49,  б)  или  металлостеклянный  (рис.  49,  в)
корпус.
 Диоды,  выпускаемые  промышленностью,  предназначены  для
самого  разнообразного  применения.  Например,  мощные  диоды
выпрямляют  сильные  токи,  высоковольтные  диоды  работают  при
 Рис.  48.  Плоскостные  диоды:
 а  —  устройство;  б  —  внешний  вид  диодов  средней  мощности;  в  —*  конструкция  мощных
 диодов.
 68

больших  напряжениях  на
них  (для  всех  диодов  харак¬
терно  наличие  макси¬
мально  допустимого
обратного  напряже¬
ния,  при  превышении  кото¬
рого  кристалл  полупровод¬
ника  разрушается),  высоко¬
частотные  диоды  работают  в
цепях  переменных  напряже¬
ний  и  токов  высокой  часто’
ты  и  т.  д.  В  соответствии  со
своим  назначением  диоды
имеют  те  или  иные  конструк¬
тивные  особенности,  с  кото¬
рыми  мы  частично  познако¬
мились.  Так,  мощные  выпря¬
мительные  диоды  выполня¬
ются  плоскостными.  Точеч¬
ные  диоды,  у  которых  пло¬
щадь  контакта  вольфрамо¬
вой  проволочки  с  кристал¬
лом  мала,  не  могут  пропус¬
кать  сильные  токи  (допусти¬
мое  значение  выпрямленного
тока  этих  диодов  не  превос¬
ходит  140  мА).  Но  эти  дио¬
ды  работают  в  цепях  токов
высокой  частоты.
 При  включении  диода  в  цепь  должна  быть  соблюдена  пра¬
вильная  полярность.  Для  этого  на  корпус  либо  на  один,  из  выво¬
дов  диода  наносят  его  условное  обозначение,  по  которому  легко
отличить  вывод  p-области  от  вывода  n-области.  На  диодах  неко¬
торых  типов  вывод  p-области  помечен  цветной  точкой  на  корпу¬
се.  Маркировка  диодов  состоит  из  буквы  Д  (диод)  и  завод¬
ского  номера,  определяющего  тип  диода,  после  которого  может
стоять  буква,  указывающая  на  разновидность  диода  данного
типа.  В  последнее  время  германиевые  диоды  стали  обозначать
буквами  ГД,  а  кремниевые  —  КД.
 Основные  электрические  параметры  диодов  некоторых  типов
приведены  в  табл.  5.
 Практическая  работа.  Ознакомление  с  конструкциями
диодов.
 Оборудование:  набор  диодов  (маломощных,  мощных
и  средней  мощности,  плоскостных  и  точечных,  плоскостной  диод
с  удаленной  крышкой  корпуса).
 Выполнение  работы.
 Рис.  49.  Точечные  диоды:
 а  —  устройство;  б  —  конструкция  диода  в  стек¬
лянном  корпусе;  в  —  конструкция  диода  в  ме*
таллостеклянном  корпусе.
 69

Таблица  5
 Тип  диода
 Допустимое  обратное
напряжение,  В
 Допустимый  выпрямленный
т‘ок,  мА
 Выпрямительные  (плоскостные)  диоды
 Д7Б
 300
 Д7Г
 100
 300
 Д7Е
 200
 300
 Д7Ж
 300
 300
 Д202
 400
 400
 Д203
 100
 400
 Д204
 200'
 400
 КД202Н
 300
 1000
 500
 Высокочастотные  (точечные)  диоды
 Д2Б
 30
 50
 Д2В
 40
 78
 Д2Г
 75
 50
 Д2.Е
 100
 50
 Д9Б
 10
 125
 Д9В
 20
 62
 Д9Г
 30
 98
 ГД507А
 30
 5
 1. 	Ознакомиться  с  различными  конструкциями  диодов.  Опре¬
делить  связь  между  мощностью  прибора  и  его  размерами.
 2. 	Определить,  какой,  из  выводов  каждого  диода  является
выводом  p-области,  а  какой  —  выводом  /2-области.  Продумать
способ  включения  каждого  из  диодов  в  цепь  источника  постоян¬
ного  тока,  при  котором  напряжение  источника  будет  приложено
к  диоду  в  прямом  направлении.
 3. 	Ознакомиться  с  внутренним  устройством  плоскостного
диода  с  удаленной  крышкой  корпуса.
 Практическая  работа.  Ознакомление  со  свойством
односторонней  проводимости  диода.
 Оборудование:  макетная  плата,  точечный  диод,  напри¬
мер  типа  Д2*  миллиамперметр  (20...30  мА)у  вольтметр  (5...10  В)
или  авометр,  батарейка  3336  Л  с  футляром,  переменный  резистор
470  Ом...  1  кОм,  резистор  постоянного  сопротивления  1...  1,5  кОм.
 Описание  установки.
 Схема  установки  приведена  на  рис.  50.  Электрическое  пита¬
ние  установки  обеспечивается  источником  постоянного  тока,
например  батарейкой  карманного  фонарика.  Один  из  выводов
диода  подключается  непосредственно  к  полюсу  источника,  а  вто¬
рой—  к  подвижному  контакту  переменного  резистора  RL  Такой
способ  подключения  источника  к  диоду  позволяет  изменять  ве¬
личину  приложенного  к  нему  напряжения.  Нетрудно  убедиться,
 70

что  в  крайнем  нижнем  (по  схеме)
положении  подвижного  контакта
переменного  резистора  R1  снимае¬
мое  с  него  напряжение  U'=0,  а  в
крайнем  верхнем  —  напряжению
источника,  т.  е.  U'=U.  Изменяя
положение  подвижного  контакта
резистора  R1,  можно  изменять
снимаемое  с  него  напряжение  U'
в  пределах  от  0  до  U.
 Полярность  напряжения,  при¬
ложенного  к  диоду,  зависит  от
способа  подключения  источника.
 Если  источник  подключен  так,  как
показано  на  рис.  50,  а,  то  к  диоду
будет  приложено  прямое  напря¬
жение.  По  схеме  на  рис.  50,6  диод
находится  под  обратным  напря¬
жением.
 Обратите  внимание  на  то,  что
способ  подключения  вольтметра
в  схемах  рис.  50,  а  и  б  различный.
 Резистор  R2  ограничивает  вели¬
чину  прямого  тока  диода  на  уров¬
не,  не  превосходящем  допустимо¬
го  значения  (сопротивление  от¬
крытого  диода  мало,  поэтому  в
отсутствие  резистора  ток  в  депи
может  оказаться  настолько  большим,  что  диод  перегреется  и  вый¬
дет  из  строя).
 Выполнение  работы.
 1. 	Собрать  на  макетной  плате  установку,  схема  которой  изоб¬
ражена  на  рис.  50,  а.
 2. 	Вращая  ручку  подвижного  контакта  резистора  R1,  следить
за  показаниями  измерительных  приборов.
 При  некотором  значении  прямого  напряжения,  когда  ток
в  депи  диода  достигнет  нескольких  миллиампер,  используя  фор¬
мулу  закона  Ома,  рассчитать  сопротивление  открытого  диода  по¬
стоянному  току.  Убедиться,  что  оно  мало.
 3. 	Собрать  на  макетной  плате  установку  по  схеме,  представ¬
ленной  на  рис.  50,  б.  Изменяя  положение  подвижного  контакта-
R1  и  наблюдая  за  показаниями  измерительных  приборов,  убе¬
диться  в  том,  что  диод  пропускает  ток  практически  только  в  од¬
ном  направлении.
 Практическая  работа.  Проверка  исправности  диодов.
 Оборудование:  набор  диодов  (исправных  и  пробитых),
омметр.
 Рис.  50.  Схема  установки  для  изу¬
чения  свойства  односторонней  про¬
водимости  диода:
 а  —  прямое  включение  диода;  б  —  об¬
ратное  включение  диода.
 71

Выполнение  работы.
 1. 	Используя  заведомо  исправный  диод,  определить  величины
его  прямого  и  обратного  сопротивлений.
 2. 	Повторить  измерения  для  пробитого  диода.  Сравнить  ре¬
зультаты  двух  измерений.
 3. 	По  результатам  измерений-сделать  вывод  о  том,  какой
диод  можно  считать  исправным.
 Практическая  работа.  Изготовление  зарядного  уст¬
ройства  для  малогабаритных  аккумуляторов.
 Оборудование:  диод  Д7Ж,  резисторы  5,1  кОм  (2  Вт),
3,9  кОм  (2  Вт),  68  кОм,  переключатель  типа  «тумблер»,  предо¬
хранитель  с  патроном,  зажимы  или  клеммы  (2  шт.),  сетевая  вил¬
ка,  неоновая  лампочка  МН-2  (ТН-02),  патрон  для  неоновой  лам-
иы,  плата  из  гетинакса  толщиной  2...3  мм,  монтажные  провода,
сетевой  шнур  1,5  м.
 Описание  устройства.
 Аккумуляторы  служат  накопителями  электрической  энергии
и  широко  используются  в  качестве  источников  питания  в  разно¬
образных  переносных  радиоэлектронных  приборах  и  устройствах.
Для  того  чтобы  использовать  аккумулятор  в  качестве  источника
постоянного  тока,  его  необходимо  предварительно  зарядить,
т.  е.  пропустить  через  него  в  течение  определенного  времени
электрический  ток.
 Заряжать  аккумулятор  можно  постоянным  или  пульсирую¬
щим  током.  Поэтому  простейшее  зарядное  устройство  представ¬
ляет  собой  полупроводниковый  диод,  подключенный  определен¬
ным  образом  к  осветительной  сети.  Если  последовательно  с  дио¬
дом  включить  аккумулятор,  то  через  него  потечет  пульсирующий
ток.  Схема  такого  устройства  для  заряда  малогабаритных  акку¬
 72
 Рис.  51.  Схема  зарядного  устройства  для  малогабаритных  аккумуляторов.

муляторных  батарей  7Д-0,06,  7Д-0,1;  7Д-0,2  приведена  на  рис.  51.
Напряжение  заряженных  батарей  составляет  9В,  в  конце  раз¬
ряда  оно  понижается  до  7В.
 Необходимая  величина  зарядного  тока  и  напряжения  на  за¬
жимах  заряжаемого  аккумулятора  обеспечивается  с  помощью
гасящих  резисторов  R1  и  R2.  При  протекании  тока  через  ре¬
зисторы  R1  и  R2  на  них  падает  почти  -  все  напряжение  сети
и  лишь  небольшая  часть  этого  напряжения  (9В)  оказывается
приложенной  к  аккумулятору.
 Значение  сопротивления  резисторов  R1  и  R2  для  разных  ти¬
пов  батарей  приведено  в  табл.  6.
 Таблица  б
 Переключатель  В  служит  для  переключения  зарядного
устройства  при  различном  напряжении  сети.  Если  напряжение
сети  220В,  то  большая  часть  его  гасится  обоими  резисторами
R1  и  R2.  При  напряжении  сети  127В  достаточно  включить  лишь
резистор  R1,  а  резистор  R2  с  помощью  переключателя  замыкается
накоротко  проводником  с  крайне  малым  сопротивлением.
 Неоновая  ламйа  МН  сигнализирует  о  наличии  напряжения
сети  на  входе  выпрямителя.  С  помощью  резистора  R3  устанавли¬
вается  необходимое  рабочее  напряжение  неоновой  лампы.  Рези¬
стор  R3  подобран  так,  чтобы  при  напряжении  сети  127В  лампа
светилась  слабо,  тогда  при  напряжении  сети  220В  лампа  светит¬
ся  ярко.  Таким  образом,  по  яркости  свечения  лампы  можно  ори¬
ентировочно  определить  величину  напряжения  сети  и  устано¬
вить  переключатель  в  соответствующее  положение.
 Предохранитель  Пр  предохраняет  сеть  от  короткого  замыка¬
ния  в  случае  неисправности  в  схеме  зарядного  устройства.
 В  одном  из  возможных  вариантов  зарядного  устройства  мон¬
тажная  плата  вместе  с  лицевой  панелью  образуют  Г-образную
конструкцию.  К  вертикальной  лицевой  панели  крепятся  патрон
для  индикаторной  лампочки,  предохранитель,  переключатель  се¬
тевого  напряжения  и  клеммы  для  подключения  заряжаемой  ба¬
тареи.  Остальные  элементы  размещаются  на  монтажной  плате.
 Выполнение  работы.
 1. 	Составить  монтажные  схемы  лицевой  панели  и  платы  за¬
рядного  устройства.
 При  составлении  монтажной  схемы  платы  следует  иметь
в  виду,  что  при  работе  устройства  резисторы  R1  и  R2  нагревают-
 73

с  я,  поэтому  их  следует  разнести  друг  от  друга  и  удалить  от  дио¬
да  Д.  После  составления  монтажных  схем  выбрать  размеры  пла¬
ты  и  лицевой  панели.
 2. 	В  соответствии  с  монтажной  схемой  установить  на  плате
штырьки  для  крепления  деталей  и  клеммы  для  подключения  се¬
тевого  шнура.
 3. 	Произвести  сборку  и  монтаж  устройства.
 4. 	После  сборки  зарядное  устройство  поместить  в  пластмассо¬
вый  или  металлический  корпус.  На  лицевую  панель  вблизи
клемм  нанести  краской  полярность  выходного  напряжения  в  со¬
ответствии  с  принципиальной  схемой.
 Время  заряда  батареи  —  15  ч.
 Поскольку  зарядное  устройство  подключается  к  сети  с  высо¬
ким  напряжением,  то  во  время  работы  с  ним  нужно  особенно  вни^
мательно  соблюдать  правила  техники  безопасности.  Кроме  того,
при  проведении  любых  монтажных  работ  устройство  должно
быть  отключено  от  сети.  Включать  -его  можно  только  под  наблю¬
дением  учителя.  При  измерениях  следует  работать  только  одной
рукой,  используя  щупы  измерительных  приборов  с  хорошей  изо¬
ляцией.
 §  3.  ТРАНЗИСТОРЫ
Устройство  транзистора
 Транзистор  —  трехэлектродный  полупроводниковый  прибор.
В  настоящее  время  наиболее  широко  распространены  транзисто¬
ры,  построенные  на  основе  трехслойного  кристалла  полупровод¬
ника  с  двумя  р  —  ^-переходами  (биполярные  транзисторы).
Между  крайними  слоями  полупроводника  (электродами)  одного
типа  проводимости  располагается  средний  слой  противоположно¬
го  типа  проводимости.  Таким
образом  может  быть  образова¬
ла  структура  типа  р—п—р
(р-ис.  52)  либо  п—р—п.  К  каж¬
дому  слою  подпаивается  вывод.
 Один  из  крайних  р-слоев
транзистора  типа  р—п—р  (п-
слоев  для  транзистора  п—р—
п)  называется  эмиттером.
Средний  слон  п-  типа  (илир-ти-
па)  называется  базой.  Вто¬
рой  p-слой  (или  д-слой  для
транзисторов  типа  п—р—п)
называется  коллектором.
 При  работе  транзистора  его
электроды  выполняют  следую¬
щие  функции.  Эмиттер  и  кол¬
лектор  образуют  основную
 Рис.  52.  Устройство  транзистора  типа
р—п—р.
 74

цепь  электрического  тока  транзистора,  а  база  служит  для  управ¬
ления  величиной  тока  в  этой  цепи.
 р—м-переход  между  эмиттером'  т  базой  называется!  э)№иг-
терным,  а  между  базой  и  коллектором  —коллекторным.
 Условное  изображение  тр>анз«гсторов;  на  схемах  приведено
в  Приложении:  Стрелка  ва  эмиттерном  выводе  указывает  прямое
направление  эмиттерного  тока.  В-  транзисторах  р  —  п  —  р
и  п  —  р  —  п  это  направление  противоположно*  так  как:  в  первом
из  них  эмиттерньгй  ток  образуется  движением  положительно  за¬
ряженных  дырок,  а  во  втором  —  движением  электронов,
 Принцип  действия  транзистора
 Подключим  к  транзистору  типа  р—п—р  источники  постоян¬
ного  напряжения  так,  как:  показано  н?а  рис.  53,  а  (на  рис.  53,  б
изображено  условное  обозначение  транзистора).
 Один  из  источников*  напряжение  которого1  обозначено  £/ю
подключен  отрицательным;  полюсом-  к  коллектору,  а  положитель¬
ным  —  к  эмиттеру.  Он  называется  источником  коллекторного  пи¬
тания  (питания  коллекторной  цепи  транзистора).  Этот  источник
создает  ток  в  цепи  эмиттер'  —  коллектор  транзистора.  Напряже¬
ние  источника  UR  обычно  лежит  в  предел*ах  от  единиц  до  десят¬
ков  вольт.
 Другой  источник,,  обозначенный.  Uq,  подключен  отрицатель¬
ным  полюсом!  к  базе,  а  положительным  —  к  эмиттеру.  Его  напря¬
жение  составляет  десятые  доли  вольта.  Напряжение  источника
U  б  является  прямым,  для  эмиттер  нош  перехода  (положительный
полюс  источника  подключен  к  р-области  эмиттера,-  а  отрицатель¬
ный—  к  п-области  базы)1.  Этот  источник  держит  эмиттерный'  пе¬
реход  открытым.
 Принцип  действия  транзистора  р  —  п  —  p-типа  в  основном
определяется  поведением'  ды¬
рок,  поступающих  из  эмиттера
в  базу.  Поэтому,  чтобьь  не  за¬
труднять.  рассмотрение  процес'
сов  в  транзисторе,  не  будем  ин¬
тересоваться  поведением  элект¬
ронов.
 Итак,  после  подключения
источников  к  транзистору  его
эмиттерный  переход  оказался
открытым.  Через  открытый
эмиттерньгй  р—/^-переход,  так
же  как  через;  открытый-  диод,
начинает  протекать  прямой
ток  —  ток  эмиттера  /э.  Дырки,
которые  во  множестве  имеются
в  эмиттерной  p-области,  оттал¬
 Рис,  53.  Подключение  транзистора
к  источникам  постоянного-  тока.
 75

киваются  полем  положительных  полюсов  источников  и  устрем¬
ляются  к  эмиттерному  переходу,  а  оттуда  в  область  базы.  Так
как  базовая  область  транзистора  изготавливается  очень  узкой,
то  перешедшие  в  нее  из  эмиттера  дырки  быстро  достигают  кол¬
лекторного  перехода.  Здесь  они  попадают  под  притягивающее
действие  отрицательного  полюса  источника  Ul{  и  вследствие  это¬
го  продолжают  двигаться  в  сторону  коллектора.  Основная  часть
дырок  доходит  до  коллектора  и  далее  поступает  в  отрицательный
полюс  источника  UK.  В  свою  очередь  дырки,  ушедшие  из  эмитте¬
ра,  восполняются  из  положительных  полюсов  источников.  Пока
источники  подключены  к  транзистору,  процесс  нагнетания  дырок
из  эмиттера  в  базу  идет  непрерывно  и  в  цепи  эмиттер  —  коллек¬
тор  —  источник  UK  течет  ток,  направленный  из  эмиттера  в  кол¬
лектор.
 Небольшая  часть  тока  эмиттера  замыкается  в  цепи  источника
Uб,  образуя  базовый  ток  /б.
 Таким  образом,  ток  эмиттера  /э  состоит  из  двух  составляю¬
щих—  тока  коллектора  /к  и  тока  базы  /б.  Причем  ток  коллектора
близок  по  величине  к  току  эмиттера,  а  ток  базы  много  меньше
токов  /9  и  /к.
 Если  прямое  напряжение  на  эмиттерном  переходе  увеличить,
то  переход  откроется  сильнее.  За  счет  этого  уменьшится  сопро¬
тивление  транзистора  и  увеличатся  эмиттёрный,  коллекторный
и  базовый  токи.  Чем  больше  прямое  напряжение  Uб,  тем  меньше
сопротивление  транзистора  и  тем  больше  эмиттерный  и  коллек¬
торный  токи.  Изменяя  в  небольших  пределах  малое  напряжение
t/б,  можно  в  широких  пределах  изменять  сопротивление  транзи¬
стора,  а  значит,  и  ток  в  цепи  эмиттер  —  коллектор.  Следователь¬
но,  базовая  цепь  действительно  управляет  током  транзистора.
 Рассмотренный  режим  работы  транзистора  называется  ак¬
тивным.
 Принцип  действия  транзистора  типа  п  —  р  —  п  ничем  не  от¬
личается  от  рассмотренного.  Только  источники  напряжения  UK
и  б  подключаются  к  нему  в  противоположной  полярности,  а  ток
в  цепи  эмиттер  —  коллектор  образуется  движением  электронов.
 Три  схемы  включения  транзистора
 При  использовании  транзистора  в  различных  радиоэлектрон¬
ных  устройствах  входной  электрический  сигнал  (например,  пе¬
ременное  напряжение)  подается  на  два  его  входных  электрода,
а  выходной  сигнал  снимается  с  двух  выходных  электродов
(рис.  54).  Отношение  выходной  электрической  величины  транзи¬
стора  к  одноименной  входной  называется  коэффициентом
передачи.  Соответственно  различают  коэффициент  передачи
 тока,  напряжения  и  мощности.  Отношение  —— 	—  коэффи-
 ^вх
 циент  передачи  тока.  Он  показывает,  во  сколько  раз  выходной
 76

ток  транзистора  больше  или
меньше  его  входного  тока.  Ко¬
эффициенты  передачи  напря¬
жения  и  мощности  представ¬
ляют  собой  аналогичные  отно¬
шения  этих  величин.
 Так  как  транзистор  имеет
всего  три  электрода,  то  один
из  них  будет  общим  для  вход¬
ной-  и  выходной  цепей.
 В  зависимости  от  того,  ка¬
кой  электрод  общий  —эмиттер,
база  или  коллектор,  различают
три  схемы  включения:  с  общим
эмиттером  (ОЭ),  с  общей  ба*
зой  (ОБ)  и  с  общим  коллекто¬
ром  (ОК).
 Включение  транзистора  по
схеме  с  общим  эмитте¬
ром  представлено  на  рис.  55.
 В  цепь  базы  транзистора  наря¬
ду  с  источником  постоянного
напряжения  £/=включен  ис<
точиик  входного  сигнала  (пе¬
ременного  напряжения)  U~.
 Входной  цепью  здесь  является
цепь  база  —эмиттер  (/вх^б*, 	^вх=^бэ), 	а 	выходной 	—
 цепь  коллектор  —  эмиттер  (/Вых  =  /к).  Сопротивление  нагрузки
Rn  включено  в  цепь  коллектора.
 Коэффициент  передачи  тока  в  этой  схеме  равен:
 Так  как  в  активном  режиме  выходной  ток  коллектора  много
больше  входного  тока  базы,  то  коэффициент  В  для  различных
транзисторов  имеет  величину  10...200  и  более.  Большая  величина
В  свидетельствует  о  способности  транзистора  в  схеме  ОЭ  уси¬
ливать  ток.  Поэтому  В  часто  называют  коэффициентом  усиле¬
ния  по  току  в  схеме  ОЭ.  Эффект  усиления  тока  состоит  в  том,
что  небольшой  ток  базы  управляет  много  большим  током  источ¬
ника  Ек,  протекающим  в  цепи  эмиттер  —  коллектор.  Если  вход¬
ной  ток  базы  равен  /б,  то  выходной  коллекторный  ток  будет
в  В  раз  больше,  т.  е.
 Транзистор,  включенный  по  схеме  ОЭ,  осуществляет  усиление
не  только  входного  тока,  но  и  входного  напряжения,  а  значит,
и  мощности  входного  сигнала.  Именно  поэтому  включение  тран¬
зистора  по  схеме  ОЭ  является  наиболее  распространенным.
 77
 Рис.  55.  Включение  транзистора  по
схеме  с  общим  эмиттером.

На  рис.  56  показано  включение  транзистора  по  схеме  с  об¬
щей  базой.  Входная  цепь  транзистора  ОБ  —  это  также  цепь
база  —  эмиттер,  только  входной  ток  здесь—ток  эмиттера.  Сопро¬
тивление  нагрузки  RH  включено  в  цепь  коллектора,  а  коллектор¬
ный  ток  является  выходным.
 Третий  способ  включения  транзистора  по  схеме  с  общим
коллектором  изображен  на  рис.  57.  Входной  ток  здесь  —  ток
базы,  а  выходной  —  ток  эмиттера.  Схема  ОК  иначе  называется
эмиттерным  повторителем.
 Конструкции  и  типы  транзисторов
 а 	О
 Рис.  58.  Сплавной  транзистор:
 а—  схематическое  устройство;  б—  конструкция  (/—
выводы  транзистора;  2—  изоляторы;  3  —  крышка;
4  —  полупроводниковый  кристалл;  5  —  металличе¬
ский  диск;  6  —  кристаллодержатель).
 Современные  транзис¬
торы  изготавливаются
плоскостными.  Сплавной
плоскостной  германиевый
транзистор  типа  р—п—р
получают  путем  вплавле¬
ния  кристалликов  индия  с
двух  сторон  в  пластинку
германия  п-типа  (рис.  58,
а).  В  процессе  вплавле¬
ния  индий  проникает  в
германий,  образуя  р-об¬
ласти  (эмиттер  и  коллек¬
тор).  К  каждой  из  трех
областей  подпаиваются
выводы.
 Несмотря  на  казалось
бы  симметричную  струк¬
туру,  транзистор  в  дейст-
 78
 Рис.  56.  Включение  транзистора  по
схеме  с  общей  базой.
 Рис.  57.  Включение  транзистора  по
схеме  с  общим  коллектором.

вительности  представляет  со¬
бой  несимметричный  прибор
(эмиттер  неэквивалентен  кол¬
лектору).  P-область  эмиттера
содержит  большее  количество
примеси,  чем  область  коллекто¬
ра.  Кроме  того,  площадь  кол¬
лекторного  перехода  больше
площади 	эмиттерного  (см.
 рис.  58,  а).  Если  при  включении
в  цепь  поменять  местами  эмит-
терный  и  коллекторный  выво¬
ды,  то  транзистор  потеряет  спо¬
собность  усиливать  ток.
 На  рис.  58,6  показана  кон¬
струкция  этого  транзистора.
 Кристалл 	полупроводника  4
 крепится 	к  металлическому
 диску  5  с  помощью  кристалло-
держателя  £.  Кристаллодержа-
тель  и  диск  соединены  с  базой,
поэтому  базовый  (средний)
вывод  1  припаян  непосредст¬
венно  к  диску.  В  отверстия,
имеющиеся  в  диске,  вмонтиро¬
ваны  стеклянные  изоляторы  2,  через  которые  проходят  выводы
эмиттера  и  коллектора.  Металлическая  крышка  3  герметизирует
транзистор  и  защищает  его  от  механических  повреждений.  Мощ¬
ность,  которую  транзистор  при  работе  отдает  в  виде  тепла  окру¬
жающему  пространству,  определяется  величиной  коллекторного
тока  и  напряжением  на  коллекторе,  т.  е.  P=IK-Uк.  Допустимое
знячение  мощности,  при  которой  транзистор  еще  не  перегревает¬
ся  и  не  выходит  из  строя,  зависит  от  его  конструктивных  особен¬
ностей.  В  зависимости  от  допустимого  значения  мощности  раз¬
личают  маломощные  транзисторы,  транзисторы  средней  мощ¬
ности  и  мощные.
 Допустимые  значения  коллекторного  тока  и  напряжения  на
коллекторе  транзисторов  приводятся  в  справочниках.
 На  рис.  58,  б  указаны  основные  размеры  маломощного  тран¬
зистора.  Мощные  транзисторы,  рассчитанные  на  сильные  токи,
имеют  большую  площадь  теплоотвода,  а  потому  и  большие  габа¬
риты.
 Так  же  как  диоды,  транзисторы  способны  нормально  работать
лишь  до  некоторого  допустимого  значения  частоты  переменного
тока.  При  превышении  этого  значения  они  теряют  усилительные
свойства.  Значение  предельной  частоты  усиления  также  приво¬
дится  в  справочниках.  По  этому  признаку  транзисторы  делят  на
низкочастотные,  высокочастотные  и  сверхвысокочастотные.
 79
 Рис.  59.  Расположение  выводов
у  транзисторов  разных  типов.

Маркировка  транзисторов  аналогична  маркировке  диодов.
Заводскому  номеру,  определяющему  тип  транзистора,  предшест¬
вуют  буквы  ГТ  (германиевый  транзистор)  или  КТ  (кремниевый
транзистор).
 Плоскостные  транзисторы,  выпускавшиеся  ранее,  помечались
буквой  П  либо  МП.
 Для  правильного  включения  транзистора  в  цепь  необходимо
различать  эмиттерный,  базовый  й  коллекторный  выводы.  На
рис.  59  показано  расположение  выводов  у  маломощных  транзи¬
сторов  разных  типов.
 Основные  электрические  параметры  транзисторов  некоторых
типов  приведены  в  табл.  7.
 Таблица  7
 Тия  транзистора
 Коэффициент
усиления  по  току,
В
 Предельная
частота  уси¬
ления  тока,
МГц
 Допустимое
напряжение
на  коллекто¬
ре,  В
 Допусти!
коллект
 в  режиме
усиления
 мы  и  ток
ора,  мА
 в  режиме
перск'мо¬
чения
 Германиевые  маломощные  транзисторы  типа  р—п—р
 МП39
 12
 0,5
 40
 20
 150
 МП39Б
 20...
 ,  60
 0,5
 40
 20
 150
 МП40,  40А
 20...
 ,  40
 0,5
 40
 20
 150
 МП41
 30...
 ,  60
 1.0
 40
 20
 150
 МП41А
 50...
 ,100
 1,0
 40
 20
 150
 МП42
 20...
 ,  35
 1.0
 15
 —
 150
 МП42А
 30...
 50
 1,0
 15

 150
 МП42Б
 45...
 100
 1.0
 15
 —
 150
 Германиевые  транзисторы  р—п—
 р-типа  средней  мощности
 П201Э
 20...
 .40
 0,2
 45
 1500
 П202Э
 20..,
 .80
 0,2
 70
 2000
 —
 П203Э
 20..,
 .90
 0,2
 70
 2000

 П601И  .
 20
 200
 25
 §  4.  ОСОБЕННОСТИ  МОНТАЖА  И  ЭКСПЛУАТАЦИИ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ  ПРИБОРОВ
 Диоды  и  транзисторы  соединяются  с  другими  деталями
устройства  пайкой,  при  этом  их  выводные  проводники  можнэ
осторожно  изгибать  п  укорачивать  до  10...15  мм.
 Наиболее  опасно  для  диодов  и  транзисторов  воздействие
высокой  температуры,  поэтому  подпаивать  их  нужно  быстро,
в  течение  3...5  с.  Пайку  следует  производить  паяльником  мощно¬
стью  не  более  30  Вт.  Для  создания  теплоотвода  во  время  паяния
необходимо  плотно  зажимать  среднюю  часть  подпаиваемого  вы-
 80

вода  металлическим  пинцетом
(рис.  60).  Отпускать  пинцет
можно  лишь  по  окончании  пая¬
ния.
 При  монтаже  транзистора
сначала  подпаивают  базовый
вывод,  затем  эмиттерный  и
коллекторный.
 Во  время  испытания  и  наст¬
ройки  транзисторного  устройст¬
ва  при  включенном  питании
нельзя  оставлять  разорванной
цепь  базы,  так  как  это  может
привести  к  выходу  транзисто¬
ров  из  строя.
 Нужно  внимательно  сле¬
дить  за  полярностью  питаю¬
щих  напряжений,  не  допуская  неправильного  подключения  ис¬
точников.
 Не  следует  подавать  на  диод  и  на  коллектор  транзистора
более  высокое  напряжение,  чем  то,  которое  рекомендуется
в  справочнике.
 Нельзя  выпаивать  полупроводниковый  прибор  из  устройства,
находящегося  под  напряжением.
 Практическая  работа.  Ознакомление  с  конструкция¬
ми  транзисторов.
 Оборудование: 	набор 	транзисторов 	типа 	р—п—р  и
 п  —  р  —  п  (маломощных,  мощных  и  средней  мощности),  транзи¬
стор  с  удаленной  крышкой  корпуса.
 Выполнение  работы.
 1. 	Ознакомиться  с  различными  типами  транзисторов.  Оценить
связь  между  их  мощностью  и  размерами.  Для  транзисторов  каж¬
дого  типа  определить  эмиттерный,  базовый  и  коллекторный  вы¬
воды.
 2. 	Нарисовать  схемы  подключения  транзисторов  типов
р  —  п  —  р  и  п  —  р—п  к  источникам  питания  UK  и  Us.  Указать
 на  схемах  направление  токов  электродов.  Продумать  способ  под¬
ключения  одного  из  выбранных  транзисторов  к  источникам
питания.
 3. 	Ознакомиться  с  устройством  транзистора  с  удаленной
крышкой  корпуса.
 Практическая  работа.  Измерение  токов  электродов
транзистора  в  активном  режиме.
 Оборудование: 	макетная 	плата, 	транзистор 	МП39
 (МП40,  МП41),  2  резистора  470  Ом...  1  кОм,  3  батарейки  3336Л
от  карманного  фонаря  (1  —в  качестве  источника  Еб  и  2  —  в  ка¬
 81
 Рис.  60.  Монтаж  транзистора.

честве  источника  £к),  2  вольтметра  (VI  —  с  пределами  измере¬
ний  до  5В,  V2—10...15В),  2  миллиамперметра  (тА1—1Д..З,0мА,
тА2  —15...30  мА).
 Описание  установки.
 Измерения  проводятся  на  установке,  схема  которой  представ¬
лена  на  рис.  61.  Установку  собирают  на  макетной  плате.  Измери¬
тельные  приборы  помещают  рядом  с  платой  на  столе.  Установка
содержит  транзистор  Т,  включенный  по  схеме  ОЭ,  элементы  ба¬
зовой  цепи  транзистора  (переменный  резистор  R1,  источник  по¬
стоянного  напряжения  Е§),  элементы  коллекторной  цепи  (пере¬
менный  резистор  R2  и  источник  Ек).  Кроме  того,  в  базовую
и  коллекторную  цепи  включены  приборы  для  измерения  посто¬
янных  токов  и  напряжений.
 Элементы  базовой  цепи  позволяют  изменять  величину  напря¬
жения  на  базе.  Действительно,  при  перемещении  подвижного
контакта  переменного  резистора  R1  вниз  (по  схеме)  уменьша¬
ется  сопротивление  R1',  а  значит,  и  падение  напряжения  I-R1',
создаваемое  на  нем  током  источника  Eq.  Но  напряжение  с  ниж¬
ней  части  переменного  резистора  R1'  подается  на  базу  транзисто¬
ра  (приложено  между  базой  и  эмиттером).  Значит,  изменяя  по¬
ложение  подвижного  контакта  R1,  можно  изменять  напряжение
Uб.  С  таким  способом  регулировки  напряжения  мы  уже  встре¬
чались  при  изучении  диода.  Переменный  резистор  R2  подклю¬
чен  подобным  же  образом  к  коллекторной  цепи.
 Установка  может  быть  использована  для  проверки  исправно¬
сти  транзисторов  путем  измерения  токов  электродов  и  расчета
коэффициента  усиления  В  (у  исправного  транзистора  В  должен
быть  не  менее  10).
 Выполнение  работы.
 1. 	Собрать  на  макетной  плате  установку  в  соответствии
с  рис.  61.  Расположить  приборы  так,  чтобы  обеспечить  удобство
 82

измерений.  Источники  питания  закрепить  на  плате  с  помощью
алюминиевых  скоб  и  уголков.
 2. 	С  помощью  резистора  R2  установить  напряжение  на  кол¬
лекторе  транзистора  примерно  8...  10  В,  контролируя  его  вели¬
чину  по  шкале  вольтметра  V2.  Отключить  вольтметр  V2.
 3. 	Изменяя  положение  подвижного  контакта  резистора  R1
и  ориентируясь  на  показания  миллиамперметра  тА1,  установить
некоторое  значение  тока  базы  (например  /б=0,1  мА).  По  пока¬
заниям  миллиамперметра  тА2  определить  величину  коллектор¬
ного  тока.
 4. 	Используя  полученные  результаты,  рассчитать  величину
коэффициента  усиления  по  току  В  транзистора.
 5. 	Наблюдая  показания  вольтметра  VI,  оценить  величину  пря¬
мого  базового  напряжения  транзистора.  Обратить  внимание  на
то,  что  базовое  напряжение  не  превосходит  долей  вольта.
 6. 	Изменяя  величину  тока  базы  с  шагом  0,05  мА,  найти  еще
пять  соответствующих  значений  коллекторного  тока.  Вынести
результаты  измерений  в  таблицу.
 №  п/п
 1
 2
 3
 4
 5
 /б
 /к
 Анализируя  таблицу,  убедиться,  что  в  активном  режиме  изме¬
нения  коллекторного  тока  прямо  пропорциональны  изменениям
тока  базы  и  что  коэффициент  этой  пропорциональности  пример¬
но  равен  В.
 Контрольные  вопросы  к  главе  IV
 1. 	Какими  отличительными  свойствами  по  сравнению  с  металлами  и  ди*
электриками  обладают  полупроводники?
 2. 	С  какой  целью  в  полупроводник  вводят  примеси?
 3. 	Объясните,  что  такое  полупроводник  д-типа  и  р-типа.
 4. 	Объясните  одностороннюю  проводимость  р  —  n-перехода  в  диоде.
 5. 	Почему  диод  обладает  способностью  выпрямлять  переменный  электриче¬
ский  ток?
 6. 	Как  отличается  сопротивление  открытого  и  закрытого  диодов?
 7. 	Какую  роль  выполняют  эмиттер  и  коллектор  транзистора?
 8. 	Как  называются  р  —  ^-переходы  транзистора?
 9. 	К  каким  цепям  транзистора  и  в  какой  полярности  подключаются  источни¬
ки  питания?
 10. 	Объясните  принцип  действия  транзистора.
 11. 	Расскажите  о  трех  схемах  включения  транзистора.
 12. 	В  чем  заключаются  особенности  монтажа  транзисторов?
 83

Гнааа  V.  ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ  ПРИБОРЫ
 §  1.  ЗВУКОВЫЕ  И  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ  КОЛЕБАНИЯ
 К  числу  основных  задач  таких  областей  радиоэлектроники,
как  радиовещание,  телевидение  и  электросвязь,  принадлежит
передача  звуков  (речи,  музыки)  на  большие  расстояния.  С  этой
целью  в  передатчике  звук  преобразуется  в  электрический  сигнал,
а  в  приемнике  осуществляется  обратное  преобразование.
 Вопросам  преобразования  электрических  сигналов  в  звуко¬
вые  и  обратно  посвящена  специальная  отрасль  науки  и  техники,
называемая  электроакустикой.
 Чем  же  вызвана  необходимость  преобразования  звука  в  элек¬
трический  сигнал?
 Чтобы  ответить  на  этот  вопрос,  нам  придется  кратко  позна¬
комиться  с  природой  и  некоторыми  свойствами  звука.  Источни¬
ком  звука  является  любое  колеблющееся  тело,  например  струна,
колокол,  барабан.  Под  действаем  колебаний  источника  возника¬
ют  колебания  прилегающих  слоев  воздуха  (волны),  которые  за¬
тем  передаются  соседним  слоям  и  распространяются  таким  об¬
разом  во  все  стороны  окружающего  пространства.  Колебания
воздуха,  достигшие  уха  человека,  воспринимаются  как  звуки.
Если  колебания  тела,  создающие  звуковые  волны,  следуют  друг
за  другом  не  реже  16  и  не  чаще  20  000  раз  в  секунду,  наше  ухо
воспринимает  их,  т.  е.  человек  с  хорошим  слухом  способен  слы¬
шать  звуки,  частота  которых  находится  в  диапазоне  от  16  до
20  000  Гц.  Колебания  с  частотой,  выходящей  за  пределы  этого
звукового  диапазона,  не  могут  быть  услышаны.  Таково  свойство
человеческого  уха.
 Важная  особенность  звуковых  колебаний  состоит  в  том,  что
при  удалении  от  источника  они  подобно  волнам  на  поверхности
воды  быстро  затухают.  Кроме  того,  звук  легко  отражается  и
поглощается  различными  препятствиями.  Поэтому  даже  такие
мощные  звуки,  как  раскаты  грома,  не  могут  быть  услышаны  на
расстоянии  всего  в  несколько  десятков  километров.  Скорость
распространения  звука  невелика.  В  воздухе  она  составляет  все¬
го  340  м/с.
 В  отличие  от  звуковых  электрические  колебания  во  многих
физических  средах  обладают  значительно  меньшим  затуханием
и  распространяются  с  очень  высокой  скоростью,  равной  скоро¬
сти  света  (в  вакууме  300  000  км/с).  С  другой  стороны,  усиление
электрических  колебаний  при  современном  уровне  развития  ра¬
диоэлектроники  не  представляет  труда.  Поэтому  преобразова¬
ние  звука  в  электрический  сигнал  обеспечивает  осуществление
оперативной  связи  на  очень  большие  расстояния.
 84

§  2.  ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ  ЗВУКОВЫХ  ОИГНАЛОВ  И  ЗВУКОЗАПИСИ
В  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ  СИГНАЛЫ
 Микрофон
 Одним  из  наиболее  широко  распространенных  преобразова¬
телей  звуковых  колебаний  в  электрические  является  угольный
микрофон  (рис.  62).  В  металлический  корпус  5  помещена  уголь¬
ная  или  металлическая  пластинка  (мембрана)  4.  Угольный  по¬
рошок  3  насыпан  в  сосуд,  стенками  которого  служит  фетровое
кольцо  2,  дном  —  мембрана  4,  а  крышкой  —  угольная  колод¬
ка  1.  Колодка  1  соединена  с  изолированным  от  корпуса  контак¬
том  6.  Вторым  контактом  служит  корпус  микрофона.
 При  воздействии  на  мембрану  микрофона  М  (рис.  63)  звуко¬
вые  колебания  вызывают  изменения  плотности  электрического
контакта  между  частицами  угольного  порошка,  вследствие  чего
изменяется  его  сопротивление  и  ток  в  цепи  микрофонной  ба¬
тареи  Б.
 Угольный  микрофон  в  процессе  преобразования  существенно
искажает  сигнал.  Однако  на  качестве  преобразования  речи  это
заметно  не  сказывается.  Вот  почему  угольный  микрофон  с  ус¬
пехом  используется  в  тёлефонной  связи.  Что  же  касается  музы¬
ки,  то  для  преобразования  ее  в  электрический  сигнал  по  указан¬
ным  причинам  угольный  микрофон  применен  быть  не  может.
 Там,  где  необходимо  более  качественное  преобразование  зву¬
ка  в  электрический  сигнал,  используются  электродинамические
и  пьезоэлектрические  микрофоны.  Принципы  электроакустиче¬
ского  преобразования,  заложенные  в  них,  мы  рассмотрим  ниже.
Здесь  же  отметим  только,  что  наряду  с  хорошим  качеством  пре-
 Рис.  63.  Схема  включения  микрофона
в  цепь  источника  тока.
 Рис.  62.  Конструкция  угольного  мик<
рофона:
 1—  угольная  колодка;  2—  фетровое  кольцо;
8  —  угольный  порошок;  4  —  мембрана;  5  —
корпус;  6  —«  выводной  контакт.

Рис.  65.  Пьезоэлемент:
 а  —  устройство  пьезоэлемелта;  б  —  воз,-
никновение  зарядов  на  ггвезоэлементе.
 Рис.  66.  Устройство  звукоснима4
теля:
 1  —  игла;  2  —  пьезоэлемент;  3—  кристал-
лодержатель.
 образования  эти  микрофоны,  имеют  слишком.  слабый  выходной
сигнал  (переменный,  ток  в  цепи  микрофона),  требующий  значи¬
тельного,  последующего  усиления.
 Звукосниматели
 Звукосниматель  преобразует  в  электрический  сигнал
звук,  предварительно  записанный  на  дисковые  пластинки.  Такая
запись  имеет  вид  извилистой  канавки,  изгибы  которой  повторяют
звуковые  колебания.  В  настоящее  время  наиболее  широко  рас¬
пространены  пьезоэлектрические  звукосниматели.  В  осно¬
ве  принципа  действия  этих  звукоснимателей  лежит  так  называе¬
мый  пьезоэлектрический  эффект,  который  состоит  в.  возникнове¬
нии  электрических  зарядов  разного  знака  на  противоположных
гранях  пластинок  некоторых  веществ  при  их  сжатии  и.  растяже¬
нии  (рис.  64).  Величина  возникающих  зарядов  пропорциональна
силе  растяжения  или  сжатия.
 Пьезоэлементы  изготавливают  в  виде  пластинок  из  керами¬
ки,  сегнетовой  соли  или  из  фосфата  аммония.  На1.  противополож¬
ные  грани  пластинок  наносят  тонкие  слои  металла,  выполняющие
роль  обкладок.  Затем  к  обкладкам  подпаивают  выводы,  после
чего  каждую  пару  пластинок  склеивают.  Полученное  таким  спо¬
собом  устройство  п  представляет  собой  пьезоэлемент  (рис.  65,  а).
 Если  изогнуть  пьезоэлемент  так,,  как  показано,  на  рис.  65,  б,
то  верхняя  пластинка,  растянется,  а  нижняя  сожмется.  При
этом  на  внешних  обкладках  возникает  отрицательный  заряд,  а
на  внутренней  —  положительный.  Если  же  изгогнутв  пъезоэлемент
 86
 Рис.  64.  Возникновение  электриче¬
ских  зарядов  на  противоположных
грашгх  пьезокристалла-.

в  обратную  сторону,  то  растянутой  скажется  нижняя  пластинка,
а  верхняя  будет  сжа&а.  В  результате  этот  полярность  напряже¬
ния  между  обкладками  будет  противоположной.
 В  звукоснимателе  (рис.  66)  один  край  пьезтлемента  2  за¬
крепляют  неподвижно  в  жрисгаллодержателе  3,  я  к  другому
присоединяют  иглу  1.  Во  время  вращения  пластинки  игла  дви¬
жется  по  канавке  звукозашюи,  совершая  колебания  в  попереч¬
ном  направлении.  Эти  колебания  передаются  пьезоэлементу,
вызывая  его  изгибы.  .Изменения  напряжения,  возникающего  на
выводах  пьезоэлемента,  повторяют  изменения  звука.
 Пьезоэлем.ент  очень  хрупок,  поэтому  пьезоэлектрические  зву¬
косниматели  не  выдерживают  значительных  механических  на¬
грузок  (ударов,  сотрясений  и  т.  п.).
 §  3.  ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  КОЛЕБАНИЙ
В  ЗВУКОВЫЕ
 Телефон
 Телефон  —  прибор,  предназначенный  для  преобразования
электрических  колебаний  в  звуковые.  Основными  элементами
конструкции  телефона  (рис.  67)  являются  постоянный  магнит  6
с  полюсными  наконечниками  4,  катушки  индуктивности  2,  наса¬
женные  на  полюсные  наконечники,  ,и  металлическая  мембрана
 5, 	закрепленная  в  корпусе  1.  Все  устройство  закрывается
крышкой  3..
 Катушки  телефона  намотаны  тонким,  изолированным  прово¬
дом  и  имеют  большое  число  витков.  Поэтому  их  сопротивление
постоянному  току  составляет  десятки—тысячи  ом.  Так  как  ка¬
тушки,  кроме  того,  обладают  индуктивным  сопротивлением,  то
соцротивление  телефона  пере¬
менному  току  оказывается  еще
выше.
 В  телефоне  используется
электромагнитный  принцип
преобразования  электрического
сигнала  в  звук.  При  протекании
тока  в  катушках  результирую¬
щее  магнитное  поле,  воздейст¬
вующее  на  мембрану,  склады¬
вается  из  поля  постоянного
магнита  и  поля  катушек.  Из¬
менение  тока  в  катушках  при*
водит  к  изменению  силы  маг¬
нитного  притяжения  мембра¬
ны,  вследствие  чего  она  начи¬
нает  совершать  колебательные
движения,  создавая  звук.
 Рис.  67.  Устройство  телефона:
 У—  корпус;  2  —катушка  индуктивное!
Я—-крышка;  4  —  полюсные  наконечн
ки;  5 	—.  металлическая  мембран
 6  —«  постоянный  магнит.
 87

В  связи  с  малыми  размерами  мембраны  телефон  годится  для
создания  слабых  звуков,  хорошо  слышимых  только  на  малом
расстоянии.  Если  попытаться  усилить  звучание  телефона,  увели¬
чив  ток  в  катушках,  то  мембрана  начнет  прогибаться  слишком
сильно,  издавать  щелчки  и  дребезжать.  Звук  при  этом  будет
воспроизводиться  с  большими  искажениями.
 Параметры  телефонов  некоторых  типов  приведены  в  табл.  8.
 Таблица  8
 Тип  телефона
 Сопротивле¬
ние  постоян¬
ному  току,
Ом
 Сопротивле¬
ние  на  частоте
1  000  Гц,  Ом
 Верхняя
рабочая
частота,  Гц
 Область  применения
 ТА-4
 65
 300
 3500
 Телефонные  аппара¬
ты
 ТА-57
 65
 300
 3500
 Головные  телефоны
 ТК-47—64
 64
 250
 3000
 Телефонные  аппара¬
ты
 ТК-47—130
 130
 630
 3000
 »
 ТК-47—400
 400
 1300
 3000
 »
 ТК-47—800
 800
 3000
 3000
 »
 ТК-47—1400
 1400
 4200
 3000
 »
 ДЭМ—7
 65
 300
 4000
 »
 Практическая  работа.  Ознакомление  с  устройством  го¬
ловного  телефона.
 Оборудование:  головной  телефон,  картонные  кольца-
прокладки.
 Выполнение  работы.
 1. 	Снять  крышку  телефона,  поворачивая  ее  одной  рукой  про¬
тив  часовой  стрелки,  а  другой  рукой  удерживая  корпус.  Под
крышкой  обнаружится  металлическая  мембрана.  Так  как  мем¬
брана  тонка  и  удерживается  магнитом,  снять  ее  нужно  осторож¬
но,  чтобы  не  погнуть.  Лучше  всего  аккуратно  сдвинуть  ее  в  сто¬
рону.  После  удаления  мембраны  рассмотреть  остальные  элемен¬
ты  конструкции  телефона:  магнит,  полюсные  наконечники  и
электромагнитные  катушки.
 2. 	Прокладывая  между  корпусом  и  мембраной  картонные
кольца-прокладки,  отрегулировать  громкость  звучания  телефона.
Для  проверки  громкости  звучания  телефон  включают  в  радио¬
трансляционную  сеть.
 Электродинамический  громкоговоритель
 Для  качественного  воспроизведений  мощных  звуков  исполь¬
зуются  громкоговорители.  Получение  громкого  звука  в  них  до¬
стигается  использованием  мембраны  больших  размеров,  изгота¬
вливаемой  из  бумаги  и  называемой  диффузором,  а  также  пу¬
тем  применения  рупора.
 88

Рис.  68.  Устройство  громкоговорителя:
 1  ’Центрирующая  шайба;  2  легкая  катушка;  3  —диффузор;  4  —■  металлический  кор¬
пус;  5  —  гофрированный  участок  диффузора;  6  —  фланец  катушки;  -  7  —  постоянный
магнит;  8  —  центральный  стержень.
 Громкоговорители  последнего  типа  имеют  направленное  зву¬
чание,  поэтому  они  предназначены  для  использования  в  больших
помещениях  и  на  улице.
 По  принципу-действия  различают  электромагнитные,  электро¬
динамические  и  пьезоэлектрические  громкоговорители.  В  различ¬
ной  радиоэлектронной  аппаратуре  для  воспроизведения  звука
наиболее  широко  применяется  электродинамический  громкого¬
воритель  с  постоянным  магнитом,  сокращенно  именуемый  дина,-
миком  (рис.  68).  Элементами  его  конструкции  являются:  постоян¬
ный  магнит  7,  выполненный  в  виде  стаканчика  с  цилиндриче¬
ским  центральным  стержнем  8;  фланец  6  (служит  элементом
магнитопровода);  легкая  катушка  2,  намотанная  тонким  прово¬
дом  на  бумажном  каркасе  и  помещенная  в  зазоре  магнитопрово¬
да  между  фланцем  и  центральным  стержнем;  шайба  7,  центри¬
рующая  катушку  в  зазоре  магнитопровода;  конусообразный
диффузор  5,  к  вершине  которого  приклеена  центрирующая  шайба
и  металлический  корпус  4.  П  окружности  диффузор  гибко  при¬
креплен  к  корпусу  громкоговорителя.  Гибкость  крепления  обе¬
спечивается  за  счет  гофрирования  диффузора  по  окружности
5  вблизи  края.
 Работа  электродинамического  громкоговорителя  основана  на
взаимодействии  магнитных  полей  постоянного  магнита  и  катуш¬
ки.  В  зависимости  от  направления  тока  в  звуковой  катушке  сила
взаимодействия  либо  выталкивает  катушку  из  воздушного  за¬
зора,  либо,  наоборот,  втягивает  в  него.  Сила,  воздействующая  на
катушку,  пропорциональна  величине  протекающего  в  ней  тока.
При  протекании  в  катушке  переменного  тока  звуковой  частоты
она  вместе  с  центрирующей  шайбой  начинает  совершать  коле¬
бания,  которые  передаются  диффузору.  Динамик  начинает
звучать.
 89

Для  обеспечения  высокой  чувствительности  к  изменениям
тока  в  катушке  и  малого  искажения  звука  подвижная  система
громкоговорителя  должна  быть  очень  легкой.  Поэтому  звуковая
катушка  содержит  небольшое  число  витков  и,  следовательно,  об¬
ладает  низким  сопротивлением.
 Качество  воспроизведения  зависит  от  конструктивных  особен¬
ностей  преобразователя.  Как  видно  из  табл.  8,  верхняя  частота,
воспроизводимая  телефоном,  не  превосходит  4000  Гц.  Именно
поэтому  телефон  не  может  быть  использован  для  воспроизведе¬
ния  высоких  звуков,  в  частности  для  качественного  воспроизведе¬
ния  музыки.
 Высокое  качество  звучания  динамика  достигается  только
в  том  случае,  если  он  закреплен  на  так  называемом  акустическом
экране,  роль  которого  может  выполнять  деревянный  ящик  радио¬
приемника  (усилителя)  либо  деревянная  доска.
 В  зависимости  от  назначения  динамики  выпускаются  на  раз¬
ную  мощность  (от  долей  ватта  до  сотен  ватт).  Более  мощ¬
ные  динамики  имеют  мощный  магнит  и  большие  размеры  диф¬
фузора.
 Практическая  работа.  Проверка  исправности  громко¬
говорителя.
 Оборудование:  динамический  громкоговоритель,  пони¬
жающий  трансформатор,  омметр.
 Выполнение  работы.
 L  Произвести  наружный  осмотр  динамика.  Убедиться  в  от¬
сутствии  разрывов  диффузора.
 2. 	С  помощью  омметра  проверить  целостность  катушки  дина¬
мика.
 3. 	Проверить  работоспособность  громкоговорителя.  С  этой
целью  подключить  его  ко  вторичной  обмотке  понижающего  тран¬
сформатора  с  коэффициентом  трансформации  п=—...  —.  Пер-
 5 	8
 видную  обмотку  подключить  к  радиотрансляционной  сети.
Исправный  динамик  должен  качественно  воспроизводить  звук.
Прижать  край  корпуса  динамика  к  поверхности  стола,  используя
стол  в  качестве  акустического  экрана,  и  убедиться  в  том,  что
качество  звучания  при  этом  улучшается.
 Контрольные  вопросы  к  главе  V
 1. 	Может  ли  ухо  человека  воспринимать  звуковые  колебания,  частота  кото¬
рых  равна  5  Гц  и  60  кГц?
 2. 	В  чем  состоит  принцип  пьезоэлектрического  преобразования  звукозаписи
 в  электрический  сигнал?
 3. 	Как  изменяется  громкость  звучания  телефона  при  удалении  мембраны  от
магнита?
 4. 	Как  в  конструкции  динамика  обеспечивается  воспроизведение  мощных
звуков?
 90

Глава  VI.  ПРИНЦИП  РАДИОСВЯЗИ
 Радиосвязь  осуществляется  при  помощи  радиостанций.  Ра¬
диостанция  состоит  из  радиопередатчика  и  радиоприемника.  Для
осуществления  радиосвязи  между  двумя  пунктами  в  каждом  из
них  нужно  расположить  радиостанцию.  Две  такие  радиостанции
образуют  систему  радиосвязи.
 §  1.  РАДИОВОЛНЫ
 Электромагнитные  колебания.
Антенна-излучатель  и  приемник  радиоволн
 В  предыдущей  главе  мы  установили,  с  какой  целью  звук  пре¬
образуется  в  электрический  сигнал.  На  выходе  микрофона  сиг¬
нал  представляет  собой  переменный  ток,  изменения  которого  по¬
вторяют  звуковые  колебания  воздуха.  Если  в  цепь  микрофона
(см.  рис.  63)  последовательно  включить  телефон,  то  образуется
простейшая  система  односторонней  проводной  электрической
связи.
 В  системе  радиосвязи  передатчик  и  приемник  не  соединены
между  собой  проводной  линией.  Что  же  в  таком  случае  пред¬
ставляет  собой  радиосигнал?
 Установлено,  что  если  под  воздействием  переменного  электри¬
ческого  поля  по  проводнику  протекает  переменный  ток,  то  в  ок¬
ружающем  пространстве  возникает  магнитное  поле.  Это  магнит¬
ное  поле,  так  же  как  и  породившее  его  электрическое  поле,  явля¬
ется  переменным.  Изменения  магнитного  поля  в  свою  очередь  вы¬
зывают  появление  нового  переменного  электрического  поля
и  т..  д.  Колебательный  процесс  перехода  энергии  электрического
поля  в  энергию  магнитного  поля  и  обратно  распространяется
в  пространстве  во  все  стороны  от  проводника.  Электромагнит¬
ные  колебания,  движущиеся  в  пространстве,  иначе  называются
электромагнитными  волнами.  Таким  образом,  источ¬
ником  электромагнитных  волн  может  быть  провод  с  переменным
током,  излучающий  электромагнитную  энергию.  Естественно,  что
закон  изменения  электромагнитных  колебаний  соответствует  за¬
кону  -изменений  тока  в  проводнике.  Значит,  электромагнитные
волны  могут  выполнять  роль  сигнала  радиосвязи.
 Провод  или  система  проводов,  расположенные  вблизи  пере¬
датчика  и  излучающие  электромагнитные  волны,  называются
передающей  антенной.  Таким  образом,  передающая  ан¬
тенна  призвана  преобразовывать  энергию  переменного  тока  в
энергию  электромагнитных  колебаний.  Очевидно,  на  приемном
конце  системы  радиосвязи  необходимо  выполнить  обратное  пре¬
образование.  Эту  функцию  выполняет  приемная  антенна.
Принцип  обратного  преобразования  состоит  в  том,  что  электро¬
магнитная  волна,  достигшая  приемной  антенны,  наводит  в  ней
 91

напряжение  подобно  тому,  как  это  происходит  в  обмотках  транс¬
форматора  при  изменении  магнитного  поля  в  сердечнике.  Напря¬
жение,  наведенное  в  приемной  антенне,  создает  в  ней  перемен¬
ный  ток,  частота  которого  равна  частоте  тока  в  передающей
антенне.
 Свойства  радиоволн  и  разделение  их  по  диапазонам
 Так  же  как  и  переменный  ток,  простые  электромагнитные  ко¬
лебания  могут  характеризоваться  частотой  и  амплитудой.  Кро¬
ме  того;  учитывая,  что  скорость  распространения  электромагнит¬
ных  волн  равна  скорости  света1,  для  их  характеристики  может
быть  использован  еще  один  параметр  —  длина  волны.
 За  время,  равное  одному  периоду  колебаний,  электромагнит¬
ная  волна  проходит  расстояние,  равное  ее  длине  X,  т.  е.  длина
волны  может  быть  найдена  из  выражения:
 где  с  —  <жорость  света,
 Т  —  период  колебаний.
 Подставив  в  эту  формулу  значение  с  и  выразив  период  коле¬
баний  через  их  частоту  (в  Гц),  получим:
 Из  последнего  выражения  следует,  что  с  ростом  частоты  ко¬
лебаний  длина  волны  уменьшается.
 Дальность  и  качество  радиосвязи  зависят  от  длины  волны,
на  которой  работает  радиостанция.  Это  связано  с  особенностя¬
ми  распространения  волн  различной  длины.  Все  возможные  дли¬
ны  волн,  на  которых  работают  радиостанции,  разбиты  на  ряд  диа¬
пазонов.  Волны  длиной  от  100  000  до  10  000  м  называются
сверхдлинными.  Их  частоты  лежат  в  пределах  от  3  до
30  кГц.
 Волны  длинноволнового  диапазона  (ДВ)  имеют  длину
от  10  000  до  1000  м,  что  соответствует  диапазону  частот  от  30  до
3000  кГц.
 Средневолновому  диапазону  (СВ)  соответствуют  волны
длиной  от  1000  до  100  м  (частоты  300  кГц...3,0  МГц).
 Длины  волн  коротковолнового  диапазона  (КВ)  прости¬
раются  от  100  до  10  м  (частоты  3...30  МГц).
 И  наконец,  ультракоротковолновому  диапазону
(УКВ)  принадлежат  волны  от  10  м  до  0,3  мм  (частоты
 30...  1  000  000  МГц).
 Радиовещательные  станции  используют  только  часть  указан¬
ных  диапазонов  рабочих  частот.
 ‘Свет  представляет  собой  электромагнитные  колебания  очень  высокой
частоты.
 92

Распространение  радиоволн
 По  мере  удаления  от  пере¬
дающей  антенны  электромаг¬
нитная  энергия,  заключенная
в  волне,  рассредоточивается
все  в  большем  и  большем  про¬
странстве.  Это  видно  из  рис.  69,
на  котором  фронт  волны  услов¬
но  представлен  в  виде  окруж¬
ности.  С  удалением  от  антенны
длина  окружности  увеличива¬
ется.  Следовательно,  электро¬
магнитная  энергия,  приходя¬
щаяся  на  единицу  поверхности
фронта  волны,  уменьшается.
 На  некотором  расстоянии  от
радиостанции  величина  сигна¬
ла,  наводимого  в  приемной  антенне,  может  оказаться  недостаточ¬
ной  для  нормального  воспроизведения  звука  в  приемнике.  Таким
образом,  в  связи  с  рассеянием  электромагнитной  энергии  в  про¬
странстве  дальность  радиосвязи  ограничена.
 Кроме  этого,  на  дальность  радиосвязи  влияет  поглощение  ра¬
диоволн  различными  телами  и  средами,  отражение,  преломление
волн  и  т.  п.  В  зависимости  от  частоты  электромагнитных  колеба¬
ний  одна  и  та  же  среда  может  оказаться  препятствием  для  радио¬
волн  либо  быть  для  них  «прозрачной».
 Очень  важное  значение  для  распространения  радиоволн  име¬
ет  состояние  земной  атмосферы,  и  особенно  ее  слоя,  лежащего
на  высоте  примерно  50  км  над  поверхностью  Земли  и  называемо¬
го  ионосферой.  Этот  проводящий  слой  состоит  из  положи¬
тельно  и  отрицательно  заряженных  частиц  газа  и  образуется  в
верхних  слоях  атмосферы  Земли  под  действием  солнечных  лучей.
Интенсивность  солнечного  излучения  зависит  от  времени  суток,
времени  года,  активности  Солнца  и  ряда  других  факторов,  по¬
этому  состояние  ионосферы  (толщина  слоя,  расстояние  его  от
Земли  и  др.),  а  значит,  и  ее  электрические  свойства  также  не
остаются  постоянными.
 Часть  волн,  излучаемых  передающей  антенной  во  все  стороны
окружающего  пространства,  распространяется  вдоль  поверхно¬
сти  Земли.  Эти  волны  называются  поверхностными
(рис.  70).  Волны,  излучаемые  под  углом  к  Земле,  называются
пространственными.  Поверхностные  волны  поглощаются
поверхностью  Земли  и  различными  предметами,  причем  погло¬
щение  увеличивается  с  ростом  частоты  электромагнитных  коле¬
баний.  Поэтому  для  радиосвязи,  использующей  поверхностные
волны,  необходимы  передатчики  очень.  большой  мощности.  На
поверхностных  волнах  работают  радиостанции  сверхдлинновол->
 93
 Рис.  69.  Распространение  радиоволн.

Рис.  70.  Излучение  радиоволн.
 Рис.  71.  Отражение  радиоволн  от
ионосферы.
 нового  и  длинноволнового  диапазонов.  Волны  этих  диапазонов
используются  для  связи  с  подводными  лодками,  для  определения
местонахождения  судов  в  открытом  море  (радионавигация)
и  для  других  видов  связи  специального  назначения.
 Средние  волны  в  основном  используются  для  радиовещания.
Днем  сигналы  средневолновых  радиостанций  передаются  .посред¬
ством  поверхностных  волн,  поэтому  дальность  их  приема  в  это
время  суток  невелика.  В  ночное  время  дальность  приема  на
средних  волнах  резко  возрастает  аа  счет  энергии  пространствен¬
ных  волн,  отраженных  от  ионосферы  (рис.  71).
 Отражение  пространственных  волн  от  .ионосферы  —  основной
механизм  распространения  коротких  радиоволн.  Причем  отра¬
женная  от  ионосферы  короткая  волна,  достигнув  Земли,  может
затем  вновь  отразиться  от  нее  и  уйти  к  ионосфере.  После  несколь¬
ких  таких  отражений  радиоволна  способна  неоднократно  обо¬
гнуть  земной  шар.  Поэтому  для  коротковолновых  радиостанций
характерна  большая  дальность  радиосвязи.  Однако  условия  рас¬
пространения  коротких  волн,  а  значит,  и  .качество  радиосвязи
сильно  зависят  от  состояния  ионосферы.  Лучше  всего  короткие
волны  распространяются  зимой  в  ночное  время.  Благодаря  боль¬
шой  дальности  распространения  короткие  волны  широко  исполь¬
зуются  для  радиосвязи  и  радиовещания.
 Ультракороткие  волны  наиболее  сильно  поглощаются  различ¬
ными  телами,  ионосфера  же  для  них  «прозрачна».  Вследствие
этого  волны  УКВ  диапазона  распространяются  только  в  преде¬
лах  прямой  видимости  между  антеннами  передатчика  и  прием¬
ника.  Другая  особенность  ультракоротких  волн  состоит  в  том,  что
они  подобно  свету  довольно  легко  могут  фокусироваться  в  уз¬
кие  лучи.  Следовательно,  энергия  волны  может  быть  сосредото¬
чена  в  небольшой  области  пространства,  и  потому  УКВ  радио-

связь  на  большие  расстояния
не  требует  мощного  передат¬
чика.  При  этом  радиосвязь  по¬
лучается  очень  устойчивой.
Ультракороткие  волны  приме¬
няются  для  космической,  воен¬
ной,  радиорелейной  связи,  в  ра¬
диолокации,  телевидении  и  т.  д.
 §  2.  ПОНЯТИЕ  О  СИСТЕМЕ
РАДИОСВЯЗИ
 Структурная  схема
системы  радиосвязи,
Модуляция
и  детектирование
 Структурная  схема1  систе¬
мы  односторонней  радиосвязи
представлена  на  рис.  72.  Ток
звуковой  низкой  частоты  (н.  ч.)
с  выхода  микрофона  М  посту
пает  в  радиопередатчик.  В  пе¬
редатчике  этот  сигнал  усилива¬
ется  и  преобразуется  в  высоко¬
частотные  (в.  ч.)  электрические
колебания^  требуемого  диапа¬
зона  радиоволн,  которые  за¬
тем  также  усиливаются  и  пода¬
ются  в  передающую  антенну.
Антенна  преобразует  в.  ч.
электрический  сигнал  в  радио¬
волны  и  излучает  их  в  окру¬
жающее  пространство.  Пере¬
численные  функции  относятся
к  передающей  части  системы
радиосвязи.
 Преобразование  низкоча¬
стотных  колебаний'  в  высоко¬
частотные  производится  в  спе¬
циальном  устройстве  —  моду¬
ляторе  передатчика  —  и  но¬
сит  название  модуляции.
 1  Структурной  называется
схема,  на  которой  изображены  ’  все
основные  функциональные  части  уст¬
ройства  (системы  )  и  показана  взаи¬
мосвязь  между  ними.
 Рис.  72.  Структурная  схема  системы
односторонней  радиосвязи.
 Рис.  73.  Процессы  модуляции  и  детек¬
тирования:
 а  форма  ВЧ  колебания  несущей  частоты;
б  —  форма  НЧ  сигнала  с  микрофона;  в  —
форма  колебаний  на  выходе  модулятора;
г  —  форма  колебаний  на  выходе  детектора
(пульсирующий  ток).

В.  ч.  колебания,  создаваемые  генератором  так  называемой  несу¬
щей  частоты  передатчика  (рис.  73,  а),  подаются  на  один  из  вхо¬
дов  модулятора.  На  другой  его  вход  поступает  н.  ч.  сигнал  от
микрофона  (рис.  73,  б).  На  выходе  модулятора  образуются  моду¬
лированные  высокочастотные  колебания,  амплитуда  которых
изменяется  по  закону  изменения  н.  ч.  сигнала  (рис.  73,  в).
 Модулированные  колебания  поступают  в  антенну  передатчи¬
ка.  Значит,  и  в  приемной  антенне  ток  также  имеет  вид  модулиро¬
ванных  колебаний.  Такие  колебания  не  воспринимаются  ухом
человека,  так  как  их  частоты  обычно  лежат  за  пределами  звуково¬
го  диапазона.  Поэтому,  прежде  чем  превратить  принятые  колеба¬
ния  в  звук,  необходимо  перенести  их  обратно  в  область  звуковых
частот.  Обратное  преобразование  осуществляется  детектором
(демодулятором)  приемника.  В  качестве  детектора  может
быть  использован  полупроводниковый  диод.
 Модулированные  колебания  (рис.  73,  в),  поданные  на  диод,
превращаются  в  пульсирующий  ток  (рис.  73,  г),  огибающая  ко¬
торого  повторяет  низкочастотный  сигнал  от  микрофона.  Таким
образом,  продетектированный  сигнал  может  быть  преобразован
в  звук.
 §  3.  КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ  КОНТУР.
 ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ  И  ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ  ПРИЕМНИКА
Понятие  о  колебательном  контуре
 Колебательный  контур,  состоящий  из  конденсатора  и  катушки
индуктивности  (рис.  74),—  обязательный  элемент  любого  радио¬
приемника.
 При  сообщении  такому  контуру  энергии  от  внешнего  источ¬
ника  в  нем  возникают  электрические  колебания,  связанные  с  по¬
очередным  переходом  энергии  электрического  поля  конденсато¬
ра  в  энергию  магнитного  поля  катушки  и  обратно.  Отсюда  и
название  контура  —  колебательный.
 Действительно,  если,  например,  зарядить  конденсатор  С  то¬
ком  от  внешнего  источника  и  затем  подключить  его  к  катушке  L,
то  конденсатор  начнет  разряжаться  через  катушку.  При  про¬
текании  тока  разряда  конденсатора  в  магнитном  поле  катушки
будет  накапливаться  энергия.  В  результате  после  полного  разря¬
да  конденсатора  ток  в  контуре  не  исчезнет,  поскольку  теперь  ка¬
тушка  начнет  отдавать  запасенную  энергию  во
внешнюю  цепь  (обратно  конденсатору).  Этот  ток
будет  вновь  заряжать  конденсатор  С,  но  теперь
уже  в  противоположной  полярности.  Как  только
энергия  катушки  будет  полностью  израсходова¬
на,  конденсатор  вновь  начнет  разряжаться.  При
этом  ток  в  контуре  изменит  направление  на  про¬
тивоположное.  И  т.  д.
 96
 Рис.  74.  Коле¬
бательный  кон¬
тур.

Длительность  процессов  заряда  и  разряда  конденсатора,
а  также  нарастания  и  убывания  тока  в  катушке,  как  известно,  за¬
висит  от  величины  их  емкости  и  индуктивности.  Поэтому  часто¬
та  собственных  колебаний  контура  fo  целиком  опре¬
деляется  параметрами  элементов,  из  которых  он  построен.  Мате¬
матическая  запись,  отражающая  эту  зависимость,  имеет  вид:
 где  f0  —  частота  собственных  колебаний  контура,  Гц;
 L  —  индуктивность  катушки,  Гн;
 С  —  емкость  конденсатора,  Ф.
 Из  формулы  следует,  что,  изменяя  емкость  и  индуктивность
контура,  можно  изменять  частоту  колебаний.
 В  связи  с  тем  что  в  процессе  колебаний  часть  энергии,  сооб¬
щенной  контуру  от  источника,  расходуется  на  нагрев  катушки,
амплитуда  собственных  колебаний  с  течением  времени  умень¬
шается,  т.  е.  собственные  колебания  контура  являются  затуха¬
ющими.
 Резонанс  в  колебательном  контуре.
Понятие  избирательности
 Проделаем  такой  опыт.  Подключим  к  контуру  параллельно
генератор  переменного  тока.  При  этом  в  контуре  возникнут  ко¬
лебания  с  частотой  генератора.  Станем  изменять  частоту  генера¬
тора.  Пока  она  сильно  отличается  от  частоты  /0,  амплитуда  ко¬
лебаний  в  контуре  будет  очень  мала.  По  мере  приближения  ча¬
стоты  генератора  к  частоте  собственных  колебаний  контура
амплитуда  колебаний  резко  возрастает  и  достигает  своего  макси¬
мума  на  частоте  /о.
 Явление  возникновения  в  контуре  мощных  электрических  ко¬
лебаний  на  определенной  частоте  переменного  тока,  подводимо¬
го  к  нему  от  внешнего  источника,  называется  резонансом.
 Ниже  будет  показано,  как  резонансные  свойства  колебатель¬
ного  контура  используются  в  радиоприемниках.
 Если  приемник  расположен  вблизи  от  радиостанции  и  имеет
качественную  антенну,  то  величина  сигнала,  наводимого  на  ан¬
тенне,  может  оказаться  достаточной  для  возбуждения  мембраны
телефона.  Казалось  бы,  в  таких  условиях  схема  простейшего
приемника  может  состоять  всего  из  трех  элементов:  приемной
антенны,  детектора  и  телефона.  Однако  в  действительности  это
не  так.  Дело  в  том,  что  окружающее  нас  пространство  наполне¬
но  электромагнитными  колебаниями  самого  различного  проис¬
хождения.  Помимо  большого  числа  радиостанций,  работающих
на  различных  частотах,  электромагнитные  колебания  излучают
разного  рода  агрегаты  и  машины,  принцип  действия  которых  ос¬
нован  на  использовании  электроэнергии.  Кроме  того,  источником
 4  Заказ  5182
 97

электромагнитных  колебаний  является  атмосферное  электриче¬
ство  (грозовые  разряды,  разряды  во  время  пыльных  бурь  и  т.  п.).
Антенна  приемника  улавливает  все  эти  колебания.  Если  при
этом  не  принять  специальных  мер  для  выделения  сигнала  инте¬
ресующей  нас  радиостанции  из  суммарного  сигнала,  наводимого
на  антенне,  то  прием  этой  станции  окажется  невозможным.
 Способность  приемника  выделять  отдельные  сигналы  из  сум¬
мы  сигналов,  наводимых  в  антенне,  называется  избиратель¬
ностью.
 Таким  образом,  наряду  с  перечисленными  выше  элементами
схема  приемника  должна  содержать  избирательный  элемент.
Роль  избирательного  элемента  приемника  обычно  выполняет  ко¬
лебательный  контур  или  система  контуров,  настраиваемых  на  ча¬
стоту  радиостанции.
 Избирательные  свойства  колебательного  контура.
Чувствительность  и  настройка  радиоприемника
 Если  в  качестве  источника  переменного  тока  к  колебательно¬
му  контуру  подключить  приемную  антенну,  то  из  всех  частотных
составляющих  сигнала  на  выходе  антенны  мощные  колебания
в  контуре  вызовут  только  те  составляющие,  частота  которых
близка  к  частоте  его  собственных  колебаний.  Частоты,  сущест¬
венно  отличающиеся  от  fo,  не  создадут  сколько-нибудь  заметных
колебаний  в  контуре.
 Применив  в  качестве  элемента  колебательного  контура  кон¬
денсатор  переменной  емкости  или  катушку  переменной  индуктив¬
ности,  можно  так  подобрать  его  частоту,  чтобы  она  совпала  с  ча¬
стотой  интересующей  нас  радиостанции.  В  этом  случае  контур
выделяет  полезный  сигнал  радиостанции,  на  частоту  которой  он
настроен,  и  одновременно  подавляет  сигналы,  мешающие  при¬
ему.  Таким  образом,  настройка  приемника  состоит  в  изменении
собственной  частоты  антенного  контура.
 Способность  приемника  воспроизводить  слабые  сигналы  ра¬
диостанций  называется  его  чувствительностью.
 Конечно,  значительные  колебания  в  контуре  могут  возникнуть
лишь  при  настройке  приемника  на  волну  ^ближайшей  достаточно
мощной  радиостанции.  Для  того  чтобы  принимать  слабые  сигна¬
лы  удаленных  и  маломощных  радиостанций,  необходимо  увели¬
чить  чувствительность  приемника  посредством  усиления  прини¬
маемого  сигнала.
 §  4.  ПРИЕМНЫЕ  АНТЕННЫ
 Конструкции  приемных  антенн  отличаются  большим  разнооб¬
разием.  Правильный  выбор  конструкции  антенны  имеет  особен¬
но  важное  значение  для  простейших  приемников,  в  которых  от¬
сутствует  усиление  принимаемого  сигнала,  и  обладающих  поэ>то-
 98

1—  мачта-опора;  2—  снижение;  3—  горизонтальный  провод;  4—  изоляторы
 му  низкой  чувствительностью.  В  таких  приемниках  применяют
наружные  антенны,  располагаемые  за  пределами  зданий.
 Одна  из  таких  антенн  показана  на-рис.  75.  Г-образная
приемная  антенна  состоит  из  следующих  элементов:  горизон¬
тального  провода  3  длиной  20...30  м,  укрепленного  с  помощью  изо¬
ляторов  4  на  мачтах-опорах  1  на  высоте  8...  10  м  над  землей  либо
на  высоте  3...5  м  над  крышей  здания,  и  вертикального  провода
 2, 	называемого  снижением.
 Высокая  чувствительность  современных  радиоприемников
обеспечивает  им  уверенный  прием  сигналов  большого  количества
радиостанций  и  при  использовании  более  простых  антенн,  таких,
как  комнатные,  телескопические,  внутренние.
 Простейшая  комнатная  антенна  представляет  собой  отрезок
провода  длиной  2...3  м.  Более  качественная  антенна  может  иметь
конструкцию,  подобную  Г-образной,  но  значительно  меньшие
размеры,  определяемые  размерами  комнаты.
 Внутренние  и  телескопические  антенны  наиболее  широко  при¬
меняются  в  переносных  и  автомобильных  приемниках.  Вну¬
тренняя  антенна  располагается  в  корпусе  приемника  и  пред¬
ставляет  собой  ферритовый  стержень  круглого  или  прямоугольно^
го  сечения,  на  который  намотана  контурная  катушка.  Телеско¬
пическая  антенна  имеет  раздвижную  трубчатую  конструкцию.
 §  5.  ДЕТЕКТОРНЫЙ  ПРИЕМНИК
 Итак,  простейший  приемник  может  состоять  из  антенны  с  эле¬
ментами  антенного  контура  L  и  С  (рис.  76),  детектора  Д  и  теле¬
фона  Тл.  Кроме  перечисленных  элементов,  схема  приемника,  по*
казанная  на  рис.  76,  содержит  переключатель  диапазонов  В.
 Такой  приемник  называется  детекторным.  Он  работает
только  за  счет  сигналов,  наводимых  в  антенне  волнами  мощ¬
 4*
 99
 Рис.  75.  Г-образная  антенна:

Рис.  76.  Принципиальная  схема  детек¬
торного  приемника.
 ных  радиостанции  длинновол¬
нового  и  средневолнового  диа¬
пазонов,  удаленных  от  лрием-
ника  не  более  чем  на  50...200  км.
Поэтому  элементы  колебатель¬
ного  контура  подбираются  с
учетом  частот  этих  диапазонов.
 В  приемнике,  собранном  по
схеме  на  рис.  76,  применена
двухступенчатая  настройка.  С
помощью  переключателя  В
обеспечивается  резкое  измене¬
ние  индуктивности  контурной
катушки  и  тем  самым  пере¬
стройка  приемника  с  одного
диапазона  радиоволн  на  дру¬
гой.  Если  переключатель  ра¬
зомкнут,  к  контуру  подключена
вся  катушка,  в  противном  случае  только  часть  витков,  заключен¬
ных  между  началом  обмотки  (Я)  и  отводом  (О)  и  обладающих
существенно  меньшей  индуктивностью.  В  первом  случае  собст¬
венная  частота  контура  располагается  в  диапазоне  длинных  волн,
а  во  втором  —  в  средневолновом  диапазоне.
 Плавное  изменение  частоты  антенного  контура  в  пределах  од¬
ного  диапазона  производится  с  помощью  конденсатора  перемен¬
ной  емкости  С.
 При  настройке  контура  на  частоту  близко  расположенной  ра¬
диостанции  в  нем  возникают  достаточно  мощные  электрические
колебания.  Переменное  модулированное  напряжение  высокой
частоты,  снимаемое  с  контура,  прикладывается  к  детектору  Д.
Огибающая  пульсирующего  тока  на  выходе  детектора  предста¬
вляет  собой  сигнал  звуковой  частоты.  Поэтому  этот  ток,  проте¬
кая  через  телефон  Тл,  обеспечивает  воспроизведение  звука.
 Практическая  работа.  Изготовление  детекторного  при¬
емника.
 Оборудование:  катушка  индуктивности  (изготовленная
на  практической  работе  при  изучении  радиодеталей  и  материа¬
лов  или  готовая  из  набора  конструктора  индуктивностью  3  мГн
с  отводом  от  части  витков  индуктивностью  0,5  мГн),  конденсатор
переменной  емкости  450  пФ1,  переключатель  диапазонов  (ключ),
германиевый  точечный  диод-  (типа  Д2  или  Д9),  высокоомный
электромагнитный  телефон,  пластина  изолирующего  материала
 1  Если  индуктивность  готовой  катушки  неизвестна,  а  известно  только  число
-витков  и  геометрические  размеры  обмоток,  то  следует  рассчитать  ее  индуктив¬
ность  по  одной  из  формул,  приведенных  в  гл.  III.  После  этого  подобрать  тре¬
буемое  значение  емкости  контурного  конденсатора,  используя  формулу  резо¬
нансной  частоты  и  опираясь  на  частоты  радиовещательных  диапазонов  длин*
ных  и  средних  волн.
 100

(гетинакса,  текстолита,  фанеры  или  прессшпана),  крепежные  де¬
тали,  полоски  листового  алюминия  или  жести,  гнезда  или  клем¬
мы  для  подключения  антенны,  телефона  и  заземления.
Выполнение  работы.
 1. 	Из  пластины  изолирующего  материала  вырезать  шасси
приемника  размером  160X140  мм.
 2. 	Изготовить  из  полосок  алюминия  или  жести  скобы  для  кре¬
пления  контурной  катушки  и  недостающие  крепежные  детали.
 3. 	Разметить  шасси.  Для  этого  использовать  рабочую  мон¬
тажную  схему  приемника,  изготовленную  в  процессе  выполнения
работы  (см.  с.  62),  и  наложить  ее  на  плату  шасси.  Далее,  про¬
калывая  шилом  соответствующие  точки  монтажной  схемы,  про¬
извести  разметку  отверстий  под  крепеж,  гнезда,  переключатель
и  т.  п.  После  сверления  отверстий  приступить  к  установке  мон¬
тажной  арматуры  (лепестков  или  штырьков)  и  гнезд  (клемм).
 4. 	Закрепить  крупные  детали,  используя  для  этой  цели  скобы,
винты  и  гайки.  Затем  приступить  к  паянию  соединительных  про¬
водов.  По  окончании  паяния  соединительных  проводов  перейти
к  монтажу  мелких  деталей.
 5. 	Проверить  монтаж  по  принципиальной  схеме,  сверяя  с  ней
последовательно  каждый  смонтированный  узел.  При  обнаруже¬
нии  ошибки  в  монтаже  сначала  исправить  ее,  а  затем  продолжить
проверку.  Особое  внимание  при  проверке  монтажа  уделить  конт¬
ролю  качества  паек  и  целостности  изоляции  монтажных  проводов
в  местах  их  взаимного  пересечения.
 6. 	Настроить  и  отладить  приемник.  Для  этого  сначала  .под¬
ключить  антенну  и  заземление  и  с  помощью  переключателя  В
произвести  выбор  требуемого  диапазона  радиоволн.  Затем  плав¬
но  настроить  приемник  на  частоту  радиостанции  путем  измене¬
ния  емкости  контурного  конденсатора  до  получения  максималь¬
ной  громкости  звучания  телефона.
 Если  вблизи  места  приема  имеется  хотя  бы  одна  длинноволно¬
вая  или  средневолновая  радиовещательная  станция,  то  при  наст¬
ройке  на  ее  частоту  приемник  должен  начать  воспроизводить
звук.  В  противном  случае  еще  раз  тщательно  проверить  исправ¬
ность  всех  деталей,  качество  монтажа  й  его  соответствие  прин¬
ципиальной  схеме  приемника.
 Контрольные  вопросы  к  главе  VI
 1. 	Нарисуйте  структурную  схему  системы  двусторонней  радиосвязи  и  объ¬
ясните  назначение  ее  основных  элементов.
 2. 	Каковы  особенности  распространения  радиоволн,  принадлежащих  различ¬
ным  диапазонам?
 3. 	Что  такое  модуляция  и  детектирование?  С  какой  целью  они  применяются?
 4. 	Что  такое  резонанс  в  колебательном  контуре?
 5. 	Чем  объясняется  способность  приемника  выделять  сигналы  отдельных  ра*
диопередатчиков?
 6. 	Чем  обусловлена  необходимость  усиления  сигнала  в  радиоприемниках?
 7. 	От  чего  зависит  чувствительность  радиоприемника?
 8. 	Расскажите  о  принципе  действия  детекторного  приемника.
 101

Глава  VII.  УСИЛИТЕЛИ
 §  1.  ОСНОВНЫЕ  ПОНЯТИЯ  И  ОПРЕДЕЛЕНИЯ
 Назначение  усилителей,  области  их  применения
и  классификация
 Усилители  предназначены  для  усиления  электрических  сиг¬
налов.
 Как  мы  уже  отмечали,  применение  усилителей  позволяет  уве¬
личить  чувствительность  радиоприемника.  Однако  этим  далеко  не
исчерпывается  область  возможных  использований  электронных
усилительных  устройств.  Она  значительно  шире  и  охватывает  по
существу  все  направления  электроники.
 Электронные  усилители  собирают  из  известных  нам  радиоде¬
талей.  Среди  них  основными  являются  активные,  усилительные
элементы,  роль  которых  могут  выполнять  транзисторы  и  некото¬
рые  другие  электронные  приборы.  Активный  элемент  в  уси¬
лителе  получает  энергию  от  источника  питания  и  преобразует  ее
в  энергию  усиливаемого  сигнала.  Поскольку  области  применения
усилителей  могут  быть  самыми  различными,  их  принципиаль¬
ные  электрические  схемы  также  отличаются  большим  разнооб¬
разием.
 Для  того  чтобы  было  легче  ориентироваться  в  схемах,  усили¬
тели  разбивают  на  классы.  Так,  в  зависимости  от  частоты  усили¬
ваемых  электрических  колебаний  различают  усилители  постоян¬
ного  тока,  усилители  низкой  частоты  (в  частности,  звуковой),
усилители  высокой  частоты  и  т.  д.
 В  последнее  время  все  более  широкое  применение  для  целей
усиления  электрических  сигналов  находят  транзисторы.  В  настоя¬
щей  главе  мы  ограничимся  рассмотрением  маломощных  транзи¬
сторных  усилителей  постоянного  тока  и  низкой  частоты.
 Основные  электрические  параметры  усилителей
 Электрические  колебания  подаются  на  вход  усилителя  от
источника  сигнала.  В  качестве  источника  входного  сигна¬
ла  могут  выступать  самые  разнообразные  устройства,  такие,  как
микрофон,  звукосниматель,  приемная  антенна  и  др.
 Усиленный  сигнал  с  выхода  усилителя  поступает  к  потребите¬
лю,  называемому,  нагрузкой.  Например,  нагрузкой  усилителя
электрических  сигналов  звуковой  частоты  служит  динамик  либо
телефон.
 В  соответствии  с  назначением  усилителей  основными  показа¬
телями  качества  их  работы  являются  степень  усиления  и  степень
искажения  входного  сигнала.
 Степень  усиления  входного  сигнала  оценивается  с  помощью
коэффициента  усиления,  представляющего  собой  отно¬
 102

шение  выходной  электрической  величины  к  одноименной  входной.
Например,  отношение  тока  на  выходе  усилителя  к  его  входному
току:
 Смысл  коэффициента  усиления  такой  же,  как  и  коэффициента
передачи  (см.  гл.  IV,  §  3).
 Степень  искажения  входного  сигнала  зависит  от
свойств  и  режима  работы  усилительного  элемента,  а  также  от
схемы  усилителя.  Одной  из  причин  искажений  может  являться
зависимость  усилительных  свойств  активного  элемента  от  часто¬
ты.  С  повышением  частоты  транзистор  теряет  усилительные  свой¬
ства.  Вследствие  этого  высокочастотные  составляющие  сложного
входного  сигнала  могут  оказаться  неусиленными,  и  тогда  сигнал
на  выходе  усилителя  станет  отличаться  от  входного.  О  других
причинах  искажений  входного  сигнала  мы  поговорим  ниже  при
рассмотрении  вопроса  о  выборе  режима  работы  усилительного
элемента.
 §  2.  ОДНОКАСКАДНЫЙ  УСИЛИТЕЛЬ  ПОСТОЯННОГО  ТОКА
 Усилитель,  собранный  на  одном  или  двух  параллельно  соеди¬
ненных  активных  элементах,  называется  усилительным
каскадом  или  однокаскадным  усилителем.
 Усилители  постоянного  тока  (УПТ)  предназначены  для  усиле¬
ния  .сложных  сигналов,  содержащих  постоянную  составляющую
(например,  сигналов,  представляющих  собой  сумму  постоянного
тока  и  ряда  составляющих  переменного  тока  различной  частоты).
Такие  усилители  применяются  в  электронных  стабилизаторах
напряжения  и  тока,  в  автоматике,
в  измерительных  приборах  и  т.  д.
 С  конкретными  применениями
УПТ  в  некоторых  из  названных
устройств  мы  познакомимся  в  за¬
ключительных  главах  учебника.
 В  схеме  УПТ  усилительный  эле¬
мент  связан  с  источником  вход¬
ного  сигнала  и  с  нагрузкой  по¬
средством  проводника  или  рези¬
стора.
 Схема  простейшего  однокас¬
кадного  УПТ  приведена  на  рисун¬
ке  77.  Она  содержит  транзистор  Г,
включенный  по  схеме  ОЭ,  источ¬
ник  питания  коллекторной  це¬
пи  Ек  и  резистор  Як,  выполняю¬
щий  роль  нагрузки  усилителя.
 Рис.  77.  Принципиальная  схема
однокаскадиого  усилителя  постоян¬
ного  тока.
 103

Источник  Uб,  напряжение  которого  может  изменяться  по  вели¬
чине,  служит  источником  входного  сигнала  и  в  схему  усилителя
не  входит.
 В  приведенной  схеме  используются  усилительные  свойства
транзистора  ОЭ,  благодаря  которым  ток  /к,  протекающий  в  на¬
грузке  усилителя,  превышает  ток  /б  во  входной  цепи  в  В  раз.
 Однако  так  обстоит  дело  только  в  том  случае,  если  транзистор
работает  в  активном  режиме.  Но  активный  режим  работы
транзистора  в  схеме  (рис.  77)  является  далеко  ве  единствен¬
ным.
 Чтобы  убедиться  в  этом,  проделаем  следующий  опыт.  Увели¬
чим  входное  напряжение  Uб.  Оно  прямое  для  эмиттерного  пере¬
хода  транзистора,  поэтому  при  его  увеличении  эмиттерный  и  кол¬
лекторный  токи  растут,  а  значит,  сопротивление  транзистора
уменьшается.  До  каких  же  пор  коллекторный  ток  может  расти?
Очевидно,  до  тех  пор,  пока  сопротивление  транзистора  не  прибли¬
зится  к  нулю.  Тогда  ток  в  цепи  коллектора  будет  определяться
только  сопротивлением  RK  и  напряжением  £,  в  соответствии  с  за¬
коном  Ома  будет  равен:
 Подобный  режим  работы  транзистора  называется  режимом
насыщения.  Если  продолжать  увеличивать  входное  напряже¬
ние  Uq  усилителя,  то  это  уже  'не  будет  приводить  к  дальнейшему
росту  выходного  тока,  так  как  ток  в  коллекторной  цепи  не  может
 стать  больше,  чем  —.  Значит,  в  режиме  насыщения  транзистор
 теряет  усилительные  свойства.
 Изменим  теперь  полярность  подключения  источника  V§  ко
входу  усилителя.  Тогда  эмиттерный  переход  транзистора  окажет-  -
ся  под  обратным  напряжением  и  будет  закрыт.  Так  как  ток  в  за¬
крытом  р—я-переходе  близок  к  нулю,  то  в  данном  режиме  токи
в  электродах  транзистора  практически  будут  отсутствовать,  что
свидетельствует  об  очень  большой  величине  его  сопротивления.
 В  этом  случае  говорят,  что  транзистор  закрыт.  Режим,  в  кото¬
ром  транзистор  оказывается  закрытым,  называется  режимом
отсечки.  Естественно,  что  в  режиме  отсечки  транзистор  также
не  обладает  усилительными  свойствами.
 Результаты  опыта  показывают,  что  усилитель  может  выпол¬
нять  свои  функции  только  тогда,  когда  напряжение  на  его  входе
будет  прямым  для  эмиттерного  перехода  транзистора,  но  не  будет
превосходить  значения  t/бн,  при  котором  транзистор  входит  в  на¬
сыщение.  При  выполнении  этих  условий  транзистор  будет  рабо¬
тать  в  активном  режиме.
 104

«  3.  ОДНОКАСКАДНЫЙ
УСИЛИТЕЛЬ  НИЗКОЙ
ЧАСТОТЫ
 Схема  и  принцип
действия  усилителя
 Усилитель  низкой  частоты
(рис.  78,  а)  предназначен  для
усиления  только  переменных
составляющих  тока  или  напря¬
жения,  поэтому  связь  его  с  ис¬
точником  входного  сигнала  осу¬
ществляется  через  раздели¬
тельный  конденсатор  (Ср)  или
через  трансформатор,  которые
не  пропускают  постоянной  со¬
ставляющей.  В  отличие  от  рас¬
смотренной  выше  схемы  УПТ
источник  постоянного  напря¬
жения  входит  в  схему  усили¬
тельного  каскада,  а  источником
сигнала  является  генератор  пе¬
ременного  напряжения  U
Источник  постоянного  напряже¬
ния  называется  источником
смещения  t/CM-  Он  обеспечи¬
вает  работу  транзистора  в  ак¬
тивном  режиме  при  всех  изме¬
нениях  входного  сигнала  U
Результирующее  напряже¬
ние  на  базе  транзистора  Uб
складывается  яз  напряжения
источника  смещения  Ucm  и  на¬
пряжения  сигнала 	(рис.
 78,  б).  Как  видно  из  рисунка,
пульсирующее  базовое  напря¬
жение  при  всех  изменениях  U„
остается  отрицательным,  т.  е.
прямым  для  эмиттерного  пере¬
хода  р—п—р  транзистора,  поэ¬
тому  транзистор  все  время  ос¬
тается  открытым  и  не  входит  в
режим  отсечки.  С  другой  сто¬
роны,  результирующее  напря¬
жение  на  базе  не  превышает
значения  Uбн,  а  значит,  транзи¬
стор  не  попадает  в  режим  на-
 Рис.  78.  Усилитель  низкой  частоты:
 а  —  принципиальная  схема;  б  —  входное  на¬
пряжение  транзистора  и  его  составляющие;
в  —  напряжение  и  токи  в  цепях  базы  и  кол¬
лектора.
 105

Рис.  79.  Напряжение  и  токи  в  цепях
усилителя  при  неправильном  выборе
смещения:
 а  *—  напряжение  смещения  мало;  б—напря¬
жение  смещения  велико.
 сьпцения.  Это  свидетельствует
о  правильном  выборе  величины
напряжения  смещения.  Таким
образом,  если  напряжение  сме¬
щения  выбрано  правильно,  то
в  отсутствие  входного  сигнала
транзистор  усилителя  будет  ра¬
ботать  в  активном  режиме,  при¬
мерно  посередине  между  об¬
ластями  отсечки  и  насыщения.
Тогда  при  подаче  на  вход  уси¬
лителя  в  момент  t\  (рис.  78,  в)
переменного  напряжения  сиг¬
нала  базовый  ток  транзистора
станет  изменяться,  вызывая
пропорциональные,  примерно  в
В  раз  большие  изменения  кол¬
лекторного  тока.  В  этом  случае
сигнал  на  выходе  усилителя
практически  не  будет  искажен.
 Посмотрим  теперь,  как  от¬
разится  на  выходном  сигнале
усилителя  неправильный  выбор
напряжения  смещения.  Если
f/см  выбрано  чрезмерно  малым
(рис.  79,а),  то  при  положитель¬
ной  полуволне  напряжения  сиг¬
нала  транзистор  на  некоторое
время  оказывается  в  режиме
отсечки  и  теряет  усиление.  В
этом  случае  кривая  коллектор¬
ного  тока  получается  сильно
искаженной.  Если  Ucм  выбрано
чрезмерно  большим  (рис.  79,  б),
то  при  отрицательных  полувол¬
нах  напряжения  сигнала  тран¬
зистор  входит  в  насыщение,  что
также  ведет  к  искажению  вы¬
ходного  сигнала.
 Искажения  сигнала  на  вы¬
ходе  усилителя  могут  возник¬
нуть  и  при  правильном  выборе
напряжения  смещения,  если
сигнал  на  входе  будет  слиш¬
ком  велик  (рис.  80),  так  как
усилительные  возможности
транзистора  ограничены  макси¬
мальным  выходным  током  /Кн*
 106
 Рис.  80.  Искажения  коллекторного  то¬
ка  При  большой  амплитуде  сигнала
на  входе.

Варианты  цепей  смещения
 Чтобы  подать  напряжение  смещения  на  базу  транзистора
в  усилителе,  вовсе  не  обязательно  иметь  отдельный  источник.
Для  этих  целей  может  быть  использована  часть  напряжения  ис¬
точника  Ек,  так  как  напряжение  смещения  много  меньше  напря¬
жения  Ек  (напряжение  на  базе  открытого  транзистора  не  превос¬
ходит  десятых  долей  вольта)  и  имеет  одинаковую  с  ним  поляр¬
ность.
 Один  из  способов  подачи  смещения  на  базу  транзистора  пока¬
зан  на  рис.  81,  а.  Здесь  напряжение  источника  Ек  распределяется
на  двух  элементах  входной  цепи  усилителя:  резисторе  R1  и  вход¬
ном  сопротивлении  транзистора  Rbx  (сопротивлении  участка  ба¬
за—  эмиттер).  Постоянная  составляющая  базового  тока,  проте¬
кая  через  резистор  R1,  создает  на  нем  падение  напряжения  Um.
Разностное  напряжение  Ек—Um  оказывается  приложенным
между  базой  и  эмиттером  транзистора.  Это  напряжение  и  явля¬
ется  напряжением  смещения.  Подбирая  сопротивление  R1,  можно
обеспечить  требуемую  величину  падения  напряжения  UR\  и,  сле¬
довательно,  U  см-
 Другой  вариант  цепи  смещения  представлен  на  рис.  81,  б.
В  этом  случае  напряжение  смещения  является  разностью  между
напряжением  источника  Ек  и  падением  на  резисторах  R1  и  RK,
т.  е.  Uсм==  Б#—(Uri  +  Ur^).  При  таком  способе  подачи  напряжения
смещения'на  базу  транзистора  режим  работы  усилителя  в  мень¬
шей  степени  зависит  от  изменений  температуры  окружающей
среды.
 Практическая  работа.  Сборка  однокаскадного  усили¬
теля  постоянного  тока  из  деталей  конструктора.
 Рис.  81.  Варианты  подачи  напряжения  смещения:
я  —подача  смещения  от  источника  Ек;  б  —  подача  смещения  с  коллектора  транзистора*
 107

Рис.  82.  Усилитель  из  деталей  конструктора:
а  —  принципиальная  схема;  б  —  монтажная  схема.
 Описание  усилителя.
 Схема  усилителя  приведена  на  рис.  82,  а.  Источник  постоян¬
ного  тока  в  совокупности  с  переменным  резистором  R  использу¬
ются  в  качестве  источника  входного  сигнала  усилителя.  Изменяя
положение  подвижного  контакта  переменного  резистора;  можно
изменять  напряжение  входного  сигнала.  В  коллекторную  цепь
транзистора  в  качестве  нагрузки  включены  миллиамперметр  (ли¬
бо  гальваноскоп,  имеющийся  в  комплекте  конструктора)  и  резис¬
тор  /?н-
 Оборудование:  детали  радиоконструктора  (монтажная
доска,  гальваноскоп  или  миллиамперметр,  2  батареи  с  футляра¬
ми),  резистор  R1  сопротивлением  5,1  кОм,  резистор  Ru—470  Ом...
...1  кОм,  переменный  резистор  470  Ом...1  кОм,  соединительные
провода  и  крепежные  детали.
 Выполнение  работы.
 1. 	На  монтажной  доске  (рис.  82,  б)  установить  футляры  с  ба¬
тареями,  транзистор,  резисторы  Rl,  Rw  переменный  резистор,
 108

гальваноскоп  (миллиамперметр)  и  соединить  их  проводами
в  соответствии  с  принципиальной  и  монтажной  схемами.
 2. 	Полюса  батарей  соединить  планкой.  Провод  от  эмиттера
транзистора  присоединить  к  полюсу  батареи  только  после  того,
как  убедитесь,  что  все  соединения  сделаны  правильно,  а  движок
переменного  резистора  установлен  на  нулевое  деление.
 3. 	Вращая  движок  переменного  резистора,  добиться  появле¬
ния  в  коллекторной  цепи  тока  /к  величиной,  равной  1,5...2,0мА.
 4. 	Измерить  вольтметром  величину  напряжения  U  между  кон¬
тактами  Д  и  Н  переменного  резистора.
 5. 	Определить  ток  во  входной  цепи  усилителя,  используя  за¬
кон  Ома:
 6. 	Рассчитать  коэффициент  усиления  усилителя  по  току  па
формуле:
 §  4.  ПОНЯТИЕ  Q  МНОГОКАСКАДНЫХ  УСИЯИТЕЛЯХ
 Если  один  усилительный  каскад  не  обеспечивает  требуемой
степени  усиления  входного  сигнала,  то  применяется  последова¬
тельное  соединение  каскадов,  при  котором  выходной  сигнал  пре¬
дыдущего  каскада  подается  на  вход  последующего  и  дополни¬
тельно  усиливается  им.
 Последовательно  соединенные  усилительные  каскады  образу¬
ют  многокаскадный  усилитель.
 Среди  известных  схем  соединения  каскадов  усилителя  наибо¬
лее  распространены  следующие  три.
 Схема  с  гальванической  связью,  когда  выход  пре¬
дыдущего  каскада  соединяется  с  входом  последующего  провод¬
ником  или  резистором.  Такой  способ  соединения  чаще  всего  ис¬
пользуется  в  многокаскадных  усилителях  постоянного  тока.
 Схема  с  трансформаторной  связью,  когда  выход
одного  каскада  соединяется  с  входом  другого  через  трансфор¬
матор.
 Схема  с  резистивно-конденсаторной  связью,
когда  каскады  соединяются  через  конденсатор.
 Так  как  трансформатор  и  конденсатор  не  пропускают  посто¬
янного  тока,  то  две  последние  схемы  не  могут  быть  использова¬
ны  в  многокаскадных  усилителях  постоянного  тока.
 Схема  с  резистивно-конденсаторной  связью  (рис.  83)
применяется  наиболее  часто.  Разделительный  конденсатор  Ср2,
включенный  в  цепь  связи,  пропускает  только  переменную  состав¬
ляющую  сигнала  с  выхода  первого  каскада  на  вход  второго.  По¬
 109

стоянное  же  напряжение  сме¬
щения  подается  на  базу  тран¬
зистора  второго  каскада  через
резистор  R2.
 Важное  достоинство  такого
способа  соединения  каскадов—
простота  настройки  усилителя,
обусловленная  тем,  что  напря¬
жения  на  электроды  транзисто¬
ров  подаются  через  отдельные
цепи.  В  результате  постоянная
составляющая  коллекторного
напряжения  предыдущего  кас¬
када  не  изменяет  выбран¬
ной  величины  напряжения
смещения  последующего  кас¬
када.
 Перечисленные  схемы  связи
применяются  также  для  соеди¬
нения  источника  входного  сигнала  с  входом  усилителя  и  выхода
усилителя  с  нагрузкой.
 При  составлении  монтажной  схемы  многокаскадного  усили¬
теля  недостаточно  руководствоваться  правилами,  изложенными
в  главах  I,  III,  так  как  от  расположения  деталей  усилителя  за¬
висит  его  работоспособность.
 Объясняется  это  тем,  что  соединительные  монтажные  прово¬
да  обладают,  как  известно,  собственной  емкостью  и  индуктив¬
ностью.  Эти  емкости  и  индуктивности,  не  предусмотренные  схе¬
мой  устройства,  называются  паразитными.  Если  провода
большой  длины  и  размещаются  параллельно,  близко  друг  к  дру¬
гу,  либо  параллельно  металлическим  корпусам  деталей,  то  их
паразитные  емкость  и  индуктивность  могут  достигать  значитель¬
ной  величины.  Тогда  смонтированное  устройство  не  будет  отве¬
чать  принципиальной  схеме.
 Особенно  важно  правильно  разместить  детали  в  том  случае,
если  монтируемое  устройство  предназначено  для  работы  на
высоких  частотах,  а  также  тогда,  когда  мощности  сигналов  в  раз¬
личных  его  цепях  сильно  различаются.  В  этих  условиях  некото¬
рые  цепи  устройства  могут  оказаться  ошибочно  связанными  по
переменному  току  через  паразитные  емкости,  что  приведет  к  на¬
рушению  нормальной  работы  устройства.
 Практическая  работа.  Сборка  двухкаскадного  тран¬
зисторного  усилителя  низкой  частоты.
 Оборудование:  транзисторы  МП39—МП41  (2  шт.),  ре¬
зисторы  200  кОм  (2  шт.),  5,1  кОм  (1  шт.),  электролитические
конденсаторы  5,0..Л  5,0  мкФ  (2 	шт.),  динамик  0,025ГД-2
 (1  шт.),  выключатель,  батарея  карманного  фонаря,  монтажная
 Рис.  83.  Принципиальная  схема  уси¬
лителя  с  резистивно-конденсаторной
связью.
 110

плата  из  гетинакса  размером
140X110  мм,  фанера  толщиной
 6...8  мм,  детекторный  приемник,
собранный  на  практической  ра¬
боте  (см.  с.  100—101),  конденса¬
тор  6800  пФ,  резистор  10  кОм.
 Описание  схемы  уси¬
лителя  и  проверка  его
работоспособности.
 Принципиальная  схема  уси¬
лителя  с  резистивно-конденса-
торной  связью  представлена  на
рис.  84.  В  обоих  каскадах  ис¬
пользовано  включение  транзи¬
стора  по  схеме  ОЭ.  Каскады
различаются  способами  подачи
напряжения  смещения  на  базу
транзистора.  В  схеме  усилите¬
ля  могут  быть  использованы
 любые  маломощные  низкочастотные  транзисторы,  например
МП39—МП41  (П13—П16).  Номинальные  значения  параметров
остальных  элементов  приведены  на  схеме.  Буквенные  символы
резисторов  R2  и  R4  помечены  звездочкой.  Это  означает,  что  на
схеме  указаны  ориентировочные  значения  их  сопротивления.
Точные  значения  сопротивления  этих  резисторов  подбираются
при  настройке  усилителя.
 Нагрузкой  транзистора  второго  каскада  служит  маломощный
динамик  с  сопротивлением  60  Ом,  например  0,025  ГД-2.  Питание
усилителя  осуществляется  от  батарейки  карманного  фонарика
напряжением  4,5  В.
 Смонтированный  усилитель  может  быть  использован  для  раз*
личных  целей.  Одно  из  возможных  его  применений  состоит  в  уси¬
лении  выходного  сигнала  детекторного  приемника.  Поэтому  при
проверке  работоспособности  усилителя  в  качестве  источника
входного  сигнала  используем  изготовленный  ранее  детекторный
приемник.
 Для  подключения  антенного  контура  приемника  ко  входу
усилителя  целесообразно  использовать  трансформаторную  связь
(рис.  85).  Роль  первичной  обмотки  трансформатора  в  этом  слу¬
чае  будет,.выполнять  контурная  катушка  L1  приемника.  А  вто¬
ричную  обмотку  (обмотку  связи)  L2  следует  намотать  поверх
контурной  обмотки.  Число  витков  обмотки  связи  должно  быть
в  4...6  раз  меньше  числа  витков  контурной  обмотки,  и  распреде¬
лены  они  должны  быть  равномерно  по  всей  ее  длине.
 Помимо  известных  элементов,  схема  (рис.  85)  содержит  еще
конденсатор  СЗ  и  резистор  R1,  улучшающие  условия  усиления
сигнала,  поступающего  с  выхода  детектора.  Сопротивление,  ко¬
торое  оказывает  конденсатор  высокочастотным  составляющим  то-
 J11
 Рис.  84.  Принципиальная  схема  двух*
каскадного  усилителя  звуковой  ча¬
стоты.

Рис.  85.  Принципиальная  схема  детекторного  приемника  с  усилителем  звуко¬
вой  частоты.
 ка  детектора,  весьма  мало.  Поэтому  высокочастотные  составляю¬
щие  тока  замыкаются  через  конденсатор,  минуя  усилитель.  По¬
стоянная  составляющая  тока  детектора  замыкается  через
резистор  R1  и  также  не  попадает  на  вход  усилителя,  поскольку
-  здесь  на  ее  пути  стоит  разделительный  конденсатор  Срь  Поэтому
на  выход  усилителя  проходят  в  основном  только  полезные  состав¬
ляющие  тока  звуковой  частоты,  для  которых  сопротивление  кон¬
денсатора  малой  емкости  СЗ  велико,  а  сопротивление  раздели¬
тельного  конденсатора  Ср1  большой  емкости  мало.
 Выполнение  работы.
 I.  Монтаж  усилителя
 1. 	Проверять  все  детали.
 2. 	Составить  монтажную  схему  усилителя.  Один  из  возмож¬
ных  вариантов  монтажной  схемы  усилителя  показан  на  рис.  86.
Предусмотреть  на  ней  место  для  установки  батареи  и  выключа¬
теля  питания.  Кроме  того,  дополнительно  зарезервировать  не¬
сколько  крепежных  деталей  (лепестков,  штырьков)  для  монтажа
элементов  связи  источника  входного  сигнала  со  входом  усилите¬
ля.  Наряду  с  отверстиями  под  крепеж  (штырьки,  лепестки,  вин¬
ты)  изобразить  на  схеме  отверстия  диаметром  8  мм  под  головки
транзисторов.  Элементы  входной  цепи  усилителя  разместить  по¬
дальше  от  элементов  выходной  цепи,  в  которой  сигнал  имеет  до¬
вольно  большую  мощность,  чтобы  избежать  взаимного  влияния
цепей  через  паразитные  емкости.
 3. 	Разметить  монтажную  плату,  просверлить  в  ней  необхо¬
димые  отверстия  и  установить  монтажную  арматуру.
 4. 	Закрепить  крупные  детали  (батареи,  выключатель,  дина¬
мик).  Для  крепления  батареи  изготовить  скобу.  Динамик  луч¬
ше  разместить  на  отдельном  акустическом  экране,  для  чего
 112

вырезать  в  листе  фанеры  отверстие  под  диффузор  динамика.
Прикрепить  динамик  металлическими  накладками  и  привинтить
их  шурупами  к  фанерной  плате.
 5. 	Смонтировать  соединения  и  все  остальные  детали  усилите¬
ля  (рис.  84,  86)  на  плате.  «Утопить»  корпуса  транзисторов  в  под¬
готовленные  отверстия  в  плате  (этим  достигается  защита  тран¬
зисторов  от  механических  повреждений).
 6. 	Когда  все  детали  усилителя  будут  смонтированы  на
горизонтальной  плате,  привинтить  плату  с  динамиком  верти¬
кально  к  уголкам  (брускам),  выполняющим  роль  подставки  го¬
ризонтальной  платы.  Подпаять  выводы  динамика  к  соответствую¬
щим  деталям.
 7. 	Проверить  соответствие  всех  соединений  деталей  монтаж¬
ной  и  принципиальной  схемам  усилителя.
 П.  Проверка  работоспособности  усилителя.
 1. 	Поверх  контурной  обмотки  детекторного  приемника  намо¬
тать  обмотку  связи  L2.  Отсоединить  диод  Д  типа  Д2Е  от  обмотки
L1  и  подсоединить  его  к  обмотке  L2.  На  монтажной  плате  уста¬
новить  конденсатор  СЗ  (6800  пФ)  и  резистор  R1  (10  кОм)  и.  со¬
единить  их  согласно  принципиальной  схеме  (рис.  85)  со  входными
клеммами  усилителя  (см.  пунктир  на  рис.  86).
 2. 	Скрепить  винтами  монтажные  платы  усилителя  и  детек¬
торного  приемника,  настроить  приемник  на  частоту  одной  из
 Рис.  86.  Монтажная  схема,  двухкаскадного  усилителя.
113

радиостанций.  После  этого  вынуть  штекеры  телефона  из  гнезд
1—2  и  соединить  их  со  входом  усилителя.
 Если  все  детали  прцемника  и  усилителя  исправны  и  в  монта¬
же  отсутствуют  ошибки,  то  при  подключении  питания  ди¬
намик  должен  начать  воспроизводить  звук.  В  противном  случае
необходимо  отыскать  ошибку  в  монтаже  или  неисправную  де¬
таль.
 Делать  это  нужно  в  следующем  порядке.  Сначала  отключить
(отпаять)  вход  усилителя  от  гнезд  1—2,  а  вместо  него  подклю¬
чить  высокоомный  телефон.  Негромкое  звучание  телефона  ука¬
жет  на  исправность  детекторного  приемника  и  правильность  его
настройки.  После  этого  восстановить  входную  цепь  усилителя
и  подключить  телефон  параллельно  резистору  R3.  При  исправном
первом  каскаде  усилителя  в  телефоне  будет  слышен  звук.  Следо¬
вательно,  неисправен  второй  каскад  усилителя.  В  этом  случае
сначала  проверить  наличие  напряжения  питания  на  транзисторе
7\2,  подключив  вольтметр  параллельно  его  выходу  (между  эмит¬
тером  и  коллектором).  Если  питание  есть,  то  проверить  все  дета¬
ли,  входящие  во  второй  каскад  (по  правилам,  изложенным  в  гл.
 II, 	III,.и  IV).  После  этого  еще  раз  тщательно  проверить  правиль¬
ность  монтажа  второго  каскада.  Все  встречающиеся  неисправнос¬
ти  надо  сразу  устранять.
 Все  работы  по  монтажу  и  демонтажу  усилителя  производить
только  при  отключенном  питании  усилителя.
 III.  Настройка  усилителя.
 Настройка  усилителя  состоит  в  уточнении  величин  сопротив¬
ления  резисторов  в  цепях  смещения.
 1. 	Вместо  резистора  R2  включить  последовательно  соединен¬
ные  резистор  R2'  и  реостат  R2".  Аналогично  вместо  резисто¬
ра  R4  резистор  R4'  и  реостат  R4”  (рис.  87).  Максимальное  значе¬
ние  суммарного  сопротивления
каждой  пары  этих  элементов
должно  несколько  превосхо¬
дить  величины,  указанные  на
схеме.
 2. 	Перед  подключением  пи¬
тания  подвижные  контакты  ре¬
остатов  установить  примерно  в
среднее  положение,,  предвари¬
тельно  повернув  ось  в  обе
стороны  до  упора.  После  под¬
ключения  питания  настроить
усилитель  на  максимальную
громкость  воспроизведения  зву¬
ка.  С  этой  целью  плавно  изме¬
нять  в  небольших  пределах
сначала  сопротивление  реоста¬
та  R2\  а  затем  R4'.
 Рис.  87.  Подбор  сопротивления  R4  при
настройке  усилителя.
 114

3. 	По  достижении  наибольшей  громкости  отключить  пи¬
тание  усилителя,  выпаять  из  схемы  элементы,  подключенные
вместо  резисторов  R2  и  R4,  и  измерить  их  сопротивление  ом¬
метром.
 4. 	Подобрать  резисторы,  номинальное  значение  сопротивле¬
ния  которых  близко  к  измеренным  значениям,  впаять  их  в  схему
усилителя  и  вновь  проверить  его  работоспособность.
 Контрольные  вопросы  к  главе  VII
 1. 	Каково  назначение  усилителей?
 2. 	К^кую  функцию  выполняет  активный  элемент  в  усилителе?
 3. 	На  какие  классы  подразделяются  усилители?
 4. 	Перечислите  основные  показатели,  характеризующие  качество  усили¬
телей.
 5. 	Нарисуйте  схему  однокаскадного  усилителя  постоянного  тока  и  объяс¬
ните  назначение  отдельных  его  элементов.
 6. 	Расскажите,  чем  характерен  режим  насыщения  тра'нзистора.
 7. 	Какой  режим  работы  транзистора  называется  режимом  отсечки?
 8. 	Обладает  ли  усилитель  свойством  усиливать  электрический  сигнал  в  ре¬
жимах  отсечки  и  насыщения?
 9. 	Нарисуйте  схему  и  объясните  назначение  отдельных  деталей  усилителя
низкой  частоты.
 10. 	Объясните,  как  нужно  выбрать  напряжение  смещения,  чтобы  усилитель  не
искажал  сигнал.
 11. 	Изобразите  схемы  подачи  напряжения  смещения  на  базу  транзистора  и
объясните  работу  цепей  смещения.
 12. 	С  какой  целью  применяется  последовательное  соединение  усилительных
каскадов  (многокаскадные  усилители)?
 13. 	Назовите  основные  способы  соединения  усилительных  каскадов  и  области
их  применения.
 Глава  VIII.  ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ  УСТРОЙСТВ
 Для  питания  коллекторных  и  базовых  цепей  транзисторов  не¬
обходимы  источники  постоянного  тока.  В  качестве  таких  источни¬
ков  можно  использовать  гальванические  элементы,  аккумулято¬
ры,  а  также  составленные  из  них  батареи.  Эти  источники  постоян¬
ного  тока  применяются  в  основном  для  питания  переносных
устройств  —  транзисторных  радиоприемников,  магнитофонов
и  т.  д.
 Стационарные  устройства-целесообразно  питать  от  электро¬
осветительной  сети.  В  этом  случае  не  надо  беспокоиться  о  замене
батарей  или  зарядке  аккумуляторов  —  в  любое  время  устройство
будет  готово  к  эксплуатации.  Однако  из  сети  в  подключенную
к  ней  нагрузку  поступает  переменный  ток.  Для-питания  радио¬
электронных  устройств  его  необходимо  предварительно  преобра¬
зовать  в  постоянный.
 115

§  1.  ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ  ВЫПРЯМИТЕЛЬ.
ПОНЯТИЕ  О  СГЛАЖИВАЮЩИХ  ФИЛЬТРАХ
 Процесс  преобразования  переменного  тока  в  постоянный  на¬
зывается  выпрямлением  переменного  тока.  Устройство,  осущест¬
вляющее  такое  преобразование,  носит  название  выпрямитель.
С  простейшим  выпрямителем  мы  познакомились  при  изучении
полупроводниковых  диодов  (см.  гл.  IV,  §  2).
 Вспомним,  что  ток  в  нагрузке  простейшего  выпрямителя
(рис.  88)  протекает  только  в  течение  половины  периода  входного
переменного  напряжения,  когда  диод  открыт.  Полуволны  тока,
иначе  называемые  импульсами,  чередуются  с  паузами,  в  течение
которых  ток  в  нагрузке  отсутствует  (рис.  89).  Напряжение  на
нагрузке,  как  и  ток  в  цепи  диода,  является  пульсирующим.  Фор¬
ма  его  повторяет  положительные  полуволны  входного  переменно¬
го  напряжения.
 Но  пульсирующий  ток  не  годится  для  питания  радиоэлектрон¬
ных  устройств.  В  этом  легко  убедиться  на  следующем  простом
примере.  Подключим  телефон  к  выходу  выпрямителя.  Тогда  пуль¬
сирующий  ток  заставит  мембрану  колебаться  с  частотой  50  Гц,
и  мы  услышим  звук  низкого  тона.  Восприятие  полезного  сигнала
в  этих  условиях  будет  невозможно.  Если  таким  током  питать  уси¬
литель,  то  даже  в  отсутствие  входного  сигнала  на  его  выходе
возникнут  паразитные  колебания  с  частотой  50  Гц.
 Таким  образом,  прежде  чем  использовать  выпрямитель  для
питания  радиоэлектронных  устройств,  необходимо  избавиться  от
пульсаций.
 Устройство,  сглаживающее  пульсации  выходного  сигнала  вы¬
прямителя,  называется  сглаживающим  фильтром.
 Рис,  88.  Однополупериодный  выпря¬
митель  на  диоде.
 Рис.  89.  Временные  диаграммы,  пояс¬
няющие  работу  выпрямителя.

Рис.  90.  Временные  диаграммы,  поясняющие  работу  фильтра.
 Простейший  сглаживающий  фильтр  представляет  собой  кон¬
денсатор,  подключенный  параллельно  нагрузке  (показан  пунк¬
тиром  на  рис.  88).  Во  время  прохождения  по  цепи  импульса  тока
конденсатор  заряжается  до  напряжения  /7Макс  (рис.  90).  По  окон¬
чании  импульса  конденсатор  начнет  разряжаться  через  нагрузку,
поддерживая  в  ней  ток  прежнего  направления.  Если  емкость
конденсатора  достаточно  велика,  то  разряд  будет  продолжаться
длительное  время  и  к  концу  паузы  между  импульсами  напряже¬
ние  на  нем  (напряжение  на  выходе  выпрямителя)  не  успеет  су-
щественно  уменьшиться.  С  приходом  следующего  импульса  кон¬
денсатор  опять  зарядится  с  UMim  до  t/MaKC,  и  процесс  повторится.
 Таким  образом,  в  результате  действия  фильтра  напряжение  на
выходе  выпрямителя  будет  изменяться  уже  не  от  0  до  £/,  а  от
Uмин  до  t/макс,  т-  е-  пульсации  станут  меньшей  Чем  больше.ем¬
кость  конденсатора  фильтра,  тем  меньше  он  будет  разряжаться
в  промежутках  между  импульсами  тока  и  тем  меньше  будут  пуль¬
сации  напряжения  на  выходе  выпрямителя.
 Дальнейшее  уменьшение  амплитуды  пульсаций  достигается
усложнением  фильтра  путем  применения  катушки  индуктивности
с  сердечником  и  еще  одного  конденсатора  (рис.  91).  Катушка
фильтра  иначе  называется  дросселем.  Как  известно,  ток,
протекающий  через  катушку,  может  изменяться  только  плавно,
поэтому  дроссель  препятствует  резким  изменениям  тока  в  нагруз¬
ке.  Это  свойство  дросселя  обусловливает  дополнительное  сгла¬
живание  пульсаций  тока  на  выходе  фильтра.  Что  же  касается
второго  конденсатора,  то  он  выполняет  такую  же  функцию,  что
и  первый.
 В  рассмотренной  схеме  полезно  используется  только  один  по-
лупериод  переменного  напряжения,  поэтому  такой  выпрямитель
называется  однополупериодным.  Отмеченное  свойство  является
 117

недостатком  однополупериод-
ного  выпрямителя,  поскольку  в
таких  условиях  постоянная  со¬
ставляющая  напряжения  на  его
выходе  имеет  небольшую  вели¬
чину.  К  другим  его  недостат¬
кам  относятся  низкая  частота
и  большая  амплитуда  пульса¬
ций  выходного  напряжения.
Для  сглаживания  этих  пуль¬
саций  необходимы  конденса¬
торы  большой  емкости  и  дрос¬
сель,  обладающий  большой  ин¬
дуктивностью.  Такие  детали
имеют  большие  размеры,  и
фильтр,  а  следовательно,  и  вы¬
прямитель  оказываются  гро¬
моздкими.
 Поэтому  .обычно  для  пита¬
ния  радиоэлектронной  аппаратуры  используется  более  совершен¬
ный  —  двухполупериодный  выпрямитель.
 Рис.  91.  Принципиальная  схема  одно-
полупериодного  выпрямителя  со
сложным  фильтром.
 §  2.  ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЙ  ВЫПРЯМИТЕЛЬ  М0СТИК0В0Г0  ТИПА
 В  двухполупериодном  выпрямителе  используются  четыре  по¬
лупроводниковых  диода,  включенные  по  так  называемой  мосто¬
вой  схеме  (рис.  92).
 Напряжение,  возникающее  на  вторичной  обмотке  трансфор¬
матора,  прикладывается  к  мосту  в  точках  а  и  с,  а  сопротивление
нагрузки  /?н  подключено  к  точкам  b  и  d.
 Допустим,  что  в  первую  половину  периода  напряжение  на  вто¬
ричной  обмотке  имеет  полярность,  показанную  на  рис.  92,  а  зна¬
ками  «  +  »  и  «—»  без  кружочков.  При  такой  полярности  напряже¬
ния  диоды  Д1  я  Д4  открыты,  а  диоды  Д2  и  ДЗ  закрыты.  Через
открытые  диоды  течет  ток  по  цепи:  вывод  К\  вторичной  обмотки
трансформатора,  диод  Д1,  нагрузка  Rn  диод  Д4  вывод  /С2  вто¬
ричной  обмотки  (цепь  тока  показана  сплошными  стрелками).
 В  течение  следующего  полупериода  полярность  напряжения
на  вторичной  обмотке  изменится  на  противоположную  (знаки
в  кружках).  Диоды  Д1,  Д4  закроются,  а  диоды  Д2,  ДЗ  откроют¬
ся.  Теперь  ток  будет  замыкаться  в  цепи:  вывод  К2  вторичной  об¬
мотки  трансформатора,  диод  ДЗ,  сопротивление  /?н,  диод  Д2,  вы¬
вод  К\  вторичной  обмотки  трансформатора.  (Цепь  тока  в  эту  по¬
ловину  периода  показана  штрих-пунктирными  стрелками).
 Таким  образом,  ток  во  вторичной  обмотке  в  течение  каждой
половины  периода  меняет  свое  направление,  а  направление  тока
в  нагрузке  остается  неизменным  (рис.  92,  б).  Такой  способ  вы¬
прямления  называется  двухполупериодным.  Двухполупе-
 118

Рис.  92.  Двухполупериодный  выпрямитель  мостикового  типа:
а  —  принципиальная  схема;  б  —  временные  диаграммы,  поясняющие  работу  выпрямителя*
 риодный  выпрямитель  работает  значительно  лучше,  чем  однопо¬
лупериодный,  так  как  достоянная  составляющая  напряжения  на
его  выходе  вдвое  больше.  Кроме  того,  и  частота  пульсаций  выход¬
ного  напряжения  в  двухполупериодной  схеме  оказывается-  вдвое
выше  (импульсы  тока  вдвое  чаще  следуют  друг  за  другом).  Сгла¬
живать  такие  пульсации  легче.  Следовательно,  в  фильтре  можно
применять  конденсаторы  меньшей  емкости  и  дроссель  с  меньшей
индуктивностью.
 Практическая  работа.  Изготовление  выпрямителя  мос¬
тикового  типа.
 Оборудование:  трансформаторные  пластины  Ш-20,  тол¬
щина  пакета  28  мм,  провод  ПЭВ  0,13...0,25  мм,,  0,33...0„4  мм,  дрос¬
сель  фильтра,  конденсаторы  электролитические  50,0  ,мкФх50  В,
переключатель  на  5  положений,  сетевой  переключатель
двухполюсный,  выключатель,  предохранитель  с  патроном,  диоды
Д7Ж  или  Д220  (4  шт.),  клеммы  (2  шт.),  сетевой  шнур  с  вилкой,
гетинакс  листовой,  алюминий  листовой,  монтажный  провод,  кре¬
пежные  детали.
 Описание  схемы  выпрямителя  ([рис.  93)).
 Выпрямительным  элементом  служит  мостовая  схема  из  четы¬
рех  диодов.  Для  понижения  напряжения  сети  до  нужной  величи¬
ны  используется  трансформатор  Тр.  Конденсаторы  С/,  С2  и  дрос-
садь  Др  образуют  сложный  фильтр,  В1—выключатель  напря¬
жения  сети,  Пр  —  предохранитель.
 Обмотки  трансформатора  снабжены  рядом  выводов,  что  по¬
зволяет  изменять  коэффициент  трансформации  в  зависимости  от
напряжения  сети  и  требуемой  величины  напряжения  на  выходе
выпрямителя.  Число  витков  первичной  обмотки  изменяется  в  за-
 1*19

Рис.  93.  Принципиальная  схема  выпрямителя  мостикового  типа  со  сложным
 фильтром.
 висимости  от  напряжения  сети  (127  или  220  В)  с  помощью  пере¬
ключателя  В2.
 Коллекторное  напряжение  транзисторов  редко  превышает
 12...  15  В.  Учитывая,  что  часть  выходного  напряжения  выпрями¬
тельного  элемента  падает  на  дросселе  фильтра,  можно  считать,
что  необходимое  максимальное  значение  напряжения  на  вторич¬
ной  обмотке  трансформатора  должно  иметь  величину  около  20  В.
Переключатель  ВЗ  обеспечивает  скачкообразное  изменение
напряжения  на  входе  выпрямительного  элемента  путем  подклю¬
чения  к  нему  того,  или  иного  вывода  вторичной  обмотки  транс¬
форматора.  При  этом  пропорционально  изменяется  выходное  на¬
пряжение  выпрямителя.
 Выполнение  работы.
 I.  Изготовление  трансформатора.
 1. 	Определить  основные  размеры  трансформатора.
 Трансформатор  должен
обеспечить  максимальный  ток
в  нагрузке  величиной  400  мА,
Такая  величина  тока  будет  до
статочна  для  питания  не  толь
ко  транзисторных  конструкций
но  и  электромоторчиков  посто
янного  тока,  электромагнитных
реле  и  других  устройств.
 Для  сердечника  трансфор¬
матора  используются  пластины
Ш-20.  Толщина  пакета  этих
пластин  Ъ  (рис.  94)  28  мм.
 Первичная  обмотка  (щ)  для
напряжения  220В  содержит
 120
 Рис.  94.  Сердечник  трансформатора.

1856  витков-  Для  включения  трансформатора  в  сеть  на  127  В  от
первичной  обмотки  следует  сделать  отвод  после  того,  как  будут
намотаны  1100  витков.
 Вся  вторичная  обмотка  (п2)  должна  содержать  193  витка.
Чтобы  получить  возможность  регулировать  напряжение  вторич¬
ной  обмотки  скачками  в  5  В,  разобьем  ее  на  четыре  секции  и  сде¬
лаем  отводы  через  48;  96  и  144  витка.
 Для  первичной  обмотки  подойдет'  провод  ПЭВ  диаметром
 0,13...0,25  мм,  а  для  вторичной  —  провод  той  же  марки  диаметром
 0,33...0,4  мм.
 Если  вместо  указанного  выше  имеется  сердечник  больших
размеров,  то  его  тоже  можно  использовать.  Правда,  в  этом  слу¬
чае  трансформатор  будет  более  громоздким.
 С  увеличением  размеров  сердечника  увеличивается  площадь
окна  cXh  (рис.  94).  В  большем  окне  легче  разместить  обмотки.
 Если  площадь  сечения  сердечника  S  =  aXb  увеличить  (уве¬
личить-индуктивность),  то  пропорционально  можно  уменьшить
и  число  витков  в  обмотках  трансформатора.
 Так,  если  вместо  пластин  Ш-20  взять  пластины  Ш-25  с  а"  =
=  25  мм  и  оставить  толщину  пакета  28  мм,  то  площадь  сечения
по  сравнению  с  первым  вариантом  возрастет  в  к  раз:
 Следовательно,  число  витков  в  обмотках  трансформатора  во
столько  же  раз  будет  меньше,  т.  е.  /г'  =  1480, 	156.  Отвод
 первичной  обмотки  в  этом  случае  нужно  сделать  после  880  вит¬
ка.  Вторичную  обмотку  следует  разбить  на  4  части,  по  36  витков
в  каждой.
 Диаметр  проводов  обмоток  в  этих  условиях  может  быть  на
 10...15%  больше.
 2. 	Изготовить  каркас  обмоток.  Его  можно  склеить  из  толсто¬
го  картона  или  изготовить  из  тонкого  гетинакса  или  текстолита.
В  обоих  случаях  сначала  надо  изготовить  боковые  щечки
(рис.  95,  а).  Среднюю  часть  гетинаксового  каркаса  собрать  из  от¬
дельных  деталей,  показанных  на  рис.  95,  б.  Среднюю  часть  кар¬
тонного  каркаса  сделать  из  целой  полоски,  согнув  ее,  как  пока¬
зано  на  рис.  95,  в.
 Щечки  и  остальные  детали  выпилить  лобзиком  из  гетинакса
толщиной  1...  1,5  мм.  В  щечках  просверлить  отверстия  для  прово¬
дов.  Среднюю  часть  каркаса  обмотать  слоем  бумаги,  а  затем  на
него  намотать  обмотки,  начиная  с  первичной.  Провода  обмоток
уложить  плотными  рядами  биток  к  витку.  Между  рядами  сделать
прокладки  из  тонкой  бумаги  в  2  слоя.  Между  первичной  и  вто¬
ричной  обмотками  проложить  прокладки  из  5—6  слоев  тонкой
бумаги  или  2—3  толстой.  Лучше  всего  прокладки  между  обмот¬
ками  сделать  из  двух  слоев  лакоткани.  Выводы  первичных  обмо¬
ток  сделать  многожильными  гибкими  проводниками  и  подпаять
 121

Рис.  95.  Детали  каркаса  обмоток:
 а—'боковые  щечки;  б—  детали  средней  части  гетинаксового  каркаса;  в  —■  деталь  средней
 части  картонного  каркаса.
 Рис.  96.  Намоточный  станок.
 Рис.  97.  Сборка  сердечника  трансфор¬
матора.

их  к  проводу  обмотки.  Место  спайки  тщательно  обернуть  ла-
котканью.
 Для  намотки  трансформатора  удобно  использовать  специаль¬
ное  приспособление  —  намоточный  станочек  (рис.  96),  который
легко  сделать  самостоятельно.  Перед  намоткой  внутрь  каркаса
вставить  деревянный  брусок,  осью  которого  служит  металличе¬
ский  пруток  диаметром  6...8  мм,  изогнутый  с  одной  стороны.  Стой¬
ки  сделать  из  дощечек  или  фанеры.
 3. 	Пластины  сердечника  собрать  вперекрышку  (рис.  97)  до
полного  заполнения  каркаса.  Собранные  пластины  стянуть  бол¬
тами,  шпильками  или  кожухом,  предварительно  изолировав  их  от
пластин.  Плохо  стянутый  сердечник  будет  гудеть.
 II. 	Изготовление  дросселя  фильтра.
 Дроссель  фильтра  использовать  заводской  или  самодель¬
ной  конструкции.
 Сечение  сердечника  самодельного  дросселя  4...6  см2.  На
каркас  намотать  5000  витков  провода  ПЭВ-0,15,  пластины  сер¬
дечника  дросселя  собрать  в  стык.  Между  Ш-образными  и  замы¬
кающими  пластинами  проложить  полоску  тонкого  картона.
 III. 	Монтаж  выпрямителя.
 1. 	На  отдельной  плате  из  изолирующего  материала  смонти¬
ровать  диоды.  Из  алюминия  изготовить  шасси.
 Рис.  98.  Конструкция  выпрямителя.
123

2. 	Составить  монтажную  схему  выпрямителя.  При  этом
необходимо  разнести  друг  от  друга  силовой  трансформатор  и
дроссель,  сориентировав  их  сердечники  взаимно  перпендикуляр¬
но.  В  противном  случае  магнитное  поле  трансформатора  будет
наводить  переменное  напряжение  на  дросселе,  создавая  тем  са¬
мым  паразитные  пульсации  тока  на  выходе  выпрямителя.  Транс¬
форматор  и  дроссель  расположить  на  шасси  так,  чтобы  центр  тя¬
жести  выпрямителя  пришелся  примерно  на  середину  шасси.
 Установить  на  шасси  все  элементы  (рис.  98)  выпрямителя
и  выполнить  соединения  согласно  принципиальной  и  монтажной
схемам.  Так  как  к  обмотке  трансформатора  подводится  напря¬
жение  сети,  во  избежание  поражения  током  конструкцию  выпря¬
мителя  обязательно  поместить  в  полностью  закрытый  корпус.
 Отладку  выпрямителя  и  работу  с  ним  необходимо  проводить,
тщательно  соблюдая  правила  техники  безопасности  и  под  руко¬
водством  учителя.
 Контрольные  вопросы  к  главе  VIII
 1. 	Чем  обусловлена  необходимость  выпрямления  переменного  тока  в  устрой¬
ствах  питания  радиоаппаратуры?
 2. 	Расскажите,  как  устроен  и  работает  сглаживающий  фильтр.
 3. 	Расскажите  о  принципе  действия  двухполупериодного  выпрямителя  мости-
 кового  типа.
 4. 	В  чем  преимущество  двухполупериодного  выпрямителя  перед  однополу-
периодным?
 Глава  IX.  ЭЛЕМЕНТЫ  КОММУТИРУЮЩИХ
И  АВТОМАТИЧЕСКИХ  УСТРОЙСТВ
 Коммутирующие  устройства  предназначены  для  временного
замыкания  или  размыкания  (коммутации)  одной  или  нескольких
электрических  цепей  под  действием  внешних  управляющих  сиг¬
налов.  Различают  три  основных  типа  коммутирующих  устройств:
механические,  электромеханические  и  электронные.  С  механиче¬
скими  коммутирующими  устройствами  мы  познакомились  при
изучении  переключателей.
 §  1.  ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ  КОММУТИРУЮЩИЕ  УСТРОЙСТВА
 Электромеханические  коммутирующие  устройства  широко
применяются  в  разнообразных  системах  автоматики  и  дистанци¬
онного  управления.  Основная  отличительная  черта  этих  устройств
состоит  в  том,  что  они  срабатывают  под  действием  электрическо¬
го  сигнала,  который  приводит  в  движение  механические  части
конструкции,  управляющие  контактами  переключателя.
 Среди  электромеханических  коммутирующих  элементов  наи¬
более  распространено  электромагнитное  реле,  одна  из  конструк-
 124

Рис.  99.  Конструкция  электромагнитного  реле:
 1  —  контактные  пружины;  2  —  ось;  3  —  якорь;  4  —  сердечник;  5  —  катуш¬
ка;  6  —  корпус.
 ций  которого  показана  на  рис.  99.  Реле  состоит  из  железного  сер¬
дечника  4,  на  который  надета  катушка  5,  имеющая  большое
число  витков  изолированного  провода.  Сердечник  вместе  с  же¬
лезным  корпусом  6  образуют  магнитопровод  реле.  На  оси  2,
прикрепленной  к  корпусу,  располагается  поворотный  железный
якорь  5,  касающийся  контактных  пружин  1.  Контактные  пружи¬
ны  изолированы  друг  от  друга  и  от  металлического  корпуса.
 Работа  реле  основана  на  использовании  магнитного  действия
электрического  тока.
 Пока  ток  в  обмотке  отсутствует,  якорь  реле  под  действием
пружины  1  находится  на  некотором  расстоянии  от  сердечника.
При  этом  контакты  реле  разомкнуты.
 Если  теперь  пропустить  через  катушку  электрический  ток,  то
под  действием  его  магнитного  поля  якорь  притянется  к  сердечни¬
ку,  поворачиваясь  на  оси.  При  этом  другой  конец  якоря  надавит
на  контактные  пружины  —  и  контакты  реле  замкнутся.  В  этом
состоянии  реле  может  находиться  лишь  до  тех  пор,  пока  через
обмотку  течет  электрический  ток.  При  отключении  обмотки  от
источника  тока  магнитное  поле  в  ней  исчезает,  и  под  действием
сил  натяжения  контактных  пружин  якорь  возвращается  в  исход¬
ное  состояние,  а  контакты  реле  размыкаются.
 Сигнал  управления  (электрический  ток)  подается  в  обмотку
реле.  По  этой  причине  цепь,  содержащая  обмотку,  называется
цепью  управления.  К  контактам  реле  подключается  комму¬
тируемая  цепь,  иначе  называемая  цепью  исполнения.
 Важное  достоинство  реле  состоит  в  том,  что  малым  управляю¬
щим  током,  подаваемым  в  его  обмотку,  можно  коммутировать
большой  ток  в  цепи  исполнения.
 К  основным  параметрам  реле  относятся:  число  и  тип  контак¬
тов,  чувствительность,  мощность,  коммутируемая  контактами,
и  мощность  рассеяния.
 В  зависимости  от  конструкции  контактных  пружин  все  реле
делят  на  три  группы.  Реле,  у  которого  в  отсутствие  тока  в  обмот¬
ке  контакты  исполнительной  цепи  замкнуты,  называется  нор¬
мально  замкнутым  (условное  обозначение  показано  на
 125

Рис.  100.  Контактные  группы  реле:
а  —  нормально  замкнутого:  б  —  нормально  разомкнутого;  в  —  перекидного.
 рис.  100,  а).  У  реле  с  нормально  разомкнутыми  кон¬
тактами,  наоборот,  в  отсутствие  тока  контакты  разомкнуты,  а  при
подаче  управляющего  сигнала  они  замыкаются  (рис.  100,  б).  Ре¬
ле  третьей  группы  имеют  три  контактные  пружины.  В  исходном
состоянии  средняя  контактная  пружина  замкнута  с  нижней.
Якорь  управляет  этой  средней  пружиной.  При  подаче  тока  в  об¬
мотку  якорь  давит  на  среднюю  пружину  и  замыкает  ее  с  верхней.
Реле  такого  типа  называют  перекидным  (рис.  100,  в).
 Большинство  реле  имеет  не  одну,  а  несколько  групп  контакт¬
ных  пружин,  позволяющих  одновременно  и  самым  разнообраз¬
ным  образом  управлять  несколькими  цепями.
 Чувствительность  реле  определяется  минимальной
величиной  тока  в  обмотке,  при  которой  оно  срабатывает.  Чем
меньше  ток,  необходимый  для  срабатывания  реле,  тем  оно  чувст¬
вительнее.  Повышение  чувствительности  реле  достигается  путем
увеличения  числа  витков  в  обмотке,  поэтому  сопротивление  об¬
мотки  более  чувствительного  реле  всегда  выше.
 Мощность,  коммутируемая  контактам  и,—  мак¬
симальная  мощность,  которую  выдерживают  контакты,  не  разру¬
шаясь.  Дело  в  том,  что  в  момент  размыкания  сопротивление  кон¬
тактов  растет  и  они  разогреваются.  С  увеличением  коммутируег
мой  мощности  нагрев  контактов  увеличивается  настолько,  что  они
могут  расплавиться.  Поэтому  для  коммутации  особо  мощных  це¬
пей  применяют  реле,  имеющие  контакты  из  тугоплавких  метал¬
лов  с  большой  площадью  поверхности.
 Предельная  мощность  рассеяния  характеризу¬
ется  максимальной  мощностью,  которую  может  выдержать  об¬
мотка  реле  не  нагреваясь.
 Основные  параметры  реле  некоторых  типов  приведены
в  табл.  9.
 Практическая  работа.  Определение  чувствительности
реле.
 Оборудование:  макетная  плата,  две  батарейки  от  кар¬
манного  фонаря,  реле  (например,  типа  РЭС-10),  переменный  ре-
 126

Таблица  9
 Параметры  реле
 РПН,  РКН  МКУ-48
 Тит  реле
 КДР
 РМУ
 РЭС-10
 Количество  контакт¬
ных  групп
Максимальное  коли¬
чество  коммути¬
руемых  цепей
Ток  срабатывания,
мА
 Мощность  срабаты¬
вания,  Вт
Максимальный  дли¬
тельный  ток  через
контакты,  А
Напряжение,  подво¬
димое  к  обмотке,  В
 2-3
 6-8
 13...750
0,1...0,8
 0,2
до  60
 4-8
 4,5...200
0,5...0,6
 5,0
 до  220
 15
 12...650
 1...5
 3,0
 до  220
 4
 8...32
 0,6...0,7
 1,0
 27
 1
 6
 0,2...0,3
 2,0
 6...27
 зистор  1,5...2  кОм,  миллиамперметр  с  пределами  измерений  40...
50  мА.
 Выполнение  работы.
 1. 	Собрать  на  макетной  плате  цепь  для  измерения  чувстви¬
тельности  реле  (рис.  101).
 2. 	Вращая  ручку  переменного  резистора,  добиться  минималь¬
ного  тока  через  реле.  Затем  плавно  уменьшать  сопротивление
резистора,  следя  при  этом  за  показаниями  миллиамперметра
и  поведением  реле.
 При  некотором  значении  тока  в  обмотке  реле  сработает  и  лам¬
почка  JI,  подключенная  к  его  нормально  разомкнутым  контактам,
загорится.  Это  и  есть  минимальный  ток  срабатывания,  характе¬
ризующий  чувствительность  реле.  Записать  это  значение  тока.
 3. 	Уменьшая  ток  в  цепи,  определить  минимальный  ток
отпускания-реле.  Обратить  внимание  на  то,  что  якорь  реле  воз¬
вращается  в  исходное  положение  при  токе  меньшем,  чем  ток  сра¬
батывания.  Это  объясняется  меньшей  величиной  воздушного  за¬
зора  между  якорем  и  сердечником  реле  в  момент  отпускания  по
сравнению  с  моментом  срабатывания.
 4. 	Измерить  с  помощью  омметра  сопротивление  обмотки
реле.  Используя  полученное  значение  тока  срабатывания,  по
 Рис.  101.  Схема  для  измерения  чувствительности  реле.
127

формуле  P=I2R  определить  минимальную  мощность,  потребляв-
мую  реле.
 5. 	Если  реле,  используемое  в  практической  работе,  имеет  спе¬
циальную  возвратную  пружину  якоря,  силу  натяжения  которой
можно  регулировать  винтами,  то,  вращая  винт,  следует  несколько
ослабить  натяжение  возвратной  пружины  и  опять  определить
минимальный  ток  и  мощность,  потребляемые  реле.  Обратить  вни¬
мание  на  то,  что  чувствительность  реле  несколько  повысилась.
Таким  способом  можно  в  небольших  пределах  регулировать  чув¬
ствительность  реле.
 §  2,  ЭЛЕКТРОННЫЕ  КЛЮЧЕВЫЕ  УСТРОЙСТВА
 Электронные  ключевые  устройства  не  используют  принципа
механического  переключения  и  потому  являются  бесконтакт¬
ным  и.
 К  простейшим  электронным  коммутирующим  элементам  отно¬
сится  электронный  ключ.  Электронный  ключ,  так  же  как  и  меха¬
нический,  может  пребывать  в  одном  из  двух  возможных  состоя¬
ний.  Для  одного  состояния  характерно  малое  значение
сопротивления  ключа  (ключ  включен).  В  другом  состоянии,  на¬
оборот,  сопротивление  ключа  должно  быть  возможно  большим
(ключ  выключен).
 В  зависимости  от  того,  на  каком  электронном  приборе  по¬
строена  схема  ключа,  различают  ламповые,  диодные,  транзистор¬
ные  ключи,  ключи  на  газоразрядных  приборах  и  т.  д.  В  последние
годы  широкое  применение  в  разнообразной  радиоэлектронной  ап¬
паратуре  находят  транзисторные  ключи.
 В  схеме  простейшего  транзисторного  ключа  (рис.  102)  исполь¬
зовано  включение  транзистора  с  ОЭ.  Схема  ключа  во  многом
 напоминает  схему  усилительно¬
го  каскада.  Принципиальное
отличие  между  ними  опреде¬
ляется  используемым  режимом
работы  транзистора.  Если  в
усилителях  основным  режимом
является  активный,  то  в  клю¬
чах  —  режимы  отсечки  и  насы¬
щения.  Управляющий  сигнал
подается  на  вход  ключа.  Ис¬
полнительная  цепь  подключена
к  его  выходу.
 В  исходном  состоянии  (в
отсутствие  управляющего  сиг¬
нала  на  входе)  на  базу  транзи¬
стора  от  источника  Е&  через
резистор  Rq  подается  положи'
тельное  напряжение.  Транзис¬
 Рис.  102.  Принципиальная  схема  тран¬
зисторного  ключа.
 128

тор  находится  в  режиме  отсечки.  Вспомним,  что  в  режиме  отсеч¬
ки,  оба  перехода  транзистора  (коллекторный  и  эмиттерный),  за¬
крыты,  так  как  к  ним  приложено  обратное  напряжение.  В  этом
режиме  сопротивление  транзистора  очень  велико,  и  ток  в  выход¬
ной  цепи  (+ЕК,  эмиттер,  коллектор,  /?н,—Ек)  практически  равен
нулю.  Ключ  «выключен».
 Перевести  ключ  в  состояние  «Включено»  можно,  подав  на  его
вход  управляющее  напряжение  отрицательной  полярности.  Если
оно  достаточно  велико,  то  результирующее  напряжение,  прило¬
женное  к  базе  транзистора,  станет  прямым  для  эмиттерного  пере¬
хода.  Переход  откроется,  и  в  электродах  транзистора  возникнут
прямые  токи.
 При  большой  величине  входного  напряжения  ток  базы  оказы¬
вается  достаточным  для  того,  чтобы  транзистор  перешел  в  режим
насыщения.  Сопротивление  цепи  коллектор—эмиттер  в  этом  ре¬
жиме  становится  маленьким  (единицы  —  десятки  ом).  В  кол¬
лекторной  цепи  транзистора  ОЭ,  работающего  в  режиме  насы-
 щения,  течет  ток  максимальной  величины,  равный  fm~~—
 *41
 Таким  образом,  основными  режимами  работы  транзистора
в  схеме  ключа  являются  режим  отсечки  (выключенное  состоя¬
ние)  и  режим  насыщения  (включенное  состояние).  В  активном
режиме  транзистор  пребывает  лишь  в  период  перехода  из  одного
состояния  в  другое.
 Из-за  отсутствия  инерционных  механических  деталей  транзи¬
сторные  ключи  обладают  самым  высоким  быстродействи-
е  м  среди  всех  рассмотренных  коммутирующих  элементов.  Пере¬
ход  транзисторного  ключа  из  состояния  «Включено»  в  состояние
«Выключено»  и  обратно  происходит  за  время  от  10-5  до  10~10  с.
 §  3.  ЭЛЕКТРОННОЕ  РЕЛЕ
 Чувствительность  электромагнитного  реле  можно  значительно
повысить,  включив  его  в  коллекторную  цепь  транзисторного  клю¬
ча.  Такое  устройство  будем  условно  называть  электронным
реле.  Схема  простейшего  электронного  реле  показана  на
рис.  103.
 Повышение  чувствительности  реле  в  данной  схеме  обеспечи¬
вается  за  счет  того,  что  управляющий  сигнал  предварительно
усиливается  транзистором.
 Работает  реле  следующим  образом.  В  исходном  состоянии
транзистор  закрыт  под  действием  напряжения  источника  Ев.  Че¬
рез  обмотку  реле,  которая  служит  нагрузкой  транзистора,  ток
практически  не  течет.  Контакты  реле  разомкнуты,  исполнитель¬
ная  цепь  разорвана.
 При  поступлении  на  вход  ключа  управляющего  сигнала
транзистор  открывается,  появляется  коллекторный  ток,  возра¬
стающий  до  значения  тока  насыщения.  Реле  и  транзистор  выби-
 5  Заказ  5482 	129

раются  так,  чтобы  ток  насыще¬
ния  транзистора  был  несколь¬
ко  больше  минимального  тока
срабатывания  реле.  Реле  сра¬
батывает  и  замыкает  исполни¬
тельную  цепь.
 Электронное  реле  применя¬
ется  во  многих  чувствительных
электронных  автоматах,  с  кото¬
рыми  мы  ознакомимся  ниже.
 Практическая  работа.
 Сборка  электронного  реле  и
ознакомление  с  его  свойствами.
 Оборудование: 	макет¬
 ная  плата,  2  батарейки  от  кар¬
манного  фонаря  с  футляром,
транзистор  МП40,  резисторы
R1  сопротивлением  2...3  кОм,  R2—4,7...6,2  кОм,  электромагнитное
реле  типа  РЭС  или  РСМ  с  сопротивлением  обмотки  300...500  Ом,
выключатель,  переменный  резистор  50  кОм,  лампочка  с  патро¬
ном  3,5X0,28  А.
 Выполнение  работы.
 1. 	В  соответствии  с  принципиальной  схемой  (рис.  104)  собрать
на  макетной  плате  электронное  реле.  Электромагнитное  реле,
входящее  в  схему,  можно  прикрепить  к  плате  с  помощью  алюми¬
ниевой  скобы.
 2. 	Замыкая  и  размыкая  выключатель  В,  убедиться  в  работо¬
способности  схемы.
 3. 	Определить  чувствительность  электронного  реле.  Для  это¬
го  последовательно  с  резистором  R1  включить  миллиамперметр
и  переменный  резистор  R  (рис.  105).  Вращая  движок  резистора,
определить  токи  срабатывания  и  отпускания  реле.
 Рис.  104.  Принципиальная  схема  электронного  реле.
 Рис.  103.  Схема  простейшего  элек¬
тронного  реле.

Рис.  105.  Принципиальная  схема  установки  для  измерения  чувствительности
 электронного  реле.
 4. 	Подсчитать  минимальную  мощность,  необходимую  для  сра¬
батывания  реле.
 5. 	Сравнить  эти  результаты  с  результатами  испытаний  элек¬
тромагнитного  реле.
 §  4.  ПОНЯТИЕ  ОБ  АВТОМАТАХ
 К  числу  важнейших  достижений  техники,  нашедших  самое
широкое  применение  в  различных  сферах  деятельности  современ¬
ного  человека,  принадлежат  автоматы  —  устройства,  выполняю¬
щие  определенные  функции  без  непосредственного  участия  чело-
века.
 Автоматы  отличаются  огромным  разнообразием.  С  одной  сто¬
роны,  это  сложнейшие  автоматические  комплексы,  использующие
электронные  вычислительные  машины  и  призванные  управлять
производственными  процессами.  С  другой  стороны  —  простейшие
электрические  автоматы,  с  которыми  мы  повседневно  сталкива¬
емся  в  быту.
 Можно  привести  много  примеров  таких  простейших  автома¬
тов:  терморегуляторы  в  холодильнике  и  электроутюге;  электри¬
ческий  счетчик,  автомат,  включающий  уличное  освещение  с  на¬
ступлением  сумерек,  автомат,  переключающий  на  перекрестках
сигналы  светофора;  автоматический  контролер  в  метро  и  т.  д.
 Любое  автоматическое  устройство  состоит  из  двух  основных
узлов  —  исполнительного  и  воспринимающего.
 Исполнительный  узел  по  сигналу,  поступающему  от  вос¬
принимающего  узла,  производит  заданные  для  автомата  дейст¬
вия  —  включает  мотор  охлаждающего  устройства  в  холодильни¬
ке,  зажигает  нужную  лампу  светофора  и  т.  д.
 Основной  элемент  исполнительного  узла  —  исполнительный
 5*
 131

Рис.  106.  Фотопреобразователь.
 Рис.  107.  Преобразователь  на  фото¬
транзисторе.
 механизм,  или  исполнительный  орган.  Наиболее  часто  исполни*
тельными  органами  служат  электромагнитное  реле  и  электриче¬
ский  двигатель  (электромотор)^
 Исполнительный  орган  приводится  в  действие  достаточно
мощным  сигналом,  поэтому  в  состав  исполнительного  узла  мо¬
жет  входить  усилитель  сигнала,  поступающего  от  воспринимаю¬
щего  узла.
 Воспринимающий  узел  автомата  —  чувствительный  эле¬
мент,  воспринимающий  воздействие  извне  и  преобразующий  это
воздействие  в  электрический  сигнал.  В  современной  технике  вос¬
принимающий  узел  автомата  принято  называть  преобразо¬
вателем.  Например,  преобразователь  автомата,  включающего
освещение,  реагирует  на  изменение  освещенности,  а  преобразо¬
ватель  автоматического  холодильника  —  на  изменение  темпера¬
туры.  Изменения  освещенности  и  температуры  приводят  к  изме¬
нению  величины  электрического  тока  или  напряжения,  которые
представляют  собой  выходной  сигнал  преобразователя.
 Рассмотрим  более  подробно  воспринимающий  узел  на  приме¬
ре  преобразователя  автоматов,  реагирующих  на  изменение  ос¬
вещенности.  Чувствительным  элементом  такого  преобразователя
служит  полупроводниковый  фотодиод,  фототранзистор  или  фото¬
резистор.  Работа  их  основана  на  использовании  зависимости
сопротивления  полупроводника  от  степени  освещенности  его  по¬
верхности.  При  увеличении  освещенности  концентрация  свобод¬
ных  носителей  электрического  заряда  в  кристалле  полупроводни¬
ка  растет,  а  его  сопротивление  уменьшается.
 На  рис.  106  приведена  схема  устройства,  преобразующего  из¬
менения  сопротивления  фоторезистора  в  пропорциональные  из¬
менения  выходного  напряжения.
 Фоторезистор  включается  в  базовую  цепь  транзистора  после¬
 132

довательно  с  резистором  R1.  Резистор  R1  ограничивает  макси¬
мальную  величину  базового  тока.  Пока  фоторезистор  не  освещен,
его  сопротивление  велико,  поэтому  базовый  ток  мал.  Транзистор
в  данном  режиме  оказывается  практически  закрытым,  а  его  эмит¬
терный  и  коллекторный  токи  близки  к  нулю.
 Падение  напряжения  на  резисторе  R2,  которое  является  вы¬
ходным  сигналом  преобразователя,  также  близко  к  нулю.  При
освещении  сопротивление  фоторезистора  уменьшается  и  базовый
ток  транзистора  растет.  Это  приводит  к  пропорциональному  уве¬
личению  эмиттерного  тока  и  увеличению  падения  напряжения
на  резисторе  R2.
 Функции  фоторезистора  и  транзисторного  усилителя  постоян¬
ного  тока  можно  совместить,  используя  фототранзистор
(рис.  107).  Такой  преобразователь  легко  изготовить  самостоя¬
тельно.  Фототранзистор  можно  получить  из  обычного  транзисто¬
ра,  аккуратно  удалив  крышку  корпуса,  препятствующую  воздей¬
ствию  света  на  кристалл.
 Предпочтительнее  использовать  для  этих  целей  германиевые
транзисторы  средней  мощности,  имеющие  довольно  большую
площадь  поверхности  кристалла,  например,  транзисторы  П201,
П202,  П601—П605.
 Практическая  работа.  Изготовление  фототранзистора
и  изучение  его  свойств.
 Оборудование:  транзистор  типа  П201,  П601,  резисторы
5,1  кОм,  47  кОм,  резистор  переменный  470  кОм,  батарейка,  ма¬
кетная  плата,  электрические  лампочки  мощностью  25,  40,60,
100  Вт.
 Выполнение  работы.
 1. 	Аккуратно  (чтобы  металлическйе'опилки  не  попали  внутрь
транзистора)  напильником  по  боковой  грани  спилить  крышку
транзистора  и  заменить  ее  прозрачной  пластмассовой  пластин¬
кой,  которая  предохранит  фототранзистор  от  влаги  и  пыли.
 2. 	Собрать  на  макетной  плате  схему  (см.  рис.  107).
 3. 	Прикрыв  темной  бумагой  кристалл  транзистора,  измерить
величину  напряжения  на  выходе  ивых.  Затем  убрать  бумагу  и
осветить  кристалл  настольной  лампой,  ввернув  в  патрон  лампоч¬
ку  мощностью  25  Вт.  Измерить  величину  выходного  напряже¬
ния  в  этом  случае.  При  освещении  кристалла  настольной  лампой
окна  в  лаборатории  закрыть  светонепроницаемыми  шторами,
а  общее  электроосвещение  выключить.
 4. 	Указанные  операции?  повторить  для  лампочек  мощностью
40,  60  и  100  Вт.
 5. 	Сравнив  измеренные  величины,  убедиться  в  том,  что  с  уве¬
личением  светового  потока  выходное  напряжение  транзистора
увеличивается.  Последнее  обусловлено  уменьшением  сопротивле¬
ния  фототранзистора  и  соответствующим  увеличением  эмиттер¬
ного  тока.
 133

6. 	Построить  график  зависимости  величины  выходного  на¬
пряжения  преобразователя  от  мощности  лампы,  освещающей
чувствительный  элемент.
 Практическая  работа.  Изготовление  фотореле  и  оз¬
накомление  с  его  свойствами.
 Оборудование:  самодельный  фототранзистор  (изготов¬
лен  из  транзистора  П601),  резисторы  47  кОм,  3,3  кОм,  транзистор
типа  МП39  (МП40,  МП41),  резисторы  переменные  1,8...2,7  кОм,
470  кОм,  малогабаритное  реле  типа  РЭС  или  РСМ,  2  батарейки
или  выпрямитель,  крепежные  детали,  соединительные  проводни¬
ки,  гетинаксовая  плата,  лампа  12  В,  понижающий  трансформа¬
тор,  картон,  линза.
 Описание  фотореле.
 Фотореле  —  автомат,  реагирующий  на  изменение  освещенно¬
сти.  Схема  одного  из  вариантов  фотореле  приведена  на  рис.  108.
Преобразователь  изменения  освещенности  в  электрический  си¬
гнал  собран  на  фототранзисторе.
 В  качестве  исполнительного  узла  применяется  электронное
реле,  в  схему  которого  входят  транзистор  Т2  (усилитель  посто¬
янного  тока)  и  электромагнитное  реле  Р  (исполнительный
орган).
 Принцип  действия  фотореле  весьма  прост.  В  отсутствие  осве¬
щения  фототранзистора  падение  напряжения  на  резисторах  R3
и  R4  близко  к  нулю,  поэтому  транзистор  Т2  закрыт  и  реле  отпу¬
щено.  При  облучении  фото¬
транзистора  источником  света
напряжение  на  R3  и  R4  возра¬
стает,  транзистор  ^открывает¬
ся,  вызывая  срабатывание  реле.
 Надежность  срабатывания
реле  зависит  от  мощности  ис¬
точника  света.  Поэтому  в  дан¬
ной  практической  работе  для
повышения  надежности  жела¬
тельно  изготовить  специальный
осветитель.
 Осветитель  представляет
собой  трубку,  внутри  которой
вблизи  от  края  закреплена
лампочка  накаливания,  а  с  дру¬
гой  стороны  вставлена  собира-
теладая  линза.  Диаметр  трубки
определяется  диаметром  при¬
меняемой  линзы,  а  длина  за"
висит  от  ее  фокусного  расстоя¬
ния.  В  качестве  источника  све¬
та  может  быть  использована
лампочка  на  6  или  12  В.
 134
 Рис.  108.  Фотореле.

Питание  лампочки  можно  осуществлять  от  сети  через  пони¬
жающий  трансформатор.  Если  же  фотореле  питается  от  выпря¬
мителя,  то  последний  можно  использовать  и  для  питания  лам¬
почки.  Трубку  осветителя  надо  сделать  раздвижной,  чтобы  регу¬
лировать  расстояние  между  лампочкой  и  линзой.  Это  расстоя¬
ние  подбирают  таким  образом,  чтобы  свет  выходил  из  осветите¬
ля  узким  пучком.
 Перед  фототранзистором  устанавливают  также  короткую
трубку,  уменьшающую  воздействие  на  него  посторонних  источ¬
ников  света.
 Выполнение  работы.
 1. 	В  соответствии  с  принципиальной  схемой  (рис.  108)  соста¬
вить  монтажную  схему.
 2. 	Изготовить  гетинаксовую  монтажную  плату  и  смонтиро¬
вать  фотореле.
 3. 	Изготовить  осветитель  для  фототранзистора.
 Для  этого  из  картона  склеить  трубку  по  диаметру  линзы.
Вставить  в  нее  лампочку.  Фототранзистор  также  поместить  в  ко¬
роткую  трубку  длиной  40...50  мм.
 4. 	Последовательно  с  обмоткой  реле  в  коллекторную  цепь
транзистора  Т2  включить  миллиамперметр.  Фотореле  поместить
там,  где  ему  предстоит  в  дальнейшем  работать.  Выключить  осве¬
титель.  Регулируя  положение  подвижного  контакта  резистора  R4,
установить  величину  тока  транзистора  Т2,  равную  4...5  мА.  От
тока  такой  величины  релеР  сработать  не  может.
 5. 	Включить  лампу  осветителя.  Реле  Р  должно  сработать.
В  противном  случае  необходимо  увеличить  мощность  осветителя.
 Принцип  фотореле  использован  в  автоматическом  контролере
метро,  разного  рода  системах  подсчета  изготовленных  деталей
в  цехах  с  поточным  конвейерным  производством  и  т.  д.
 §  5.  УСТРОЙСТВА  ВРЕМЕННОЙ  ЗАДЕРЖКИ
 Иногда  требуется  задержать  момент  срабатывания  исполни¬
тельного  узла  относительно  момента  поступления  сигнала  с  вы¬
хода  преобразователя.
 Такая  задержка  сигнала  во  времени  используется  в  электрон¬
ных  реле  времени,  автоматических  светофорах  и  во  многих  дру¬
гих  устройствах.  Простейшим  устройством  временной  задержки
служит  цепь,  состоящая  из  последовательно  соединенных  рези¬
стора  и  конденсатора.
 Для  изучения  временные  свойств  такой  цепочки  соберем  схе¬
му  (рис.  109).
 Подключим  сначала  вольтметр  непосредственно  к  зажимам
батареи  1—2.  Стрелка  вольтметра  очень  быстро  установится  на
делении,  указывающем  величину  напряжения  батареи.  Теперь
подсоединим  вольтметр  к  выходным  зажимам  3—4  7?С-цепочки,
,т.  е.  параллельно  конденсатору,  и  нажмем  кнопку  /Сн.  Стрелка
 135

медленно  начнет  приближать¬
ся  к  делению  шкалы,  которое
соответствует  напряжению  ба¬
тареи,  и  достигнет  его  не  сра¬
зу,  а  через  некоторое  время
после  нажатия  кнопки.  Таким
образом,  подключив  к  источни¬
ку  RC-цепочку,  мы  задержали
во  времени  момент  установле¬
ния  постоянного  напряжения  на
выходе  цепи.  Такую  задержку
выходного  напряжения  можно
объяснить  следующим  образом.
 После  нажатия  кнопки  на¬
пряжение  батареи  оказывается
приложенным  к  последователь¬
но  соединенным  резистору  и
конденсатору.  В  цепи: 	« 	+  »
 батареи  —  кнопка  /Сн  —  рези¬
стор—  левая  обкладка  конденсатора  —  правая  обкладка  кон¬
денсатора—«—»  батареи  начинает  протекать  ток  заряда  кон¬
денсатора  С.  Но  конденсатор  не  может  мгновенно  зарядиться  до
напряжения  батареи.  Для  этого  ему  требуется  некоторое  время.
За  счет  инерционности  процесса  заряда  конденсатора  и  появля¬
ется  задержка.
 На  рис.  110,  а  приведены  временные  диаграммы,  иллюстри¬
рующие  процесс  заряда  конденсатора.  На  графике  отсутствует
четкая  граница,  отмечающая  момент  полного  заряда  конденса¬
тора.  По  этой  причине  для  однозначной  оценки  длительности
процесса  заряда  принято  считать,  что  он  заканчивается  в  тот
момент,  когда  напряжение  на  конденсаторе  достигает  значения
 0,9  t/бат,  где  t/бат—  напряжение  батареи.
 Время  заряда  зависит  от  величины  зарядного  тока,  т.  е.  от
сопротивления  R  и  напряжения  t/бат-  Чем  больше  этот  ток,  тем
быстрее  заряжается  конденсатор.  С  другой  стороны,  известно,
что  длительность  процесса  заряда  определяется  также  емкостью
конденсатора.  С  увеличением  емкости  время  заряда  возрастает.
Пр  иближенное  значение  времени  заряда  (до  значения  0,9  t/бат)
может  быть  найдено  из  формулы:
 /зар«2,ЗЯ-С=2,  Зт.
 Произведение  RC  имеет  размерность  времени  и  потому  назы¬
вается  постоянной  времени  цепи.  Постоянная  времени
обозначается  греческой  буквой  т.  Из  анализа  формулы  следует,
что  длительность  процесса  заряда  целиком  зависит  от  т.  Чем
больше  т  цепи,  тем  медленнее  заряжается  конденсатор
(рис.  110,  а).
 Продолжим  опыт.  После  полного  заряда  конденсатора  до  на¬
пряжения  t/бат  отпустим  кнопку  Кв  и  вновь  станем  наблюдать
 136
 Рис.  109.  Схема  установки  для  изуче¬
ния  свойств  /?С-цепочки.

Рис.  110.  Временные  диаграммы,  иллюстрирующие  работу  /?С-цепи:
а  —  заряд  конденсатора;  б  —  разряд  конденсатора.
 за  показаниями  вольтметра.  Конденсатор  начнет  разряжаться
через  внутреннее  сопротивление  вольтметра.  При  этом  напряже¬
ние  на  нем  начнет  уменьшаться.  Так  как  вольтметр  обладает
большим  внутренним  сопротивлением,  ток  в  цепи  будет  мал  и
процесс  разряда  будет  длиться  долго.  Время,  в  течение  которого
напряжение  на  конденсаторе  уменьшается  до  значения  0,1  t/бат,
принято  использовать  для  оценки  длительности  разряда.  Время
разряда  конденсатора  также  может  быть  приближенно  оценено
по  формуле:  ^разр  =  2,3ть  только  в  данном  случае  Ti  =  r*C,  где  г—г
внутреннее  сопротивление  вольтметра.
 Временные  диаграммы,  иллюстрирующие  процесс  разряда
конденсатора,  приведены  на  рис.  110,  б.  Из  графика  видно,  что
значения  0,1  t/бат  напряжение  на  выходе  RC-ixenn  достигает  с  за¬
держкой,  равной  времени  разряда  конденсатора  ^Ра3р-
 Таким  образом,  изменяя  параметры  R  и  С,  можно  изменять
длительность  отрезка  времени,  в  течение  которого  напряжение
на  выходе  RC-цепи  достигает  заданного  значения.
 Практическая  работа.  Исследование  свойств  RC-цепи.
 Оборудование:  макетная  плата,  резисторы  500  кОм  и
1,0  МОм;  конденсаторы  100  мкФ  и  200  мкФ;  секундомер,  вольт¬
метр,  батарейка.
 Выполнение  работы.
 1. 	Собрать  схему  (см.  pVc.  109).  Подключить  вольтметр  в  точ¬
ки  3—4  и  убедиться,  что  существует  временная  задержка  момен¬
та  установления  постоянного  напряжения  на  выходе  цепи  па
отношению  к  моменту  подключения  источника.
 2. 	Пользуясь  секундомером,  определить  время  заряда  и  раз¬
ряда  конденсатора  (до  напряжения  0,9  t/бат  и  0,1  t/бат  соответст¬
венно).
 137

3. 	По  формуле  t  =  2,3т  рассчитать  время  заряда  и  разряда
конденсатора  и  сравнить  с  измеренными  величинами.  (При  под¬
счете  нужно  знать  внутреннее  сопротивление  вольтметра.  Оно
обычно  указывается  на  шкале  и  в  паспорте  прибора.)
 4. 	Увеличить  сопротивление  резистора  R  в  2  раза  и  вновь  из¬
мерить  время  заряда.  Убедиться  в  том,  что  временная  задержка
при  этом  также  увеличивается  в  2  раза.
 5. 	Увеличить  емкость  С  в  2  раза  и  повторить  измерения.
 Практическая  работа.  Изготовление  реле  времени
для  фотопечати.
 Оборудование:  3  последовательно  соединенные  батарей¬
ки  от  карманного  фонаря  или  выпрямитель  напряжением
 10...12  В,  реле  типа  РЭС-10,  резисторы  82  Ом,  12  кОм,  5,1  кОм
(2  шт.),  2,2  кОм,  переменный  резистор  120  кОм,  конденсатор
электролитический  25  мкФХ20  В,  2  транзистора  МП39—МП42,
кнопка,  гетинаксовая  плата  размером  100X60  мм.
 Описание  схемы.
 Реле  времени  предназначено  для  обеспечения  автоматической
выдержки  времени,  в  течение  которого  осуществляется  просвечи¬
вание  негатива  при  фотопечати,—  времени  экспозиции.  Иными
словами,  реле  автоматически  выключает  лампу  фотоувеличителя
по  истечении  заданного  отрезка  времени  после  ее  включения.
 Реле  времени  (рис.  111)  состоит  из  двух  основных  частей  —
схемы  временной  задержки  с  эмиттерным  повторителем,  собран¬
ным  на  транзисторе  77,  и  электронного  реле.
 В  исходном  состоянии  кнопка  Ки  отжата,  вследствие  чего
база  транзистора  77  и  конденсатор  С1  отключены  от  источни¬
ка  Ек.  Следовательно,  в  исходном  состоянии  конденсатор  раз¬
ряжен,  а  транзистор  77  закрыт.
 Эмиттерный  ток  закрытого  транзистора  Г/,  а  значит,  и  па¬
дение  напряжения  на  резисторе  R4  равны  нулю.  Напряжение,
снимаемое  с  R4  через  резистор  R5,  служит  входным  сигналом
для  транзистора  Т2У  т.  е.  для  исполнительного  узла.  Так  как  в  ис¬
ходном  состоянии  оно  равно  нулю,  то  Т2  также  закрыт  и  ток
в  обмотке  реле  Р  отсутствует.  Контакты  реле  разомкнуты,  а  лам¬
па  увеличителя  JI  выключена.
 При  кратковременном  нажатии  на  кнопку  Ки  реле  времени
переходит  в  рабочее  состояние,  лампа  JI  включается  и  остается
включенной  в  течение  определенного  времени.  Происходит  это
следующим  образом.  В  момент  замыкания  кнопки  конденса¬
тор  С/  заряжается  током  от  источника  Ек  через  резистор  R1
(постоянная  времени  цепи  заряда  тзар  —  R1-C1).  Отрицательное
напряжение  с  конденсатора,  приложенное  к  базе  77,  открывает
этот  транзистор,  и  он  переходит  в  активный  режим.  По  мере
заряда  конденсатора  токи  электродов  77  растут.  Эмиттерный
ток  77  создает  падение  напряжения  на  резисторе  R4,  которое,
будучи  приложенным  через  резистор  R5  в  прямом  направлении
 138

к  эмиттерному  переходу  Т2,  также  переводит  его  в  активный
режим.  Пока  конденсатор  С1  заряжается,  напряжение  на  R4  уве¬
личивается,  вследствие  чего  коллекторный  ток  Т2  растет  и  в  не¬
который  момент  достигает  величины  тока  срабатывания  реле  Р.
Реле  срабатывает  и  замыкает  своими  контактами  цепь  питания
лампы  увеличителя.
 После  отпускания  кнопки  Кя  реле  времени  продолжает  пре¬
бывать  в  рабочем  состоянии,  так  как  напряжение  конденсато¬
ра  С1  в  течение  некоторого  времени  остается  достаточным  для
того,  чтобы  поддерживать  в  открытом*  состоянии  транзисторы  77
и  Т2.  В  это  время  конденсатор  С1  разряжается  по  двум  парал¬
лельным  цепям,  через  резисторы  R2,  R3,  а  также  через  внутрен¬
нее  сопротивление  входной  цепи  транзистора  77  (его  базовым
током).  Транзистор  77  включен  по  схеме  с  общим  коллектором.
Его  входное  сопротивление  очень  велико.  Вследствие  этого  кон¬
денсатор  С1  в  основном  разряжается  через  резисторы  R2  и  R3
(постоянная  времени  цепи  разряда  тразр~С1  (R2  +  R3).  Изменяя
суммарное  сопротивление  1R2  и  R3,  можно  регулировать  время
разряда  конденсатора.
 В  момент,  когда  конденсатор  разрядится  настолько,  что  кол¬
лекторный  ток  транзистора  Т2,  убывая,  станет  меньше  тока  отпу¬
скания  реле,  цепь  лампы  размыкается.  Это  происходит  тогда,
когда  напряжение  на  конденсаторе  становится  равным  пример¬
но  1...2  В.
 139
 Рис.  111.  Реле  времени.

Таким  образом,  время  экспозиции  заключено  между  момен¬
том  кратковременного  нажатия  кнопки  /Сн  и  моментом  разряда
конденсатора  до  напряжения  1...2  В.  Изменяя  постоянную  време¬
ни  цепи  разряда  конденсатора  тразр  с  помощью  переменного  ре¬
зистора  R3  можно  менять  время  экспозиции  в  пределах  от  ОД
до  5  с.
 Выполнение  работы.
 I.  Сборка  и  наладка  реле  времени.
 1. 	Составить  монтажную  схему  реле  времени.  В  соответствии
с  монтажной  схемой  на  гетинаксовой  плате  установить  контакт¬
ные  штырьки  для  монтажа  деталей.  Установить  детали  и  выпол¬
нить  все  соединения,  руководствуясь  основными  правилами  мон-
тажа,  изложенными  в  предыдущих  главах.
 2. 	Подключить  источник  питания.  Если  сборка  реле  произве¬
дена  без  ошибок  и  в  схеме  использованы  заведомо  годные  эле¬
менты,  то  оно  должно  нормально  работать.  Если  же  реле  после
сборки  не  работает,  следует  проверить  монтаж,  годность  всех
элементов  (в  первую  очередь  транзисторов  и  электролитического
конденсатора)  и  наличие  питающих  напряжений.  Если  реле  пос¬
ле  этого  все  равно  не  будет  работать,  то  следует  проверить  рабо¬
тоспособность  отдельных  узлов  в  следующей  последовательности.
 Вначале  проверить  работу  исполнительного  органа,  т.  е.  реле.
Для  этого  один  конец  обмотки  реле  отпаять  от  коллектора  тран¬
зистора  Т2  и  подсоединить  непосредственно  к  «  +  »  источника  Ек.
Исправное  реле  должно  сработать.  Неисправное  реле  заменить
новым.
 Убедившись  в  исправности  исполнительного  органа,  прове¬
рить  работу  второго  каскада  транзисторного  усилителя  постоян-
ного  тока.  Для  этого  отключить  его  от  выхода  транзистора  77
(точка  а),  отпаяв  один  конец  резистора  /?5.Ютпаянный  вывод  R5
соединить  с  «—»  батареи  напряжением  —  4,5  В.  «  +  »  батареи  со¬
единить  с  эмиттером  Т2.  Электромагнитное  реле  при  этом  долж¬
но  сработать.  Если  этого  не  произошло,  неисправен  второй  кас¬
кад  электронного  реле.  Устранив  неисправность,  восстановить
контакт  в  точке  а.
 Затем  проверить  транзистор  77  аналогично  транзистору  Т2,
отключив  конденсатор  и  подавая  на  вход  77  (в  точку  Ь)  отрица¬
тельное  напряжение.  Далее  перейти  к  проверке  узла  задержки.
 Цепочку  задержки  вместе  с  кнопкой  отключить  от  схемы,  раз¬
мыкая  цепь  в  точке  6,  и  проверить  ее  работу  с  помощью  вольт¬
метра.
 II. 	Калибровка  реле  времени.
 1. 	Под  ручкой  резистора  R3  закрепить  шкалу,  на  которую  по
окружности  в  дальнейшем  будут  нанесены  деления.
 2. 	Используя  секундомер  или  хронометр,  найти  зависимость
времени  экспозиции  от  положения  ручки  переменного  резистора.
На  ручку  переменного  резистора  нанести  риску  либо  стрелку.
Отградуировать  шкалу.
 140

Контрольные  вопросы  к  главе  IX
 1. 	Назовите  известные  вам  типы  коммутирующих  устройств.
 2. 	Что  является  управляющим  сигналом  для  коммутирующих  устройств  каж¬
дого  типа?
 3. 	В  каких  основных  режимах  работает  транзистор  электронного  ключа?
 4. 	Как  переводится  электронный  ключ  из  одного  состояния  в  другое?
 5. 	Расскажите  о  принципе  работы  электронного  реле.  В  чем  его  преимущест¬
во  по  сравнению  с  электромагнитным?
 6. 	Из  каких  основных  узлов  состоит  автомат?
 7. 	Объясните  назначение  исполнительного  и  воспринимающего  узлов  ав¬
томата.
 8. 	Расскажите,  как  использовать  RC-цепочку  в  качестве  простейшего  устрой¬
ства  временной  задержки.
 9. 	Как  можно  установить  нужное  время  задержки?
 Глава  X.  УСТРОЙСТВА  С  ОБРАТНОЙ  СВЯЗЬЮ
 До  сих  пор  мы  рассматривали  устройства,  в  которых  вход
и  выход  были  разделены,  или,  как  принято  говорить  в  радио¬
электронике,  не  связаны  друг  с  другом.  Это  означает,  что  выход¬
ной  сигнал  на  вход  не  поступает  и  влияния  на  работу  устройства
не  оказывает.
 Однако  существуют  устройства,  в  которых  энергия  выходного
сигнала  частично  или  полностью  возвращается  на  вход,  т.  е.
между  выходом  и  входом  имеется  так  называемая  обратная
связь.
 Если  выход  и  вход  устройства  связаны  между  собой  так,  что
всякие  изменения  на  выходе  в  большей  или  меньшей  степени
отражаются  на  входе,  то  говорят,  что  осуществляется  обратная
связь  выхода  со  входом.
 Обратная  связь  бывает  двух  видов  —  отрицательная  и  поло¬
жительная.  Если  сигнал  обратной  связи,  поступая  на  вход  радио¬
электронного  устройства,  увеличивает  его  входной  сигнал,  то
обратная  связь  является  положительной.
 В  противном  случае  обратная  связь  отрицательная.
Рассмотрим  применение  обратной  связи  в  некоторых  радио¬
электронных  устройствах.
 §  1.  ЭЛЕКТРОННЫЙ  СТАБИЛИЗАТОР  НАПРЯЖЕНИЯ
 Величина  постоянного  напряжения  на  выходе  выпрямителя
может  изменяться.  Часто  причина  этих  изменений  заключается
в  колебаниях  напряжения  осветительной  сети.  Например,  вече¬
ром  нагрузка  на  сеть  возрастает  (зажигается  много  лампочек)
и  напряжение  сети  может  уменьшиться.  Выходное  напряжение
выпрямителя  также  может  измениться  при  изменении  величины
сопротивления  нагрузки.
 Изменения  постоянного  питающего  напряжения  крайне  не¬
желательны.  Они  могут  вызвать  недопустимые  режимы  работы
 141

транзисторов,  что  приведет
к  нарушению  работоспособно¬
сти  всего  радиоустройства.  Что¬
бы  избежать  этого,  применяют
стабилизаторы  напряжения.
 Стабилизатор  напряже¬
ния  —  устройство,  поддержива¬
ющее  постоянной  величину  на¬
пряжения  на  выходе  при  изме¬
нении  напряжения  на  входе.
Конечно,  если  напряжение  на
входе  меняется  значительно,  то
и  с  помощью  стабилизатора  не
удается  поддерживать  выход¬
ное  напряжение  постоянным.
Стабилизатор  нормально  рабо¬
тает  только  при  изменении
входного  напряжения  в  определенных  пределах.
 На  рис.  112  изображена  схема  простейшего  стабилизатора
напряжения  на  транзисторе.  Транзистор  стабилизатора  работает
в  активном  режиме  и  включен  по  схеме  с  общей  базой.  Смеще¬
ние  на  базу  транзистора  подается  от  источника  напряжение
которого  не  должно  изменяться.
 Когда  на  схему  подается  входное  напряжение  UBX,  через  со¬
противление  нагрузки  Ян  протекает  эмиттерный  ток  /э  транзи¬
стора  71,  который  создает  на  сопротивлении  нагрузки  падение
напряжения  ^/?н-  Это  напряжение  —  выходное  напряжение  ста¬
билизатора.  Его  необходимо  поддерживать  постоянным.  Это  до¬
стигается  за  счет  отрицательной  обратной  связи  между  выходом
и  входом  стабилизатора.  Обратная  связь  осуществляется  через
базовый  электрод,  который  является  общим  для  входной  и  вы¬
ходной  цепей.
 Предположим,  что  напряжение  на  входе  возросло.  При  этом
возрастает  ток  /э,  а  следовательно,  должно  увеличиться  и  на¬
пряжение  на  нагрузке  (J^  .  Однако,  когда  U^  чуть  увели¬
чивается,  прямое  напряжение  UбЭ,  приложенное  между  базой  и
эмиттером  транзистора  71,  уменьшается,  так  как  —U63=LJ^  —  Еб.
Причем  напряжение  U/?н  является  обратным  для  эмиттерного
перехода  транзистора.
 Уменьшение  прямого  напряжения  на  эмиттерном  переходе
приведет  к  тому,  что  эмиттерный  ток  транзистора  уменьшится.
В  результате  напряжение  на  нагрузке  U  ян  также  уменьшится
практически  до  первоначального  значения.  Таким  образом,  не¬
смотря  на  то  что  напряжение  на  входе  увеличилось,  напряжение
на  выходе  осталось  практически  неизменным.
 Предположим  теперь,  что  входное  напряжение  уменьшилось.
Тогда  эмиттерный  ток  будет  стремиться  стать  меньше,  следова¬
 142
 Рис.  112.  Простейший  стабилизатор
напряжения.

тельно,  должно  уменьшиться  и  напряжение  на  нагрузке  £//?н  .
Однако,  когда  U  rr  уменьшается,  прямое  напряжение  на  эмит-
терном  переходе  транзистора  возрастает.  Ток  /э  увеличивается,  и
напряжение  на  нагрузке  возвращается  к  прежней  величине.
 Обратная  связь  в  стабилизаторе  является  отрицательной,  так
как  напряжение  обратной  связи  £/#н  уменьшает  входное  напря¬
жение  транзистора  (прямое  напряжение  UбЭ).
 На  практике  отдельный  источник  напряжения  Е§  применяет¬
ся  редко.  Более  распространена  схема,  в  которой  постоянное  на¬
пряжение  на  базу  транзистора  поступает  с  диода  специальной
конструкции  —  так  называемого  стабилитрона  (рис.  113).  Ста¬
билитрон—  кремниевый  диод,  нормально  работающий  при
обратных  напряжениях  на  р—я-переходе.  Важной  особенностью
стабилитрона  является  то,  что  при  значительных  изменениях
тока  напряжение  на  нем  остается  практически  неизменным.
 Таким  образом,  ток,  протекающий  в  цепи  резистора  R  и  ста¬
билитрона,  создает  на  последнем  падение  напряжения  неизмен¬
ной  величины.  Это  напряжение  и  прикладывается  к  базе  тран¬
зистора  вместо  напряжения  отдельного  источника  Еб.
 §  2.  ГЕНЕРАТОРЫ  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  КОЛЕБАНИЙ
 Рассмотрим  электронные  генераторы,  принцип  действия  кото¬
рых  основан  на  преобразовании  энергии  источников  электропи¬
тания  в  энергию  электрических  колебаний  заданной  частоты  и
формы  с  использованием  обратной  связи.  При  подключении  ис¬
точника  питания  в  генераторе  без  всякого  внешнего  воздействия
возникает  и  поддерживается  электрический  колебательный  про¬
цесс.  Такие  самопроизвольно  возникающие  колебания  носят  на¬
звание  автоколебаний.
 В  зависимости  от  формы  вы¬
ходного  сигнала  различают  ге¬
нераторы  гармонических  и  ре¬
лаксационных  колебаний.  В
последнем  случае  колебания
по  форме  сильно  отличаются  от
гармонических  (колебания  пря¬
моугольной  формы,  пилообраз¬
ные  и  др.).
 Структурная  cxenta
генератора
 Посмотрим,  из  каких  ос¬
новных  узлов  состоит  любой
генератор.  Сделаем  это  на
примере  генератора  гармони¬
ческих  колебаний.
 Рис.  113.  Стабилизатор,  использую^
щий  стабилитрон.
 143

Рис.  114.  Структурная  схема  генератора.
 Известны  различные  принципы  построения  генераторов  гар^
монических  колебаний.  Один  из  них  основан  на  использова¬
нии  свойств  колебательного  контура.  Это  так  называемый  LC
генератор.  Изучая  колебательный  контур  (глава  VI),  мы  устано-
вили,  что  при  сообщении  энергии  от  внешнего  источника  в  нем
возникают  гармонические  колебания,  частота  которых  опреде¬
ляется  параметрами  контура  L  и  С.  Однако  из-за  потерь  энергии
в  элементах  контура  эти  колебания  являются  затухающими.
 При  использовании  контура  в  качестве  колебательного
элемента  генератора  основная  задача  построения  схемы  сво¬
дится  к  возбуждению  в  нем  незатухающих  колебаний.  Для  по¬
лучения  незатухающих  колебаний  необходимо  восполнять  потери
энергии  в  колебательном  контуре.  Причем  энергия,  компенси¬
рующая  потери,  должна  поступать  в  такт  с  колебаниями,  возни¬
кающими  в  контуре.  Это  достигается  путем  применения  в  схеме
генератора  регулирующего  устройства.
 Таким  образом,  структурная  схема  генератора  (рис.  114)
должна  состоять  из  трех  основных  узлов:  источника  питания,
колебательного  элемента  и  регулирующего  устройства.
 Управление  регулирующим  устройством  осуществляется  си¬
гналом,  поступающим  с  колебательного  контура  по  цепи  обрат¬
ной  связи.  При  уменьшении  амплитуды  колебаний  в  контуре
сигнал  обратной  связи  воздействует  на  регулирующее  устройст¬
во,  вследствие  чего  в  контур  от  источника  питания  поступает
порция  энергии.  Потери  энергии  в  контуре  восполняются  за  счет
энергии  источника,  а  амплитуда  колебаний  возрастает  до  преж¬
ней  величины.
 Сигнал,  поступающий  по  цепи  обратной  связи,  увеличивает
входной  сигнал  регулирующего  устройства  и  тем  самым  препят¬
ствует  уменьшению  амплитуды  колебаний  в  контуре  (амплитуды
 144

выходного  сигнала  генератора).  Значит,  обратная  связь  в  гене¬
раторе  является  положительной.
 Следует  отметить,  что  генераторы,  построенные  на  любом
ином  принципе,  содержат  все  элементы  рассмотренной  выше
структурной  схемы  (рис.  114).  Однако  сами  эти  элементы  могут
существенно  отличаться  друг  от  друга,  так  же  как  и  способы
построения  цепей  положительной  обратной  связи.
 Принципиальная  схема  генератора
гармонических  колебаний
 На  рис.  115  представлен  один  из  возможных  вариантов  упро¬
щенной  принципиальной  схемы  LC-генератора  гармонических  ав¬
токолебаний.  Колебательный  контур,  состоящий  из  конденсато¬
ра  С1  и  катушки  L1,  включен  в  коллекторную  цепь  транзисто¬
ра  Т.  Выходное  переменное  напряжение  генератора  UB  ых
снимается  с  контура.  Источник  питания  коллекторной  цепи  тран¬
зистора  Ек  одновременно  играет  роль  источника,  восполняющего
потери  энергии  в  контуре.  Регулирующим  устройством  в  схеме
генератора  служит  транзистор  Г,  управляемый  сигналом  обрат¬
ной  связи  иСв>  который  снимается  с  обмотки  связи  L2,  намотан¬
ной  на  одном  каркасе  с  контурной  обмоткой  Ы.  Обмотки  L1  и  L2
образуют  трансформатор  без  сердечника.  Переменное  выходное
напряжение  генератора  UBых  наводит  напряжение  f/CB  в  обмот¬
ке  L2y  которое  и  является  сиг¬
налом  обратной  связи,  по¬
скольку  поступает  на  вход
транзистора  (через  раздели¬
тельный  конденсатор  Ср  £/св
прикладывается  к  эмиттерно-
му  переходу  транзистора).
 Для  того  чтобы  обратная
связь  в  генераторе  была  поло¬
жительной,  обмотки  должны
быть  включены  так,  как
показано  на  рис.  115  (н  —  на¬
чало,  к  —  конец  обмотки).  Та¬
кой  способ  включения  обмоток
трансформатора  называется
встречным.  При  встречном
включении  полярность  напря¬
жения  Uсв,  наводимого  й  об¬
мотке  L2,  противоположна  по¬
лярности  напряжения  на  кон¬
туре,  т.  е.  при  отрицательной
полуволне  переменого  напря¬
жения  UВых  в  обмотке  связи
будет  наводиться  положитель-
 145
 Рис.  115.  Принципиальная  схема  ре¬
генератора  .

ная  полуволна  напряжения,  и  наоборот.  Резисторы  R1  и  R2  об¬
разуют  цепь  смещения  транзистора.
 Принцип  действия  генератора
 При  подключении  источника  питания  Ек  к  генератору  в  цепи
резисторов  R1  и  R2  возникает  ток,  который  создает  падение
напряжения  на  резисторе  R2  в  полярности,  указанной  на  рис.  115.
Так  как  это  напряжение  прямое  для  эмиттерного  перехода,  то
транзистор  Т  открывается.  Коллекторный  ток  транзистора,  про¬
текая  через  контур,  создает  в  нем  начальный  запас  энергии  и
тем  самым  обеспечивает  возбуждение  гармонических  колебаний.
Эти  колебания  в  генераторе  не  затухают.  Объясняется  это  сле¬
дующим  образом.  Во  время  отрицательных  полуволн  напряже¬
ния  на  обмотке  связи  прямое  напряжение  на  эмиттерном  пере¬
ходе  увеличивается  и  коллекторный  ток  возрастает,  компенсируя
потери  энергии  в  контуре.  Положительные  полуволны  напряже¬
ния  обмотки  связи  закрывают  транзистор.  Вследствие  этого
в  коллекторной  цепи  протекает  пульсирующий  ток  (рис.  116),
Частота  следования  импульсов  коллекторного  тока  в  точности
совпадает  с  частотой  колебаний  в  контуре.  Своих  положитель¬
ных  амплитудных  значений  UM  колебания  в  контуре  и  импульсы
коллекторного  тока  достигают  одновременно  (рис.  116).  Это  обес¬
 146
 Рис.  116.  Временные  диаграммы,  иллюстрирующие  работу  LC-генератора.

печивается  благодаря  встречному  включению  обмоток  L1  и  L2.
Таким  образом,  встречное  включение  обмоток  действительно
обеспечивает  положительную  обратную  связь  в  генераторе.
 §  3.  ГЕНЕРАТОР  РЕЛАКСАЦИОННЫХ  КОЛЕБАНИЙ
 Принципиальная  схема  мультивибратора
 Рассмотрим  один  из  генераторов  релаксационных  колеба¬
ний—  автоколебательный  мультивибратор  (рис.  117).  Он  пред¬
назначен  для  генерирования  импульсов,  форма  которых  близка
к  прямоугольной.
 Если  в  рассмотренном  выше  LC-генераторе  для  создания  ко¬
лебаний  использовались  два  различных  накопителя  энергии  (эле¬
менты  колебательного  контура),  то  в  схеме  мультивибратора  для
этих  целей  используются  накопители  одного  типа  —  конденсато¬
ры  С1  и  С2.  Транзисторы  77  и  Т2  выполняют  роль  регулирую¬
щих  устройств,  которые  в  соответствии  с  сигналами,  поступаю¬
щими  по  цепи  обратной  связи,  переключают  конденсаторы  с  за¬
ряда  на  разряд  и  наоборот.
 Резисторы  R1,  R2  образуют  цепи  разряда  конденсаторов.
Резисторы  /?кь  Rk2  —  сопротивления  нагрузки  коллекторной
цепи.
 По  схеме  видно,  что  мультивибратор  состоит  из  двух  каска¬
дов.  Вход  каждого  из  них  (база  транзистора)  подключен  через
конденсатор  (накопитель  энергии)  к  выходу  другого  (коллекто¬
ру).  Такое  включение  обеспечивает  наличие  положительной  об¬
ратной  связи  в  схеме.
 Рис.  117.  Принципиальная  схема  мультивибратора.
147

Принцип  действия  мультивибратора
 Мультивибратор  обладает  двумя  характерными  состояниями,
в  каждом  из  которых  один  из  транзисторов  открыт  и  насыщен,
а  другой  закрыт.  В  это  время  один  конденсатор  заряжен,  а  дру¬
гой  разряжен.  При  работе  мультивибратор  периодически  перехо¬
дит  из  одного  состояния  в  другое.
 Посмотрим,  как  это  происходит.  Временные  диаграммы,
поясняющие  работу  мультивибратора,  приведены  на  рис.  118.
Начнем  рассмотрение  с  лроизвольно  выбранного  момента  време¬
ни  11  =  0.  Будем  считать,  что  в  момент  t\  мультивибратор  только
что  перешел  в  такое  состояние,  в  котором  транзистор  77  открыт,
а  Т2  закрыт.  При  этом  конденсатор  С1  разряжен,  а  С2  заряжен
до  напряжения,  близкого  к  Ек  в  полярности,  указанной  на  схеме.
 Так  как  сопротивление  насыщенного  транзистора  77  близко
к  нулю,  то  после  того  как  он  открылся,  левая  обкладка  конден¬
сатора  С2  по  существу  оказалась  замкнутой  на  землю.  Положи¬
тельное  напряжение  с  конденсатора  С2,  будучи  приложенным
через  открытый  транзистор  77  к  базе  второго  транзистора,  удер¬
живает  его  в  закрытом  состоянии.  Пока  конденсатор  С2  остается
заряженным  в  указанной  полярности,  транзистор.Т2  продолжает
оставаться  закрытым,  а  мультивибратор  сохраняет  данное  со¬
стояние.
 Однако  в  этом  состоянии  мультивибратор  долго  находиться
не  может,  так  как  конденсатор  С2  разряжается  током  /разр,  про¬
текающим  через  открытый  транзистор  77  и  резистор  R2.  Напря¬
жение  на  емкости  С2,  а  следовательно  и  на  базе  Т2,  уменьшает¬
ся  (рис.  118).
 В  момент  /2  напряжение  на  базе  проходит  через  нуль  и  стано¬
вится  отрицательным.  В  результате  транзистор  Т2  открывается
и  переключает  конденсатор  С2  на  заряд.
 В  интервале  времени  от  t\  до  t2,  пока  конденсатор  С2  разря¬
жался,  С1,  наоборот,  заряжался  базовым  током  77  через  /?К2  от
источника  Ек.  Поэтому,  когда  Т2  открылся,  положительное  на¬
пряжение  с  конденсатора  С1  оказывается  приложенным  к  базе
транзистора  77.  Транзистор  77  закрывается  и  переключает  кон¬
денсатор  С1  на  разряд.  Цепь  разряда:  левая  обкладка  С/,  рези¬
стор  R1,  источник  Ек,  земля,  транзистор  Т2,  правая  обкладка  CL
 Мультивибратор  оказался  в  новом  состоянии  и  будет  в  нем
находиться  до  тех  пор,  пока  не  разрядится  конденсатор  С1,  пос¬
ле  этого  мультивибратор  возвращается  в  первоначальное  состоя¬
ние  и  т.  д.
 Параметры  выходного  сигнала  мультивибратора
 Выходной  сигнал  £/Вых=  £Ли  =  Uu2  снимается  с  одного  из  кол¬
лекторов.
 Напряжение  на  коллекторах  транзисторов  (рис.  118)  пред¬
ставляет  собой  последовательность  импульсов  отрицательной  1то-
 148

лярности,  форма  которых  близка  к  прямоугольной.  Такая  после¬
довательность  может  быть  охарактеризована  следующими
параметрами:  длительностью  импульсов  tu,  периодом  следования
 импульсов  Т  и  частотой  следования  импульсов  /  =  —•  Оценим
 значения  этих  параметров.
 Длительность  импульса  £ui  на  коллекторе  транзистора  77
равна  времени  пребывания  этого  транзистора  в  закрытом  со¬
стоянии.  В  свою  очередь,  как  это  следует  из  рассмотрения  прин¬
ципа  действия  мультивибратора,  транзистор  77  остается  закры¬
тым,  пока  конденсатор  С1  разряжается  через  резистор  R1  от  на¬
пряжения  £к  до  нуля,  стремясь  перезарядиться  до  напряжения  Ек
в  противоположной  полярности.  Известно,  что  длительность  по¬
добного  процесса  полностью  определяется  постоянной  времени
цепи  разряда.  В  данном  случае  она  составляет:
 По  аналогии
 (размерность  величин;  R—  в  омах,  С  —  в  фарадах,  tu  —  в  секун¬
дах)  .
 149
 Рис.  118.  Временные  диаграммы,  иллюстрирующие  работу  мультивибратора.

Период  следования  импульсов,  как  это  видно  из
временных  диаграмм  (рис.  118),  равен  сумме  длительностей  им¬
пульсов  tUx  и  tu2:
 В  случае,  если  схема  полностью  симметрична  (R1=*R2,  С1  —  С2,
ti=T2=t),  Т  =  1,4т.
 Частота  следования  импульсов  определяется,  как
 величина,  обратная  периоду,  т.  е./=—==——.  Из  зпгой  форму*.
 Т  1,4т
 лы  следует,  что,  изменяя  т,  можно  изменять  частоту  мультивиб^
ратора.  Обычно  этого  достигают  путем  изменения  емкости  кон¬
денсаторов.
 Практическая  работа.  Изготовление  электронного
звонка.
 Оборудование:  транзисторы  типа  МП39—МП42  (3  шт.),
конденсаторы  0,025  мкФ  (2  шт.),  0,1  мкФ,  резисторы  39  кОм
(2  шт.),  4,3...6,2  кОм  (2  шт.),  радиотрансляционный  громкогово¬
ритель,  2  батарейки  3336J1  или  выпрямитель,  кнопка  или  выклю¬
чатель  любого  типа,  гетинаксовая  плата  толщиной  2,5...3  мм,
монтажные  провода  и  арматура.
 Описание  схемы.
 Если  к  выходу  мультивибратора,  работающего  на  частоте
звукового  диапазона  через  усилитель  низкой  частоты,  подклю¬
чить  динамик,  то  получится  устройство,  условно  именуемое
электронным  звонком  (рис.  119).  При  подаче  питания  на  такое
устройство  динамик  лачнет  воспроизводить  звук  одного  тона,  ча¬
стота  которого  определяется  частотой  колебаний  мультивиб¬
ратора.
 150
 Рис.  119'.  Электронный  звонок.

Усилительный  каскад  собран  на  транзисторе  ТЗ.  Работает
такой  усилитель  следующим  образом.  В  то  время,  когда  тран¬
зистор  Т2  находится  в  закрытом  состоянии,  его  эмиттерный  ток,
а  следовательно  и  ток  базы  транзистора  ТЗ,  равен  нулю.  Значит,
транзистор  ТЗ  также  закрыт.  При  открывании  транзистора  Т2
в  процессе  работы  мультивибратора  его  эмиттерный  ток  замы¬
кается  в  цепи  базы  ТЗ  и  открывает  транзистор  ТЗ.  Таким  обра¬
зом,  состояние  транзистора  ТЗ  определяется  состоянием  транзи¬
стора  Т2.
 Особенности  монтажа  электронного  звонка.
 Номиналы  элементов  времязадающих  цепей  Rl,  С1  и  R2,  С2,
приведенные  на  схеме  (рис.  119),  обеспечивают  работу  электрон¬
ного  звонка  на  частоте  около  700  Гц.  Если  же  необходимо  изме¬
нить  частоту  мультивибратора,  то  в  соответствии  с  приведенной
выше  формулой  для  f  нужно  подобрать  другие  значения  пара¬
метров  этих  элементов.  Электронную  часть  схемы  звонка  удобно
смонтировать  на  гетинаксовой  плате,  которую  можно  затем  по¬
местить  в  футляр  радиотрансляционного  громкоговорителя.  Раз¬
меры  платы  выбирают  с  учетом  размеров  футляра  громкогово¬
рителя.  Динамик  подключается  к  коллекторной  цепи  ТЗ  через
согласующий  трансформатор,  имеющийся  в  громкоговорителе.
Так  как  мощность,  рассеиваемая  во  всех  элементах  звонка,  неве¬
лика,  то  при  монтаже  желательно  использовать  малогабаритные
детали:  резисторы  типов  МЛТ,  УЛМ,  конденсаторы  типа  МБМ.
 Предварительной  наладки  звонок  не  требует  и  при  отсутствии
ошибок  в  монтаже  начинает  работать  сразу  же  после  подклю¬
чения  питания.  В  этом  состоит  особенность  несложных  электрон¬
ных  устройств,  в  которых  транзисторы  работают  в  ключевом
режиме.
 Если  вместо  кнопки  Кя  в  схеме  электронного  звонка  приме¬
нить  нормально  разомкнутые  контакты  реле,  то  его  можно  будет
использовать  в  разнообразных  устройствах  звуковой  сигнализа¬
ции,  например  совместно  с  фотореле  и  т.  п.
 Практическая  работа.  Изготовление  электронного  пе¬
реключателя  елочных  гирлянд.
 Оборудование:  транзисторы  типа  МП39—МП42  (3  шт.).
резисторы  100  кОм  (2  шт.),  6,2  кОм  (2  шт.),  конденсаторы
электролитические  100  мкФх15  В  (2  шт.),  электромагнитное  ре¬
ле,  выключатель  любого  типа,  2  батарейки  3336Л  или  выпрями¬
тель,  гетинаксовая  плата  толщиной  2,5...3  мм,  монтажные  про¬
вода  и  арматура.
 Принцип  действия  переключателя.
 Увеличивая  величину  емкостей  С1  и  С2  и  сопротивление  ре¬
зисторов  R2,  R1,  можно  сделать  частоту  переключения  мульти¬
вибратора  очень  низкой  —  порядка  единиц  герц.
 Такой  мультивибратор  может  быть  использован  в  качестве
источника  управляющего  сигнала  электронного  реле,  предназна-
 151

ценного  для  коммутации  цепей  питания  лампочек  елочных  гир¬
лянд  (рис.  120).  Для  коммутации  двух  гирлянд  подойдет  реле
с  одной  группой  контактных  пластин,  работающих  на  переклю¬
чение.  При  большем  количестве  коммутируемых  гирлянд  приме¬
няют  реле  с  большим  числом  контактных  пластин.
 Работа  электронного  переключателя  напоминает  работу
электронного  .звонка,  отличие  состоит  лишь  в  частоте  мульти¬
вибратора  и  в  нагрузке  реле.  В  течение  отрезка  времени,  пока
транзисторы  Т2  и  ТЗ  закрыты,  ток  в  обмотке  реле  отсутствует
и  оно  отпущено.  При  открывании  транзисторов  реле  срабатывает.
 Особенности  изготовления  переключателя
гирлянд.
 При  подборе  реле  для  переключателя  необходимо  следить  за
тем,  чтобы  допустимое  значение  коммутируемой  мощности  пре¬
восходило  мощность,  потребляемую  лампочками  каждой  гирлян¬
ды.  Кроме  того,  нужно  иметь  в  виду,  что  коллекторный  ток  тран¬
зистора  ТЗ  должен  обеспечивать  надежное  срабатывание  реле-,
т.  е.  должен  быть  больше  тока  срабатывания  реле.
 В  связи  с  тем  что  переключатель  коммутирует  значительную
мощность,  его  конструкция  должна  исключать  возможность  слу¬
чайного  прикосновения  к  элементам  схемы  во  избежание  несчаст¬
ного  случая.  С  этой  целью  монтажная  панель  должна  быть  по¬
мещена  в  закрытый  футляр,  который  можно  изготовить  само¬
стоятельно  из  любого  подходящего  изолирующего  материала.
 152
 Рис.  120.  Электронный  переключатель  елочных  гирлянд.

Контрольные  вопросы  к  главе  X
 1. 	В  чем  заключается  принцип  обратной  связи?
 2. 	Какие  существуют  виды  обратной  связи?
 3. 	Чем  вызвана  необходимость  стабилизации  напряжения  питания  радио¬
электронных  устройств?
 4. 	Какую  роль  выполняет  сигнал  обратной  связи  в  стабилизаторе  напря¬
жения?
 5. 	В  чем  разница  между  гармоническими  и  релаксационными  колебаниями?
 6. 	Из  каких  основных  узлов  состоит  электронный  генератор?
 7. 	Какого  вида  обратная  связь  используется  для  получения  автоколебаний?
 8. 	Как  обеспечиваются  незатухающие  колебания  в  контуре  LC  генератора?
 9. 	Объясните  принцип  действия  мультивибратора.
 10. 	Как  можно  изменять  частоту  мультивибратора?

Приложение
 Условные  графические  изображения  некоторых  элементов
радиоэлектронных  устройств  на  принципиальных  схемах
 Название
 Обозначение
 Название
 Обозначение
 Провод
 Место  соединения
проводов
 Перекрещивание  про¬
водов  без  соеди-
 Заземление  (соеди¬
нение  с  землей)
 Соединение  с  шасси
(с  металлическим
корпусом  прибора,
с  общим  проводом)
 Выключатель  одно¬
полюсный  (ключ)
 Переключатель  одно¬
полюсный
 Переключатель  мно¬
гополюсный
 Контакт  реле  (нор¬
мально  разомкну¬
тый)
 Клемма  (зажим)
 Клеммы  источника
постоянного  тока
 Гальванический  эле¬
мент  или  аккуму¬
лятор
 Батарея  гальваниче¬
ских  элементов
или  аккумуляторов
 Штепсельная  вилка
Лампа  накаливания
Штепсельное  гнездо
 Амперметр
 Вольтметр
 Омметр
 Резистор
 Резистор  регулируе¬
мый
 Конденсатор
 Электролитический
 конденсатор
 Конденсатор  регули¬
руемый
 Конденсатор  под-
строечный
 154

Название
 Обозначение
 Название
 Продолжение
Обозначение
 Катушка  индуктив¬
ности  без  сердеч¬
ника
 Катушка  индуктив¬
ности  с  отводами
без  сердечника
 Катушка  индуктив¬
ности  со  стальным
сердечником  (дрос¬
сель)
 Катуш>ка  индуктив¬
ности  с  магнито¬
диэлектрическим
сердечником  (на¬
пример,  с  ферри-
товым)
 Трансформатор  без
сердечника
 Трансформатор  со
стальным  сердеч¬
ником
 Трансформатор  с
магнитодиэлектри¬
ческим  сердечни¬
ком
 Генератор  перемен¬
ного  тока
 Микрофон
 Телефон
 Громкоговоритель
 Полупроводниковый
 диод
 Транзистор  типа
Р  п  р
 Транзистор  типа
п—р—п
 Обмотка  реле
 Предохранитель
 Фотодиод
 Антенна
 Лампа  неоновая
 Фоторезистор
 Кнопка
 Стабилитрон
 155

ПРЕДМЕТНЫЙ  УКАЗАТЕЛЬ
 Авометр  25,  26,  29
Автоколебания  143
Автоматы  3,  130—132
Аккумуляторы  72
—,  зарядное  устройство  72,  73
Ампер  (единица  измерения  силы  тока)
15
 Амперметр  20,  21
Антенна  91,  92,  96,  98
 Вольт  (единица  измерения  электриче¬
ского  напряжения)  16
Вольтметр  21
Выключатели  18,  35
Выпрямитель  116
 — 	однополупериодный  67,  116—118
 — 	двухполупериодный  118—120
Генератор  электронный  28,  143—145
 			 гармонических  колебаний  145—
 147
 — 	—  релаксационных  колебаний  147—
150
 Генри  (единица  измерения  индуктив¬
ности)  52
 Герц  (единица  измерения  частоты  то¬
ка)  28
Громкоговоритель  88—90
 Детектирование  96
 Диод  полупроводниковый 	65—67,
 71—72
 	 плоскостной  67—69
 		 точечный  68,  69
 Динамик  89
Диффузор  88
Дроссель  117
 Емкость  электрическая  44
 Закон  Ома  22,  23
 Заряды  свободные  14—16,  64,  65
 Звук  84
 Звукосниматели  86,  87
 Избирательность  приемника  98
Изолятор  14
Ионосфера  93,  94
Индуктивность  52,  59
 — 	катушки  однослойной  52
 	многослойной  53
 Искажение  сигнала  103,  106
 Катушки  индуктивности  51—53
 	в  цепи  переменного  тока  54
 	контурные  54,  55
 Ключ  18
 — 	электронный  128,  129
Колебания  электрические  27,  28,  84,
 96,  97
 	гармонические  27,  143
 	 релаксационные  143
 — 	звуковые  84
 — 	электромагнитные  91,  92
Колебательный  контур  96—98,  144
Конденсатор  43—45
 — 	в  цепи  переменного  тока  45
 — 	переменной  емкости  49—50
 — 	постоянной  емкости  46—49
Коэффициент  передачи  тока  76
	 	напряжения  77
 	мощности  77
 — 	трансформации  58,  59
 — 	усиления  102,  103
 Магнитопровод  33,  57
Материалы  проводниковые  31
 156

— 	магнитные  32,  33,  59
 — 	электроизоляционные  31
Микрофон  85,  86
Модуляция  95,  96
 Монтаж  радиоэлектронных  устройств
 5, 	8—10, 	12, 	60, 	80, 	81, 	110,
 112,  124
 Мощность  рассеяния  резистора  39,
42
 		реле  126
 	 транзистора  79
 — 	срабатывания  реле  127
Мультивибратор  147—150
 Нагрузка  16,  102
Напряжение  15—17
—,  измерение  21,  23,  24,  30
 — 	смещения  105—107
 Ом  (единица  измерения  сопротив¬
ления)  16
Омметр  24,  25
 Паяние  5,  10,  И,  12
Передатчик  84,  91,  95
Переключатели  34—36
Плата  монтажная  5,  6
 — 	макетная  7
 Поле  электрическое  15,  45
 — 	магнитное  51,  57
Полупроводники  63
 —,  электрические  свойства  64
—,  /г-типа  64
—,  р-типа  64,  65
—,  р—/г-переход  65,  67,  68,  75
Постоянная  времени  /?С-цепи  136
Потребители  тока  18
Преобразователь  132
 — 	на  фоторезисторе  132,  133
 — 	на  фототранзисторе  133
Приемник  84,  97,  98
 — 	детекторный  61—63,  99—101,  112
Припой  10
 Пробник  19
 Провода  монтажные  8,  9,  18,  33,  110
 — 	обмоточные  33,  34
Проводимость  16
Проводники  14,  31
Пьезоэлемент  86
 Радиоволны  91—93
Радиоволны  длинные  92—94
 — 	короткие  92,  94
 — 	средние  92,  94
 — 	ультракороткие  92,  94,  95
Радиосвязь  3,  91—95
Резисторы  16,  37
 — 	переменные  37,  41,  42
 — 	постоянные  37—40
Резонанс  97
 Реле  электромагнитное  124—126
 — 	времени  138—140
 — 	электронное  129,  130
 Связь  гальваническая  109
 — 	трансформаторная  109,  111,  112
 — 	резистивно-конденсаторная  109,
111
 — 	обратная  141,  143—145,  147
Сила  тока  15,  22
 	,  амплитуда  28
 	,  измерение  20,  24,  29
 Сопротивление  16
■—  емкостное  46
 — 	индуктивное  54
 —,  измерение  24,  25,  30
 — 	удельное  31,  32
 	 полупроводника  64
 Стабилизатор  напряжения  142,  143
Стабилитрон  143
 Схема  монтажная  5,  7,  60,  61,  110
 — 	принципиальная  18
 — 	структурная  95,  144
 Телефон  87,  88,  90
Ток  электрический  14
 	,  источники  15,  17,  72, 	116—120
 	,  направление  18
 	,  действие  тепловое  19
 	,  —  магнитное  19
 	,  —  механическое  20
 	переменный  26—28
 	постоянный  26
 	пульсирующий  67,  96
 Транзистор  74
 —,  активный  режим  75,  76,-104
—,  режим  насыщения  104,  128
Транзистор,  режим  отсечки  104,  128
 157

устройство  74
 включение  по  схеме  ОЭ  77
 	ОБ  78
 	ОК  78
 —,  параметры  80
Трансформатор  57—59
 — 	повышающий  58
 — 	понижающий  58
 Усилители  102,  103
 — 	низкой  частоты  105,  106,  109—111
 — 	постоянного  тока  103,  104,  109
Устройство  временной  задержки
 135—137
 Фарада  (единица  электрической  ем¬
кости)  45
Феррит  33,  59
 Фильтр  сглаживающий  116,  117
 Флюс  10
 Фоторезистор  132,  133
Фотореле  134,  135
Фототранзистор  132,  133
 Цепь  электрическая  16,  17
 	,  короткое  замыкание  18,  19
 	,  обрыв  18,  19
 Частота  переменного  тока  28
 — 	собственных  колебаний  контура  97
*—  усиления  транзистора  79,  80
Чувствительность  приемника  98
 — 	реле  126,  127
 Электроакустика  84
Эмиттерный  повторитель  78

ОГЛАВЛЕНИЕ
 Введение.  . 	. 			. 	. 	. 	. 	. 	< 	% 	• 	3
 Глава  /. 	Начальные  сведения  о  монтаже  радиоэлектронных  устройств
 §  1. 	Макетная  плата 			5
 §  2. 	Монтаж  деталей  		8
 Глава  11.  Электрический  ток 			* 	. 	* 	14
 §  1. 	Понятие  о  токе,  напряжении  и  сопротивлении 	—
 §  2. 	Электрическая  цепь.  Принципиальная  схема  электрической  цепи 	16
 §  3. 	Измерение  тока  и  напряжения 	19
 §  4. 	Экспериментальная  проверка  закона  Ома  для 	участка  цепи 	21
 §  5. 	Измерение  сопротивления.  Авометр  	24
 §  6. 	Переменный  ток 		26
 Глава  III.  Радиоматериалы  и  детали 	31
 §  1.  Материалы,  применяемые  в  радиоэлектронике  .... 	—
 §  2. 	Провода  монтажные  и  обмоточные  	33
 §  3. 	Переключатели 	34
 §  4. 	Резисторы  		37
 §  5. 	Конденсаторы  		43
 §  6. 	Катушки  индуктивности  	51
 §  7.  Трансформаторы 	^ 	57
 §  8.  Особенности  монтажа  сложных  радиоэлектронных  устройств  60
 Глава  IV.  Полупроводниковые  приборы 			63
 §  1. 	Электрические  свойства  полупроводников 	64
 §  2. 	Полупроводниковые  диоды 		65
 §  3. 	Транзисторы 				74
 §  4. 	Особенности  монтажа  и  эксплуатации  полупроводниковых  при¬
боров 		80
 Глава  V.  Электроакустические  приборы 	84
 §  1. 	Звуковые  и  электрические  колебания 	—
 §  2. 	Преобразователи  звуковых  сигналов  и  звукозаписи  в  электри¬
ческие  сигналы 			85
 §  3. 	Преобразователи  электрических  колебаний  в 	звуковые  ... 	87
 Глава  VI.  Принцип  радиосвязи 			91
 §  1. 	Радиоволны 	—
 §  2 	Понятие  о  системе  радиосвязи 	95
 §  3. 	Колебательный  контур.  Избирательность  и 	чувствительность
 приемника  	96
 §  4. 	Приемные  антенны 	98
 §  5. 	Детекторный  приемник 	99
 Глава,  VII.  Усилители 				102
 §  1. 	Основные  понятия  и  определения 	—
 §  2. 	Однокаскадный  усилитель  постоянного  тока 	103
 §  3. 	Однокаскадный  усилитель  низкой  частоты 	105
 §  4. 	Понятие  о  многокаскадных  усилителях 	109
 Глава  V///.  Электропитание  радиоэлектронных  устройств  . 	. 	. 	. 	115
 §  1; 	Однополупериодный  выпрямитель.  Понятие 	о  сглаживающих
 фильтрах 		Ив
 §  2.  Двухполупериодный  выпрямитель  мостикового  типа 	. 	. 	. 	118

Глава  IX.  Элементы  коммутирующих  и  автоматических 	устройств 	. 	, 	124
 §  1. 	Электромеханические  коммутирующие  устройства 	.... 	—
 §  2. 	Электронные  ключевые  устройства 	128
 §  3. 	Электронное  реле 	129
 §  4. 	Понятие  об  автоматах 	131
 §  5. 	Устройства  временной  задержки 	135
 Глава  X.  Устройства  с  обратной  связью 	141
 §  1. 	Электронный*  стабилизатор  напряжения  	—
 §  2. 	Генераторы  электрических  колебаний 	143
 §  3. 	Генератор  релаксационных  колебаний 	147
 Приложение 	* 	154
 Предметны  й  указатель 	156
 ИБ  №  1943
 Игорь  Александрович  Мамзелев,
 Герман  Геннадьевич  Капелкн
 ОСНОВЫ  РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
 Редактор  Т.  А.  Ч  а  м  а  е  в  а,  обложка  художника  П.  П.  Перевалов  а,  художествен¬
ный  редактор  Т.  А.  Алябьева,  технически»  редактор  Е.  Н.  3  е  л  я  н  и  и  а,  коррек¬
торы  Л.  П.  Михеева,  Т.  А.  Кузнецова  Сдано  /в/  набор  01.08.77.  Подпи¬
сано  к  печати  21.03,78.  А  09875  60X90'/i6.  Бумага  тип.  №  3.  Гарн.  литер.  Печать  высокая.
Условн.  л.  10.  Уч.-изд.  л.  10,33.  Тираж  100  000  экз.  Заказ  №  5482.  Цена  25  кол.
Ордена  Трудового  Красного  Знамени  издательство  «Просвещение»  Государственного
комитета  Совета  Министров  РСФСР  по  делам  издательств,  полиграфии  и  книжной
■торговли.  Москва,  3-й  проезд  Марьиной  рощи,  41.  Типография  издательства  «Горьков¬
ская  правда»,  г.  Горький,  ул.  Фигнер,  32.
 Сведения  о  пользовании  книгой
 №
 Фамилия  и  имя
 Учебный
 Состояние  книги
 ученика
 год
 в  начале  года
 в  конце  года

25  коп.