Рудольф Сворень - Ваш радиоприемник

Для того чтобы уменьшить перекрытие по частоте, нужно сделать изменение емкости контура не столь резким. С этой целью параллельно конденсатору настройки и последовательно с ним включают, конденсатор постоянной емкости (рис. 31, б). Известно, что при соединении конденсаторов каждый из них определяет величину общей емкости. Поэтому с появлением «постоянного конкурента» конденсатор настройки уже не будет так сильно влиять на резонансную частоту контура. И хотя емкость этого конденсатора при повороте ротора меняется, как и прежде, резонансная частота относится к этому спокойнее, изменяясь в меньших пределах.

* * *

ПРИЕМНИК РОБИНЗОНА

Если бы Даниель Дефо писал историю Робинзона сегодня, то, по-видимому, он обогатил бы жизнь отшельника многими новыми деталями и уж во всяком случае снабдил бы его радиоприемником. Но представьте себе, что Робинзон вывез на берег судовой радиоприемник, а источников питания захватить не успел. Как и следовало ожидать, они затонули вместе с кораблем. Здесь автор, по-видимому, предоставил бы своему герою возможность еще раз проявить изобретательность, а мы с вами могли бы подготовить подходящую иллюстрацию к этому рассказу, нарисовав схему радиоприемника Робинзона Крузо.

Изобретательный моряк присоединил детектор и телефон ко входной цепи лампового супергетеродина, и в результате получится детекторный приемник с плавной настройкой, который за счет контуров входной цепи обладает некоторой избирательностью. Такой приемник с хорошей антенной и заземлением обычно принимает несколько станций и, естественно, не требует никакого питания. Вы сами можете собрать подобную схему на базе любого радиовещательного приемника. Может быть, вам даже будет приятно на время почувствовать себя современным Робинзоном и, прижав к уху головной телефон, вслушиваться в слабые сигналы далеких станций.

* * *

Переходим к катушкам.

На коротких волнах, где резонансная частота контура довольно высока, нужны контурные катушки небольшой индуктивности, обычно около 1–2 мкгн. Такие катушки намотаны на круглом или ребристом каркасе и содержат всего несколько витков сравнительно толстого (диаметр 0,6–0,8 мм) медного провода (рис. 24, а). Катушки СВ и ДВ-диапазона содержат десятки, а иногда и сотни витков тонкого (0,1–0,15 мм) провода. Для улучшения добротности всю катушку часто разбивают на несколько секций, которые располагаются одна возле другой (рис. 24, в).

В процессе настройки и налаживания приемника на заводе возникает необходимость в некоторых пределах изменять индуктивность катушек хотя бы потому, что изготовить две одинаковые катушки невозможно. Подстройка осуществляется с помощью сердечников, которые ввинчиваются в каркас и таким образом постепенно вводятся в магнитное поле.

Уже было отмечено (стр. 74), что стальной сердечник, намагничиваясь, усиливает магнитное поле самой катушки и таким образом увеличивает ее индуктивность. Что же касается материала, из которого изготовлены сердечники контурных катушек, то о нем можно будет рассказать, как только мы познакомимся с трансформатором (рис. 24, г).

Нам уже известно явление самоиндукции — меняется ток в катушке, меняется ее магнитное поле, и в результате этих изменений, еще раз подчеркнем — только в результате изменений, на самой катушке наводится э. д. с. самоиндукции. Теперь давайте расположим рядом вторую катушку так, чтобы изменяющееся магнитное поле охватывало и ее витки. Совершенно ясно, что и на этой, никуда не подключенной катушке изменяющееся магнитное поле также наведет электродвижущую силу. Она получила название э. д. с. взаимоиндукции. Подобное устройство, в котором электрическая энергия передается из одной катушки в другую без непосредственного их соединения, а только за счет связывающего обе катушки переменного магнитного поля, называется трансформатором. Нам еще предстоит несколько встреч с трансформатором, и в самое ближайшее время мы познакомимся с ним более подробно.

Та обмотка — так обычно называют катушки трансформатора, — в которой мы сами создаем переменный ток, то есть обмотка, к которой подключен генератор, получила название первичной. Обмотка, в которую передается энергия и где наводится электродвижущая сила взаимоиндукции, называется вторичной.

Вставленный внутрь контурной катушки стальной сердечник — это своего рода вторичная обмотка трансформатора. На самом сердечнике наводится э. д. с., в нем появляется вихревой ток, он отбирает у контурной катушки какую-то мощность, а значит создает в контуре дополнительные потери. Терять энергию всегда жалко, но для контура потери неприятны вдвойне. Из-за них снижается добротность, уменьшается резонансное напряжение, ухудшается избирательность. Одним словом, использовать стальной сердечник для подстройки колебательного контура нельзя.

Между прочим, аналогичная проблема возникает не только в высокочастотной аппаратуре. При сравнительно медленном изменении тока, даже при промышленной частоте 50 гц, вихревые токи, наводимые в стальном сердечнике, слишком велики и отбирают много энергии. Если вы посмотрите на сердечник трансформатора, на ротор электродвигателя или на любую другую стальную деталь, которая «по роду своей работы» находится в переменном магнитном поле, то заметите, что все эти детали сделаны не из одного массивного куска стали, а собраны из тонких стальных пластин. Такая пластинчатая конструкция — верное средство уменьшения вихревых токов. Токи наводятся в каждой пластинке и, что самое интересное, каждый из них мешает соседу — своим магнитным полем резко уменьшает соседний ток. В итоге общая энергия, отбираемая сердечником, оказывается сравнительно небольшой.

Если сердечник предназначен для катушки, где протекает ток высокой частоты, в частности, для контурной катушки, то разделение на пластины уже оказывается недостаточным. Приходится сталь или другой подобный материал измельчать в порошок, покрывать каждую его крупинку изолирующим лаком, а затем из этой пыли прессовать сердечник необходимой формы. Такой сердечник усиливает магнитное поле, то есть увеличивает индуктивность, заметно хуже, чем стальной, но зато не вносит дополнительных потерь и значит не снижает добротности контура. Более того, при использовании сердечника добротность даже повышается. Если бы катушка не имела сердечника, то пришлось бы намотать большее число витков и сопротивление такой катушки было бы больше.

Прессованные материалы, из которых делают сердечники для катушек, называют магнитодиэлектриками. Первая часть названия говорит о том, что материал обладает магнитными свойствами и подобно стали усиливает магнитное поле. Вторая часть поясняет, что материал не проводит электрического тока, обладает электрическими свойствами изолятора. Происходит это потому, что отдельные крупинки металла тщательно изолированы друг от друга. Из магнитодиэлектриков в последнее время наиболее широко применяются ферриты — черные и темно-серые материалы с крупинчатой структурой.