Радио?.. Это очень просто!
Шрифт:
Рис. 86. Два кенотрона в схеме на рис. 84 заменены одним двуханодным кенотроном.
Н. — Но каким образом во всех кенотронах осуществляется нагрев нити и соответственно катода
Л. — Нить нагревается переменным током низкого напряжения (обычно от 4 до 6,3 в). Для этого можно использовать второй трансформатор, понижающий напряжение электросети до необходимой величины. Однако чаще всего напряжение накала получают со специальной вторичной обмотки с малым числом витков, которая наматывается на трансформаторе питания в дополнение к обмотке высокого напряжения. Так как кенотроны должны выпрямлять достаточно большой ток, часто используются катоды прямого накала. В этом случае нить накала сама является источником электронов.
Н. — А в этом случае катод тоже нагревают переменным током?
Л. — Конечно. Практически однополупериодные (рис. 81) и двухполупериодные (рис. 86) выпрямители имеют вид, показанный на рис. 87 и 88, соответственно.
Рис. 87. Практическая схема выпрямителя, приведенного на рис. 81 (стрелками показано направление тока).
Рис. 88. Практическая схема выпрямителя, приведенного на рис. 86 (стрелками показано направление выпрямленного тока).
Н. — Почему в этих схемах приемник соединен с отводом от средней точки накальной обмотки трансформатора, а не непосредственно с нитью кенотрона?
Л. — Потому, что если потенциал катода кенотрона с косвенным накалом одинаков во всех точках, то потенциал нити, через которую проходит переменный ток, в разных точках непрерывно меняется. По отношению к средней точке нити ее концы все время будут иметь, например при напряжении накала 4 в, то +2, то —2 в.
Н. — Это напоминает мне качели, которые я соорудил в раннем детстве, положив доску на треногу.
Л. — Единственной точкой, остающейся неподвижной у этих качелей, является средняя точка. Точно так же и у нити накала единственной точкой, потенциал которой остается постоянным, является средняя точка. Но так как трудно добраться до середины нити, находящейся в баллоне, мы присоединяем нагрузку к средней точке накальной обмотки. С точки зрения потенциала эти две точки эквивалентны.
Н. — Меня немного беспокоит то, что в выпрямителях катод лампы представляет собой положительный, а обмотка анода —
Л. — Твое беспокойство лишено оснований. Разве не нормально, что источник энергии как бы противоположен устройству, потребляющему ее?.. А потом не забывай, что мы называем «анодом» точку, через которую электроны выходят, а «катодом» — точку, через которую они входят. И, действительно, выходя из анодов ламп приемника, электроны входят в катод выпрямителя, выходят из его анода и входят в катоды приемных ламп. Теперь ты видишь, что все правильно.
Н. — Безусловно. Извини, но сегодня у меня ужасный дух противоречия… Итак, говорю я, ток, вырабатываемый выпрямителем (рис. 82 или 85), далек от приятного постоянства, характеризующего настоящий постоянный ток. Хотя твой выпрямленный ток и не меняет направления, тем не менее он постоянно изменяет свою величину.
Л. — Конечно, если ты захочешь использовать его в таком необработанном виде и подашь на лампы приемника, их анодный ток будет также следовать этим изменениям и в результате громкоговоритель будет невероятно гудеть.
Н. — Но ведь, наверное, есть средство, чтобы выпрямленный ток сделать действительно постоянным?
Л. — Конечно. Это достигается с помощью сглаживания или, как говорят, фильтрации. Выпрямленный необработанный ток можно сравнить со струей одеколона из упрощенного пульверизатора, имеющего только один баллон, который последовательно сжимают несколько раз. Благодаря клапанам, находящимся на входе и выходе баллона, переменное сжимание и разжимание создает на выходе пульверизатора прерывистую струю одного направления.
Н. — Так ведь это тоже выпрямление!
Л. — Да… Но в более совершенных пульверизаторах подача одеколона происходит непрерывной струей благодаря наличию второго баллона, помещаемого вслед за первым. Второй баллон с тонкими и гибкими резиновыми стенками раздувается, получив порцию воздуха из первого баллона. Затем, когда первый баллон разжимается и всасывает новую порцию воздуха, второй медленно сжимается, подавая накопленный воздух в отверстие пульверизатора в виде более или менее постоянной струи воздуха. Таким образом, второй баллон играет роль резервуара, предназначенного выравнивать подачу воздуха путем накапливания его избытка в момент подачи очередной порции и затем плавного расходования.
Не вспоминаешь ли ты кое-что, играющее подобную же роль в электрических схемах?
Н. — Конденсатор!.. Он тоже способен заряжаться и разряжаться.
Л. — Именно конденсатор мы и используем для фильтрации. Включая его между положительным и отрицательным полюсами выпрямителя, мы выравниваем подачу. Однако одного конденсатора, даже большой емкости, может оказаться недостаточно.
Вспомним принцип махового колеса, которое служит в паровых машинах и двигателях внутреннего сгорания для сглаживания неравномерности возвратно-поступательного движения, производимого поршнем. Своей инерцией маховое колесо поддерживает равномерность движения. Знакома ли тебе электрическая величина, которая, подобно инерции, противодействовала бы изменениям электрического тока?
Н. — Конечно, это индуктивность.
Л. — Отлично Так вот на пути выпрямленного тока мы и поместим катушку с сердечником большой индуктивности (ведь мы имеем дело с очень низкой частотой), а после нее закроем выход фильтра (рис. 89) вторым конденсатором, который будет завершать сглаживание. Впрочем, если надо получить очень тщательную фильтрацию, можно использовать две или три ячейки фильтра, подобные той, которая показана на рис. 89, включив их последовательно. Однако обычно бывает достаточно и одной ячейки для того, чтобы выпрямленный ток не давал фона.