Евгений Айсберг - Радио?.. Это очень просто!
Л. — На резисторе R14 выделяется детектированное напряжение. Иногда оно может быть очень большим, так что после усиления низкой частоты слышимость будет слишком громкой. Чтобы уменьшить громкость звука, на следующую лампу нужно подать только часть детектированного напряжения. Это и можно сделать при помощи потенциометра, движок которого может снимать любую часть напряжения, выделяющегося на всем сопротивлении потенциометра. Таким образом, потенциометр R14 служит для регулировки громкости приема.
Н. — Оказывается, это действительно очень полезно. Я жалею, что мой сосед, обожающий игру на аккордеоне, не пользуется им.
Беседа пятнадцатая
До настоящего времени Любознайкин умышленно обходил вопросы питания приемника. Он говорил об источниках тока накала и анода, не уточняя их свойств. Сегодня Незнайкин познакомится с выпрямлением и фильтрацией переменного тока. Будет рассмотрено также питание приемника от сети постоянного тока, так что вопросы питания не будут больше секретом для читателя.
ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ
Незнайкин. — Иногда мне кажется, что я похож на путешественника в пустыне, страдающего от жажды и гоняющегося за соблазнительными миражами. Мне казалось во время нашей последней беседы, что я, наконец, имею полную и окончательную схему радиоприемника. Однако, вернувшись домой, я с огорчением констатировал, что в рассмотренной нами схеме чего-то не хватает.
Любознайкин. — Чего же, мой бедный Незнайкин?
Н. — Очень существенной части — питания, которое ты просто обозначил Ua. Однако не приходит же это напряжение к нам с неба в виде молнии!
Л. — Ты прав, но ты всегда можешь предположить, что питание берется от батареи гальванических элементов или от аккумуляторов.
Н. — Но я вовсе не избегаю такого предположения. Я хорошо знаю, что батареи и аккумуляторы уже давно используются в маленьких портативных приемниках или в установках, предназначенных для удаленных районов, не охваченных электрификацией. Большинство же современных радиоприемников рассчитано на питание от осветительной сети. Как сообщается в рекламах: «Штепсельная розетка — и это все».
Мне не совсем понятно — ведь в большинстве мест электрические сети имеют переменный ток, однако им пользуются для питания анодных цепей ламп
Л. — Это удается благодаря предварительному выпрямлению переменного тока. Выпрямить переменный ток — это значит помешать ему течь в двух направлениях и заставить его течь только в одном направлении.
Н. — Словом, выпрямление — это вроде детектирования?
Л. — Да. Но при детектировании происходит преобразование высокочастотного модулированного сигнала в низкочастотное напряжение, тогда как в случае выпрямления мы имеем дело с током промышленной частоты 50 гц, и, кроме того, выпрямленный ток должен быть достаточно большой величины (несколько десятков миллиампер). Само собой разумеется, что для выпрямления используются диоды, электроды которых больше электродов детекторного диода. Такой диод называется кенотроном.
Н. — Значит, достаточно расположить такой диод на пути тока из сети, чтобы он оказался выпрямленным, так как электроны могут идти только от катода к аноду, а не обратно.
Л. — Правильно. Кенотрон (рис. 80) может быть включен как со стороны положительного, так и отрицательного конца. Главное — это сделать так, чтобы направление движения электронов, полученное в результате работы кенотрона, соответствовало направлению их движения в лампах, по дорогам, идущим от катодов к анодам.
Рис. 80. Схема простейшего выпрямителя.
ОПАСНО!.. ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!
Н. — Боюсь, что высокое напряжение, полученное таким образом, будет недостаточным. Сеть, которая имеется у нас, дает только 127 или 220 в. А ведь ты говорил, что некоторые лампы должны иметь анодное напряжение в несколько сотен волы. Что же я сделаю с этим напряжением?..
Л. — Да у тебя не будет и этого, так как на выпрямительной лампе упадет часть напряжения; ведь она тоже имеет некоторое внутреннее сопротивление. Таким образом ты далеко не уедешь. К счастью, мы располагаем очень простым средством, позволяющим повышать в желаемом отношении напряжение переменного тока из сети.
Н. — Что же это за чудесное средство?
Л. — Это наш старый знакомый — трансформатор. Допустим, что мы имеем трансформатор с одинаковым количеством витков в первичной и вторичной обмотках. Если к первичной обмотке такого трансформатора подвести некоторое напряжение, то какое же напряжение появится на концах вторичной?
Н. — Я полагаю, что такое же, так как обмотки имеют одинаковое количество витков.
Л. — Правильно Теперь допустим, что трансформатор сделан с несколькими вторичными обмотками, например с тремя, каждая из которых имеет то же число витков, что и первичная обмотка. Подавая 127 в на первичную обмотку, мы получим также 127 в на каждой из вторичных обмоток. Соединим последовательно три вторичные обмотки так, чтобы одна являлась продолжением другой. Тогда напряжения всех обмоток сложатся и между началом первой обмотки и концом третьей мы получим напряжение, равное 380 в.
Н. — При этом три вторичные обмотки являются по существу одной обмоткой. И чтобы показать, что я не забыл законов индукции, я делаю вывод что трансформатор способен повышать (или понижать) напряжение во столько раз, во сколько его вторичная обмотка имеет больше (или меньше) витков, чем первичная обмотка.
Л. — Ну, Незнайкин, я тебя поздравляю, ты ответил прямо как урок по физике и все меньше заслуживаешь свое имя. Таким образом, мы установили, что, применяя трансформатор, можно повысить напряжение перед тем, как его выпрямить (рис. 81). В зависимости от требуемого напряжения мы выбираем необходимое соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток, или коэффициент трансформации.
Рис. 81. Схема выпрямителя с повышающим трансформатором.
Н. — Но во всем этом есть одно обстоятельство, которое меня смущает. Каждый период переменного тока имеет два полупериода различной полярности, а для работы мы используем только один из них (рис. 82). Нет ли какого-либо устройства, которое позволило бы использовать для питания приемника также и второй полупериод переменного тока, придав ему необходимое напряжение?
Рис. 82. Сплошной линией показаны положительные полупериоды тока, выпрямленного по схемам на рис. 80 и 81; пунктиром изображены отрицательные полупериоды, не пропущенные кенотроном.
МЕТОД ИСПОЛЬЗОВАНИЯ «НЕГОДНЫХ» ПОЛУПЕРИОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Л. — Да, есть, это осуществляется в так называемом двухполупериодном выпрямителе переменного тока. Для этого мы используем два одинаковых устройства питания по схеме на рис. 81. Расположив их рядом (рис. 83), мы видим, что в нагрузках (т.е. в приемниках) обоих выпрямителей ток имеет одно и то же направление. Следовательно, оба выпрямителя можно использовать для питания одного приемника (рис. 84). При этом каждый из кенотронов будет выпрямлять один из двух полупериодов переменного тока. Ты легко сможешь проследить теперь сам путь тока для каждого полупериода.
Рис. 83. Две схемы выпрямителей, аналогичные схеме, изображенной на рис. 81, причем каждая выпрямляет один из полупериодов переменного тока.
Рис. 84. Два выпрямителя по схемам на рис. 83 питают один и тот же приемник, выпрямляя оба полупериода переменного тока.
Н. — Пусть во время первого полупериода переменного тока электроны пройдут через витки вторичной обмотки w1, слева направо. Пройдя через приемник и лампу Л1 они возвратятся к обмотке w1. Пройти через обмотку w2 электроны не смогут, так как при этом они должны пройти через лампу Л2 от анода к катоду, а это им запрещено.
В следующий полупериод электроны через обмотку w1 не пройдут, так как они не смогут пройти через кенотрон Л1 от анода к катоду. Но они свободно пройдут через обмотку w2 (справа налево), приемник и кенотрон Л2, причем направление их через приемник оказывается таким же, как и в течение первого полупериода.
