"Друг Радио", №11-12, ноябрь-декабрь, 1925 год, стр. 26-30.

Основы радиотехники в вопросах и ответах.

Инж. А. В. Болтунов.

1. Что такое самоиндукция?

Самоиндукция есть свойство, в силу которого при всяком изменении тока в проводнике в последнем, вследствие изменения магнитного поля, индуктируется некоторая электродвижущая сила, стремящаяся поддержать исчезающее состояние тока: т. е., если ток возрастает, то электродвижущая сила самоиндукции замедляет это возрастание, т. е. направлена в сторону обратную току; если ток уменьшается, то электродвижущая сила самоиндукции замедляет уменьшение тока, т. е, направлена в одну с ним сторону.

Явление самоиндукции напоминает инерцию, присущую материальным массам. Инерция массы является помехой для всякого изменения скорости движения этой массы. Например: при увеличении скорости поезда, инерция замедляет ее наростание; при замедлении движения, благодаря инерции, скорость не так быстро падает. Точно также, благодаря самоиндухции в проводнике, все изменения величины тока замедляются и тем больше, чем большую самоиндукцию имеет данный проводник.

2. Что называется инерцией массы?

Способность всякого тела сохранять состояние покоя или прямолинейного и равномерного движения, пока какая-нибудь внешняя причина не выведет его из этого состояния, называется «инерциею».

3. От чего зависит величина самоиндукции?

В различных проводниках самоиндукция бывает разной величины, в зависимости от формы и размера проводников и в зависимости от среды, окружающей проводники. Прямые проводники обладают сравнительно малой самоиндукцией, тогда как у проволоки, навитой в спираль или катушку, самоиндукция имеет уже гораздо большую величину. Особенно большое значение самоиндукции получается у катушек с железным сердечником.

4. Какие единицы служат для измерения самоиндукции?

Самоиндукция измеряется единицей называемой генри; в другой системе еднииц она измеряется единицей, называемой сантиметром самоиндукции. Последнюю не следует смешивать с мерой длины.

5. Что представляет собой генри?

Самоиндукцией в один генри обладает цепь, в которой при изменении тока в один ампер возникает обратное напряжение в один вольт. Генри принято обозначать буквою Н. В практике часто встречаются тысячные доли генри (0,001 Н), называемые миллигенри, и миллионные доли генри, называемые микрогенри.

6. Какое существует соотношение между миллигенри и сантиметром самоиндукции?

7. Какие бывают типы катушек самоиндукции?

Существует очень много типов катушек самоиндукции; наиболее часто употребительными являются: 1) цилиндрическая однослойная; 2) цилиндрическая многослойная; 3) плоская; 4) корзинчатая и 5) сотовая.

8. Какие требования пред'являются к катушкам самоиндукции?

Катушки должны обладать требуемой самоиндукцией, при наименьшей емкости и омическом сопротивлении. Наименьшая емкость достигается применением соответствующего способа намотки, а наименьшее сопротивление применением провода большого сечения.

9. Какими свойствами обладает однослойная цилиндрическая катушка?

Эта катушка обладает относительно небольшой емкостью; последняя может быть уменьшена путем увеличения толщины изоляции или удаления витков друг от друга. Эти свойства делают ее пригодной для употребления в схемах коротких волн. Цилиндрическая катушка имеет при данной самоиндукции несколько большие наружные размеры.

Рис. 1.

10. Как производится обмотка многослойной цилиндрической катушки?

Обмотка такой катушки производится в «нахлестку» или, как еще иначе называют «пирамидально». Такой способ намотки указан на рис. 1: первый и второй виток наматываются рядом; третий виток на них; четвертый рядом со вторым; пятый рядом с третьим и т. д.

11. Какие преимущества дает пирамидальный способ намотки?

Каждая катушка имеет определенную собственную емкость, которая может изменяться от способа расположения витков. При рядом расположенных витках емкость катушки будет тем больше, чем ближе друг к другу будут расположены витки, имеющие наибольшую разность напряжения, а потому, чтобы уменьшить емкость многослойной катушки надо расположить витки так, чтобы соприкасались те из них, которые имеют наименьшую разность напряжения. Это и достигается пирамидальным способом намотки.

Рис. 2.

12. Что представляют собой плоские многослойные катушки?

Такого рода катушка указана на рис. 2: в этого рода катушках витки накладываются несколькими слоями, не преследуя определенной правильности в их расположении. Они обладают значительной собственной емкостью, а потому могут без особо значительного влияния применяться при длинных волнах; (в среднем 3000 метров и больше).

13. Что представляет собою корзинчатая катушка самоиндукции?

Корзинчатые катушки бывают двух типов: плоские и цилиндрические. Первая из них представляет плоскую однослойную катушку, витки которой намотаны или на картонный кружок (диаметром 100 мм., толщиною — 12 мм.), имеющий расположенные по радиусам прорези длиною каждый 20 мм. (см. рис. 3), или же витки наматываются на деревянную болванку (диаметром 30 мм.) с одним рядом деревянных спиц (15 шт. диаметром 2,5 мм, и длиною в среднем 60 мм,); эти спицы, по окончании намотки и скрепления катушки изолирующим лаком или перевязки витков, вынимаются.

Рис. 3.

Цилиндрическая корзинчатая катушка представляет обмотку, выполненную как указано на рис. 4. Емкость такой катушки незначительна, при чем последняя с увеличением числа спиц, служащих для намотки, уменьшается т. к. угол скрещивания пересекающихся проводов увеличивается, доходя до 90°.

Рис. 4. Цилиндрическая корзинчатая катушка (сменная).

14. Какое число витков следует взять для плоских корзинчатых катушек, чтобы получить катушки с данной самоиндукцией?

Числа витков для корзинчатых катушек указаны в помещаемой ниже таблице:

15. Что из себя представляет сотовая катушка самоиндукции и какими она обладает преимуществами?

Сотовая катушка является многослойной катушкой цилиндрической формы, в которой проводник переходит с одной стороны на другую; таким образом слои катушки представляют собой наложенные друг на друга ряды перекрещивающихся сеток. Сотовые катушки обладают многими преимуществами, а именно: 1) имеют большую самоиндукцию при малых своих размерах; 2) внутренняя (собственная) емкость их весьма незначительна; 3) они дают большие удобства в работе, позволяя небольшим числом катушек при конденсаторе переменной емкости, осуществлять широкий диапазон волн (100—23.000 мт.).

16. Что называется диапазоном волн?

Диапазон волн — это ряд непрерывно изменяющихся волн в данных пределах; например, диапазон 200—2000 метров обозначает все волны в пределах 200—2000 метров.

17. Какие типы катушек самоиндукции применяются в качестве сменных?

Такими катушками являются сотовые и корзинчатые.

Рис. 5. Сотовая сменная катушка.

18. Какое преимущество дает применение сменных катушек?

Применением сменных катушек, главным образом, достигается уничтожение потерь в «мертвых концах» («хвостах») катушек, так как каждая из них наивыгоднейше используется для приема данной волны, находящейся в небольшом диапазоне катушки. Другими преимуществами этих катушек являются их небольшие размеры при сравнительно большой самоиндукции. Одна из сотовых катушек изображена на рис. 5.

19. Что называется «мертвыми концами» катушек самоиндукции?

Мертвыми концами катушек самоиндукции называются такое концы последней, которые остаются неиспользованными полезно для приема данной волны. Такие концы вызывают потери, которые особенно нежелательны в приемных цепях.

20. С каким числом витков следует взять сотовую катушку, чтобы колебательный контур можно было настраивать на разные волны?

Число витков для сотовой катушки можно выбрать из приводимой таблицы.

Приблизительные длины волн помещены в первом столбце.

21. К каким размерам катушки относятся вышеприведенные данные?

Эта данные относятся к катушкам, имеющим внутренний диаметр 50 мм. и ширину около 20 мм.

22. Какую следует применять проволоку для намотки катушки самоиндукции?

Для намотки корзинчатых катушек обычно берут медную проволоку диаметром 0,3—0,6 мм. с шелковой или бумажной изоляцией в один или два слоя. Для цилиндрических катушек лучше применять провод с шелковой изоляцией с возможно бо́льшим диаметром, желательно не менее 0,4 мм. Для сотовых катушек предпочтительно брать медный провод с двойной шелковой или бумажной изоляцией. При малом числе витков диаметр проволоки м. б. от 0,4 до 0,5 мм., для катушек с большим числом витков лучше всего брать провод диаметром 0,3 мм.

23. Что называется вариометром?

Вариометром называется система из двух последовательно, иногда параллельно, соединенных самонидукций, из которых одна может перемещаться, например поворачиваться, внутри другой (рис. 6). Когда обе катушки расположены так, что ток проходит по ним в одном направлении, то их магнитные поля складываются и следовательно общая самоиндукция будет наибольшая; такое положение катушек соответствует наибольшей длине волны.

Рис. 6. Вариометр круглый.

При поворачивании одной из катушек, самоиндукция постепенно уменьшается и становится наименьшей, когда проходящий по одной катушке ток, будет противоположен по направлению току, идущему в другой катушке; такому положению катущек соответствует наименьшая длина волны.

24. Какие встречаются типы вариометров?

Вариометры бывают круглые, квадратные, полуцилиндрические и шаровые (рис. 6 и 7).

25. Какая наиболее простая и распространенная форма вариометра?

Круглый вариометр является наиболее простым и распространенным; он состоит из подвижной катушки, называемой «ротором», вращающейся внутри другой катушки, неподвижной, называемой «статором». Ось вращающая ротор, расположена перпендикулярно к осям обоих катушек (см. рис. 6).

Рис. 7. Вариометр шаровой.

Зазор между обмотками ротора и статора для лучшего действия должен быть возможно меньше, т. е. обмотки должны быть возможно ближе друг к другу. Этим достигается наибольшее взаимное влияние полей обоих катушек. Однако внутренний диаметр статора не должен быть слишком мал; в противном случае ротор не сможет поворачиваться.

26. Из какого материала изготовляется корпус вариометра?

Корпус вариометра можно сделать из дерева или картона. Дерево должно быть хорошо высушенным; картонную катушку, если есть опасения влияния на нее сырости, необходимо пропарафинировать.

27. Как расчитать внутренний диаметр статора, в зависимости от диаметра ротора?

Проще всего для этого воспользоваться расчетной таблицей, указанной на рис. 8.

Рис. 8.

28. Как устроена и как пользоваться такой таблицей?

На верхней горизонтальной линии нанесены возможные длины ротора, а на левой вертикальной линии его наружный диаметр. Предположим, что ротор имеет длину 4,8 см. и диаметр 5,5 см. Тогда наименьшая величина диаметра статора определится прямой линией, проведенной из верхнего левого угла к точке пересечения линий, выражающих длину и диаметр ротора.

29. Какое число витков должны иметь катушки вариометра, чтобы можно было настраиваться на разные волны?

Данные обмотки вариометра для приема широковещательных станций приведены в нижепомещаемой таблице:

Из какого провода изготовляются обмотки вариометра?

Для изготовления вариометров можно брать провод красной меди с одним слоем бумажной или шелковой изоляции; диаметр провода 0,35—0,3 мм.