М. Б.
Как известно, до сих пор наилучшим методом стабилизации электрических колебаний был метод, основанный на использовании пьезо-кварцевой пластинки. Устройство такого стабилизатора уже было описано в нашем журнале.
Недавно опубликована новая работа инж. Пирса, который впервые предложил использовать кварц в качестве стабилизатора. В этой работе Пирс описывает новый способ стабилизации колебаний при помощи явления магнетострикции. Это явление состоит в том, что некоторые тела при намагничивании испытывают сжатие, связанное с сокращением некоторых размеров в том или ином направлении.
Схема, которую применял в своих опытах Пирс, чрезвычайно проста и показана на рис. 1.
Стержень А, сделанный, например, из инвара (сплав железа с хромом), одним концом вставлен в анодную катушку l1. На другой конец стержня одета сеточная катушка l2. При включении анодной батареи, ток, проходя в катушку l1, намагничивает стержень А и вызывает сокращение его длины.
Всякое изменение размеров стержня под влиянием намагничивания происходит по всей длине стержня.
По внешнему виду схема похожа на схему обыкновенного лампового генератора, в котором анодная и сеточная катушки связаны одна с другой индуктивно и отчасти при посредстве магнитного материала стержня А.
Однако в действительности направление витков в этих катушках берется таким, чтобы колебания не могли возникнуть вследствие этой индуктивной связи.
Причиной возникновения колебаний является движение стержня, которое возникает каждый раз, когда ток в анодной катушке меняет свою силу. Если ток в анодной катушке увеличивается, то вследствие магнетострикции стержень уменьшает свою длину, и тот конец его, который находится в катушке l2, испытывает перемещение. Вследствие этого перемещения в катушке индуктируется ток, и сетка получает положительное приращение потенциала. Благодаря положительному приращению потенциала сетки ток в аноде увеличивается, стержень сокращается еще больше и сетка получает еще более положительный потенциал. Дело идет таким образом до некоторого предела, после которого анодный ток начинает уменьшаться, стержень вследствие этого удлиняется и в катушке сетки индуктируется такой ток, что сетка становится отрицательной. Это ведет еще к большему понижению анодного тока и следовательно еще к большему удлинению стержня вследствие ослабления явлений магнетострикции.
После того как анодный ток уменьшился до некоторого минимума, начинается период нового нарастания анодного тока, связанный с уменьшением длины стержня и с увеличением положительного потенциала сетки. Этот процесс приобретает периодичность вследствие того, что подвергаемый сжатию стержень начинает колебаться со свойственными ему периодами, в зависимости от его длины, толщины и упругости.
На рис. 2 показан ряд стержней, с которыми производил свои опыты Пирс, и указаны частоты электрических колебаний, которые получались при помощи этих стержней.
Самая короткая волна, полученная Пирсом, была около 1 500 м. Для получения более коротких волн необходимо, как и в кварце, применить удвоение или умножение частот при помощи катодных ламп, или иным каким-либо способом. Пирс считает, что новый способ стабилизации дает результаты во многих отношениях лучшие, чем кварц, в особенности, если дело касается получения волн длиннее 100 м. Вид приборов Пирса показан на рис. 3.