Б. П. Асеев.
В предшествовавшей статье1) было выяснено, что наибольшая мощность в колебательном контуре создается в том случае, когда его сопротивление переменному току будет равно «наивыгоднейшей» величине, определяемой данными лампы: ее анодным напряжением и током насыщения.
Проследив на численном примере процесс приравнивания сопротивления контура R «наивыгоднейшей» его величине, мы заметим, что эта манипуляция сопряжена с изменением длины волны, что не всегда желательно. Помимо этого изменение сопротивления контура производилось за счет изменения емкости конденсатора, что в случае лампового передатчика, когда этим конденсатором является антенна и заземление, просто невозможно.
Уравнение сопротивлений без изменения данных контура (его самоиндукции и емкости), т. е., иначе, при какой-то постоянной, заданной длине волны можно осуществить, применяя особую схему присоединения колебательного контура к лампе. Подобная схема дана на рис. 1.
Схема включения по рис. 1 отличается от предыдущих только цепью анода: в прежних схемах проводник А от минуса анодной батареи был присоединен к точке В (рис. 1); в данной же схеме этот проводник, называемый обычно штепселем анодной связи, может перемещаться по виткам катушки L (рис. 1).
Перемещение штепселя анодной связи А по виткам катушки будет изменять число витков ее входящих в цепь анода. Нетрудно видеть, что это переключение никоим образом не отразится на длине волны колебаний, создаваемых в контуре LC, так как при перемещении штепселя А, катушка L попрежнему остается полностью присоединенной к конденсатору С. Длина волны, как известно, определяется емкостью конденсатора и самоиндукцией параллельно приключенной к нему катушки2), таким образом, если желательно изменить длину волны нашего генератора, то следует либо изменить емкость конденсатора С, либо передвинуть штепсель Д по виткам катушки.
Итак, переставление штепселя А по виткам катушки L не влияет на длину волны контура LС, а лишь изменяет число витков, одновременно входящих и в контур LС и в цепь анода.
Если какие-либо две цепи имеют некоторое количество витков катушки одновременно входящими в ту и другую цепь, то говорят, что эти цепи «связаны». Сила связи оценивается числом одновременно входящих витков.
Поставив штепсель А в точку В (рис. 1), имеем все витки катушки L одновременно входящими и в контур LС и в цепь анода, т. е. связь наиболее сильную. Передвигая штепсель А вниз по виткам катушки L, иначе изменяя число витков, одновременно входящих в обе цепи, мы тем самым ослабляем связь между колебательным контуром и цепью анода. (Витки, одновременно входящие в обе цепи, обозначены на рис. 1 через L1).
Математическими выкладками можно было бы доказать, что изменение связи влияет на величину сопротивления контура переменному току, циркулирующему в анодной цепи. (Мы должны, конечно, помнить, что в цепи анода никакого переменного тока в действительности нет, а речь идет о переменной слагающей пульсирующего анодного тока. См. «Р. В.», № 3.)
Избегая математики и не претендуя на особую строгость изложения, поясним действие штепселя анодной связи. В том случае, когда этот штепсель находится в точке В (рис. 1) — связь наибольшая и, следовательно, сопротивление контура наиболее сильно проявляет себя в анодной цепи; по мере ослабления связи (перемещением штепселя А вниз), колебательный контур LС все слабее действует на цепь анода; это более слабое влияние проявляет себя в том, что теперь контур LС не может оказать такого сопротивления переменной слагающей анодного тока, которое он оказывал будучи наиболее сильно связан с анодной цепью. (Штепсель А в точке В., рис. 1.)
Таким образом при помощи штепселя А, или иначе «анодной связи», возможно приравнивание сопротивления контура к «наивыгоднейшему» без изменения длины волны.
Практическое значение описанного метода установления равенства сопротивлений чрезвычайно велико, так как он позволяет получить максимум мощности в контуре при любой длине волны.
Для подтверждения наших рассуждений проделаем описываемый ниже опыт и тем самым проверим на практике действие анодной связи. Составляем схему согласно рис. 1. Эта схема вполне соответствует схеме рис. 1 (см. «Р. В.» № 1) и требует тех же приборов. Исключением является катушка L, которую следует намотать, руководствуясь следующими данными: 100 витков провода диаметром 0,4—0,5 мм с двойной бумажной изоляцией наматывается на картонный цилиндр диаметром 10 см; через каждые 5 витков делаются отводы, которые присоединяют к штепсельным гнездам выведенным на особую дощечку (рис. 2).
После того, как схема составлена, накаливаем индикаторную лампочку, включаем анодное напряжение, цепь накала и, переключая концы катушки обратной связи L2, добиваемся в контуре LС колебаний. Далее ставим переменный конденсатор примерно на 10—20 градусов и наблюдаем за свечением индикаторной лампочки при перемещении штепселя А по гнездам катушки L.
Производя эти манипуляции, мы заметим, что индикаторная лампочка дает наибольшее свечение лишь при каком-то, определенном для данного накала лампы, положении штепселя А. Наибольшее свечение индикаторной лампочки, как известно, является признаком максимальной мощности в контуре LС (рис. 1).
Понятно, большая наглядность влияния анодной связи была бы получена при замене индикаторной лампочки тепловым прибором. В этом случае возможно было бы построить кривую зависимости тока в контуре от числа витков включенных в цепь анода. Примерный характер такой кривой дан на рис. 3.
Подводя итог всем предыдущим статьям, можно сказать, что при осуществлении генераторной схемы перед экспериментатором стоят следующие задачи: вопервых — добиться колебаний и вовторых — получить наибольшую мощность в колебательном контуре.
Первая задача при условии исправной работы источников питания (анодного напряжения и накала) целиком решается правильностью включения катушки обратной связи на сетку.
Что же касается второй — получения возможно большей мощности в контуре, то этого можно достигнуть: а) выбором соответствующей величины переменного напряжения на сетке и в) приравниванием сопротивления контура к «наивыгоднейшей» его величине. Практически регулировка по обоим пунктам выполняется одновременно; показателем достижений наибольшей мощности является максимальное свечение индикаторной лампочки или наибольшее отклонение стрелки теплового прибора.
В заключение этой статьи остановимся на измерении длины волны генератора.
Необходимость знания, а, следовательно, и измерения длины волны столь очевидна, что доказывать это не имеет смысла.
В данный момент нас этот вопрос интересует с точки зрения контроля над длиной волны генератора при изменении сопротивления его контура конденсатором (см. «Р. В.» № 1) или штепселем анодной связи (см. выше).
Для измерения длины волны, понятно, необходим волномер, который является основным измерительным радиоприбором и должен иметься у каждого экспериментатора. Описываемое измерение не требует наличия в волномере каких-либо дополнительных приборов — зуммера, телефона с детектором и т. п.; необходима лишь основная часть волномера — его колебательный контур (рис. 4).
Измерение длины волны производится следующим образом: связываем волномер с колебательным контуром работающего генератора (приближая волномер к катушке генератора) и вращаем переменный конденсатор волномера до получения резонанса между волномером и генератором; добившись резонанса, определяем длину волны волномера, которая будет точно равна волне генератора.
Каким же способом обнаружить момент резонанса? Момент резонанса волномера с ламповым генератором определяется спаданием тока в контуре последнего.
Рис. 5 дает кривую зависимости тока в контуре генератора при изменении волны волномера. Эта кривая может быть легко получена при включении в контур генератора измерительного прибора; при индикаторной лампочке можно лишь убедиться в наличии минимального ее свечения при некоторой длине волны волномера (точка А, рис. 5).
Известно, что при связывании с генератором какого-либо контура последний отсасывает некоторое количество энергии из контура генератора.
Отсасывание энергии в значительной степени зависит от того, как сильно разнятся длины волн этих контуров. Чем сильнее различие в волнах, тем хуже происходит отсасывание энергии и обратно; наибольшая энергия будет, очевидно, переходить в контур волномера, когда он настроен в резонанс с генератором.
Момент наибольшего перехода энергии в волномер должен, понятно, характеризоваться минимумом тока в контуре генератора, что на рис. 5 соответствует точке А.
Итак момент резонанса волномера с генератором может быть отмечен по минимуму отклонения теплового прибора в контуре генератора или минимальному свечению индикаторной лампочки.
Распологая волномером, нетрудно практически проверить, действительно ли изменение сопротивления контура при помощи конденсатора сопряжено с изменением длины волны, а изменение сопротивления при помощи анодной связи — не влияет на длину волны.
Эти наблюдения рекомендуется проделать практически.
2) Длина волны контура может быть вычислена по формуле Томсона.