М. Боголепов.
Во время зарядки аккумуляторов от осветительных сетей не редки случаи (особенно часто это бывает в провинции) остановки машин на электростанциях, а следовательно, и прекращения подачи тока.
В этих случаях поставленный на зарядку аккумулятор оказывается замкнутым через зарядное сопротивление на сеть и оставшуюся присоединенной к ней нагрузку. И так как для него уже нет противодействующей электродвижущей силы, то он начинает довольно быстро разряжаться.
Если машины на станции останавливаются на продолжительное время, то аккумулятор может за это время заметно разрядиться, отчего увеличивается время, потребное на полную зарядку аккумулятора.
Для устранения этого применяются так называемые автоматические выключатели.
Назначение их состоит в том, чтобы в случае внезапного прекращения подачи тока или в случае понижения его напряжения сверх известной нормы, выключать аккумулятор из сети и тем предотвращать возможность разряда аккумулятора в сеть.
Если такой выключатель будет действовать только в одну сторону, то при возобновлении подачи тока, аккумулятор придется включать в цепь рукой, между тем очень желательно, чтобы автоматический выключатель производил не только выключение аккумулятора в случае прекращения подачи тока, но и снова автоматически включал бы его в сеть, когда подача тока возобновится; иначе говоря, желательно устраивать выключатель двойного действия.
Последнее особенно важным является при зарядке ночью или в тех случаях, когда за производимой зарядкой нет никакого надзора.
Устройство таких автоматических выключателей не представляет большого труда. Ниже мы приводим их описания.
Если под руками имеется старый электрический звонок, то сделать из него автоматический выключатель ординарного или двойного действия очень легко.
Для получения ординарного выключателя, который может лишь автоматически выключать аккумулятор, поступают так: звонковую чашку удаляют и на место ее переносят столбик с регулирующим винтом в (рис. 1), причем стержень молоточка изгибают так, чтобы в то время, когда электромагнит М притягивает железный якорь я, конец молоточка упирался в регулирующий винт в; но при этом якорь не должен касаться концов электромагнита, иначе он как бы прилипает к ним и может остаться в притянутом положении и в случае прекращения тока.
При отсутствия тока в цепи, а следовательно, и при отсутствии притяжения, пружина, на которой укреплен якорь с молоточком, должна отводить якорь лишь на небольшое расстояние от электромагнита и регулирующего винта.
Один конец обмотки электромагнита и пружина якоря через посредство зажимов вверху звонка соединяются с двумя проводами осветительной сети, второй же конец обмотки электромагнита и столбик с регулирующим винтом через посредство указанных на рисунке добавочных зажимов соединяются с аккумулятором.
Само собой понятно, что включение производится при наличии всех приборов, применяемых при зарядке, т. е. реостата, предохранителей и, если ток в сети переменный, то — выпрямителя. При этом нужно иметрь в виду, что обмотка электромагнита включена последовательно в зарядную цепь и, следовательно, ее сопротивление нужно учитывать при расчете величины зарядного сопротивления.
Чтобы начать зарядку, пружину с якорем и молоточком рукою прижимают до соприкосновения молоточка с регулирующим винтом, вследствие чего зарядная цепь замыкается.
При этом, благодаря намагничению сердечника электромагнита, якорь с молоточком будет находиться в притянутом положении все время, пока ток не прекратится или пока его напряжение по какой-либо причине не упадет настолько, что электромагнит будет уже не в состоянии удерживать якорь.
Если же зарядку хотят прекратить при наличии тока в сети, то для этого достаточно отклонить молоточек от контактного винта, и тем прервать цепь. Вполне понятно, что пружину якоря необходимо отрегулировать так, чтобы при наличии нормального зарядного тока в цепи, якорь притягивался бы к электромагниту.
Весьма важно, чтобы поверхность соприкосновения молоточка и винта были совершенно чисты. Но так как медь быстро окисляется, то в местах соприкосновений следует напаять хотя бы по самому крошечному кусочку платины или даже золота, серебра, никеля, в крайнем же случае хотя бы залудить эти места чистым оловом.
Кроме того, чем сильнее должен быть зарядный ток, тем и большая поверхность соприкосновения должна быть между молоточком и винтом, иначе в этом месте будет происходить нагревание и даже обгорание.
Для устройства выключателя двойного действия, звонок переустраивают несколько иначе: в этом случае контактные винты помещают уже с двух сторон молоточка, при этом, чтобы достичь наилучших контактов и более точной регулировки, стержень с молоточком всего лучше отнять и приклепать на его место к якорю небольшую медную пластинку (рис. 2).
Соединение всех частей между собою производится тем же путем, как и в первом случае, при этом второй винт, находящийся с наружной стороны якоря, соединяется со вторым концом обмотки электромагнита.
При отсутствии тока, пружина якоря всегда должна прижимать приклепанную к нему пластинку к наружному контактному винту в1. Таким образом, коль скоро потечет ток, он помимо аккумулятора пройдет по соединительному проводнику через обмотку электромагнита, благодаря чему последний намагнитится и притянет якорь; но так как в этом случае пластинка у якоря прижмется уже к контактному винту в2, то с этого момента ток потечет уже по другому пути, а именно через аккумулятор, якорь же останется в притянутом положении уже во все время прохождения тока.
В случае внезапного прекращения тока, пружина с якорем и оконечной пластинкой моментально отклонится от винта в2 и упрется в винт в1, аккумулятор же в этом случае окажется выключенным из цепи. При возобновлении подачи тока аккумулятор тем же путем снова автоматически будет включен в цепь.
По типу автоматических выключателей, переустроенных из обыкновенных электрических звонков, могут быть построены целиком и самодельные выключатели любой формы и величины.
Для изготовления электромагнита следует взять круглое, хорошо отожженное железо (но отнюдь не сталь или закаленное железо) диаметром около 10—12 мм и общей длиною, считая два конца и закругление, не более 10—12 см. Катушки же, надевающиеся на концы железного стержня, следует склеить из картона или плотной бумаги, длиной, примерно в 3—4 см.
Проволоку для намотки следует взять не тоньше 0,5 мм и намотать ее на каждую катушку не более как в 4—5 слоев. При этом направление витков намоток и их соединения должны быть произведены так, как показано на рис. 3, т. е. если бы мы выпрямили сердечник, намотка одной катушки должна была бы служить продолжением другой.
При зарядке больших аккумуляторов, когда требуется иметь ток силою 2—3 ампера и более, во избежание нагревания, проволоку следует взять уже диаметром 0,8—1 мм и более. При этом размеры электромагнита могут быть приняты приблизительно те же, число же витков может быть взято уже значительно меньшее. Эти соображения относительно диаметра проволоки и силы зарядного тока необходимо иметь в виду и в случае применения звонка в качестве автоматического выключателя.
Ясно, что при токах большой силы и поверхности сопротивления контактных винтов должны быть уже значительно увеличены, настолько, чтобы в местах соприкосновений не происходило сильного нагревания; для предотвращения же окисления, как уже было сказано, в местах соприкосновений следует напаять платину или золото и т. п.
Чтобы не получилось короткого замыкания, через обмотку электромагнита при начале действия, когда аккумулятор еще не включен в цепь, или при случайных повреждениях, применяемый для зарядки ламповый или иной реостат должен быть включен перед автоматическим выключателем, как то и показано на рис. 4 и 5, изображающих зарядные схемы при постоянном и переменном токе в сети и при наличии всех необходимых при зарядке приборов.