Б. А. СМИРЕНИН.
Иногда любителю приходится сталкиваться с задачей измерить величину самоиндукции имеющейся катушки, или чтобы проверить, насколько близко она получилась к вычисленной, или же чтобы узнать ее самоиндукцию, когда катушка получена откуда-нибудь в готовом виде, особенно если нет возможности определить нужные для расчета данные, напр., число витков.
Из числа применяемых для этой цели способов легче других два, которые и приводятся ниже.
1. Измерение самоиндукций при помощи мостика.
Для измерений самоиндукций при помощи мостика собирается схема, указанная на рис. 1.
Здесь L — имеющийся эталон самоиндукции, т. е. катушка, самоиндукция которой известа, и R ее сопротивление, величину которого знать для измерения не нужно: Lx — измеряемая самоиндукция, а Rx ее сопротивление, величину его знать также не нужно; R1 и R2 — два переменных сопротивления, которые должны иметь по возможности меньшую самоиндукцию и емкость; они должны изменяться маленькими скачками (напр., через 0,1—0,05 ома), но при измерении не нужно знать величину введенного сопротивления. Между зажимами c и d включается прямой голый провод со скользящим контактом f, подобно тому, как это было описано в статье об измерении сопротивлений (см. "Друг Радио" № 1, стр. 46); длина этого провода должна быть известна, и вдоль него наклеена полоска миллиметровой бумаги, чтобы можно было определить положение скользящего контакта f. Источником тока является зуммер S, который лучше присоединить к схеме при помощи небольшого трансформатора. Ток в мостике указывает телефон T.
Фиг. 1. Схема мостика для измерения самоиндукции.
Измерение производится следующим образом. Собираем схему без сопротивлений R1 и R2; затем приводим в действие зуммер и изменяем положение подвижного контакта f до тех пор, пока звук в телефоне не станет по возможности слабым. Затем включаем небольшое сопротивление R1 при чем звук в телефоне или сразу усилится, или же несколько ослабнет. Если звук усилится, то выключаем R1 и вводим R2, если же он станет тише, то оставим R1, тогда R2 вводить не надо. Можно иметь таким образом только одно переменное сопротивление, которое и включим в схему или вместо R1 или вместо R2, смотря по тому, при каком положении его звук в телефоне будет слабее. Найдя, в какую ветвь мостика должно быть введено сопротивление, меняем его величину, добиваясь дальнейшего ослабления звука в телефоне. Затем двигаем контакт f, опять меняем величину введенного сопротивления, продолжая это до тех пор, пока звук в телефоне не исчезнет. Обычно для этого нужно 2—3 раза изменить величину R1 и положение f, при чем каждый раз изменение будет меньше. Когда звука в телефоне нет, величина неизвестной самоиндукции вычисляется по формуле
где a — расстояние контакта от одного конца провода cd, а b — его расстояние от другого конца.
Например, если длина провода cd 80 см, a = 35 см. и b = 45 см, а самоиндукция L равна 820000 см., то измеряемая самоиндукция
Схема окажется тем более чувствительной и даст тем более точные результаты, чем меньше будут отличаться друг от друга величина самоиндукции измеряемой катушки Lx и эталона L, поэтому выгодно иметь целый набор катушек самоиндукций, играющих роль эталонов. Для этого можно рекомендовать сделать катушки, изменяющие самоиндукцию приблизительно в 10000, 100000, 1000000 и 10000000 см и дать их измерить в лабораторию (например, обратиться для этого в Общество Друзей Радио).
В качестве сопротивления R1 и R2 можно пользоваться обыкновенным магазином сопротивлений (штепсельным). Если же под руками такого магазина нет, то можно намотать из тонкой (около 0,01—0,05) изолированной проволоки несколько сопротивлений, напр., около 0,05; 0,1; 0,2; 0,2; 0,5; 1; 2; 2; 5; 10; 20; 20; 50 ом в виде катушек с бифилярной обмоткой (о бифилярной обмотке см. статью о самоиндукции в этом № "Друга Радио")1.
Проволоку cd нужно брать с большим сопротивлением, для чего лучше воспользоваться материалом, имеющим большое удельное сопротивление, напр., константаном, нейзильбером или никкелином. Не следует ни в каком случае пользоваться железом, так как при этом самоиндукция провода cd станет очень заметной и повлечет за собой значительные ошибки в измерении.
При измерении не нужно знать величины сопротивлений различных частей мостика, так как они служат только для уничтожения сдвига фаз.
Когда же сдвиг фаз уничтожен, то измеряемая самоиндукция вычисляется по приведенной выше формуле.
2. Измерение самоиндукции при помощи волномера.
Для измерения самоиндукции при помощи волномера не нужно иметь набора эталонов самоиндукции и магазина сопротивлений, но необходимо градуированный волномер и колебательный контур с переменным градуированным конденсатором.
Для измерения собирается схема рис. 2. На ней B — волномер, возбуждаемый зуммером; самоиндукция L и конденсаторы C и Ck образуют замкнутый колебательный контур; детектор D, телефон T и блокировочный конденсатор Cb служит для настройки этого контура. Lx — измеряемая самоиндукция.
Измерение производим так: ставим волномер на определенную длину волны λ, зажимы a и b соединяем накоротко и изменяем настройку замкнутого контура до тех пор, пока звук в телефоне не будет самым громким. Затем между зажимами a и b включаем измеряемую самоиндукцию и, изменяя емкость переменного конденсатора C, вновь добиваемся наибольшего звука в телефоне (установка волномера при этом не изменяется). Так как теперь самоиндукция контура стала больше, емкость C нужно будет уменьшить.
Пусть отсчет конденсатора C при первой настройке был n1 градусов, а при второй n2 градусов. По кривой градуировки конденсатора находим его емкость при первом отсчете — C1 и при втором — C2. Тогда величина искомой самоиндукции
где λ длина волны в метрах; π = 3,14; C1 и C2 — емкость конденсатора C в сантиметрах; при этом Lx получится в сантиметрах.
Например, если волномер был установлен на волну 1.000 метров, емкость конденсатора C при первой настройке была 1.000 см., а при второй 200 см., то
(π2 можно приближенно считать за 10, так как π2 = 9,87).
В качестве колебательного контура можно пользоваться просто контуром лриемника, отсоеденив от него антенну, так как способ присоединения к нему детекторной цепи не имеет существенного значения. Проградуировать конденсатор можно также в какой-либо лаборатории; как это сделать самому, будет сказано в ближайшем номере журнала.
Если вместо переменного конденсатора в приемнике имеется переменный вариометр и градуировка к нему, то измерение производится так: сначала вместо вариометра включается измеряемая самоиндукция и изменяется настройка волномера, пока не будет самый громкий звук в телефоне; затем вместо измеряемой самоиндукции включается вариометр, и самоиндукция его изменяется до получения максимума звука в телефоне (настройка волномера при этом не изменяется). Тогда измеряемая самоиндукция просто равна самоиндукции вариометра, при которой получилась настройка.
При измерении с переменным конденсатором нужно так подбирать волну волномера, чтобы настройка колебательного контура без измеряемой самоиндукции получилась при большой емкости конденсатора; иначе при включении измеряемой самоиндукции настройка может уйти за пределы шкалы конденсатора или оказаться близкой к 0°, что даст неточный результат.
При измерении с вариометром необходимо, чтобы наибольшая самоиндукция вариометра была больше измеряемой самоиндукции. Если же измеряемая самоиндукция больше, то сначала включают в контур один только вариометр, а затем параллельно к нему включают измеряемую самоиндукцию.
Если при первой настройке самоиндукция вариометра была L1, а при второй L2, то измеряемая самоиндукция
Напр., если при первом отсчете величина самоиндукции вариометра была 250000 см., а при втором 300000 см., то Lx = 1500000 см.
Если измеряемая самоиндукция Lx мала по сравнению с самоиндукцией вариометра, то настраивают сначала контур с одним вариометром, а потом последовательно включают измеряемую самоиндукцию. Тогда Lx = L1 — L2.
Если отсчеты вариометра были 300000 см. и 250000 см. то
Наконец, при наличии градуированного постоянного конденсатора и градуированного волномера можно еще упростить измерение, если составить колебательный контур из измеряемой самоиндукции и градуированного конденсатора и менять настройку волномера до достижения настройки.
Тогда
где λ длина волны в метрах, C — емкость постоянного конденсатора в сантиметрах.
Напр., при λ = 2000 м. и C = 1000 см.
1 В этом номере другой статьи о самоиндукции нет. (примечание составителя).
