С. Э. Рексин.
Самым простым и наиболее надежным способом измерения самоиндукции катушки является, как известно, измерение ее при помощи волномера. Способ этот основан на принципе резонанса.
Предлагаемый ниже способ основан на том же принципе, но значительно проще: во-первых, для измерений по этому способу нет необходимости обзаводиться специальным волномером, а достаточно воспользоваться имеющимися у радиолюбителя катушками самоиндукции и переменным воздушным конденсатором, во-вторых, возбуждение колебаний в измерительном контуре осуществляется не специальным осциллятором (колебательный контур с зуммером), а работающей радиовещательной станцией.
Понятно, что прежде чем приступить к измерению, нужно каким-либо способом измерить и проградуировать имеющийся у любителя переменный конденсатор. Укажем, как это сделать самым простым способом, не прибегая к измерению емкости конденсатора в радиолаборатории.
Будем исходить из тех данных величин, которые нам могут быть точно известны. За одну из таких величин мы принимаем волну радиовещательной станции; другую величину, а именно самоиндукцию, мы должны как-то получить в виде эталона, величина которого была бы нам известна. Поэтому нам придется такой эталон построить самим, строго руководствуясь приводимыми данными этого эталона.
В качестве эталона может служить сотовая катушка общепринятых размеров, (т.-е., с внутренним диаметром в 50 мм, длина по оси 25 мм, по 29 спиц с каждой стороны) в 67 витков, проволока диаметром 0,5 ПБО, однако лучше и точнее построить цилиндрическую катушку, руководствуясь следующими данными: диаметр катушки 75,2 мм, длина, занятая обмоткой, — 145 мм, проволока берется обыкновенная звонковая, диаметром 0,8 мм (без изоляции), число витков на 1 см — 6,45 витка. Для того, чтобы получить картонную трубку нужных нам размеров, вырезаем из плотного картона прямоугольник размерами 270 × 160 мм. По ширине листа с двух сторон откладываем по 228 мм и проводим карандашом на этом расстоянии четкую линию. Эта линия, если мы свернем теперь картон в трубку, даст нам возможность точно получить цилиндр, нужного нам диаметра, лишняя часть картона (за чертой) пойдет на склеивание шва. Наматывать катушку следует плотно виток к витку, в один слой, всего следует взять 93 с половиной витка и после намотки проверить, чтобы вся обмотка расположилась на длине в 145 мм. Построенная таким образом катушка будет иметь самоиндукцию 256.500 см.
Собираем схему, изображенную на черт. 1. Катушка L1 — включенная в антенну и землю, составляет апериодический (сильно затухающий) контур, с этим контуром индуктивно связан колебательный контур, составленный из катушки L2 и конденсатора переменной емкости С.
Детекторный контур, составленный из детектора, телефона и катушки связи L3, в свою очередь связан индуктивно с колебательным контуром. Все три катушки — сотовые, общепринятых размеров (см. выше), L1 и L3 по 100 витков, (можно взять несколько больше или меньше витков) L2 — 67 витков точно, или цилиндрическая катушка вышеуказанных размеров, (последняя предпочтительней). Понятно, что и катушки L1 и L3 могут быть взяты также цилиндрические, тех же примерно размеров, как и L2, но по 120—150 витков. Настраиваемся теперь конденсатором С, сблизив все три катушки тесно между собой, на волну станции МГСПС или Совторгслужащих, работающих, как известно, на волне 450 метров. Когда работу станции удалось ясно обнаружить, раздвигаем катушки так, чтобы получилась острая настройка при ослабленной слышимости. Остроту настройки обнаруживаем по резкому уменьшению слышимости при повороте ручки конденсатора на небольшой угол в один-два градуса от того положения, при котором слышимость наибольшая (момент резонанса).
Добившись острой настройки, замечаем, число градусов конденсатора, при котором наступает момент резонанса; положим, что указатель ручки конденсатора в этот момент оказался на 72°. Далее, поступая тем же порядком, обнаруживаем работу станции имени Попова — волна 675 метров. Положим, что мы добились резонанса в нашем колебательном контуре при 162° конденсатора.
Зная величину самоиндукции катушки L2 и волну принятой станции, мы можем по графику зависимости между величинами известной формулы Томсона
| λметр = | 2π | √ | LсмСсм |
| 100 |
(где λ — длина волны в метрах L — самоиндукция в см и С — емкость тоже в см), или по самой формуле определить соответствующую емкость.
По этому графику (он имеется в любом радиотехническом справочнике) находим, что волне в 450 метров при нашей самоиндукции (256.500 см) соответствует емкость в 200 см, (72°), а волне в 675 метров — емкость в 450 см (162°). Воспользуемся этими данными для градуировки нашего конденсатора.
Для этой цели составляем следующий график, вычерчиваемый на миллиметровой или простой клетчатой бумаге.
По горизонтальной оси (ось абсцисс) откладываем градусы конденсатора от 0° до 180° в масштабе, положим, 1 мм — 2° конденсатора; по вертикальной оси (ось ординат) в любом масштабе откладываем емкость конденсатора в см емкости; положим, мы выбрали масштаб 1 мм — 5 мм емкости. Наносим теперь на график полученные величины емкости конденсатора в зависимости от числа его градусов (черт. 2). Получаем две точки А и В, которые потом соединяем прямой линией, которую продолжим в обе стороны от А и В.
Полученную прямую мы можем считать за характеристику нашего переменного воздушного конденсатора. Теперь по этой характеристике мы можем сразу прочесть максимальную емкость конденсатора при 180°, в нашем случае она равна 500 см, а также все промежуточныe значения емкости, соответствующие любому повороту ручки конденсатора. Таким образом мы проградуировали наш конденсатор.
Теперь мы можем приступить к измерениям самоиндукции любой построенной нами катушки.
Для этой цели составляем колебательный контур из измеряемой катушки самоиндукции и нашего проградуированного конденсатора. Короче говоря, мы снова возвращаемся к схеме чертежа 1. Только в этом случае на месте катушки L2 будет помещаться катушка, самоиндукцию которой мы хотим измерить. Принимая станции МГСПС или им. Попова, при острой настройке, как указывалось уже выше, замечаем число градусов конденсатора, при котором наступает момент резонанса (наибольшая слышимость). Смотрим, затем по характеристике конденсатора, какая у нас получилась емкость и по графику формулы Томсона по двум величинам — длине волны и емкости — определяем третью величину — самоиндукцию измеряемой катушки.
Нами выбраны станции МГСПС и им. Попова, а не станция им. Коминтерна, потому что наличие ясно выраженных высших гармоник у последней станции может ввести в заблуждение при измерениях. Однако, если есть уверенность, что ст. Коминтерн принимается на своей основной волне (1450 метров), например, при катушке самоиндукции в 1.200.000—1.500.000 см с конденсатором до 500 см, то можно, понятно, воспользоваться при измерениях и волной этой станции.
В провинции, понятно, любители могут пользоваться при измерениях работой местного передатчика.
Как измерить и проградуировать переменный конденсатор, мы уже знаем, теперь посмотрим, как измерить нашим методом емкость постоянного конденсатора.
Для измерения емкости постоянного конденсатора мы можем включить его в колебательный контур либо параллельно переменному конденсатору, либо последовательно с ним.
На черт. 3 показано паралельное (I) и последовательное (II) включение постоянного конденсатора. Первое включение применяется, когда емкость измеряемого конденсатора заведомо меньше переменного градуированного конденсатора, второе включение — когда емкость измеряемого конденсатора равна или больше емкости конденсатора-эталона.
Черт. 3 показывает лишь измерительный колебательный контур, в остальном схема стается та же, что и на чертеже 1.
В первом случае, при параллельном включении постоянного конденсатора мы, настроившись, например, на станцию Совторгслужащих, по графику формулы Томсона, находим емкость соответствующую волне в 450 метров, зная самоиндукцию катушки L2. Из полученной величины емкости, которую мы обозначаем через С0, вычитаем емкость, соответствующую повороту ручки нашего проградуированного конденсатора С и таким образом получим емкость измеряемого постоянного конденсатора — Сx,
Во втором случае, при последовательном включении измеряемого конденсатора нам придется пользоваться при определении емкости измеряемого конденсатора следующей формулой:
| X = | C · C0 |
| C — C0 |
Для того, чтобы не производить вычислений по этой формуле, проще воспользоваться номограммой черт. 4 выражающей графически зависимость между величинами, входящими в эту формулу.
Даем ее построение: на плотной бумаге проводится вертикальная прямая ОС0, затем строится строго перпендикулярная к ней горизонтальная прямая, (показана на чертеже пунктиром), отстоящая от точки О ровно на 50 мм. После того от точки О до пересечения с горизонтальной откладываем в обе стороны от вертикали по 100 мм, и проводим прямые ОС и ОСх. Наклеиваем затем вдоль вычерченных тушью трех линий ОС0, ОС и ОСх узкие полоски миллиметровой бумаги и ставим цифры от 0 до 2000 по крайним полоскам и от 0 до 1000 по средней, через каждые 10 мм. Такой график, построенный самим любителем, несомненно, будет удобнее, и если он аккуратно выполнен, то и точнее, чем напечатанный в журнале.
Для определения измеренной емкости кладем линейку на график и соединяем ею две точки на линиях ОС0 и ОС, соответствующие емкостям С0 и С в см. Тогда полученная по линии ОСх точка дает некоторую емкость Сх.
Этот же график может служить и для определения суммарной емкости двух каких-либо последовательно соединенных конденсаторов. Для этого соединяются две точки, соответствующие емкостям этих конденсаторов на линиях ОСх и ОС, а результат, т.-е. суммарная их емкость имеется на средней линии графика ОС0.
Было бы весьма желательным, если бы наша радиотехническая промышленность, идя навстречу интересам радиолюбителей, выпустила, бы в продажу точно проверенные эталоны самоиндукции. По цене такие эталоны могут быть вполне доступными для массового радиолюбителя.
Многие читатели запрашивают нас, когда будет помещена монтажная схема трехлампового приемника описанного в статье М. Боголепова в № 1 (20) "Радио Всем".
Монтажная схема и необходимые дополнения будут напечатаны в № 6 (23) "Радио Всем".
В дополнение к статье М. Семенова "Ультрадин", помещенной в № 4 (28) "Радио Всем" сообщаем, что трансформаторы высокой частоты следует мотать проводом диаметром 0,175—0,2 мм типа ПШО или ПШД.