Д. Смарагдов.
В нашей радиолитературе имеется много схем питания анодов от осветительных сетей, в все они сводятся к простой формуле: делитель напряжения + фильтр. Наиболее простым в изготовлеиии должен быть признан делитель, состоящий из 2-х экономических ламп, соединенных последовательно, как указано на рис. 1, где е1 и r1 — напряжение и сопротивление между точками А и Б, а е2 и r2 — между точками Б и В.
Если бы сопротивление экономических ламп Л1 и Л2 оставалось неизменным при различных напряжениях, тогда используемое для приемника напряжение е2 определялось бы просто1).
Между тем нити экономических ламп изменяют свое сопротивление, и лампы, предназначенные для нормального напряжения 220 в. будут иметь при 110 в. только 80% своего нормального сопротивления, а в холодном состоянии их сопротивление составляет только 10% от нормального (см. рис. 6). Поэтому напряжение е2, подсчитанное по формуле (1), будет отличаться от действительного, так как лампа Л2 фактически находится в делителе под напряжением, меньшим 220 в. Разница между е2 и действительным напряжением е2' будет возрастать по мере увеличения светосилы ламп, применяемых в делителе. Если теперь присоединить к точкам Б и В делителя приемник, то в точке Б ток будет разветвляться, и часть его потечет помимо лампы Л2 через приемник. Вследствие этого напряжение между точками Б и В упадет, и разница между е'2 и напряжением на анодах — ламп Микро, которое обозначим е1'', будет тем больше, чем больше ламп Микро будет иметь приемник. Не приводя сложных вычислений для промежуточных значений e2', даем таблицу 1 аноднцх напряжений е2'' для приемников с различным числом ламп Микро при 220 в. в сети.
Таким образом делитель напряжения, составленный из самых ходовых электротехнических материалов, имеющихся всегда в наличии в любом провинциальном городе и стоящий около 1 руб. 50 к. — 2 рублей, даст возможность получить необходимое напряжение 80—100 вольт. Такой делитель потребляет энергии приблизительно столько же, как и 10-свечная лампочка, что при оплате с лампочки составит около 50 копеек в месяц, а при пользовании счетчиком и того меньше.
В большинстве схем для питания анодов фигурирует фильтр, обычно состоящий из дрооселя в 10—12 тысяч витков и 2 конденсаторов по 2 микрофарады. Таким образом рекомендуется применять такой же фильтр, какой применяется для сглаживания пульсаций выпрямленного 50-периодного тока. В некоторых схемах имеются фильтры даже превосходящие по своим сглаживающим свойствам фильтры переменного тока.
Между тем для этого как будто нет достаточных оснований. Представим себе наихудшие условия получения постоянного тока от небольшой динамо-машины в 50 кв. Если машина имеет не менее 30 пар коллекторных пластин, то при наличии 4-х полюсов за один оборот она даст 120 пульсаций. При обычных 500 оборотах якоря в минуту мы будем иметь выпрямленный (постоянный) ток с 1 000 пульсациями в секунду. Машины бо́льших мощностей дают еще более сглаженный ток. Следовательно, в сетях постоянного тока имеется ток с количеством пульсаций в среднем в 10 раз большим, чем в выпрямленном 50-периодном токе (100 пульсаций), и поэтому для сглаживания пульсаций постоянного тока на долю фильтров остается очень небольшая роль. Практика подтверждает эти выводы. В некоторых городах можно обходиться совершенно без фильтров, получая чистый прием. Поэтому прежде чем начать трудные поиски конденсаторов в 2 микрофарады, следует попробовать присоединить к делителю напряжения приемник без всяких фильтров, как указано на рис. 1. Настраивая приемник на различные длины волн, меняя накал ламп Микро и изменяя анодное напряжение сменой ламп в делителе, пользуясь при этом табл. 1, наблюдают за радиоприемом. Весьма возможно, что некоторая определенная комбинация указанных выше условий дает чистый прием, без всякого фона. Тогда ясно, что фильтра не нужно.
| Делитель | П р и е м н и к | ||||||||||
| Эконом. лампы число свечей |
1 микро | 2 микро | 3 микро | 4 микро | 5 микро | ||||||
| Л1 | Л2 | e2II | e2III | e2II | e2III | e2II | e2III | e2II | e2III | e2II | e2III |
| 10 | 16 | 93 | 83 | 86 | 66 | ||||||
| 10 | 10 | 10 | 93 | 97 | 77 | 90 | 60 | ||||
| 16 | 10 | 115 | 105 | 108 | 88 | 102 | 72 | ||||
| 25 | 10 | 128 | 98 | 121 | 81 | ||||||
| 32 | 10 | 133 | 93 | 126 | 76 | ||||||
Если фон (т. е. звук определенного тона) не исчезает, то приходится включать фильтр, согласно рис. 2. Обычного типа дроссели в 10 000—12 000 витков из проволоки 0,1 мм имеют омическое сопротивление около 3 500 ом, и включение такого дросселя еще понизит анодное напряжение е2'', которое при этих условиях определяется по таблице 1, вторые вертикальные столбцы (цифры подчеркнуты). Если пользуются сетью напряжения в 120 в., то приемник непосредственно присоединяется к сети без делителя напряжения. Фильтр включают по мере надобности. Напряжение на анодах будет 100—80 в. Во всех случаях, когда минусовый провод сети находится под напряжением, в заземление должен быть поставлен надежный конденсатор и предохранитель на 0,1 амп. Величина конденсатора зависит от местных условий и может колебаться от 5 000 см до 1 микрофарады. Обычно уменьшение емкости ниже 0,1 микрофарады вызывает появление шумов в приемнике.
Для накала ламп Микро требуется напряжение в 3,6 в., и поэтому приемник может быть присоединен к сети с напряжением в 220 в. при условии, что 216 вольт (0,4 в. — на регулировку) будут поглощены соответствующим сопротивлением. В качестве такого сопротивления рациональнее всего использовать экономические лампы на 220 в., которые, исполняя роль сопротивления, одновременно будут гореть полным накалом и, следовательно, будут служить для освещения комнаты. При этих условиях накал Микро будет получаться даром.
Применение сопротивлений из никелиновой проволоки, не меняя ничего по существу, усложняет все дело вследствие необходимости изготовлять реостат самому (в продаже нет), удорожает устройство, а самое главное значительно удорожает эксплоатацию приемника: 216 в. будут бесполезно теряться на нагревание сопротивления, и только 4 вольта будут служить для накала. При 5-часовой ежедневной работе 4-лампового приемника стоимость израсходованной энергии за месяц, при обычном тарифе 25 коп., за 1 квч. составит около 2 рублей. Поэтому в качестве сопротивлений нужно применять только экономические лампы. Они монтируются в обыкновенной люстре с 2—3 патронами или настольной переносной лампе, которая может помещаться в любом месте комнаты. Практика питания накала от сети показала, что никаких фильтров или буферных аккумуляторов не требуется, и все устройство приобретает чрезвычайно простой вид, как видно из схемы рис. 3.
Здесь R1 и R2 обычные реостаты на 20—30 ом, R1 ставится у детекторной лампы, а R2 — у лампы низкой частоты, если она работает на сопротивлении и требует точной регулировки накала. R3 — обыкновенный потенциометр на 500 ом, включенный в виде общего реостата между + и — накала. Рб. — рубильник. Л — люстра или переносная лампа, представляющая ламповый реостат, лампы которого служат для освещения комнаты.
Накал от сети в 220 в. имеет свои особенности, которые надо хорошо понимать и твердо помнить для того, чтобы приемник действовал исправно.
Сила тока, протекающего через приемник, всегда одна и та же, необходимая для накала Микро и не зависит от числа включенных ламп. Каждая лампа требует для накала 0,06 амп. Поэтому через 5-ламповый приемник должен протекать ток силой J = 0,06 × 5 = 0,3 амп. Если 2 лампы выключить реостатами, то через оставшиеся включенными 3 лампы протекал бы тот же ток J = 0,3 амп., и на каждую лампу приходилось бы по 0,3 / 3 = 0,1 амп. Такой ток даст перекал лампам, и они потеряют эмиссию. А если бы осталась включенной только одна лампа, то через нее прошел бы тот же ток J = 0,3 амп. и сжег бы ее. Отсюда следует правило: пускать ток в приемник надо одновременно во все лампы, что осуществляется не ламповыми реостатами, а общим рубильником Рб. (При его выключении ток идет в нити ламп.)
Как уже упоминалось, экономические лампы, которые исполняют для приемника роль сопротивлений, имеют в холодном состоянии сопротивление в 10 раз меньшее нормального. Если пустить ток в приемник при незажженных осветительных лампах, то в начальный момент, пока не накалились нити экономических ламп, через приемник пройдет мгновенный ток 10-кратной силы и на мгновение перекалит нити Микро. Отсюда второе правило: пускать ток в приемник, размыкая рубильник Рб, только в том случае, если осветительные лампы уже горят. Так как экономические лампы, составляющие реостат, служат для освещения комнаты, то это правило в вечернее время соблюдается само собой.
Так как через приемник протекает ток постоянной силы, то ламповым реостатом R1 или R2 можно уменьшить силу тока, протекающего через данную лампу за счет одновременного усиления тока в остальных лампах и обратно. Поэтому нет никакого смысла ставить реостаты на каждую лампу: достаточно это сделать для детекторной лампы и лампы, требующей точной регулировки накала. Регулирование накала остальных ламп производится одновременно общим реостатом R3. Понятно, что при одноламповом приемнике монтируется только один реостат R3 (потенциометр).
В том случае, если одновременно пользуются и анодным напряжением и накалом от сети, то минус высокого напряжения обязательно присоединяют к минусу накала.
Для подбора экономических ламп, составляющих сопротивление Л, пользуются таблицей 2. Для этого подсчитывают силу тока J, необходимую для приемника, считая на каждую Микро 0,06 амп. и затем, руководствуясь таблицей 2, подбирают экономические лампы так, чтобы в сумме они дали необходимую силу тока J с незначительным избытком для регулировки.
| Число све- чей |
Сопротивле- ние ом |
Сила тока амп. |
| 10 | 2 600 | 0,085 |
| 16 | 2 250 | 0,1 |
| 25 | 1 570 | 0,14 |
| 32 | 1 290 | 0,17 |
| 50 | 910 | 0,24 |
Пример: для 4-лампового приемника требуется сила тока J = 0,06 × 4 = 0,24 амп. Поэтому сопротивление Л можно составить: из 3 ламп по 10 свечей — J = 0,085 × 3 = 0,255 амп.; или взять 1 лампу в 16 свечей и 1 лампу в 32 свечи, тогда J = 0,1 + 0,17 = 0,27 амп.
Таким образом токи ламп, составляющих сопротивление, складываются. Все лампы соединяются параллельно, как в обычных люстрах для освещения. Величины сопротивлений и силы тока, указанные в таблице 2, определены довольно точно и хорошо проверены на практике, и поэтому рекомендуется смело пользоваться этими данными.
Применяя напряжение в 220 в., нужно особенно тщательно проверить все соединения и контакты цепи накала, а также немного улучшить детали приемника. У реостатов потенциометров зав. «Радио» трущийся контакт между осью и неподвижной втулкой очень ненадежен. Как только втулка разработается, ось начинает «хлябать» во втулке, и при вращении реостата возможны перерывы тока. Для устранения этого недостатка заменяют трущийся контакт спиральной пружинкой. Один конец голой медной проволоки диаметром 0,4—0,5 мм закрепляют у винта, которым крепится движок на оси. Затем проволоку обматывают спирально вокруг оси, делая 4—6 витков для того, чтобы при вращении она пружинила, и подводят другой ее конец к неподвижному контакту реостата. Кроме того, необходимо внимательно исследовать и наладить плавное, без перерывов и провалов скольжение движка по виткам проволоки реостата. Потенциометр на 500 ом, служащий реостатом R3, может без нагрева пропустить ток 0,07—0,08 амп., вследствие чего наименьшее сопротивление его ограничивают 40—60 омами. Для этого в торец потенциометра ввинчивают стопорный винтик, который не позволяет движку доходить до нулевого положения, а останавливают его на расстоянии приблизительно 0,1 всей окружности. При этих условиях сопротивление потенциометра будет изменяться в пределах от 40 до 500 ом.
Также стопорным винтиком ограничивают ход движка в ламповых реостатах, не позволяя движку сходить с витков проволоки, так как таким образом выключать лампу нельзя. (Это необходимо против забывчивости оператора.)
Рубильник Рб изготовляется из пружинящей полоски латуни шириной 8—10 мм, один конец которой подкладывается под одну клемму накала, а другой сверху опирается на винт другой клеммы, как указано на рис. 4. Этот рубильник будет постоянно держать клеммы накала приемника коротко замкнутыми. Когда нужно пустить ток в приемник, конец А приподнимают пальцами и под пластинку подкладывают полоску прессшпана или картона.
Сеточную батарейку, которая дает отрицательный потенциал на сетки ламп низкой частоты, можно заменить сопротивлением R4, (рис. 5), включив его в отрицательный провод цепи накала. Для того чтобы создать разность потенциалов в 2,5 вольта для 4-лампового приемника, сопротивление должно быть равно 10 омам. В качестве сопротивления может быть использована лампочка от карманного фонаря.
Для 5-лампового приемника R4 = 8 омам, но лампочка не пригодна, так как ток в 0,3 амп. ее быстро пережигает. Такое сопротивление может быть изготовлено или из 1 м голой медной проволоки — диаметром 0,05 мм или 0,75 м никелиновой проволоки диаметром 0,2 мм. При этом сетки ламп, получающие отрицательный потенциал, присоединяются непосредственно к клемме «минус» накала (рис. 5). Включение сопротивления в 10 ом совершенно не влияет на силу света экономических ламп.
Некоторые провинциальные электростанции производят в вечернее рабочее время выключение тока на 0,5—1 сек. Если это случится во время действия приемника, то очевидно, что пуск тока, после перерыва произойдет при холодных нитях экономических ламп, и Микро получат мгновенный перекал. 10—15 таких случаев — и Микро потеряют эмиссию. Для того чтобы оградить приемник от последующего включения тока с электростанций, включают в цепь накала перед приемником электромагнит с якорем. Во время выключения тока якорь под действием пружины отходит от полюсов электромагнита и прерывает цепь накала. Выключив приемник замыканием рубильника Рб, зажигают осветительные лампы и после этого пускают ток в приемник. Любая конструкция такого автомата, которые применяются при зарядке аккумуляторов и неоднократно описывались на стр. «Радио всем», может быть применена и здесь. На рис. 5 дана схема 5-лампового регенеративного приемника 1—V—3. Вместо сеточной батарейки, напряжение которой за время ее службы изменяется с 4 в. до 0 в., применено сопротивление R4 дающее постоянное напряжение. Намотка дополнительной обмотки II трансформатора низкой частоты проволокой диаметром 0,3 мм, вместо шунтировання омическим сопротивлением, имеет перед последним преимущество, потому что дает возможность экспериментатору, путем изменения числа витков, точно подойти к наилучшим условиям работы трансформатора. Переход с 5 на 4 лампы просто производится перестановкой штепселя из одного гнезда в другое. Фильтр и автомат устанавливают в случае необходимости. Потенциометр Пц в 500 ом служит для регулировки сеточного напряжения на первую лампу.
(стр. 549)
e2 = E .......... (1) 1 + r1 r2