А. Е-о.
Какими свойствами должна обладать катушка самоиндукции для работы короткими волнами?
("Radio fur Alle" № 6 за 1926 г.)
Характерным отличием коротких волн является чрезвычайно высокая частота колебаний. Уже в области радиофонии число колебаний весьма велико, так как диапазону волн от 300 до 600 метр. соответствуют частоты в 1.000.000—500.000 колебаний в секунду. Волне в 100 метр., которая считается еше сравнительно длинной, соответствует частота в 3.000.000 колебаний в секунду. Эта частота резко повышается для волн короче 40 метр., которыми особенно охотно пользуются радиолюбители. Так, напр., волне длиною в 30 м. соответствует частота в 10.000.000 колебаний в секунду. В связи с таким большим числом перемен направления тока катушки самоиндукции для приема коротких волн несколько отличаются от катушек, применяемых при работе длинными волнами.
1. толстая проволока! 2. побольше воздуха, как можно меньше изоляционных материалов! 3. концы катушки далеко разводить один от другого! 4. по возможности менее массивная арматура!
Известно, что токи высокой частоты распределяются не по всему поперечному сечению проводника, а проникают лишь на некоторую его глубину. С увеличением числа колебаний тока эта глубина проникновения уменьшается. Токи, меняющие свое направление с такой колоссальной быстротой, как при коротких волнах, не успевают глубоко проникнуть в проводник. Чем тоньше становится этот проводящий слой, тем большим, при одной и той же поверхности проводника, становится сопротивление последнего распространению тока. Для того, чтобы по возможности уменьшить это сопротивление, необходимо увеличить поверхность проводника, увеличивая таким образом проводящий слой, если не в глубину, то в ширину. Поэтому применение толстой проволоки обусловлено стремлением увеличить слой, проводящий токи. Вот почему весьма часто вместо круглых проводников пользуются металлическими лентами. Конечно, в этих случаях следует учесть, что такие увеличенные поверхности могут в скрытой форме явиться конденсаторами. Подробнее об этом будет сказано ниже, в п. 3.
Каждая перемена направления тока создает вокруг катушки силовое поле. Всякий раз, когда такое переменное поле пересекает диэлектрик, оно претерпевает ослабление. Наименьшие потери происходят в воздухе. Легко понять, что при коротких волнах, с их чрезвычайно большим числом перемен направления тока, эти потери в диэлектрике приобретают особое значение, так как в этом случае переменные силовые поля гораздо чаще пересекают диэлектрик, чем при длинных волнах. Поэтому при работе короткими волнами следует по возможности уменьшать количество диэлектрика в силовом поле катушки самоиндукции.
Эбонитовые держатели и другие части катушек, изготовленные из изолирующих материалов, следует делать как можно меньших размеров и по возможности тоньше. Выполнить это требование тем легче, что толстый проводник, описанный в п. 1, является настолько прочным, что изготовленная из него катушка самоиндукции сама по себе достаточно прочна и не требует каких-либо особенных упоров. В этом случае большая часть силового поля катушки будет создаваться в воздушной среде, которая хотя и обуславливает некоторые диэлектрические потери, но в которой эти неизбежные потери сводятся до минимума.
Хотя падение напряжения в катушке самоиндукции для коротких волн гораздо меньше, чем в катушке, смотанной из длинного проводника, тем не менее оно все же достаточно велико, чтобы вызвать большие потери, если расстояние между двумя отрезками провода катушки, не являющимися непосредственным продолжением один другого, невелико. В этом случае создаются емкости, представляющие для токов высокой частоты весьма ничтожное сопротивление. Это усугубляется тем обстоятельством, что провод, как было указано в п. 1, должен быть как можно толще, т.-е., что поверхность такого конденсатора будет довольно велика.
Эти потери при работе короткими волнами, вследствие высокой частоты колебаний, составили бы гораздо большую величину, чем при длинных волнах.
Поэтому на черт. 1 оба конца катушки, разность потенциалов которых наибольшая, показаны далеко разведенными один от другого.
Целесообразность этого требования вытекает, в сущности, из соображении, приведенных в п. 3, ибо место включения катушек легче всего может представить собою емкость с образованием которой связаны потери. Если держатель катушки изготовлен в виде тяжелого штепселя, то емкость такого нежелательного конденсатора увеличивается потому, что его проводящие поверхности достигают в этом случае сравнительно больших размеров. Способ включения катушки, изображенной на черт. 1, весьма прост: концы катушки отгибаются и соответствующими винтами прикрепляются к панели.
Это требование вытекает из соображений, высказанных в п. 2. Всякая изоляция провода увеличивает количество диэлектрика в силовом поле катушки. Во всяком случае следует избегать проводника с многослойной изолирующей обмоткой. Конечно, нельзя совершенно отказываться от какой бы то ни было изоляции; поэтому при работе весьма короткими волнами наряду с голым проводником применяется и эмалированный проводник. Последний, не нарушая требовании п. 2, имеет даже какой-какие преимущества. При длине волн больше 100 м. можно пользоваться проводником и с несколько более плотной изоляцией.
Следует заметить, что все сказанное выше должно учитываться с тем большею тщательностью, чем короче волна. Кстати укажем, что катушка самоиндукции, изображенная на черт., не только является иллюстрацией к высказанным нами соображениям, но и представляет собою форму катушки, которая с большим успехом может быть применена на практике и которая в действительности и встречается почти во всех приемниках и передатчиках, работающих волною короче 30 м.
Несмотря на кажущуюся простоту конструкции этой катушки, изготовить ее все же не так просто. Особенно усложняет работу пружинящий толстый проводник, то и дело нарушающий форму витков и изменяющий расстояние между ними. Чтобы этого избежать, можно прокалить провод и затем тщательно очистить его поверхность. Однако, в дальнейшем следует избегать каких бы то ни было надломов такого прокаленного проводника.
