Майер В.В. - Простые опыты с ультразвуком (1040531), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Конденсаторы С1 и С2 обеспечивают положительную обратную связь в генераторе. Резисторы И и 1(2 служат сопротивлениями утечек в цепях сеток ламп. Магнитострикционный излучатель МСИ подключается Рис. 22. Приициииальиав схема электронного генератора иа лаииак, обеспечивающего получение ультразвука низкой и средией частот. Редкодеталп: кокдепсеторы с!=с2 (10(0 пФ), сз (!000-2000 пФ, годакреетсп), С4(0,04 — 0,1мкФ); реепсторы: Ю Ла (З) кпп). ко вторичной обмотке Е.2 высокочастотного трансформатора.
Конденсатор С4 предназначен для оптимального согласования выхода генератора с излучателем. Генератор питается переменным током. Величина анодного напряжения может быть выбрана в пределах 300 — 600 В; накальное напряжение для ламп типа 6ПЗС должно составлять 6,3 В. Поскольку анодное напряжение переменное, генератор вырабатывает модулированные (с частотой осветительной сети 50 Гп) колебания высокой частоты. Этим он отличается от транзисторного генератора, дающего немодулированные синусоидальные колебания.
Разумеется, генератор можно питать и постоянным током. Однако, поскольку это требует изготовления выпрямителя и в целом не дает никаких преимуществ, вряд ли в столь неоправданном усложнении конструкции прибора есть какой-то смысл, 44 Изображенная на рис. 22 схема генератора не содержит блока питания. В качестве такого блока можно использовать любой фабричный или самодельный трансформатор мощностью не ниже 60 Вт, преобразующий сетевое напряжение 220 В (илн 127 В) в напряжения 6,3 В и примерно 300 и 500 В.
Блок питания. Подготовку к изготовлению генератора следует начинать с подбора или изготовления силового трансформатора. Покажем, как использовать трансформатор типа ТС-4 (или близкий к нему по параметрам) в блоке питания генератора. Этот трансформатор содержит сетевую обмотку на 220 В, часть которой может быть использована для вклю- 4бй1 чения в сеть напряжением 127 В, повышающую У л ярл обмотку на 240 В и накальную на 6,3 В (см. гро' рнс.
11). Если соединить сстевую и повышающую обмотки последовательно 4 -ЩЖ и согласно (т. е. так,чтобы образовалась как бы р Рис. 23. Принципиальная схема одна катушка, намотап- аато1ранорорматора для блока ная в одну сторону), то питания. от получившегося в результате этой операции автотрансформатора можно взять напряжения около 370 н 460 В (рис. 23). Такие значения анодного напряжения вполне пригодны: для получения более интенсивного ультразвука надо будет использовать большее напряжение, менее интенсивного — меньшее. Единственно, что нужно сделать— это правильно соединить обмотки трансформатора.
Для контроля правильности соединения воспользуйтесь авометром: если неверно подсоединить обмотки, то результирующее напряжение окажется равным не сумме, а разности исходных. Необходимо иметь в виду, что автотрансформатор «более опасный» прибор, чем трансформатор. Дело в том, что один провод осветительной сети заземлен.
Если вы случайно заденете другой провод («фазовый»), то, поскольку между человеком н землей всегда существует более или менее хороший контакт, 45 вас «дернет» электрическим током. Напряжение, приложенное к телу, окажется равным 220 В. Повышающий автотрансформатор дает напряжение 460 В; ясно, что все это напряжение может оказаться между какой-то точкой схемы генератора и землей. Поэтому для исключения возможности поражения электрическим током высокого напряжения конструкции блока питания, собранного по автотрансформаторной схеме, и генератора должны быть такими, чтобы в них пе было неизолнрованпых мест соединения проводников или радиодеталей.
Радиолюбители часто собирают свои приемники тзк, что их шасси соединено с отрицательным полюсом источника питания. При использовании автотрансформатора соединение металлического шасси с одипи из проводов анодного напряжения совершенно недопустимо. Можно собрать и блок питания, и генерато ~ в металлических корпусах (хотя лучше с этой цель'о использовать диэлектрик)„ но к этим корпусам нс должно подводиться напряжение (с корпусом не долхлна электрически соединяться ни одна радиодеталь). Почему мы столь подробно рассмотрели все это? Конечно, гораздо проще привести схему необходимого силового трансформатора и мимоходом сказать, что в приборе использовать автотрансформатор не рекомендэется.
Однако многих желающих собрать ламповый генератор осенит счастливая идея (и она действительно неплоха) — вместо того, чтобы мотать силовой трансформагор, использовать готовый, превратив его в автотрансформатор. Лучше знать все возможные последствия такой замены и сделать ее правильно, а не подвергать себя из-за своей неосведомленности проверке на собственном теле «прелестей» физиологического действия тока. Детали и конструкция генератора. Единственной (и очень ответственной) самодельной деталью лампового генератора является высокочастотный трансформатор.
Его лучше всего намотать иа плоском каркасе из диэлектрика (оргстекла, вини- пласта, текстолита и т.п.), изготовленном согласно чертежу, представленному на рис. 24. Первичная обмотка Ы трансформатора (см. рис. 22) состоит из двух одннаковых и намотанных в одну сторону сек- пвй по 300 витков провода ПЭЛ 0,41 в каждой. Вторичная обмотка Е2 содержит 100 витков провода ПЭЛ 0,8 — 1,0. Настроечным сердечником трансформатора служит плоский ферритовый стержень марки М4ООНН размером 3 к', 20 р,' 100 мм'. На каркас трансформатора вначале укладывается первичная обмотка. Мотать ее нужно виток к витку, тщательно изолируя тонкой бумагой каждый слой и выводы обмотки. Между первичной и вторичной обмотками следует проложить слой лакоткани или высоковольтной изоленты.
От качества изготовления высокочастотного трансформатора полностью зависит нормальная работа генератора. Может случиться так, что, вклю- яп чнв для проверки собранный генератор, вы сразу получите ультразвук, а спустя некото- ч рое время он неожиданно исчезнет. Это означает, что пробита рнс.
24. Конструккня каркаса яынебрежно намотанная сокояастотного трансформатора первичная обмотка лля лампового генератора трансформатора. Поэтому прн изготовлении трансформатора нужно особенно внимательно следить за тем, чтобы витки верхних слоев обмотки не соприкасались с витками нижних. Данные остальных радиодеталей некритичны.
Следует только иметь в виду, что конденсаторы должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 500 В, а резисторы — -на мощность не менее 2 Вт. Мы не будем подробно описывать конструкцию генератора, предоставив вам разработать ее самостоятегьио. Отметим только, что для экспериментальной работы удобнее собрать прибор в виде трех отдельных блоков; блока питания, блока генератора и блока колебательного контура. Это позволит использовать силовой трансформатор не только в опытах с ультразвуком. Кроме того, блочная конструкция генератора удобнее в том отношении, что она позволяет простой заменой блока колебательного контура в широких пределах регулировать диапазон рабочих 47 частот генератора. Внешний вил ультразвукового генератора блочной конструкции представлен на рис.
25. Для увеличения мощное~и ~енератора в приборе можно использовать не две, а четыре лампы типа 6ПЗС, попарно соединенные между собой параллельно. Налаживание генератора. Подключив к выходу прибора низкочастотный излучатель ультразвука, подайте питание на генератор. Если при полностью вдвинутом внутрь каркаса сердечнике высокочастотного трансформатора будет слышен слабый звук Ркк 25. Ультразвуковой генератор блочной конструкцнк. У вЂ” блок о~геен~а, У вЂ” блок генератора, 3 — блок колебательного контура, а — нагонтосчнеккнонныа нллунасель срслнеа частоте. высокой частоты, то генератор работает.
Выдвижением сердечника (при этом, очевидно, увеличивается частота электрических колебаний) добейтесь резонанса: лезвие, гюмещенное на торец вибратора, должно дребезжать. Если при включении генератора звук не возникает, то наличие генерации проверьте неоновой лампочкой: она должна загораться при соприкосновении цоколя с одним из крайних концов первичной обмотки высокочастотного трансформатора. Если прибор работает, но излучатель с ферритовым вибратором длиной 160 мм не генерирует ультразвук, то, значит, частота генератора слишком велика.
Увеличьте емкость контурного конденсатора и добейтесь возбуждения ультразвуковых колебаний вибратора. Вообще лусцие подобрать емкость контурного конденсатора так, что- 48 бы резонанс с вибратором длиной 160 мм наступал при небольшом выдвижении сердечника из каркаса высокочастотного трансформатора. Этим налаживание генератора заканчивается. Построенный прибор позволяет поставить все те же опыты с ультразвуком низкой частоты, что и описанный выше транзисторный генератор.
Задание И. Выясните, можно ля для подмагничивания внбратора применять переменный ток промышленной частоты, пропуская его по обмотке возбуждения излучателя. Если это возможно, разработайте и постройте небольшую приставку для поляризации вибратора переменным током, используя в качестве источника накальную обмотку силового трансформатора блока питания. Задание 1Б.
Установите, пригоден ли ламповый генератор для возбуждения без подмагничивания достаточно интенсивных ультразвуковых колебаний ферритовых вибраторов. Какой может быть в излучателе максимальная длина вибратора, если оп не подмагничивается и колебательный контур генератора собран в соответствии с описанием? Задание 1б. Исследуйте магинтострикционпый излучатель без подмагничивания вибратора. Зависит лн интенсивность ультразвука от числа витков и длины намотки катушки возбуждения? Добейтесь получения ультразвука максимальной частоты, которую способен дать ваш генератор.
МАТНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКА СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ Для получения ультразвука в диапазоне частот 100 †1 кГц длина ферритового вибратора при возбуждении его на основной частоте должна составлять 15 — 30 мм. Чтобы возбудить такой вибратор, необходимо повысить частоту лампового генератора. Сделать это можно, изменив параметры колебательного контура.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
