потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного па отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал). В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудой, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, пото.ч вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь npoiiTH через нуль, после чего цикл всех изменении возобновляется.

Время, за которое происходит один такой цикл (время, включающее излге-иение тока в обе стороны), называется периодом переменного тока. Количество периодов, совершаемое током в одну секунду, носит название частоты. Само собой разумеется, что чем короче период, тем больше их в одну секунду и тем выше частота.

Переменный ток используется в электрической сети, Он вырабатывается машинами, называемыми «генераторами переменного тока». Обычная частота тока в Европе 50 пер1сек, или 50 гц, а в Америке - 60 гц.

Электромагнитные волны

«Промышленные частоты» для радиста являются очень «низкими», так как в радиотехнике для волн, используемых для радпопередачи, применяют токи высокой частоты, с частотой по крайней мере 10000 гц, иначе говоря с периодом, равиьиг или меньшим 0,0001 сек. Каждый период такого тока, проходящего по вертикальному проводу - передающей антенне, порождает электромагнитную волну, распространяющуюся в пространстве наподобие ко.тьца, непрерывно расширяющегося вокруг антенны. Это расширение происходит со сказочной быстротой, удаляющей волну от антенны на 300 000 000 м/сек, т. е. со скоростью, равной скорости света. В этом нет ничего удивительного, так как радиоволны и световые волны имеют одну и ту же природу: в обоих случаях мы имеем дело с электромагнитными волнами. Они различаются лишь по частоте, которая значительно выше у световых волн.

Расстояние между двумя волнами, последовательно излученными антенной, называется длиной волны. Чем короче период (или выше частота), тем меньше это расстояние, т. е. волны следуют одна за другой через меньшие 1ш-тервалы,

В радиотехнике различают неско.тько категорий или «диапазонов» волн, установленных несколько произвольно:

Длинные волны - с длиной волны 600 м и больше. Средние волны - с длиной волны от 200 до 600 м. Короткие волны - с длиной волны от 10 до 200 м. Ультракороткие волны - от 1 до Юм. Дециметровые волны - от 10 до 1 м. Сантиметровые волны - от 1 до 10 си.

Последние почти вплотную подходят к наиболее длинноволновой части инфракрасного излучения.

Следует также сказать, что в радиотехнике вместо слова «период» шюгда используют слово «цикл», а выражение «период в секунду» или «цикл в секунду» обычно заменяется термином герц (по фамилии физика, экспериментально доказавшего существование электромагнитных волн). В связи с тем, что в радиотехнике часто имеют дело с очень высокими частотами, пользуются укруп-иеннымн едпнииам1Г- килогерц (кгц) ~ I ООО гц, мегагерц (Мгц) = 1 ООО ООО гц и гигагерц (Гц) = 1 ООО ООО ООО гц.

Магнитное поле

Создание электромагнитных воли электрическим током является одним из многочисленных проявлепнй тесного родства (если не больше), объед!!няющего э.1:ектрические и магнитные явления. Всякое перемещение электронов в проводнике порождает в непосредственной близости от него особое состояние про-

странства, называемое магнитным полем. Намагниченная стрелка компаса обнаруживает наличие магнитного поля вокруг проводника, ио которому про.чо-дит элйкт!)ический ток, причем стрелка устанавливается перпендикулярно проводнику. Если изменить направление тока, то стрелка опишет полукруг, что свидетельствует о наличии у магнитного поля полярности, определяе.мой направлением тока.

AiarHHTHoe поле проводника можно усилить, намотав проводник в виде катушки. В этом случае магнитные поля всех витков складываются и катушка, через которую проходит ток, действует как настоящий линейный магнит.

Действие такого магнита можно усилить, введя внутрь катушки стальной стержень. Мягкая сталь имеет для магнитны.ч сил значительно большую магнитную проницаемость, чем воздух. Магнитное поле сосредоточивается в магнитном сердечнике, и мы получаем электромагнит. Если сердечник сделан из мягкой стали, то при выключении тока он теряет свою намагниченность (или сохраняет ее лишь в небольшой степени). Если же сердечник сделан из твердой стали, он остается намагничеины.ч и после включения тока. Именно таким способом в настоящее время изготавливают искусственные постоянные магниты.

Индукция

Изменения электрического тока влекут за собой соответствующие изменения создаваемого им магнитного поля и, наоборот, изменяющиеся магнитные поля наводят в проводниках переменные токи. Поднося магнит к катушке или удаляя его от нее, .мы наводим в катушке ток, который существует только во время движения магнита, т. е. во время изменения магнитного поля.

Следует хорошо усвоить, что именно изменение, а не простое присутствие магнитного поля сопровождается появлением тока в проводнике.

Вместо магнита к катушке можно подносить электромагнит - катушку, по которой идет постоянный ток. Результат будет таким же. Можно поместить катушку рядом с другой и пропускать через нее переменный ток. Переменный ток, проходящий ио одной из катушек, вызовет во второй катушке переменный ток. Это явление носит название индукции. При этом нет необходимости в материальном контакте, так как между двумя катушками имеется магнитная связь. Обе катушки представляют собой в целом электрический трансформатор. Из дальнейшего станет ясным основание для такого наименования.

комментарии -

к третьей беседе

Закон Ленца

Продолжая изучение магнитной индукции, наши молодые друзья открыли закон Ленца, хотя и не назвали его. Они констатировали, что наведенный ток в каждый момент как бы противодействует изменениям наводящего тока. Когда наводящий ток возрастает, наведенный ток течет в противоположтюм направлении. А когда наводящий ток спадает, наведенный ток течет в том же направлении.

Как мы видим, явления индукции подчиняются общему закону природы - закону действия и противодействия.

Наведенный ток зависит от скорости изменения наводящего тока и его величины.

Самоиндукция

Если ток, протекающий по катущке, наводит (индуктирует) токи в находящихся рядом катущках, то он, очевидно, должен наводить ток и в витках катущки, через которую протекает. Это явление, носящее название самоиндукции, подчиняется тем же законам, что и явление индукции. Поэтому когда ток, протекающий через катущку, увеличивается, появляется ток самоиндукции, направленный в противоположную сторону и замедляющий увеличение наводящего тока. По этой причине при подключении катущки к цепи постоянного тока устанавливающийся в катущке ток не может мгновенно достичь нормального значения. Для этого необходимо некоторое время, которое тем больше, чем больше коэффициент самоиндукции, или индуктивность. Точно так же при постепенном повышении напряжения иа катушке величина протекающего тока будет следовать за повышением напряжения с некоторым отставанием, так как ток самоиндукции действует в противоположном направлении.

Если же мы начнем уменьшать напряжение иа катушке, то снижение тока произойдет также с некоторым опозданием. В этом случае ток самоиндукции направлен в ту же сторону, что и наводящий ток, и как бы поддерживает его. В предельном случае очень быстрое изменение наводящего тока (например, при размыкании выключателя) вызывает наведенное напряжение, которое может достичь большой величины и создать искру, проскакивающую между контактами выключателя.

Индуктивность

Когда переме1шое напряжение приложено к катушке, создаваемый им переменный ток поддерживает переменное магнитное поле, которое в свою очередь поддерживает ток самоиндукции, постоянно противодействующий изменениям наводящего тока и поэтому препятствующий наводящему току достичь максимума, который он имел бы при отсутствии самоиндукции (следует помнить, что при увеличении наводящего тока наведенный ток имеет противоположное направление и поэтому вычитается из него). Все происходит так, как если бы к активному сопротивлению проводника катушки добавлялось другое сопротивление, вызываемое самоиндукцией. Это индуктивное сопротивление тем больше, чем выше частота тока (потому что более быстрые изменения наводящего тока создают большие токи самоиндукции) и чем больше коэффициент самоиндукции.

Коэффициент самоиндукции катушки, или индуктивность, зависит только от ее геометрических свойств: количества и диаметра витков и их расположения. Она возрастает при увеличении количества витков. Введение стального сердечника, увеличивая концентрацию магнитного поля, также значительно повышает индуктивность. Индуктивность катушки измеряется в генри (гк) или в меньших долях этой единицы: миллигенри (мгн)-одной тысячной доле генри имикрогеири (мкгн) - одной миллионной доле генри.

Если обозначить буквой L индуктивность катушки, выраженную в генри, то для тока частотой / (в герцах) индуктивное сопротивление Xl = 2nfL = = 6,28fL (здесь 6,28 - приближенное значение 2я).

Конденсатор

Расс5ютрев основные свойства явлений индукции и самоиндукции, Любо-з):апкин и Незнайкин переключились иа изучение конденсаторов, способных благодаря емкости накапливать электрические заряды. Конденсатор состоит из двух проводников (образующих его обкладки), разделенных изолятором или, говоря «инженерным стилем», диэлектриком. При подключении обеих обкладок к источнику* электрического тока электроны накапливаются па обкладке, соединенной с отрицательным полюсом, и покидают обкладку, соединенную с положительным полюсом. Накоплению зарядов способствует так-