Небольшое количество формул, приведенных выше в процессе изложения, -дозволит нам очень просто вывести формулу резонанса.

Резонанс, как мы видели, имеет место, когда при определенной частоте индуктивное сопротивление становится равным емкостному сопротивлению. Запишем это условие, выразив индуктивное и емкостное сопротивления уже известными нам формулами:

. = 6,28/1; = Тогда наше равенство принимает следующий вид: Х = Х, 6,28/1 =

6,28/С •

По этому уравнению можно без труда установить, чему равна искомая частота /. Для этого умножим обе части уравнения на / и разделим их на 6,281. В результате такого преобразования имеем:

6,282/,С-

Затем извлечем квадратный корень из обеих частей уравнения и получим:

6,28 Y LC

Так как период Т представляет собой величину, обратную частоте f, мы можем также записать:

/ = 6,28 Y LC.

Вот мы и получили формулу Том сон а, выведенную со всей математической строгостью... или почти со всей, так как мы пренебрегли активным сопротивлением, влияние которого тем не менее сказывается, особенно когда оно имеет относительно большую величину. Но в контурах, используемых в радиотехнике, стараются сократить до минимума активное сопротивление. Поэтому только что выведенная нами формула полностью применима.

Помимо прочего, эта формула показывает нам, что если мы увеличим емкость (или индуктивность) в 4, 9, 16 или 25 раз, то период увеличится соответственно только в 2, 3, 4 или 5 раз (а частота уменьшится во столько же раз).

Избирательность

Явление резонанса дает радиоте.чнике ценную возможность выбрать из большого количества передач на разных частотах требуемую станцию. Благодаря избирательности радиоприедшики не воспроизводят одновременно всех передач, волны которых заполняют пространство и наводят в приемной антенне токи высокой частоты.

Колебательные контуры, в необходимом количестве (в наиболее распространенных приемниках используется обычно пять контуров) расположенные в соответствующих местах электрической схемы приемника, позволяют пропустить только частоту избранного передатчика, исключив все остальные.

Так, колебательный контур, установленный в антенной цепи, свободно пропустит на землю токи всех частот, за исключением соответствующей его резонансной частоте. Колебательный контур представляет для тока этой частоты высокое сопротивление, вследствие этого на его зажимах возникает переменное напряжение, которое затем передается в рабочие контуры приемника.

Точно так же, если колебательный контур, как показано на рис. 23, соединен с антенной индуктивно, то только токи резонансной частоты возбудят в чем значительный ток и создадут на зажимах Л и 5 переменное напряжение.

Настройка контуров

Для перехода с одной станции на другую необходимо иметь возможность изменять резонансную частоту колебательных контуров, или, как говорят, настраивать их на различные частоты (для обозначения колебательного контура, настроенного на частоту передатчика, используют также термин настроенный контур).

Настройка контура производится изменением величины одного из его элементов (индуктивности или емкости). Для перекрытия целого диапазона без провалов, т. е. для плавного изменения настройки в определенной полосе частот, удобнее изменять емкость, что осуществляется с помощью конденсаторов переменной ед! кости, состоящих из подвижной и неподвижной обкладок. Каждая из этих обкладок состоит из нескольких пластин; подвижные пластины, входящие в зазоры между неподвижными, укреплены иа одной оси. Вращением оси подвижные пластины можно ввести в зазор и вывести из зазора между неподвижными, изменяя таким образом площадь рабочей поверхности, а следовательно, и емкость конденсатора.

Для осуществления точной настройки вращение ручки настройки передастся на конденсатор через соответствующий механический редуктор - верньер (например, систему щестеренок), благодаря чему для поворота подвижных пластин в пределах рабочего угла нужно повернуть ручку настройки несколько раз вокруг оси.

Одновременно с осью конденсатора переменной емкости приводится в движение стрелка, перемещающаяся по шкале, отградуированной по частоте (или по длине ьолны), на которой имеются отметки, указывающие положения для настройки на основные радиовещательные станции.

Наиболее широко применяемые конденсаторы переменной емкости имеют емкость порядка 500 пф и меньше.

В крайнем положении, когда подвижные пластины полностью выходят из неподвижных, между обкладками все же остается некоторая емкость, называемая начальной. В зависимости от конструкции конденсатора начальная емкость может быть 10-25 пф.

Дальше мы увидим, что для настройки используют также изменение индуктивности. Чаще всего изменение индуктивности производится не плавно, как емкости, а скачками путем переключения числа витков катушек. Изменение индуктивности в этом случае служит для перехода с одного диапазона волн иа другой.

комментарии--

к седьмой беседе

Электронные лампы

До сих пор наши молодые друзья не без удовольствия «прогуливались» в области общей электротехники. Необходимо отметить, что Любознайкии подверг большое число различных законов, управляющих этой отраслью техники, умелому отбору во избежание перегрузки памяти Незнайкина материалом, ие требующимся ему немедленно в процессе изучения радиотехники.

Приступив к изучению электронных ламп, наши друзья непосредственно вошли в область собственно радио, так как вся техника связи без проводов в настоящее время основана на использовании этих ламп. Однако их применение ие ограничтшается областью радио: мы встречаем сегодня электронные лампы во всех отраслях науки и техники и область их использования расширяется изо дня в день. Всю область их применения называют термином электроника.

чего же состоит электронная лампа?

Прежде всего из колбы с цоколем, снабженным несколькими контактами 1де шгырьков. Сама колба изготавливается из стекла или стали (металличе-лампы). Основным требованием является полная герметичность, так как 1И колбы создают как можно более высокий вйкуум, необходимый для сво-[Яого пролета электронов внутри колбы. При наличии воздуха электроны не- 1Ывно сталкивались бы с его молекулами и их движение было бы затруд-Ю. Кроме того, что еще важнее, молекулы воздуха в результате таких столк-(Йеиий приобрели бы электрический заряд (оказались бы ионизирован-рми) и тем самым нарушили бы нормальную работу лампы. L Внутри лампы находится более или менее сложная система электро-щв. Какова бы она ни была, для получения потока электронов необходимы по рйней мере два электрода: катод и анод.

атод и его подогрев

Функция катода состоит в том, чтобы создать поток электронов. Э л е к -Гронная эмиссия получается за счет нагревания катода до высокой тем-ippBTypbi. Все тела не в одинаковой мере обладают эмиссионной способностью; которые из них обладают ею в большей степени (например, окислы бария и Ц)онция). Нагревание катода осуществляется постоянным или переменным »ектрическнм током, протекающим через проволоку с высоким сопротивлением, Йзываемуго нитью накала и в известной мере подобную нити осветитель-юй лампы. Катод содержит смесь окисей, нанесенную на цилиндр из никеля, рутри которого помещается нить накала. Изоляция между катодом и нитью !Кала представляет собой слой изоляционного огнеупорного материала (в старое лампах -фарфоровая трубка).

Таково по крайней мере относительно сложное устройство катодов с косвенным накалом (подогревных). Функции подогревателя (нити на-ала) и эмиттера электронов (собственно катода) могут выполняться одной (пью, должным образом обработанной с целью введения веществ, легко эми-ярующих электроны. Такие лампы называются лампами прямого накала. ёе лампы, выпускавшиеся до 1930 г., принадлежали к этой категории. ; Необходимо подчеркнуть совершенно второстепенную роль тока накала, 1Инственная функция которого заключается в сообщении катоду тепла, необ-димого для излучения электронов. Можно было бы использовать другие ис-ЙЧники тепла (газовые, бензиновые и другие нагревательные приборы), но )&жно также использовать катоды вообще без подогрева. Так, например, в фо-)1»лементах, широко используемых в телевидении, катод состоит из слоя ще-иого металла и излучает электроны, когда на него падает луч света. Может мть, исследование радиоактивных веществ даст нам катод с мощной эмиссией, \ требующий нагрева...

р1иод

Эффект элекгронной эмиссии, открытий Эдисоном, не имел бы, может быть, к>льшой ценности, если бы в 1904 г. англичанину Флемингу не пришла в голову шсль расположить рядом с катодом второй электрод -анод, или металлнче-«ую пластину, имеющую по отношению к катоду положительный потенциал. J этом случае электроны, испускаемые катодом в пространство, притягиваются [иодом. Если источник постоянного напряжения все время поддерживает напряжение на аноде положительным по отношению к катоду, то устанавливается !0К. получивший название анодного тока. Излученные катодом электроны

Ёодят через вакуум лампы и достигают анода; затем по внешней цепи, в ко-й имеется источник напряжения, электроны возвращаются к катоду (рис. 26). 1я лампа называется диодом. Она впервые позволила «увидеть» электри-