Возбудитель радиоволн

Для телеграфирования без проводов нужно осуще­ствить следующие основные операции:

1. Создать электромагнитные колебания.

2. Послать возбуждаемую этими колебаниями элек­тромагнитную волну в пространство, т. е. послать сигнал.

3. Произвести приём сигнала.

Рассмотрим эти операции поочерёдно.

Подобно тому, как для создания звуковых волн в воздухе применяют тела, способные совершать колеба­ния (камертон, струна) и отдающие (излучающие) в воздух часть своей энергии в виде звуковых волн, в радиотехнике для возбуждения электромагнитных волн в пространстве применяют так называемый «электриче­ский колебательный контур». Он состоит из прово­лочной катушки и конденсатора. Если по катушке пропускать электрический ток, то внутри неё создаются значительные магнитные силы. Конденсатор (рис. 7) представляет собой две металлические пластины, разделённые каким-либо непроводником, например воздухом или слюдой. В пространстве между этими пла­стинами могут возникать большие электрические силы.

Вспомните, как возникают звуковые колебания. Если вы ударите камертон о что-либо твёрдое, то его ножки придут в движение. Это движение состоит в том, что ножки камертона изгибаются; благодаря этому возникают силы, стремящиеся вернуть ножки камертона обратно. Когда силы станут наибольшими, ножки на мгновение останавливаются, а затем движутся к своему обычному положению, постепенно набирая скорость. Как только

ножки приходят в обыч­ное положение, изгиб ис­чезает; перестают дейст­вовать и силы, возвра­щавшие ножки обратно. Но ножки камертона не останавливаются, так как всякое движущееся тело не может само по себе остановиться. Они про­скакивают через нор­мальное положение, снова изгибаясь при этом, но в обратную сторону; благо­даря изгибу снова возникают силы, тормозящие движе­ние ножек, и всё описанное явление возобновляется. Понятно, что уследить глазами за движением ножек камертона трудно, так как он колеблется очень быстро.

Движение ножек камертона происходит, повторяясь через равные промежутки времени, но довольно скоро прекращается благодаря отдаче звука в окружающее пространство. Чтобы долгое время поддерживать это движение, нужно давать камертону толчки со стороны.

clip_image002

Рис. 7. Конденсатор колебатель­ного контура

Для создания электромагнитных колебаний, как уже было сказано, применяют электрический колебательный контур (рис. 8, а). Контур также можно «подтолкнуть», если подать на конденсатор электрические заряды (рис. 8, б). В этом случае на нижней металлической пла- стане конденсатора создаётся избыток электронов. Из­быток этот будет стремиться равномерно распределиться между обеими пластинами — к верхней пластине дви­нется поток электронов. Но, не имея возможности дви­гаться в воздухе, отделяющем пластины Друг от друга, так как воздух — непроводник, они придут в движение

clip_image004

Рис. 8. Схема электро­магнитных колебаний в контуре

по проволокам и катушке. Возникает ток. Электрический ток создаст магнитные силы (они условно показаны пунктиром на рис. 8, в). Через очень короткое время избыточные заряды на конденсаторе исчезнут, но движе- иие зарядов в катушке будет продолжаться (подобно тому, как ножка камертона не останавливается в поло­жении равновесия, а проскакивает через него). Посте­пенно ток и магнитные силы ослабевают, так как на верхней пластине конденсатора скопляются заряды, препятствующие дальнейшему течению тока (сравните с силами изгиба, постепенно останавливающими ножку камертона). В конце концов ток и магнитные силы ис­чезают, а конденсатор вновь оказывается заряженным (рис. 8, г). Но теперь избыток электронов имеется уже не на нижней, а на верхней пластине. Затем конденсатор снова начинает разряжаться, но теперь ток уже идёт в обратном направлении (рис. 8,5). Снова произойдёт перезарядка конденсатора, и этот процесс будет разме­ренно повторяться. Но так как катушка сделана из про­волоки, а ток, текущий по проволоке, нагревает её, то при описанных электрических колебаниях будет выде­ляться тепло; благодаря этому колебания будут осла­бевать и вскоре прекратятся совсем.

Период этих колебаний зависит от свойств и разме­ров катушки и конденсатора. В радиотехнических уста­новках периоды колебаний не превышают обычно мил­лионных долей секунды, а весь колебательный процесс, если его не «подталкивать» извне (то-есть, не заряжать конденсатор от источника электричества), способен длиться только десятитысячные доли секунды.

Чтобы поддерживать колебания камертона долгое время, его нужно подталкивать сравнительно редко, так как он может колебаться от одного толчка много секунд. Это нетрудно осуществить разными механическими спо­собами. Но как быть в случае электромагнитных коле­баний контура, где колебания существуют только десятитысячные доли секунды? Где найти способ, позволяющий «подталкивать» контур достаточно часто?

Задачу эту позволила разрешить так называемая электронная лампа, изобретенная в начале

нашего столетия и завоевавшая в настоящее время все области радиосвязи, так как возможности применения этой лампы оказались поистине неисчислимыми.

Category: Разное