Радио и телевидение?.. Это очень просто! - Айсберг Евгений Давыдович - Страница 32

Рис. 108. Сплошной линией показан ток, являющийся результатом выпрямления обоих полупериодов напряжения. Пунктирной линией обозначены полупериоды напряжения, задержанные одним, но пропущенные другим диодом.

Как сгладить, или, как говорят, отфильтровать этот ток, чтобы сделать его действительно постоянным?

Для этой цели применяют фильтры, состоящие из катушки индуктивности, называемой дросселем, и конденсаторов (рис. 109).

Рис. 109. Между выпрямителем и приемником установлено звено сглаживающего фильтра, состоящее из двух электролитических конденсаторов и катушки индуктивности L.

Дроссель имеет стальной сердечник, называемый магнитопроводом, и обладает большой индуктивностью, которая препятствует нарастанию и убыванию тока в цепи и поэтому способствует сглаживанию пульсаций выпрямляемого тока.

Кроме того, чтобы уменьшить колебания тока, на выходе выпрямителя параллельно нагрузке включают конденсатор с большой емкостью между положительным и отрицательным полюсами высокого напряжения. Конденсатор в момент нарастания тока заряжается, а когда ток в цепи уменьшается, отдает накопленный заряд, тем самым компенсируя уменьшение напряжения в цепи.

Чем больше емкость конденсатора, тем больше и его заряд и, следовательно, тем лучше он сможет поддержать ток в цепи. Обычно включают два конденсатора: один до дросселя, а другой после него. Такая схема представляет собой фильтрующее звено. В некоторых случаях используют даже два таких звена, включая их последовательно.

Электролитические конденсаторы

Конденсаторы фильтра, как я тебе уже сказал, должны иметь большую емкость. Поэтому используют электролитические конденсаторы, емкость которых может достигать нескольких десятков микрофарад. Какие конденсаторы называют электролитическими?

Это конденсаторы, у которых в качестве одной обкладки, подключаемой к положительному полюсу, используется алюминиевая пластина; ее поверхность увеличивается благодаря большому количеству небольших углублений. Второй обкладкой служит жидкий проводник или полужидкая паста. Все это помещается в цилиндрический металлический корпус, имеющий контакт с электролитом, выполняющим роль отрицательной обкладки. Когда между двумя обкладками прилагается напряжение, электролит разлагается и создает на поверхности алюминия тонкую пленку окиси алюминия толщиной около одного микрометра.

Ты, конечно, не забыл, что емкость конденсатора обратно пропорциональна толщине диэлектрика, разделяющего обкладки. И ты, несомненно, понимаешь, почему электролитические конденсаторы обладают такой большой емкостью.

Но увы, ничто не свободно от недостатков. Чрезвычайно малая толщина диэлектрического слоя увеличивает вероятность пробоя, если разность потенциалов между обкладками превысит некоторую величину. Величина рабочего напряжения указывается для каждого электролитического конденсатора. Если в цепи конденсатора напряжение превысит допустимый предел, то через слой окиси алюминия проскочит искра. Но не беспокойся, это не испортит конденсатора. Как только напряжение снизится, слой диэлектрика восстановится.

Обычные конденсаторы не обладают такой способностью к восстановлению. Вследствие чрезмерного напряжения искры пробивают твердый диэлектрик. Он обугливается и становится проводником; конденсатор выходит из строя.

Не забывай, Незнайкин, что в отличие от обычных конденсаторов электролитический обладает емкостью только при определенной полярности. Поэтому следует внимательно включать его в цепь в соответствии с указанной на нем полярностью.

Полупроводниковые выпрямители

Теперь, когда мы рассмотрели устройство звеньев фильтра, вернемся к проблеме выпрямления тока.

Я объяснил тебе способ выпрямления тока с помощью вакуумного диода. Однако уже давно для этой цели используют полупроводниковые выпрямители. Создавая контакт между чистой медью и окисью меди, носящей название купрокса, получают превосходный выпрямитель. В самом деле, при приложении к этим двум элементам переменного напряжения электроны свободно переходят только в направлении из меди в купрокс. Накладывая одну на другую пластины, состоящие из этих веществ, можно сделать выпрямители, которые будут пропускать ток тем больший, чем больше площадь этих пластин.

Весьма часто такие выпрямители монтируют по так называемой мостовой схеме (рис. 110).

Рис. 110. Мостовая схема выпрямителя с четырьмя полупроводниковыми диодами. На среднем рисунке показано прохождение одного, а на правом — другого полупериода напряжения.

Как ты видишь, содержащая четыре выпрямителя схема имеет форму квадрата. К одной из диагоналей моста подводится переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора, а на концах другой диагонали получается выпрямленное высокое напряжение, которое подается на приемник.

На отдельных схемах я нарисовал для тебя путь тока при одном и при другом полупериодах. Обрати внимание на то, что, рисуя условное изображение выпрямителя, я сориентировал стрелки в направлении движения электрического тока.

В заключение скажу, что питание приемника от электрической сети не вызывает серьезных проблем. Трансформатор выдает ток накала для ламп; он же выдает высокое напряжение, которое выпрямляется, сглаживается и затем подается в анодные цепи приемника.

Надеюсь, что теперь я насытил твой голод знаний по вопросам питания.

Беседа девятая

ЗАМИРАНИЕ И АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ

Как распространяются длинные, средние и короткие электромагнитные волны? Что вызывает изменение их мощности, которое сказывается на приеме и называется замиранием или федингом? Как преодолеть его влияние, чтобы получить постоянную громкость звучания приемника? Все эти вопросы рассматриваются в приведенной здесь беседе.

Распространение радиоволн

Незнайкин. — Твой дядюшка и ты, мой дорогой друг, объяснили мне, как устроены и как работают радиопередатчики и ламповые радиоприемники. А из того, что происходит в пространстве между ними, я знаю лишь, что радиоволны распространяются со скоростью света, т. е. 300000 км/с. Ты не сказал мне, по какому пути они идут. Не проходят ли они через земной шар, что позволяет нам принимать коротковолновые передатчики, расположенные по ту сторону Земли?

Любознайкин. — Нет, Незнайкин. Волны не проходят сквозь землю. Все то, что хотя бы в небольшой степени является проводником электричества — земная кора как раз относится к этому случаю — поглощает волны или в лучшем случае отражает их. Отражение происходит, если волны падают на проводящий слой под относительно небольшим углом.

Характер распространения зависит в основном от частоты передаваемых сигналов. Длинные волны (ДВ) распространяются вдоль поверхности земного шара. Встречая на своем пути проводники, они теряют энергию. Это означает, что дальность действия ДВ передатчиков ограничена.

Н. — В самом деле, я хорошо принимаю ДВ передатчики из соседних стран, например из Люксембурга или Лондона, но мне никогда не удавалось принять станции из более удаленных городов. Вместе с тем я принимаю средние волны (СВ) на значительно больших расстояниях, особенно с наступлением ночи. Что же касается коротких волн (КВ), то они приходят ко мне со всего света. Я предполагаю, что у них траектория более гибкая, чем у ДВ, что легко позволяет нм обогнуть, половину земного шара.