Помоги проекту - поделись книгой:
Это была сенсация, но из нее никто не делал секрета. Глобус был сделан из легкого пластика, а сверху наклеена пластина мягкой стали. Под потолком укрепили электромагнит, лампочку и фотоэлемент. При включении тока электромагнит притягивал глобус, а он при этом пересекал луч фотоэлемента. Возникал сигнал, который тотчас отключал ток от магнита. Глобус начинал падать и переставал загораживать свет. Тогда от фотоэлемента поступал сигнал на включение магнита. Весь этот процесс проходил настолько быстро, что дрожание глобуса заметить было невозможно.
Устройство с бесшумно парящим в воздухе предметом — неплохое украшение для квартиры. Вы можете собрать его самостоятельно по схеме, которую мы опубликуем в приложении к «ЮТ» — журнале «Левша».
Магнитный подвес подобного типа применяется и для подвески роторов гироскопов. Вращающийся с огромной скоростью шарик, висящий в вакуумной камере на невидимых нитях магнитного поля, прекрасно сохраняет положение своей оси вращения, позволяет выводить ракету на цель с отклонением не более десятка метров на тысячу километров полета.
Конечно, в гироскопах ракет магнитный подвес такого типа управляется гораздо более сложной электронной системой. Однако можно сделать его проще. Это стало возможным благодаря работам физика из Томска Г. В. Николаева.
К сожалению, из-за сложного математического аппарата кратко изложить его теорию невозможно. Однако эксперименты, положенные в ее основу, могут быть показаны в школе.
Вот один из них. Возьмите два небольших полосовых магнита, например от мебельных защелок, и положите их параллельно, так, чтобы они притягивались (рис. 2).
Рис. 2
Ничего особенного в этом нет. Но если из них собирать магниты более длинные и также укладывать параллельно, то притяжение между ними по мере роста длины будет ослабевать и даже сменится на отталкивание.
Интересный результат получается, когда короткий магнит приближают к длинному (рис. 3).
Рис. 3
При этом возникает так называемая магнитная потенциальная яма. На большом расстоянии эти два магнита притягиваются. На малом — отталкиваются, но есть такое место, где магниты друг с другом вовсе не взаимодействуют.
Получившаяся устойчивая система из магнитов не противоречит теореме Ирншоу. Ведь здесь расстояния между магнитами малы по сравнению с их размерами. Поэтому силы взаимодействия ослабевают не обратно пропорционально квадрату расстояния, а гораздо медленнее. Но почему сила притяжения одних и тех же магнитов то меняется на отталкивание, то пропадает вообще? Как утверждает Г.В.Николаев, это явление в рамках обычной электродинамики необъяснимо. Оно связано с существованием двух магнитных полей. Одно из них — поле, охватывающее проводник с током, мы изучаем в школе. Но у каждого проводника с током, как установил Ампер, есть еще и слабое продольное магнитное поле. Его современная электродинамика не учитывает, а зря. Оно является причиной многих явлений, в том числе и описанного. Однако это не мешает найти магнитной потенциальной яме техническое применение.
Вот, к примеру, забавная игрушка. Паровоз тянет за собою два-три вагона. Приглядевшись, вы замечаете, что между ними нет ни крючков, ни нитей, лишь маленький зазор. Если вагоны сблизить до упора и отпустить, то они разойдутся. Стоит их растащить, они сойдутся вновь. Во всех случаях зазор между вагонами остается.
На рисунке 4 изображен демонстрационный прибор Николаева — ротор с магнитным подвесом.
Рис. 4
Его вал, хоть и проходит через подшипники, не касается ни их, ни какого-либо тела вообще. Сила трения здесь в тысячи раз слабее, чем в любом из известных подшипников.
Если же поместить ротор в сосуд, где откачан воздух, то трения не будет вообще. Очевидно, на этом принципе можно построить простой и очень надежный гироскоп. Возможно и другое применение прибора — накопление энергии. Стоит раскрутить такой ротор, и он будет вращаться годами.
Магнитную потенциальную яму, предложенную Г.В.Николаевым, вероятно, можно применить для создания поезда, парящего над рельсами практически без трения. Да мало ли для чего еще! Если же вас интересуют парадоксы магнитного поля, то рекомендуем книгу:
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Синхродин СВ-диапазона
Этот одноконтурный средневолновый синхронный приемник (синхродин) появился в результате многих экспериментов. В вечернее время он принимал на свою магнитную антенну более 50 различных станций СВ-диапазона, в том числе станции Бухареста, Варшавы, Вены, Люксембурга, Праги, Стокгольма и других городов. Схема его радиочастотной части приведена на рисунке 1.
Сигнал, принятый магнитной антенной WA1, выделяется единственным контуром, образованным катушкой той же антенны L1 и конденсаторами C1, С2 и СЗ. При указанных на схеме емкостях диапазон перестройки составил 520…1600 кГц.
Двухкаскадный усилитель радиочастоты (УРЧ) приемника собран на полевом транзисторе VT1 и биполярном VT2. Высокое входное сопротивление полевого транзистора позволило подключить контур полностью, без катушек связи, что повысило коэффициент передачи входной цепи.
Для дальнейшего повышения чувствительности и селективности приемника первый каскад на полевом транзисторе VT1 собран по схеме Q-умножителя. Сигнал положительной обратной связи (ПОС) подается из истоковой цепи через регулятор ОС R1 на отвод емкостного делителя контура С2СЗ. Стабилизирующая отрицательная обратная связь получается при протекании тока транзистора через резистор в цепи истока R3. В результате можно получить стабильное и значительное увеличение добротности Q входного контура.
Второй каскад УРЧ, собранный по самой обычной схеме на биполярном транзисторе VT2, усиливает сигнал перед детектированием и повышает эффективность АРУ, действующую только в первом каскаде.
Усиленный сигнал с УРЧ поступает через конденсатор С7 на диодный детектор, собранный по схеме удвоения напряжения на диодах VD1,VD2. Нагружен детектор резистором R7, зашунтированным сглаживающим РЧ-пульсации конденсатором С8. Дополнительно колебания ЗЧ фильтрует цепочка R4C4. Постоянная составляющая продетектированного напряжения отрицательной полярности через катушку антенны L1 попадает на затвор транзистора VT1, закрывая его при сильных сигналах. В результате усиление снижается.
Светодиод VD3 служит индикатором включения и в то же время настройки.
Через регулятор громкости R8 продетектированный сигнал подается на усилитель звуковой частоты. УЗЧ приемника выполнен по схеме (рис. 2).
Регулятор громкости R8 включен несколько необычно — не потенциометром, а реостатом. Это не позволяет уменьшить громкость до нуля, зато повышает качество звучания. С описанной выше радиочастотной частью приемника можно использовать и любые другие УЗЧ, как самодельные, так и промышленного изготовления, например, от магнитофона или проигрывателя.
Приемник работоспособен при напряжении питания от 3 до 12 В и потребляет при малой громкости ток не более 4…5 мА (при тщательном налаживании можно снизить и до 2…3 мА).
Катушка магнитной антенны содержит 40 витков литцендрата ЛЭШО 21x0,07 на стержне длиной 200 и диаметром 10 мм из феррита 400НН. На месте транзистора VT1 можно использовать КП303А, Б и И, транзистор VT2 можно заменить любым
Конструктивное выполнение приемника может быть различным, но не следует располагать детали детектора рядом с магнитной антенной и входом УРН. Желательно использовать плату с большой площадью общего провода и закрепить на ней корпус КПЕ, чтобы не было длинных «земляных» проводников. КПЕ лучше использовать с воздушным диэлектриком и с верньером или хотя бы с ручкой настройки большого диаметра, потому что настройка приемника «острая».
Налаживать приемник рекомендуется при том напряжении питания, при котором он и будет использоваться. Сначала, подбирая резистор R10, устанавливают напряжение на «средней» точке выходного каскада УЗЧ равным половине напряжения питания. Затем, отключив питание УРЧ, устанавливают ток покоя УЗЧ порядка 1…2 мА, подбирая тип и количество включенных параллельно диодов VD4, VD5. Здесь годятся любые германиевые диоды.
Налаживание УРЧ состоит в подборе резисторов R2 и R5 до получения напряжений на стоке первого транзистора и коллекторе второго, примерно равных половине напряжения питания. Для более плавной регулировки ПОС резистор R1 целесообразно заменить цепочкой последовательно включенных переменного и постоянного (или подстроечного) резисторов, сопротивления которых подбираются при налаживании. Налаживать УРЧ надо в отсутствие сигнала, поскольку система АРУ изменяет режим полевого транзистора.
Подход к порогу генерации при вращении ручки регулировки обратной связи в этом приемнике получился исключительно плавным и «мягким» благодаря действию системы АРУ, которая управляет коэффициентом регенерации, резко снижая его при появлении в контуре сигнала, все равно, внешнего или собственного.
Если довести обратную связь до порога генерации (она обнаруживается по появлению слабого специфического шума на выходе приемника), то можно принимать станции в автодинном режиме.
Радиостанции можно слушать как в обычном регенеративном режиме, установив ПОС несколько ниже порога генерации, так и в автодинном синхронном режиме, установив ПОС несколько выше порога. Для приема же местных станций сопротивление регулятора R1 устанавливают максимальным, ослабляя ПОС. При этом снижается чувствительность и расширяется полоса пропускания приемника, что обогащает звучание верхними частотами звукового спектра.
С приемником рекомендуется использовать хороший громкоговоритель с высокой отдачей. Сопротивление громкоговорителя может составлять от 8 до 24 Ом.
В заключение раздела приведем обобщенную структурную схему предложенного типа приемника — синхродина (рис. 3).
Он содержит входной контур или даже двух-трехконтурный фильтр Z1, на вход которого подается сигнал от антенны WA1, а на последний контур — сигнал ПОС с УРЧ А1. По частоте приемник перестраивается только этим контуром или фильтром. Далее сигнал усиливается еще одним широкополосным УРЧ А2 и демодулируется амплитудным детектором U1. Постоянная составляющая продетектированного сигнала через фильтр АРУ Z2 воздействует на УРЧ А1, регулируя усиление, а следовательно, и коэффициент регенерации.
На выходе детектора включен ФНЧ Z3 с полосой пропускания от 50 Гц до 3,5..6,5 кГц, повышающий селективность приемника в синхронном режиме. Такое построение приемника позволяет стабилизировать собственные колебания на выходе контура или фильтра Z1 на малом уровне, что и обеспечивает работу в синхронном режиме с достаточной полосой захвата даже при слабых сигналах.
Нежелательные свисты при перестройке можно устранить, использовав фиксированную настройку на несколько радиостанций и переключатель программ или разработав какое-либо устройство бесшумной настройки, отключающее УЗЧ при перестройке частоты или при появлении свиста — биений с несущей радиостанции. Хорошего приема!
ПУТЕШЕСТВИЯ ПО ВОЛНАМ ЭФИРА
Продолжая цикл статей о радиолюбителях-радистах, в этом номере расскажем о том, как вести аппаратный журнал, о форме заявки, которая высылается учредителям дипломов, и, конечно, об их условиях.
После того, как вы обзавелись радиостанцией (трансивером) или хотя бы приемником на любительские диапазоны, чтобы наблюдать за работой более опытных коллег, первым документом на вашей домашней радиостанции должен стать аппаратный журнал (см. табл. 1).
В нем каждый радиолюбитель-радист записывает дату (2), время QSO или SWL (3–4), позывной корреспондента (5), его имя и QTH (6), диапазон (7), вид излучения (8) и оценку сигнала (9). Для различных пометок можно ввести графу «Примечание» (10).
Именно из аппаратного журнала все данные о QSО или SWL переносятся на личную QSL-карточку радиолюбителя, которой подтверждают состоявшиеся радиосвязи, а также в аналогичной аппаратному журналу форме составляют заявки на радиолюбительские дипломы, если они выдаются по выписке из аппаратного журнала (другой вариант подтверждения выполнения условий диплома — представление QSL-карточек от заявителя в подтверждение указанных в заявке на диплом QSО).
Форма заявки на диплом, которая, как и аппаратный журнал, составляется в произвольной общепринятой форме, приведена в табл. 2.
Диплом «ПЕТР ВЕЛИКИЙ»
На диплом надо набрать 100 очков за QSO (SWL) с радиостанциями России и Украины.
Обязательны связи с различными QTH (в заявке не менее 12 территорий): г. Москва и область, Переславль-Залесский (оз. Плещеево), Сергиев Посад, Санкт-Петербург и область, Архангельск и область, Полтава (Украина) и область, Азов, Воронеж и область, российские города побережья Балтики, Карелия — дают по 2 очка. Различные QTH из перечисленных областей засчитываются отдельными территориями. Остальные QS0 с любыми станциями России дают по 0,5 очка. Связи засчитываются с 01.01.2000 г.
Диплом «АЗОВСКИЕ ПОХОДЫ»
Диплом учрежден в честь побед Петра I за выход в Азовское море и впервые использования им совместных действий армии и флота, что стало важным этапом в развитии русского военно-морского искусства.
Диплом выдается соискателям, набравшим не менее 30 очков. За QSO (SVVL) с г. Москва и Воронеж начисляется по 1 очку, Н. Новгород, Казань, Самара, Волгоград (Царицын) дают по 0,5 очка. Азов — 5 очков.
Причем соискателям за QSО с г. Азов необходимо набрать не менее 10 очков, по 3 очка за г. Москву и г. Воронеж, а с остальными из перечисленных городов обязательно провести минимум по 1 QSO (SWL). Связи засчитываются с 01.01.2000 г.
Диплом «НАВИГАЦКАЯ ШКОЛА»
Диплом посвящается наступающему 300-летию Навигацкой школы, впоследствии преобразованной в Морской кадетский корпус.
Для получения диплома (выдается с 14.01.2000) надо набрать не менее 300 очков. Засчитываются радиосвязи (наблюдения) с г. Москва и Санкт-Петербург (по 1 очку), а также городами-портами: с российского побережья Балтийского моря (по 3 очка), с Тихого океана (по 5 очков — побережье Приморского и Хабаровского краев, о-ва Сахалин, Магаданской обл. и Камчатки). Северные порты Мурманск и Североморск дают по 5 очков, Архангельск — 3 очка. В заявке обязательно наличие не менее 1 QSO (SWL) с г. Севастополь (3 очка). Специальная QSL, выпущенная при участии журнала «ЮТ», дает 10 очков. Любая любительская радиостанция, работающая с кораблей флотов России, дает на диплом 10 очков. Повторные QSO (SWL) не допускаются. В личный рейтинг диплом дает 50 очков.
Поделиться книгой: