Занимательная электротехника на дому

Рис. 22

В положении I ток замкнут – лампа светит. В положении II ток разомкнут – лампа не светит. В положении III ток замкнут через дополнительный провод – лампа светит.

В коридор, значит, можно входить с любого конца и сколько угодно раз в одном и том же направлении. При выключении лампы один из коммутаторов (все равно который) прерывает ток; при включении же, смотря по предварительному положению коммутаторов, ток пойдет либо по пути abcd, либо по пути acfd.

Если, допустим, последний путь прерван поворотом одного из коммутаторов, как на рис. 22, II, то включить ток можно либо поворотом его в положение, изображенное на рис. 22, I, либо изменением положения противоположного коммутатора, согласно рис. 22, III.

Принудительно-экономное освещение комнат

В другом упомянутом мною случае, когда при наличии двух ламп в комнате может светить только та или другая, в цепь вводят два переключателя – один обыкновенный, другой люстровой: схема их включения дана на рис. 23.

Рис. 23

При входе в комнату замыкают ток включателем а; ток идет по проводу bcde в потолочную лампу ƒ, накаливает ее волосок и по проводам ghi, через замкнутый в положение I выключатель к и провод lm, возвращается в главную сеть.

Поворотом выключателя к в положение II выключают лампу/, но включают настольную лампу я, так как в этом случае ток пойдет по направлениям abcnpklm, минуя часть цепи dƒghi, потому что путь ему будет прерван поворотом выключателя А; в новое положение.

Еще один поворот в положение III, и в комнате опять темно.

Автоматическое освещение кладовых

Лампочки накаливания денег стоят, а потому даже и при самом дешевом тарифе на электрическую энергию не имеет смысла их включать, если нет никого в освещенных ими помещениях. К сожалению, насколько привычен у каждого пользующегося лампочками накаливания жест для включения ламп при входе в темную комнату, настолько часто забывают выключить ток, выходя из помещения, в которое, быть может, часами никто не заглянет.

Поэтому для освещения кладовых, ванных комнат и т. п. помещений любитель домашней электрификации не преминет соорудить приспособление для автоматического включения и выключения ламп.

Такое приспособление соединяется с дверью и замыкает ток, когда входят в комнату, а когда из нее выходят – размыкает.

В зависимости от того, устраивается ли автоматическое освещение в помещении, не закрывающемся каким бы то ни было запором или в закрывающемся, и притом запором того или другого устройства, приспособление для включения и выключения тока варьируется.

Говоря точно, таких приспособлений придумано десятки, но все они заменяют поворот рукоятки выключателя рукой на замыкание при входе и размыкание при выходе, механическим включением и выключением тока.

Возьмем первым случаем тот, когда помещение не имеет наружного затвора.

Коммутатор в этом случае ставится поворотный, но его ключ заменяется плотно насаженным на ось выключателя зубчатым колесом. Выключатель подбирается не тугой, переключающий без громкого щелканья, поворотом головки без особого усилия. Колесико а как у храповика (А, рис. 24).

Выключатель прикрепляется в притолоке двери колесом перпендикулярно к дверному полотнищу с той стороны, с которой открывается дверь. Чтобы храповичок не вращался в обратную сторону, на рукоятке b, опускающейся ниже верхнего края двери, укрепляется собачка с. Открывая дверь в направлении, указанном стрелкой t, отводят зубец 1-й колеса в положение, занимаемое на рисунке зубцом 2-м (на 1/₈ окружности), замыкая ток.

При закрывании двери изнутри собачка с скользит по дуге 8-го зубца, занявшего место первого, и, соскочив с него, принимает начальное положение (то, в котором она изображена на рисунке). Оттягивание язычка b при закрывании двери производится пружиной d (К, рис. 24). Выходя, поворачивают 8-й зубец на место первого, открывая дверь, и тем выключают ток.

Рис. 24

Надежнее несколько усложнить описанное приспособление, вращая не храповичок непосредственно, а расположенное над ним зубчатое колесико со свободным ходом, то есть вращающееся при открывании двери вместе с храповичком, а в обратную сторону без него. Вращение зубчатой шестеренки а в ту и другую сторону производится изогнутой по окружности, описанной радиусом вращения двери, зубчатой рейкой b (В, рис. 24). Размеры зубцов шестерни и рейки, расстояние их между собою и число должны быть в каждом отдельном случае подобраны так, чтобы шестерня при каждом открывании двери поворачивалась на 1/₈ часть окружности.

Теперь предположим, что автоматически освещаемое помещение находится на запоре (например, погреб или сарай). Рассмотрим, как устроить приспособление для освещения, если помещение запирается простой задвижкой (С, рис. 24).

На двери а привинчена задвижка b, показанная на рисунке выдвинутой. Ток идет через клемму с и пружину d с язычком е, входящим в скобку задвижки через клемму ƒ. При закрывании задвижки она выталкивает язычок е из скобки g; наконечник пружины d отходит вправо от клеммы ƒ, и ток прерывается.

Задвижка b должна ходить довольно туго, а пружина d должна быть не слишком упругой, чтобы не выталкивать задвижки из скобки g и тем не включать лампу, когда это никому не нужно.

Указанное приспособление более применимо при временном освещении от батареи, то есть маловольтными лампочками, так как клеммы, пружина и скобка задвижки, когда последняя отодвинута, являются проводниками тока, что исключает возможность пользования сильным током без соответствующей изоляции. Если же это устройство предназначено для многовольтных лампочек (100–200 В), то, во избежание прикосновения рукой к его проводящим частям, все приспособление необходимо по пунктирной линии рисунка hemn прикрыть ящиком из фибры или другого изолирующего вещества.

Подобным же образом, но внутри двери, а следовательно не требуя особого изолирующего прикрытия, устраивается автоматический контакт, когда дверь в помещение запирается на ключ (D, рис. 24). В положении, указанном на рисунке, тока нет. Открывая дверь ключом, отводят язычок замка а влево, пружина b, соединенная с проводом тока, тоже отходит влево, и напаянный на ней выступ с прикасается к выступу d, соединенному с другим проводом тока ƒ: ток замыкается. Соприкасающаяся с языком замка пуговка g на конце пружины должна быть сделана из непроводника.

Я опять-таки и в этих случаях, как в ряде предыдущих, не рассчитываю, что каждый из читателей сможет лично устроить у себя любую из описанных установок. Хорошо уж и то, что он сумеет объяснить приглашенному монтеру, как их надо устроить.

Теплота без огня

В лампах накаливания свет является в результате высокой температуры металлического волоска в лампах. Следовательно, ясно, что, нагревая провода током, можно использовать электрическую энергию вместо других источников тепла. Теплотой, в которую преобразится электрическая энергия, можно согревать комнаты, кипятить воду, варить кушанья и т. д. и т. д. Словом, ею можно пользоваться во всех случаях, когда надо повысить температуру какого бы то ни было вещества или предмета.

Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир!» А мы скажем: «Дайте нам дешевый ток, и мы перевернем весь наш домашний уклад!» Долой опасные в пожарном отношении, дымящие и портящие воздух печи, истребляющие красу нашей планеты – леса!

Долой возню с растапливанием печей и невозможность иметь любую температуру в помещении! Долой все прочие неудобства, связанные с получением тепла за счет горения!

Дешевый ток даст нам возможность в один момент получить нужное количество тепла, и притом какой угодно температуры.

Это так удобно, что даже там, где в экономическом отношении (по стоимости) ток еще не может конкурировать с другими источниками тепла, все же применяют сотни электротермических приборов, от щипцов для завивки волос до электротехнических печей для плавки стали прямо из руды.

Когда же электрификация земного шара будет закончена, то не останется таких медвежьих углов, в которых не будет не только электрического освещения, но и электрического отопления.

К тому идет мир, и впереди других стран идет Америка, в которой уже и сейчас есть вполне «бездымные» города, не имеющие других печей, кроме электрических.

Мы, конечно, не станем пытаться в данный период технической культуры человечества сразу электрифицировать наши жилища, до электрификации отопления включительно, но все же постараемся хотя немного приблизиться к идеалу домашней электрификации и опишем несколько самодельных приспособлений для использования тепловой энергии тока.

Что же касается многочисленных продажных приборов для электронагревания, то вопрос их применения в домашней практике, начиная опять-таки от печей, сводится только к вопросу об их стоимости и размерам расхода на потребляемое ими количество электрической энергии.

Сейчас все эти приспособления (печи, кухонные плиты, кипятильники, самовары, кофейники, утюги и пр.) и сами по себе стоят еще недешево.

Когда же их, ввиду удешевления тока, станут готовить в количествах, в тысячу раз превышающих теперешнее, несомненно, их цены понизятся во много раз.

Включение всех их производится так же, как ламп: постоянных при помощи выключателя с «ключом» – поворотного, переносных – вставкой соединенных с ними гибким шнуровым проводником вилок штепселя в его розетку, укрепленную где-либо на стене.

Во избежание перегорания проводов в них или в штепсель обязательно включают легкоплавкий предохранитель.

Что касается согревания комнатного воздуха, то при наличии дешевого тока можно обойтись даже и без печей, заменяя их электрическими коврами.

Действие их, как и всех электросогревательных приспособлений, основано на нагревании током маталлических проволок. Ткань из последних заключена в изолирующую оболочку и подшита под обыкновенный ковер или половик любого размера. Такую же термоткань применяют для одеял, согревающих укрывающегося ими, для согревательных компрессов, при многих болезнях и даже подшивают, например, под жилет. Ведь прохладный воздух полезен для здоровья человека, был бы только он тепло одет, а тут достаточно соединить гибкий шнуровой провод, находящийся у всех этих согревательных приспособлений, с помощью штепселя с проводами тока, и через несколько минут оно развивает вокруг приятную теплоту.

Удобство такой термоткани и разнообразие ее применений не требуют доказательств. Жаль только, что она, будем откровенны, все еще далека от совершенства и зачастую скоро портится, так как проволочки, из которых она делается, ломки и хрупки или, вернее, становятся таковыми при частой смене их нагревания и охлаждения.

Еще более досадно, что расчет и изготовление термоткани любительскими средствами приходится признать недостижимыми.

Самодельные нагревательные приборы

Даже расчеты таких электронагревателей, как, например, кипятильники, требуют от конструктора теоретических знаний в размерах больших, чем имеющиеся у лиц, для которых составлена эта книжка.

Вдобавок эти расчеты зависят от величины вольтажа (напряжения) тока, имеющегося в распоряжении любителя, и от сопротивления проволоки, применяемой для устройства нагревателей.

Отчаиваться, однако, любителю не следует. Если запастись терпением, то можно изготовить недурно действующий нагреватель, подбирая длину и диаметр проволоки опытным путем.

Проволоку обыкновенно берут железную, но еще лучше из специальных сплавов, применяемую для реостатов (из круппина, манганина, нейзильбера и пр.), диаметром около 0,5 мм.

Если сопротивление проволоки окажется слишком большим, она может перегореть; если оно недостаточно, то проволока не накалится до нужной температуры и ваш прибор либо вовсе не сможет довести, например, воду до кипения, либо будет работать слишком медленно.

Ну что же? Перегорит – возьмите проволоку потолще, а станет плохо гореть – увеличьте длину проволоки или замените ее более тонкой.

Чтобы проволока не сгорала и не ржавела, ее покрывают изолирующей массой. Это растертая до густоты теста смесь мельчайшего, хорошо промытого речного песка, толченого стекла, белой глины или мела с фуксовым (растворимым) стеклом. Готовить ее впрок нельзя, надо растирать непосредственно перед применением в дело.

Попробуйте, например, приготовить кастрюлю для кипячения молока. Кастрюль понадобится две: одна эмалированная, входящая в другую обыкновенную так, чтобы между стенками было расстояние около сантиметра. Меньшую кастрюлю обмотайте нейзильберовой проволокой, оставляя между витками (они не должны соприкасаться) промежуток примерно в 1 мм. Обмотав[5], изготовьте изолирующую смесь и покройте ею обмотку слоем 3 мм. Концы проволок оставляют свободными.

Изоляционному слою дают отвердеть, после чего в течение суток просушивают в теплой печи. Таковую кастрюлю ставят на дно другой больших размеров (на рис. 25 она показана в разрезе, а меньшая изображена целой) и выводят концы проволочной обмотки через отверстия, проделанные в боковой стенке, наружу кастрюли. Чтобы провода не соприкасались с металлом кастрюли, на них в месте выхода надеваются стеклянные или фарфоровые трубочки, внутри которых придутся места спая концов обмотки с концами разноименных проводов гибкого шнура, со штепсельной вилкой на другом его конце.

Пространство между кастрюлями забивается асбестом или заливается гипсом. Хорошо сверху такой набивки на высоте верхнего края наружной кастрюли положить жестяное кольцо-крышку, припаяв его к обеим кастрюлям. Это вам сделает любой жестянщик, только надо будет напильником счистить по окружности эмаль с наружной стенки внутренней кастрюли.

Рис. 25

Подобным же образом можете изготовить плитку для нагревания ставящихся на нее сосудов с жидкостями, сковородок, утюгов и пр.

Основанием прибора вам послужит фаянсовая дощечка из таких, на которых режут хлеб или сыр. На нее закажите жестянщику футляр из черной жести, чтобы она довольно свободно в него входила.

Дощечка обматывается тонкой проволокой, покрывается изолирующей массой и вкладывается в жестяной футляр-коробку. Снизу футляр снабжается четырьмя ножками, а на его дно, между ним и нагревательной доской, кладется лист асбеста. Концы обмотки, как и в предыдущем случае, спаиваются с концами гибкого шнура, соединяющего нагреватель со штепсельной розеткой осветительной сети.

Предоставляю вашей фантазии, если кастрюля и плитка выйдут у вас удачно, применить подобное же несложное приспособление к другим нагревательным приборам, например вводя его внутрь утюга, прокладывая вдоль подоконника для таяния льда, нарастающего на оконных стеклах в суровые зимние дни, и т. п. Только не забывайте, что накаливаемые током проволоки должны быть по всей длине тщательно изолированы, иначе возможна опасность пожара и компрометирование вашей небрежностью доброй репутации электрического отопления.

Электронагреватели попроще

Не стану уверять вас, что устройство вышеописанных нагревателей дело простое и всегда удающееся. Если найдете, что сооружение их вам не под силу, укажу на другой способ (правда, в экономическом отношении значительно менее выгодный) устройства электронагревателей.

Эти работают без отказа, но круг применения их весьма ограничен. Впрочем, они годятся на нагревание воды и других жидкостей, не действующих на металл.

Прежде всего надо озаботиться приобретением жестяной коробки из-под консервов объемом около полулитра (приблизительно в одну бутылку, то есть 1/₂₀ ведра). В таких коробках продают, например, готовые компоты, томаты и пр. Сняв крышку напильником, обравнивают верхний край коробки и оклеивают с помощью шеллака ее боковую поверхность слоем войлока а. На дно также наклеивают войлочный кружок, а под ним другой деревянный b или вырезанный из тонкого картона. Если можно достать честертоновскую ленту (служащую для сращивания проводов), сверх войлока обертывают ею поверхность сосуда, а за отсутствием честертоновской ленты оклеивают войлок толстой бумагой. Бумагу покрывают в два слоя шеллаком, чтобы самым тщательным образом изолировать внутреннюю металлическую поверхность от наружного воздуха и тем свести на нет потерю тепла через лучеиспускание.

Рис. 26

Крышка с к кипятильнику делается деревянная или, что еще лучше, эбонитовая (вулканизированного каучука) с фальцем и отверстием d для выхода пара и ее для впуска в сосуд проводов (рис. 26).

Проволоки, вводящие ток, должны быть тщательно изолированы, чтобы между ними не произошло короткого замыкания.

Чтобы предохранить их и клеммы от действия пара, все металлические части густо покрывают шеллаком и обертывают каучуковой лентой.

Провода при помощи штепселя включают в городскую сеть.

Внутрь сосуда вводится соединенная с проводами лампа накаливания. Лампу следует брать 32-свечную, лучше металлическую, чем с угольными нитями, изолируя ее патрон шеллаком или каучуковой лентой.

Налив в сосуд нагреваемую жидкость, закрывают его плотно крышкой, погружая таким образом лампу в жидкость, и включают прибор в цепь. Несколько минут каления лампочки вполне достаточно, чтобы довести жидкость до кипения.

Этим же прибором можно пользоваться как аппаратом для дезинфекции и ароматизации помещения. Для последнего случая сосуд наполняется, смотря по цели назначения, раствором формалина, эвкалиптового масла, духами или одеколоном и т. п., а между сосудом и крышкой вставляют цилиндрик из латуни или жести, продырявленный по окружности для выхода дезинфицирующих или ароматических паров.

Электрический штемпель

Для клеймения на дереве, коже и тому подобных материалах и для постановки печати на бумаге можете устроить себе электрический штемпель. Для этого пользуются накаливанием током тонкой (0,5 мм диаметром) круппиновой или нейзильберовой проволоки, изогнутой в виде тавра (метки) или буквы в одной плоскости без пересечения линий. Конечные точки изогнутой проволоки а и b (рис. 27) загибаются перпендикулярно и спаиваются с разноименными концами двойного гибкого провода с штепселем на другом конце. Провода вводятся в рукоятку штепселя, высверленную подобно рукоятке электрического выжигателя, а изогнутая проволока располагается внутри печати, углубление которой заливается гипсом.

Pис. 27

При включении штепселя в сеть круппиновая проволока раскаливается и выжигает буквы или знаки на вещах, к которым прикладывается штемпель. Кстати сказать, упомянутый выше выжигатель может также работать током электрического освещения.

Еще электрозакуриватель

Не имеет смысла тратиться на спички или «камушки» зажигалок, сидя в комнате, по стенам которой идут провода сильного тока.

Во-первых, в этом случае можно для закуривания приспособить зажигалку с проволокой, накаливаемой током. Надо только взять не тонкую платиновую проволоку, а круппиновую потолще, чтобы она не накаливалась до перегорания.

Еще лучше устроить зажигание фитиля сосудика от сломанной обыкновенной зажигалки крохотной вольтовой дугой.