Чтение онлайн

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 на другой.

До сих пор чаши молодые друзья не без удовольствия «прогуливались» в области общей электротехники. Необходимо отметить, что Любознайкин подверг большое число различных законов, управляющих этой отраслью техники, умелому отбору во избежание перегрузки памяти Незнайкина материалом, не 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 не ограничивается 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.

Прежде всего из колбы с цоколем, снабженным несколькими контактами и виде штырьков. Сама колба изготавливается из стекла или стали (металлические лампы). Основным требованием является полная герметичность, так как внутри колбы создают как можно более высокий вакуум, необходимый для свободного пролета электронов внутри колбы. При наличии воздуха электроны непрерывно сталкивались бы с его молекулами и их движение было бы затруднено. Кроме того, что еще важнее, молекулы воздуха в результате таких столкновений приобрели бы электрический заряд (оказались бы ионизированными) и тем самым нарушили бы нормальную работу лампы.

Внутри лампы находится более или менее сложная система электродов. Какова бы она ни была, для получения потока электронов необходимы по крайней мере два электрода: катод и анод.

Функция катода состоит в том, чтобы создать поток электронов. Электронная эмиссия получается за счет нагревания катода до высокой температуры. Все тела не в одинаковой мере обладают эмиссионной способностью; некоторые из них обладают ею в большей степени (например, окислы бария и стронция). Нагревание катода осуществляется постоянным или переменным электрическим током, протекающим через проволоку с высоким сопротивлением, называемую нитью накала и в известной мере подобную нити осветительной лампы. Катод содержит смесь окисей, нанесенную на цилиндр из никеля, внутри которого помещается нить накала. Изоляция между катодом и нитью накала представляет собой слой изоляционно!о огнеупорного материала (в старых лампах — фарфоровая трубка).

Таково по крайней мере относительно сложное устройство катодов с косвенным накалом (подогревных). Функции подогревателя (нити накала) и эмиттера электронов (собственно катода) могут выполняться одной нитью, должным образом обработанной с целью введения веществ, легко эмитирующих электроны. Такие лампы называются лампами прямого накала.

Все лампы, выпускавшиеся до 1930 г., принадлежали к этой категории.

Необходимо подчеркнуть совершенно второстепенную роль тока накала, единственная функция которого заключается в сообщении катоду тепла, необходимого для излучения электронов. Можно было бы использовать другие источники тепла (газовые, бензиновые и другие нагревательные приборы), но можно также использовать катоды вообще без подогрева. Так, например, в фотоэлементах, широко используемых в телевидении, катод состоит из слоя щелочного металла и излучает электроны, когда на него падает луч света. Может быть, исследование радиоактивных веществ даст нам катод с мощной эмиссией, не требующий нагрева…

Эффект электронной эмиссии, открытый Эдисоном, не имел бы, может быть, большой ценности, если бы в 1904 г. англичанину Флемингу не пришла в голову мысль расположить рядом с катодом второй электрод — анод, или металлическую пластину, имеющую по отношению к катоду положительный потенциал.

В этом случае электроны, испускаемые катодом в пространство, притягиваются катодом. Если источник постоянного напряжения все время поддерживает напряжение на аноде положительным по отношению к катоду, то устанавливается ток, получивший название анодного тока. Излученные катодом электроны проходят через вакуум лампы и достигают анода; затем по внешней цепи, в которой имеется источник напряжения, электроны возвращаются к катоду (рис. 26).

Такая лампа называется диодом. Она впервые позволила «увидеть» электрический ток в «чистом» виде, и мы констатируем, что электроны действительно идут от отрицательного полюса к положительному в отличие от условного направления, принятого для электрического тока.

Следует обратить внимание на то, что в диоде электронный поток может идти лишь в одном направлении: от катода к аноду. Если мы сделаем анод отрицательным по отношению к катоду, то весь процесс прекратится, так как электроны будут отталкиваться анодом, а последний, будучи холодным, не в состоянии излучать электроны, которые притягивались бы катодом. Таким образом, наш диод является настоящим вентилем. Легко понять, что в случае приложения к этим двум электродам переменного напряжения мы получим однонаправленный ток, проходящий в полупериод, когда анод становится положительным, и прекращающийся в течение отрицательного полупериода. Эта способность диода «выпрямлять» переменный ток, как мы увидим дальше, используется для детектирования и для питания радиоприемников от сети переменного тока.

Как и во всяком сопротивлении, анодный ток диода зависит от напряжения, приложенного между катодом и анодом, — анодного напряжения, примерно подчиняясь закону Ома. Ток повышается пропорционально напряжению, но только до некоторой определенной величины; последующее повышение напряжения не влечет за собой увеличения тока, так как все излученные катодом электроны уже участвуют в анодном токе. Как говорят в таких случаях, ток достигает насыщения. Практически явление насыщения, как оно только что было описано, характерно лишь для катодов прямого накала.

Через 2 года после изобретения диода американцу Ли де Форесту пришла в голову идея поместить между катодом и анодом третий электрод — сетку. Сетка представляет собой решетку или цилиндрическую спираль, окружающую катод. В трехэлектродной лампе или триоде сетка расположена на пути электронов, что позволяет ей регулировать поток электронов. В этом случае электрический ток зависит не только от анодного напряжения, но также и от потенциала сетки по отношению к катоду

Чем больше отрицательный потенциал сетки, тем больше тормозит она поток электронов, тем больше электронов отталкивает она обратно к катоду и тем меньшему количеству электронов, притягиваемых анодом, удается пробить себе дорогу. Если потенциал сетки достаточно отрицателен, то, несмотря на притяжение анода, она не пропустит ни одного электрона и ток будет равен нулю.

Уменьшая отрицательный потенциал сетки, мы заметим появление тока, увеличивающегося с повышением потенциала сетки (так как уменьшение отрицательного значения является повышением потенциала).