Die großen Theoretiker und große Praxis, oder die Geschichte, wie es war Radio erstellt. Teil 2

Die Funkengenerator elektromagnetische Volt Heinrich Hertz

In 1886 - 1889-er Jahren gebaut Heinrich Hertz einen Funkengenerator von elektromagnetischen Wellen und untersuchten ihre Eigenschaften. Funkengenerator Gerät verdient eine ausführliche Beschreibung.

Die Grundlage davon - ein Schwingkreis. Aber in Echt Oszillationsschaltung schnell gedämpft, und eine Reihe von Schwingungen zu erhalten, und wiederum ist es notwendig, den Kondensator zu laden und zurückschalten von der Spannungsquelle an die Spule.

Diese Hochgeschwindigkeitsschalter und dient als Funkenstrecke zwischen zwei Metallkugeln. Funken gibt die Induktionsspule oder Spule Ruhmkorff.

Jetzt nur sehr wenige Menschen wissen, was es ist, und je mehr schlecht stellt sich vor Einrichtung der Induktionsspule. Aber mehr als ein halbes Jahrhundert hat es in der Elektrotechnik eine der am häufigsten verwendeten Geräte gewesen. (Eine Variation der Induktionsspule und ist immer noch in dem Zündsystem verwendet wird.)

Batteriestrom durch die Primär Passieren der Induktionsspulenwicklung magnetisiert den Eisenkern, der den beweglichen Kontakt zieht, und der Stromkreis ist unterbrochen. Das magnetische Feld verschwindet, und der Kontakt wieder geschlossen wird. Stromunterbrechungsfrequenz ist niedrig und beträgt 102 ... 103-mal pro Sekunde. Aber die interessante Sache geschieht im Moment die Schaltung zu öffnen.

Die Windungen der Induktionsspule besteht Selbstinduktions EMK proportional zu der Änderungsrate des magnetischen Flusses. Diese Rate ist sehr hoch, da der Kontakt sofort öffnet. Als Ergebnis tritt zum Zeitpunkt der Öffnung auf den Ergebnissen der Primärwicklung Spannungspulses einige zehn mal die Batteriespannung!

Wenn beispielsweise die Batteriespannung 12 V leicht, eine Verstärkungsspannung von 300 ... 400 V. Die Sekundärwicklung besteht aus mehreren Windungen zu erhalten, und Spannungsimpuls an den Schlussfolgerungen von bis zu mehreren tausend Volt oder sogar zehn Kilovolt betragen kann. Bis die gleichen Spannungsladeschaltung und einem Kondensator.

Die Funkenstrecke wird so eingestellt, daß er bei einer Spannung nahe der maximalen penetriert, eine Induktionsspule zu entwickeln. Slipped ein Funke die Schaltung LC-Schwingkreis-schließt, und darin gibt eine Reihe von gedämpften Schwingungen ist.

Dipolantenne

Somit wird die Induktionsspule eine Reihe von gedämpften Hochfrequenzschwingung einzuleiten gestattet. Aber wie können sie strahlen in den Raum in Form von Wellen?

Heinrich Hertz gedacht, wie es aus den Maxwellschen Gleichungen folgt, desto schneller ändernden elektrischen und magnetischen Felder, die effektive Wellen abgestrahlt. In dem Bemühen, die Frequenz der Oszillatorschaltung zu erhöhen, in dem Spulenkreis Herz bleibt, ist nur eine Runde, und die Kondensatorplattenfläche auf die Grenze reduziert. Das Ergebnis ist ein Vibrator, bestehend aus zwei Stangen einer Funkenstrecke dazwischen.

Es stellte sich heraus, daß die effektive Dipolantenne mit einer Wellenlänge gleich der doppelten Länge des Vibrators abstrahlt. Jetzt wissen wir, dass die Hertz-Vibrator eine einfache Halbwellen-Dipol ist. Geben Sie für jedes Dach, und Sie werden die TV-Antenne ist ein Dipol-System zu sehen.

Die Empfangsdipol Schwingung diente ein weiteres sehr eng Kugeln Ableiter angeordnet sind. Wenn der Funken in der Sendedipol springt, könnte ein kleiner Funke in der Aufnahme beobachtet werden! Da die Funkübertragung von elektromagnetischen Wellen wurde experimentell über eine Entfernung von mehreren Metern ausgeführt. Es stellte sich heraus, dass der Empfang am wirksamsten ist, wenn Empfangsoszillator mit dem Sender auf Resonanz abgestimmt ist. Die Längen der Vibratoren mit derselben.

Die Versuche von Hertz, made in 1887-1888-er Jahren, erzeugt großes Interesse unter den Physikern und Ingenieuren. Viele begannen, sie zu wiederholen, zu verändern und zu verbessern. Lebedew, eine bemerkenswerte russische Physiker, insbesondere entdeckt, der Druck des Lichts, einen Vibrator auf den Wellenlängen von bis zu drei Zentimetern ausgelegt (bei den Versuchen von Hertz Wellenlänge war etwa drei Meter).

Sie waren sehr kleine Vibratoren! Phänomene der Reflexion und Brechung von elektromagnetischen Wellen wurden für die Grenzfläche zwischen verschiedenen Medien untersucht. Beobachteten reflektierten Wellen aus einem Metallblech, Wellen- Brechungsprisma aus einem Dielektrikum.

Eine viel mehr starke elektromagnetische Wellen, aber niedrigere Frequenz ergab Transformator Nikola Tesla , von denen die Sekundärwicklung wurde als Reaktion auf die primäre einzurichten. Da der Kondensator in der Sekundärwicklung vorhanden ist, war die Anzahl der Windungen deutlich größer ist als die Primärspannung, die auf eine Million Volt an dem Vibrator vorgesehen!

Elektromagnetische Wellen Empfänger Alexander Stepanowitsch Popow

Schließlich kamen wir zu unserer Geschichte nahe zu der Zeit der Erfindung des Radios. Natürlich wissen Sie, wer es getan hat. Unser Landsmann , Professor für Physik abgebauten Offiziersklasse in Kronstadt, Alexander Stepanowitsch Popow.

Er war in der Lage einen Empfänger von elektromagnetischen Wellen mit ausreichender Empfindlichkeit für praktische Zwecke zu konstruieren. Daran erinnern, Dipol-Antenne zu empfangen. Um seine Funkenfängersieb gerutscht, ist es notwendig, dass die elektromagnetische Wellenspannung von mehreren hundert Volt in ihm entwickelt. Dies bedeutet, dass die Intensität des elektromagnetischen Wellenfeldes auch etwa hundert Volt pro Meter (weil die Länge des Vibrators nahe wurde auf 1 m) sein sollte.

Spannung in dem Vibrator ist leicht zu berechnen: es ist notwendig, um das elektrische Feld des sich durch einen wirksamen (valid) der Länge des Vibrators multipliziert Welle. Normalerweise ist es etwa 0,7 geometrische Länge des Vibrators. Eine solche starke Felder erzeugen eine enge Blitzentladungen.

Einmal habe ich absichtlich von seiner Amateur-Sendeantenne Übertragungsleitung getrennt, das Fenster eines schönen Gewitterwolke bewundern. In Wolke geflasht Blitz und im gleichen Moment zwischen den Anschlüssen der Antenne und dem Boden, ist in meiner Hand, schlüpfte bläulich Funke ein paar Zentimeter in der Länge ein trockenes Knistern! Nun, welche Konsequenzen sie war dicke Isolierung.

Mit zitternden Händen, immer noch zusammen Ich habe diese Erkenntnisse, Bodenantenne und begann GV Richman, ein Associate von Michail Lomonossow , daran zu erinnern, die während eines Gewitters in Experimenten mit einem Metallstab auf dem Dach (später dieser Stange nur geerdet getötet wurde, begann zu rufen Blitzableiter). Seitdem habe ich immer die Antenne zu trennen, lange vor Gewitter nähert, obwohl das Design meiner Antennen einen zuverlässigen Blitzschutz haben.

Aber zurück zum Empfänger Popov. Anstelle der Funkenstrecke in der Aufnahme Vibrator verwendet Popov eine coherer, ein Gerät kurz vor dem Franzosen E. Branly erfunden.

Die coherer war ein Glasrohr mit zwei Anschlüssen, zwischen denen wurden Späne gestreut Eisen. Aufgrund der sehr dünnen Schicht aus Sägemehl auf der Oberfläche des Oxids Widerstand coherer groß, aber nur so lange, wie seine Erkenntnisse ohne Stress, egal AC oder DC.

Sobald eine Spannung angelegt wird, fällt das induzierte elektromagnetische Welle coherer Widerstand drastisch. Dies ist auf die Wirkung von kleinen Funken Oxidschicht zwischen dem Sägemehl und Späne Stanzen, da es zusammen Dichtungs wurden. Um die Brücken zerstören für den elektrischen Strom gebildet, es war genug, um die coherer zu schütteln.

Durch coherer summierten Schwingungen, die durch die empfangenen Welle im Empfangs Vibrator induziert. Ein weiteres wichtiges Element des Empfängers Popov - Relais DC-Verstärker. Die relativ schwachen Strom durch den coherer empfindlichen Relaiskontakt betrieben, die den Stromkreis einer elektrischen Glocke schließt. Anruf Gerät war weitgehend ähnlich der Anordnung der Spule Ruhmkorff, Wicklung nur die sekundäre fehlt.

Hammer Anrufempfänger Popov schlug nicht nur durch die Glocke, doch er prallte, und sogar auf dem coherer. Somit geschüttelt coherer automatisch nach dem Empfang jedes Pulses von elektromagnetischer und war bereit, um die nächste zu empfangen.

Eine weitere wichtige Verbesserung Empfänger Popov war die Empfangsantenne zu verwenden. Schließlich induziert die längere der Antennendraht, desto größer ist die Spannung, um eine elektromagnetische Welle in ihm.

Drahtantenne zur nächsten Baum oder an einem Dach des Hauses gereckt, es ist eine Art von einer Hälfte der Dipolantenne. Aber was benötigt wird, und die zweite Halbgegengewicht. Gegengewicht Rolle erfolgreich Erdung durchführen. Ströme, die in das Gegengewicht einfach auf der Oberfläche ausbreiten kann fließen soll und in das Innere der Erde, wie üblich, ziemlich feuchten Boden guter elektrischer Leiter.

Schließlich wurde der Empfänger bereit. Aber noch gab es keinen Sender! Es konnte nur Signale natürlichen Ursprungs nehmen. Sie werden bei jeder Entladung des Blitzes erzeugt werden, weil eine große Blitzfunken und ionisierten Gaskanal durch die Entladung gebildet ist, führt perfekt elektrischen Strom und dient als Sende Vibrator.

Popov benannte seinen Empfänger Sturm Anzeige. Mit dem angeschlossenen externen Antenne könnte Gewitter über Entfernungen bis zu 30 km zu registrieren. Jede Entladung des Blitzes durch einen kurzen Anruf beim Empfänger klimpern begleitet!

Dieses Gerät Popov gezeigt, 7. Mai 1895 bei einem Treffen der Russischen Physikalisch-Chemischen Gesellschaft. Seit 1945 wird jedes Jahr am 7. Mai als der Tag der Geburt von Radio gefeiert.

Der Autor des Materials: Polyakov, VT (aus dem Buch "Initiation in der Elektronik")

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