Текст книги "Юный техник (35 самодельных приборов и моделей для школы, пионерского отряда и дома по оптике, фото, радио, электротехнике и паротехнике.)"
Автор книги: Александр Абрамов
Соавторы: Василий Куличенко
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 10 страниц)
5. Репродуктор
Принцип действия и устройство
Принципиальная схема репродуктора показана на рис. 1 (таблица 16).
Таблица 16. Репродуктор.
Полюса постоянного магнита 1 снабжены полюсными наконечниками 2 с насаженными на них рабочими катушками 3. Перед наконечниками помещен якорь 4, связанный с излучателем – диффузором 5. Регулировочный винт 6 устанавливает зазор между полюсными наконечниками и якорем.
При прохождении по виткам рабочих катушек переменного тока от усилителя (после выходного трансформатора) магнитный поток катушек будет то увеличиваться, то уменьшаться, то, наконец, будет изменяться полярность. Поэтому магнитный поток катушек будет то складываться с магнитным потоком постоянного магнита, то вычитаться из него, в зависимости от изменений тока. Получающийся магнитный поток также будет изменяться, и соответственно будет меняться сила, притягивающая якорь. Под влиянием изменяющегося магнитного потока якорь репродуктора начнет колебаться, и эти колебания будут излучаться диффузором.
Постоянный магнит можно применить обычный, часто бывающий в магазинах.
Наконечники. Для изготовления полюсных наконечников сделайте шаблон (рис. 2) – прямоугольный деревянный брусок. Каждый наконечник собирается из семнадцати-двадцати жестяных угловых пластинок. До сборки их необходимо тщательно выправить молотком. Пластинки нужно гнуть на шаблоне каждую отдельно, накладывая одну на другую. Согнутый комплект пластинок подравняйте и, не снимая с шаблона, туго стяните несколькими витками проволоки, а затем хорошо пропаяйте со всех сторон. Пропаянные наконечники снимите с шаблона и опилите лобзиком или напильником до требуемой величины.
Для прикрепления полюсных наконечников к подковообразному магниту вырежьте из железа толщиной 0,5 мм две пластинки, на концах их просверлите отверстия для болтиков и согните по пунктирным линиям (рис. 3). Винты с гайками для стягивания получившихся хомутиков можно подобрать из радиодеталей.
Зазор между концами наконечников должен быть равен 4 мм. Если он будет меньше, опилите концы наконечников; если больше, проложите между полюсными наконечниками и стержнями магнита жестяные пластинки 20X20 мм.
После подгонки наконечники снимаются с магнита и на них насаживаются рабочие катушки. Готовые наконечники окончательно закрепляются хомутиками на полюсах магнита.
Катушки можно купить в магазине готовые или сделать самому. Из тонкого плотного картона или прессшпана изготовьте каркасы катушек (рис. 4). Гильзы катушек склейте на деревянном брусочке, размеры которого соответствуют размерам полюсного наконечника – 4X7 мм.
На готовые каркасы намотайте медную проволоку в эмалевой изоляции до заполнения – до тех пор, пока зазор между обмоткой и краями катушки останется равным примерно 1 мм. Выводы обмоток сделайте гибкими проводниками. Снаружи готовые катушки оклейте полосками бумаги.
Для намотки высокоомных катушек применяется проволока диаметром 0,05 мм, ПЭ, для низкоомных – 0,15 мм, ПЭ. В первом случае репродуктор включается непосредственно в анодную цепь лампы, во втором – только в розетку трансляционной сети.
Якорь. Из железа толщиной 1,5 мм выпилите пластинку длиной 62 мм и шириной 11 (рис. 5). С одного конца пластинки пропилите паз для крепления якоря к колодке.
На расстоянии 37 мм от нижнего конца якоря припаяйте винт диаметром 1,5–2 мм, на котором при помощи гайки и двух конических шайб закрепляется диффузор.
Установочный винт проще всего сделать из карболитовой клеммы от радиоприемника. Втулка с резьбой под винт делается из гайки, которая припаивается к жестяной пластинке.
Колодка для крепления якоря и установочного винта – деревянная. Для прикрепления колодки к полюсам постоянного магнита вырежьте две жестяные полоски длиной 50 мм и шириной 10 мм. На расстоянии 7 мм от каждого конца проделайте в них отверстия диаметром 4 мм. Полоски согните под углом и приверните к колодке, как показано на рис. 5. После того как все детали электромагнитного механизма готовы, можно приступить к сборке.
Сборка
С лицевой стороны колодки двумя небольшими шурупами приверните пластинку с гайкой регулировочного винта. Якорь укрепите болтиком с гайкой, предварительно между колодкой и якорем проложив квадратные резиновые прокладки толщиной 1 мм и жестяные квадратики. Количество жестяных прокладок определяется зазором между плоскостью якоря и полюсными наконечниками. Зазор этот должен быть равен при вывинченном регулировочном винте примерно 0,1–0,2 мм. Определить его можно, просовывая между полюсами и якорем лезвие безопасной бритвы.
Панель. Для основания панели (рис. 6) берется ровная доска толщиной 10–15 мм. Из доски такой же толщины выпилите и детали стойки. Детали стойки между собой, а затем и стойку с основанием скрепите шурупами. Вертикальную панель выпилите из фанеры толщиной 5–6 мм и прикрепите к основанию мелкими шурупами.
Диффузор делается из листа бумаги для рисования. На листе такой бумаги циркулем вычертите окружность радиусом 120 мм (рис. 7). На полученной окружности отложите отрезок длиною 80 мм и концы его соедините радиусами с центром. Параллельно одному из радиусов прочертите линию шва шириной 5 мм, угол вырежьте и диффузор склейте. В центре проделайте отверстие диаметром 2–3 мм.
При помощи дугообразных полосок, нарезанных из материи, готовый диффузор вклейте в отверстие панели с внутренней стороны. На винт якоря наверните гайку, наденьте конусную шайбу, проденьте винт в отверстие конуса и при помощи колодки и шурупа (рис. 6, справа) прикрепите подковообразный магнит к стойке. Когда механизм будет прочно привинчен, на винт якоря наденьте вторую конусную шайбу и второй гайкой закрепите диффузор. Он должен быть хорошо зажат между конусными шайбами, иначе будет дребезжать.
Для испытания собранного репродуктора присоедините обмотки звуковых катушек к выходным контактам радиоприемника. Удобнее всего это сделать, если к концам обмоток присоединить шнур длиной 1,5–2 мм с вилкой на конце.
При правильно включенных обмотках катушек репродуктор даст громкий прием. Если прием будет слабый, попробуйте переключить концы одной из катушек. Чистота передачи и громкость устанавливаются регулировочным винтом. При хорошем изготовлении деталей и тщательной сборке репродуктор дает громкое и неискаженное воспроизведение радиопередачи.
6. Антенна и заземление
Наилучшие результаты при радиоприеме дает антенна, устанавливаемая снаружи помещения. Наружные антенны бывают нескольких типов. Самая лучшая и простая – однолучевая Г-образная антенна.
Однако не всегда удобно поставить Г-образную антенну. В этом случае следует сделать другую антенну – Т-образную.
Г-образная антенна состоит из двух частей: горизонтальной части, подвешенной между двумя мачтами, двумя деревьями, мачтой и деревом, и вертикальной части, называемой снижением. Снижение идет от одного из концов горизонтальной части. В Т-образной антенне снижение укрепляется точно посредине горизонтальной части. Снижение проходит в помещение, где установлен приемник (см. таблицу 17).
Таблица 17. Антенна и заземление.
Антенну следует подвешивать на высоте не менее 10–15 м. Длина горизонтальной части в среднем должна быть равна 25–35 м. На концах горизонтальной части нужно укрепить по два-три изолятора, чтобы провод антенны не соединялся с землей через мачты или деревья. Изоляторы применяются фарфоровые. Лучше всего воспользоваться специальными орешковыми изоляторами, но можно применить и ролики, на которых обычно крепится шнур осветительной сети.
Горизонтальная часть антенны может идти с небольшим наклоном, но так, чтобы конец, удаленный от приемника, был выше.
Снижение следует вести так, чтобы между ним и горизонтальной частью был прямой, а не острый угол. В крайнем случае угол может быть тупым.
Антенну нельзя натягивать слишком сильно: при сильной натяжке она может оборваться от гололедицы или ветра. Как правило, середина антенны должна иметь провес около 0,5–1 м. Если в качестве мачты используется дерево, конец антенны не следует привязывать непосредственно к стволу: при сильном раскачивании дерева ветром провод наверняка оборвется. Надо надеть провод на ролик блока, привязанного к дереву, а затем к концу провода прикрепить груз, который и будет натягивать антенну.
Лучший материал для антенны – это специальный бронзовый канатик или голый медный провод диаметром 1,5–2,5 мм. Если под руками есть только провод в изоляции, то ее лучше удалить, так как при дожде она намокнет, что утяжелит антенну и, возможно, приведет к обрыву.
В крайнем случае можно использовать железный или стальной провод, лучше – телефонный, оцинкованный, чтобы он не ржавел.
Если нет целого провода и антенну приходится составлять из кусков, концы их надо хорошо зачистить, тщательно скрутить и место скрутки пропаять. В правом нижнем углу таблицы показан способ скрутки проводов. Начинающие радиолюбители часто соединяют провода двумя петлями. Такое соединение никуда не годится!
Снижение не должно касаться крыши и стен дома, поэтому его лучше всего укрепить на шесте с изолятором.
В месте ввода снижения в дом (обычно ввод делают через оконную раму) его надо тщательно изолировать. Лучше всего вставить в раму фарфоровые воронки, применяемые в осветительной проводке, или ввести снижение в резиновой трубке.
Около окна между вводом и приемником надо поставить грозовой переключатель. При приближении грозы, а также всегда, когда радиолюбитель не пользуется приемником, антенна должна быть заземлена. Устройство грозового переключателя показано на рисунке. Там же видна и схема включения его. Грозовой переключатель легко сделать самому из толстой жести, меди или латуни. Рядом с грозовым переключателем следует поместить так называемый искровый промежуток – две металлические зубчатые пластинки, установленные зубчиками друг к другу. Расстояние между остриями зубчиков – несколько десятых миллиметра.
Особое внимание нужно обратить на хорошее присоединение проводов ко всем контактам грозового переключения.
Заземление нужно делать прямо под тем окном, где введено снижение. Провод для заземления берется любой, чем толще, тем лучше. Вести провод надо прямо по стене, укрепляя его согнутыми гвоздями или скобками из толстой проволоки. Изолировать провод не нужно. Для заземления нужно выкопать, желательно в сыром месте, яму глубиной 1,5–2 м и закопать в нее какой-либо металлический предмет, лучше оцинкованный или луженый. Окрашенный масляной краской или эмалированный не годится. Закопать можно лист железа, старое ведро, таз.
Провод заземления надо крепко прикрутить и обязательно припаять к закапываемому предмету. Можно сделать заземление также из куска водопроводной трубы. Нижний конец трубы надо расплющить, к верхнему припаять провод, затем забить трубу вертикально в землю.
Во время засухи полезно в трубу наливать воду. Если есть водопровод, то провод заземления можно припаять к зачищенной напильником водопроводной трубе или, еще лучше, к медному крану. Годится и труба или, тоже лучше, медный кран парового отопления.
От правильной установки и тщательной изоляции антенны, от хорошего заземления во многом зависит качество приема, особенно на детекторный приемник.
Раздел третий
ЮНЫМ ЭЛЕКТРОТЕХНИКАМ
1. Компактный электромотор
Наш электромотор рассчитан на питание постоянным или переменным током напряжением 6–8 вольтов. Конструкция его несколько отличается от описанных во всех других книжках. Применив статор особой формы, мы получили возможность укрепить внутри него щетки, удачно расположить якорь, и весь мотор получился исключительно компактным. Ни одна часть его не «выпирает», каждый кубический сантиметр использован разумно. Якорь тоже сделан необычно. Он набивной, как в описанной дальше динамомашине. Коллектор мы применили плоский, так как он занимает меньше места, чем цилиндрический, а работает не хуже. Благодаря малым размерам этот электромотор удобно установить на любой модели – движущейся или стационарной. Постройку мотора начнем с изготовления статора (см. таблицу 18).
Таблица 18. Компактный электромотор.
Статор состоит из сердечника, сделанного из железного прутка и двух приклепанных к нему полюсов. Каждый полюс собран из пяти жестяных пластинок, спаянных вместе. Полюса изогнуты в виде дуг. Чтобы они получились одинаковыми, нужно сделать специальный шаблон. В качестве шаблона используйте деревянную палку диаметром 31 мм. Каждую пластинку полюса изогните на шаблоне отдельно, затем сложите вместе пять штук, привяжите их проволокой или веревкой к шаблону, выровняйте тщательно и пропаяйте края. Не снимая полюса с шаблона, просверлите в нем отверстие диаметром 4 мм. Точно так же сделайте и второй полюс.
Сердечник делается из круглого железного прутка длиной 39 мм и диаметром 8 мм. Оба конца сердечника сточите напильником на протяжении 4 мм до диаметра 4 мм. Удобно стачивать концы сердечника, зажав его в патроне дрели. Дрель укрепляется в тисках. В центре сточенных концов сверлятся отверстия диаметром 2 мм и глубиной 2–2,5 мм. Теперь остается приклепать к сердечнику полюса. Это нужно сделать очень аккуратно.
Зажмите сердечник в вертикальном положении в тисках. На верхнюю сточенную часть сердечника наденьте полюс. В отверстие сточенной части вставьте острие керна и ударьте по нему несколько раз молотком. Верхняя часть сердечника расширится, и полюс уже не соскочит с него. Правда, держится он еще не очень прочно, но это пока не важно.
Освободите сердечник из тисков, наденьте другой полюс на свободный конец сердечника и расклепайте его, установив сердечник уже расклепанным ранее концом на толстой стальной плитке или на наковальне. Теперь, ударяя молотком то по одному, то по другому концу сердечника, окончательно приклепайте к нему полюса. Полюса должны идти строго параллельно друг другу, без всяких перекосов и отклонений в стороны. Расстояние между ними везде должно быть равно 31 мм. Для большей прочности и красоты расклепанные концы сердечника можете припаять к полюсам, но это необязательно.
Якорь. Обычно юные техники делают якорь из отдельных фигурных пластинок, собранных вместе. В таком якоре железа недостаточно, и поэтому мотор получается слабым. В нашем моторе якорь набивной. Мы спаяли из жести пустотелый якорь и набили его железными опилками. Такой якорь сделать очень просто, а мотор с ним работает прекрасно.
Все размеры якоря даны на таблице (справа, вверху). Из жести или, еще лучше, из железа толщиной 0,5–1 мм аккуратно вырежьте две щечки А и припаяйте их к оси на расстоянии 20 мм друг от друга. Ось возьмите диаметром 3–4 мм (от «конструктора») и длиной приблизительно 70–80 мм. К этим щечкам припаяйте три V-образные пластинки Б и два полукруга В. Все эти детали делаются из жести. Плотно набейте якорь через открытый полюс опилками, кусочками железной проволоки, мелкими гвоздиками и т. п. Чтобы все это хорошо улеглось в якоре, потрясите его. Когда якорь будет заполнен, налейте в него немного спиртового лаку (например шеллаку), дайте ему просохнуть и припаяйте третий, последний полукруг В. Якорь готов.
Обмотка статора. Перед обмоткой сердечник статора изолируйте двумя-тремя слоями парафинированной бумаги или изоляционной ленты. У полюсов наденьте щечки, вырезанные из тонкого картона. На сердечник нужно намотать 200 витков изолированной эмалью проволоки диаметром 0,5 мм. Мотать нужно аккуратно, виток к витку. Готовую обмотку оберните для защиты от повреждений одним-двумя слоями дерматина или просто плотной бумаги. Внешний диаметр обмотки должен быть приблизительно равен 19 мм. Если из-за неаккуратной намотки диаметр получится несколько больше, придется смотать витков десять-двадцать, иначе места для установки щеток не хватит.
Обмотка якоря. Тщательно изолируйте все три полюса якоря двумя-тремя слоями парафинированной бумаги или изоляционной ленты. На каждый полюс намотайте 80–90 витков изолированной проволоки диаметром 0,4 мм. Все полюса якоря обматываются в одну сторону и строго одинаково. Концы обмоток соедините по схеме (см. левый верхний угол таблицы). Полученные три конца потом припаяете к пластинкам (так называемым ламелям) коллектора.
Коллектор, как мы уже говорили, у нашего мотора плоский. Все размеры его даны на рисунке рядом со схемой обмотки. Из куска двухмиллиметрового пертинакса или плотного картона вырезывается кружок диаметром 26 мм. В центре его сверлится отверстие по диаметру оси. В миллиметровые отверстия, просверленные по краям кружка, вставляются кончики ламелей и с другой стороны загибаются. Ламели вырезаются из тонкой меди или латуни. Готовый коллектор надевается на ось и приклеивается густым столярным клеем к обмоткам якоря. Концы обмоток якоря припаиваются к загнутым кончикам ламелей. Эти концы и клей вполне надежно держат коллектор на оси. Когда будете укреплять коллектор, обратите внимание на то, чтобы щели между ламелями оказались точно между полюсами якоря, а сам коллектор при вращении не бил.
Щетки. Размеры щеток даны на рисунке. Щеткодержатель – это эбонитовая пластинка с приклепанным к ней посредине латунным угольником толщиной 0,5–0,8 мм. По краям к пластинке приклепываются щетки.
Щетки вырезаются из хорошо пружинящей латуни и изгибаются, как показано на рисунке.
Угольник и щетки необязательно приклепывать к пластинке – их можно прикрепить винтами. Если не найдете эбонита, пластинку можно сделать из хорошей трехмиллиметровой фанеры.
Стойки подшипников. Обе стойки делаются из меди или латуни. Лучше всего сделать стойки из латуни толщиной 1,5 мм. Если не найдете такой толстой латуни, можете сделать стойки из менее толстой и впаять в них специальные проволочные подшипники. Такие подшипники делаются из оголенной медной проволоки, скрученной в спираль. Спирали впаиваются в отверстия посредине стоек. Диаметр этих отверстий должен быть равен в этом случае внешнему диаметру спиралей. Если стойки делаются из толстой латуни, то проволочные подшипники впаивать не нужно и отверстия сверлятся по диаметру оси.
Сборку мотора начните с припайки внутри статора стойки А. Припаять ее нужно приблизительно на расстоянии 2–3 мм от обмотки статора. К одному из загнутых концов этой стойки припаяйте угольник щеткодержателя. Чтобы ось якоря не могла перемещаться в сторону обмотки статора и не терлась об нее, припаяйте к концу оси (со стороны коллектора) медную или латунную шайбочку. Шайбу нужно припаять приблизительно на расстоянии 2–3 мм от конца оси. Точное место припайки этой шайбы определите опытом. Припаивая шайбу, следите за тем, чтобы якорь находился вровень с наружными концами полюсов статора. В таком положении якоря мотор лучше всего работает. Чтобы трение между припаянной к оси шайбой и стойкой было возможно меньшим, наденьте между ними на ось еще одну свободную шайбу.
Припаяйте теперь к статору стойку Б. Предварительно заложите между якорем и полюсами статора по куску миллиметрового картона. Тогда, во-первых, якорь установится на равных расстояниях от обоих полюсов и, во-вторых, припайка стойки значительно облегчится. Не забудьте припаять к оси шайбочку, которая мешала бы перемещаться якорю в сторону стойки Б, Между этой шайбой и стойкой на ось также нужно надеть свободную шайбу. Когда припаяете стойку к статору, осторожно вращая якорь, выньте картон. Смажьте подшипники машинным маслом и прокрутите якорь рукой, чтобы ось приработалась в подшипниках.
Для удобства подводки тока к мотору сделайте специальную доску с клеммами (см. правый нижний угол таблицы). Доска выпиливается из эбонита; клеммы и угольник делаются из жести или латуни и приклепываются к доске.
К одной клемме (безразлично, к какой) припаяйте один из концов обмотки статора, а другой конец ее соедините с одной из щеток. Вторую щетку соедините со свободной клеммой, и можете пробовать работу мотора. К клеммам подведите постоянный или переменный ток напряжением 6–8 вольтов.
Если все сделано правильно, мотор сразу заработает и отрегулировать придется только величину нажима щеток на коллектор.
Щетки не должны слишком сильно давить. Если же, наоборот, щетки слишком слабо прилегают к коллектору, места соприкосновения сильно искрят, коллектор и щетки обгорают и мотор плохо работает. Нужно найти какую-то среднюю величину нажима щеток. Это определяется опытом. Для уменьшения трения протрите коллектор графитом карандаша. Машинным маслом коллектор смазывать нельзя, так как при этом образуется нагар, который ухудшает работу мотора. Подшипники нужно время от времени смазывать машинным маслом.
