Текст книги "Юный техник, 2007 № 12"
Автор книги: Юный техник Журнал
Жанры:
Технические науки
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Волшебная метла
В ДВ– и СВ-диапазонах работают сотни интереснейших, но очень слабых радиостанций. Как их ловить? Можно строить громоздкие многометровые антенны, состоящие из горизонтально и вертикально натянутых проводов. Но можно обойтись и без них.
Еще в 30-е годы прошлого века на дымовых трубах, на балконах или на отдельных мачтах ставили метелочные антенны. По своей форме и размерам такие антенны действительно напоминали метелки.
Несмотря на малые размеры, метелочная антенна обеспечивала уверенный и громкий прием. В электрическом отношении это был всего лишь вертикальный провод эффективность которого немного улучшала метелка на верхнем конце. Так что заметного эффекта метелочная антенна давать не могла.
Но ведь давала! Почему?
Недавно появилась гипотеза о том, что метелочная антенна одновременно с приемом обеспечивает усиление сигнала. Но для усиления нужны особые свойства и дополнительный источник энергии…
Где же они в простой проволочной метелке? Оказывается, и то и другое у метелки есть. Но давайте по порядку.
В прошлом веке лучшие метелочные антенны выпускала специальная фирма Central Equipment Ltd. Вот как они были устроены.
Каждая антенна собиралась из пучка отрезков медной проволоки от 0,5 до 1 м, и они разводились на угол от 45 до 90 градусов. Нижний конец пучка вставлялся в массивный фарфоровый изолятор, сквозь дно которого присоединялся провод длиной около 15 м, соединяющий антенну с приемником. Провод, идущий от антенны к приемнику, чтобы изолировать его от крыши и стен дома, крепился к специальным кронштейнам-изоляторам и до самого ввода нигде ничего не касался. Ввод же устраивали из эбонитовой трубки.
В этом описании удивляет прежде всего тщательность изоляции антенны. Ее, по всем признакам, делали так, словно рассчитывали на тысячи вольт, хотя, казалось бы, напряжение сигнала на антенне не должно превышать милливольт. В этом противоречии кроется первый след к разгадке тайн метлы.
Как выяснилось, на антенну действительно действует напряжение, измеряемое киловольтами. Это постоянное напряжение атмосферного электричества. Дело в том, что верхние слои атмосферы заряжены положительно относительно земли и их потенциал достигает многих сотен киловольт. Таким образом, мы живем как бы между обкладками конденсатора. В приземном слое воздуха существует электростатическое поле, напряженность которого меняется с интенсивностью 130 В/м.
На высоте нашей головы потенциал атмосферы превосходит 200 В. Но мы этого не чувствуем, потому что воздух хороший диэлектрик и ток, текущий через наше тело, ничтожно мал. Метелочная антенна соединена с землей через катушку приемника (контурную, или связи), поэтому ее потенциал равен потенциалу земли, который обычно принимают за нулевой. Если при этом она установлена где-нибудь на балконе пятого этажа, на высоте 15 м, воздух имеет потенциал около 2 кВ.
В проводе антенны возникает постоянный ток, измеряющийся наноамперами, при мощности в нескольких милливатт. Он тем больше, чем больше в антенне проводов. Это напряжение способно вызвать так называемый тихий разряд. Вольт-амперная характеристика его имеет участок отрицательного сопротивления.
Вот что это такое. При увеличении напряжения на концах обычного проводника (его сопротивление принято считать положительным) ток растет. В проводниках с отрицательным сопротивлением (неоновых лампах, тиристорах, туннельных и лавинно-пролетных диодах) с ростом приложенного напряжения ток падает, поэтому такие проводники и способны усиливать сигнал.
Именно этот процесс и должен происходить при разряде на концах прутьев метелки. Чтобы его усилить, концы прутьев следует делать по возможности острыми. Таким образом, метелочная антенна является устройством, работающим от энергии, запасенной на обкладках «земного» конденсатора.
А теперь несколько советов по изготовлению и установке антенны. Метелка делается из десяти и более медных проволок диаметром не менее 2 мм и длиной от 30 см. Их нужно заострить с одного конца, а с другого – очистить от окислов или лака и залудить оловянным припоем. Затем следует собрать проволоки в пучок и обвязать медной проволокой в двух-трех местах, как это делается на метлах и вениках. В середину пучка следует вставить «хвостик» – еще один отрезок луженой медной проволоки. После этого весь луженый конец метлы смажьте флюсом и запаяйте мощным паяльником или газовой горелкой.
Далее нужно выточить из пластмассы чашечку-держатель со сквозным отверстием внизу для выхода хвостика и подключения его к проводу снижения. В качестве него можно взять любой провод с толстой изоляцией.
Для заземления можете использовать «нулевой» провод силовой розетки, к которой обычно подключают стиральные машины, а если вы живете в сельской местности, подключите антенну к заземлению громоотвода или к зарытой в землю трубе.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
ОТ РЕДАКЦИИ.Чтобы подключить метелочную антенну к радиоприемнику, между ней и «землей» нужно включить резистор с сопротивлением несколько мегом, как показано на схеме.
Параллельно резистору в целях предотвращения неприятностей при грозовом разряде включена неоновая лампа. Несмотря на это, вашу антенну перед грозой нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО отключить.
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос – ответ
Почему во многих странах монеты называются центами? Ведь «цент» – это, похоже, сокращение от слова «центнер», то есть 100 кг…
Вероника Бударова,
г. Саратов
Догадка Вероники верна: слово «цент» и в самом деле происходит от латинского centum, что в переводе значит «сто». Впервые же монета с таким названием и номиналом в одну сотую часть доллара появилась в 1783 году на территории США. Она называлась тогда «вашингтонский цент», поскольку была введена центральным правительством. Интересно, что сам доллар ввели в обращение лишь три года спустя.
За свою историю цент пережил множество приключений. Говорили, например, что Генри Форд предлагал новенький автомобиль всего за 1… цент. Только цент этот должен быть необычный – медная монета выпуска 1943 года.
А вся хитрость заключалась в том, что именно в тот год монету с портретом Линкольна чеканили исключительно из стали, поскольку вся медь ушла на производство патронов и другие военные нужды. Лишь в 1944 году Монетный двор США снова смог использовать в своем производстве медь и латунь. Причем часть таких монет была отчеканена из цветного металла, переплавленного из стреляных гильз, собранных на полях сражений.
У нумизматов ныне самой большой ценностью считается одноцентовая монета выпуска 1792 года (более ранних просто не сохранилось). На аукционе она была продана за 437 000 долларов! Так что Форд ничуть бы не прогадал, даже если бы кто-то принес ему такой цент. Кроме США, центы сейчас в ходу на территории Канады, Австралии, ЮАР, Новой Зеландии да и почти всей Европы, где наряду с евро появились евроценты.
Говорят, но свете есть люди, которые одинаково владеют как правой, так и левой рукой. Как это у них получается?
Игорь Смирнов,
г. Санкт-Петербург
Литовский педагог Лина Чанене научилась рисовать одновременно – и независимо – сразу двумя руками, еще когда сама училась в школе. От рождения она левша, но родители и педагоги все пытались переучить девочку. И в итоге ее правая рука по ловкости догнала левую. Так что теперь Лина может писать как правой, так и левой рукой и рисует, взяв в каждую руку по карандашу, сразу два одинаковых портрета.
Когда говорят о каких-то заведомо безрезультатных поисках, то произносят: «Найти иголку в стоге сена». А вообще, когда-нибудь кто-то пробовал отыскать в сене эту самую иголку?
Татьяна Ковалева,
г. Кострома
Недавно этим занимались участники необычного состязания, которое прошло вблизи датского города Скаген. Там была сформирована «поисковая группа» из 22 молодых людей. Каждый действовал в одиночку. За происходящим следило строгое жюри. Правда, участники искали иголку не голыми руками – каждый был вооружен мощным магнитом. Но все равно, большинство минут через 5–7 отказывались от поисков.
Победителем стал Ене Эберлунд, который проявил недюжинное упорство и через 34,5 минуты торжественно предъявил членам жюри большую штопальную иглу, за что и получил солидный приз – 900 тысяч датских крон, рассказала газета «Экстра бладет».
Почему иголка с ниткой плохо входят во влажную ткань? Ведь, по идее, все должно происходить как раз наоборот. На мокрой дороге ведь скользко…
Андрей Карамышев,
г. Клин
Дело в том, что при намокании ткани ее волокна набухают и свободного места между ними становится меньше. Вот иголку и трудно бывает воткнуть…
ДАВНЫМ-ДАВНО
Соединенные Штаты Америки с первых своих дней сделали ставку на разум и человеческий гений. Верховный судья Америки Роберт Ливингстон (1746–1813) видел будущее страны в развитии ее производственных сил, а оно невозможно было без транспорта. Железных дорог не было, а по рекам товары легко сплавить вниз по течению, доставить же их вверх при помощи парусных судов или барж, буксируемых лошадьми, долго и дорого. Но в воздухе уже носилась идея парохода.
Став послом в Париже, Ливингстон начинает искать изобретателей, работающих в этой области, и знакомится с американцем Робертом Фултоном. На родине этот человек прославился как художник, а в Англии – как талантливый инженер, строитель каналов, создатель боевой подводной лодки. Еще в юности он успешно испытал лодку с колесным движителем вместо весел.
В 1800 г. Фултон в Париже по заданию Ливингстона начинает работу над небольшим колесным пароходом.
В 1803 г. судно было испытано на реке Сене и показано Наполеону. Паровой флот позволил бы ему победить Англию. Но великий император не оценил изобретения…
Фултон возвращается в Америку и строит пароход длиною 30 м и водоизмещением 100 т. Его испытание состоялось в августе 1807 г. на реке Гудзон, а уже через год первая пароходная линия стала приносить солидный доход. Пройдет еще два десятилетия, и множество пароходов соединят американскую глубинку с мировыми торговыми путями. В Америке начнется бурное развитие производства, и она станет той могучей и процветающей страной, какой мы привыкли ее видеть.
ПРИЗ НОМЕРА!
Наши традиционные три вопроса:
1. Метро под водой, кроме прочего, можно прокладывать и потому, что в глубине не бывает штормов. А почему волны с поверхности моря не проникают вглубь?
2. Известны ли вам еще какие-то, кроме ленты Мёбиуса, геометрические фигуры с необычными свойствами. Чем они интересны?
3. Можно ли теоретически из фрондиболы запустить ядро со сверхзвуковой скоростью?
ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ
«ЮТ» № 7 – 2007 г.
1. Склеивание происходит при улетучивании растворителя и полимеризации молекул клея. Образующиеся молекулярные цепочки и связывают детали в единое целое.
2. Заглянув в учебник физик, можно отыскать формулу, связывающую период колебаний маятника с его длиной. А длина, в свою очередь, зависит от теплового расширения материала.
3. Электрическая дуга является источником электромагнитных волн различной длины. Отсюда и помехи в радиоприемнике.
* * *
Поздравляем с победой 5-классника Андрея ФИЛИМОНОВАиз Одессы. Он получит приз – Web-камеру Philips.
Правильные ответы также прислал в очередной раз чемпион нашего конкурса Владислав ДИДЕНКОиз Краснодара и Вячеслав ПРОКОПЕНКОиз Москвы.
* * *
А почему?Кто из писателей за два века до Жюля Верна предсказывал полеты на Луну? Как забава атлетов античных времен превратилась в вид спорта – тяжелую атлетику? Какой музыкальный инструмент можно считать родоначальником всех остальных? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».
Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем заглянуть в один из самых знаменитых художественных музеев мира – Миланскую пинакотеку.
Будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.
ЛЕВША– В рубрике «Музей на столе» «левша» расскажет вам о самом известном немецком танке времен Второй мировой войны. О достоинствах и недостатках этого танка, который, по мнению специалистов вермахта, был лучшим в своем классе, вы узнаете из статьи, а также сможете выклеить бумажную модель «Тигра».
– Юные механики построят движущуюся модель катера с паровой турбиной, а электронщики смонтируют дистанционный регулятор мощности для бытовых электроприборов.
– Владимир Красноухов представит новую оригинальную головоломку. И, как всегда, вы узнаете о результатах конкурса «Хотите стать изобретателем?» и получите новые задания.
* * *
