Текст книги "Юный техник, 2010 № 12"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Упражнения в ловкости

ГИМНАСТИКА ДЛЯ ПАЛЬЦЕВ

Вот четыре упражнения для тех, кто хочет развить гибкость и силу своих пальцев.

Первое упражнение (рис. 1) кажется очень легким.

Попросите приятеля сложить вместе средние суставы средних пальцев, другие же пальцы только свести вместе концами: большой с большим, указательный с указательным, безымянный с безымянным, мизинец с мизинцем. Теперь попросите приятеля развести в стороны и потом снова сблизить мизинец с мизинцем; он выполнит это без всякого затруднения. Потом пусть он сделает то же с большими пальцами и с указательными. Когда дело дойдет до безымянных пальцев, окажется, что эти пальцы нельзя развести, не раздвигая сжатых суставов средних пальцев!

Второе упражнение (рис. 2) некоторые умеют делать хорошо и правой, и левой рукой, а некоторые должны потренироваться, иначе у них ничего не выйдет.

Четвертое упражнение (рис. 4) заключается в том, чтобы, не помогая себе второй рукой и не сгибая и не раздвигая других пальцев, прижать мизинец к ладошке.

Самое трудное – это третье упражнение (рис. 3): вытянуть палец и согнуть только один ногтевой сустав.

Тут придется потренироваться, предварительно зажимая средний сустав пальцами другой руки, чтобы временно лишить его подвижности.

ПИСЬМО НА ЛБУ

Приготовьте полоску бумаги и карандаш.

Дайте кому-нибудь из товарищей полоску бумаги, попросите его положить эту полоску себе на лоб, придерживая ее левой рукой. Потом дайте товарищу карандаш и скажите:

– Сейчас я тебя заколдую – и ты разучишься правильно писать. Энеки, бенеки!.. Напиши на этой бумажке свое имя.

Командуйте быстро, чтобы товарищ не успел сообразить, в чем дело. Второпях он почти наверняка напишет свое имя шиворот-навыворот, справа налево. Как показывает практика, при этом ошибаются девять человек из десяти.

ЛОКОТЬ

Приготовьте палку длиной около 1 м и яблоко.

Локтем у древних называлась мера длины. Она соответствовала расстоянию от локтя до конца среднего пальца и была равна примерно 50 см. Вот забавное упражнение, для которого нам понадобится эта древняя мера.

Отмерьте на палке «локоть»: положите руку на палку так, чтобы локоть лежал вровень с ее концом. Сделайте пометку, до какого места на палке доходит средний палец.

Теперь держите палку горизонтально перед собой; средний палец должен лежать точно на метке. Пальцы расположены почти параллельно палке, ногти смотрят в потолок.

Это обычное положение руки, когда мы сжимаем палку. Теперь, не сдвигая пальцев с места – то ли наклоняя голову, то ли отводя локоть в сторону, – постарайтесь дотянуться ртом до того конца палки, от которого ты отмерял «локоть». Убедитесь, что сделать это не так-то просто.

Предложите товарищам выполнить это упражнение. А на конец палки насадите яблочко – оно будет призом тому, кто сумеет до него дотянуться.

ЛЕВОЙ РУКОЙ

Приготовьте бумагу, карандаш или ручку, палочку.

Левая рука, если положить ее рядом с правой, очень точно повторяет все движения своей соседки. Только при этом все движения левой руки направлены в обратную сторону. Если хочешь без долгой подготовки научиться рисовать или писать левой рукой, возьми в левую руку карандаш, а в правую – какую-нибудь палочку. Правой рукой води палочкой, будто вправду пишешь; а левая рука без запинки повторит все твои движения, только в обратную сторону.

Написанное левой рукой придется читать в зеркале.

Если напишете на прозрачной бумаге, переверните листок и читайте с оборота. Кстати, этот прием часто использовал легендарный Леонардо да Винчи для шифровки своих записей.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Усилитель для Нового года

Если решите быстро построить для новогоднего вечера мощный и надежный усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ), можно подобрать подходящую микросхему, где большинство проблем, связанных со стабильностью, качеством и защитой от перегрузок, уже решены разработчиками. Микросхем УМЗЧ сейчас выпускается превеликое множество, как отечественных, так и зарубежных. Но сначала представим себе звуковую установку (рис. 1).

Входные сигналы могут поступать от микрофонов, звукоснимателей электрогитар, электронных синтезаторов и других подобных устройств. В единый звуковой поток их объединяет предусилитель-микшер.

В нем отдельные сигналы усиливаются до определенного, примерно одинакового или несколько различного, уровня (в зависимости от замысла звукорежиссера) и складываются все вместе.

Следующий узел – блок, в котором установлены регуляторы громкости и тембра звучания. Громкость зависит от общего уровня сигнала, а тембр – от относительного «подъема» или «завала» отдельных частот звукового спектра, например, верхних или нижних (басов).

Далее следует собственно УМЗЧ, в котором и происходит основное усиление мощности звукового сигнала. Как правило, в УМЗЧ уже не предусматривают регулировок (все они вынесены в предыдущие блоки) и рассчитывают его на определенное входное напряжение 34 (обычно сотни милливольт) и на требуемую выходную мощность (единицы – десятки ватт).

УМЗЧ нагружен на акустическую систему (АС), суммарная паспортная мощность ее динамических громкоговорителей должна быть не меньше, чем максимальная выходная мощность УМЗЧ, иначе громкоговорители будут перегружаться и неизбежны большие искажения или даже выход их из строя. Стандартизованное сопротивление АС – 4 или 8 Ом, реже встречаются значения 2 Ом (в основном, для автомобильных АС) и 16 Ом.

Как видите, звуковая установка напоминает конструктор, в котором отдельные узлы можно заменять и дорабатывать независимо друг от друга. Это дает огромный простор для творческой конструкторской мысли и экспериментов.

Совершенствование установки может происходить без потери ее работоспособности, что также немаловажное ее достоинство.

Разумеется, все элементы структурной схемы (рис. 1) можно купить и в магазине, но это и неинтересно, и, главное, стоит очень дорого!

Вот поэтому-то мы и предлагаем всем, кто интересуется эстрадно-концертной деятельностью, приобщиться еще и к радиолюбительству. Уже есть примеры выдающихся музыкантов и в то же время известных радиолюбителей, авторов множества конструкций, например Валдемарс Кетнерс из г. Огре, что под Ригой (ищите его статьи). Сегодня мы рассмотрим главную часть комплекса – УМЗЧ.

Одна из распространенных (и дешевых) микросхем для УМЗЧ – это К174УН19. Микросхема выполнена по схеме операционного усилителя и имеет всего 5 выводов: входы (1, 2), выход (4) и питание (3, 5). Она может работать при напряжении питания от 12 до 36 В, отдает выходную мощность 15… 18 Вт при весьма малых искажениях (менее 0,5 %), а в форсированном режиме до 25 Вт при несколько больших искажениях, имеет встроенную тепловую защиту и не выходит из строя при коротких замыканиях в нагрузке. Иностранный аналог этой микросхемы – TDA2030. Принципиальная схема УМЗЧ на этих микросхемах показана на рисунке 2.

Входное напряжение ЗЧ (0,2…0,3 В) поступает на неинвертирующий вход микросхемы (вывод 1) через разделительный конденсатор С1. Входное сопротивление высокое (100 кОм), поэтому большой емкости не требуется.

Одновременно через резистор R2 на этот же вход подано напряжение смещения с делителя R1, R3. Оно в точности равно половине напряжения питания, таким же будет и постоянное напряжение на выходе микросхемы (вывод 4). Конденсатор С2 сглаживает возможные пульсации напряжения смещения и тем самым устраняет фон переменного тока при питании УМЗЧ от сетевого выпрямителя.

На инвертирующий вход (вывод 2) через цепочку R6R4C3 подан сигнал отрицательной обратной связи (ООО) с выхода усилителя.

Для постоянного тока сопротивление конденсатора СЗ бесконечно, поэтому коэффициент ООС равен единице, и ОУ превращается в повторитель, точно воспроизводящий на выходе то напряжение, которое приложено к его неинвертирующему входу (от делителя R1,R3). Таким образом, режим усилителя устанавливается автоматически и поддерживается в процессе работы.

Для переменного тока звуковых частот емкостное сопротивление конденсатора С3 невелико, и напряжение ЗЧ в цепи ООС ослабляется в отношении R6/R4.

Примерно таким же будет и усиление по напряжению всего УМЗЧ. В нашем случае оно равно примерно 30.

Иногда, особенно при неаккуратном монтаже, возникает самовозбуждение усилителя на ультразвуковых (выше 20 кГц) частотах. Они не слышны человеческим ухом, и обнаружить его можно только с помощью осциллографа. Но такое самовозбуждение приводит к искажению звука, снижению выходной мощности, возрастанию потребляемого тока и перегреву УМЗЧ. Для его устранения служит цепочка R5,C5. Она не работает на звуковых частотах ввиду малой емкости конденсатора С5 (всего 10 пФ), но снижает усиление на ультразвуковых.

Той же цели способствует и керамический конденсатор С4 – его следует монтировать как можно ближе к выводам питания самой микросхемы.

Диоды VD1, VD2 в работе усилителя не участвуют, поскольку включены в обратной, запирающей полярности. Их назначение – защита микросхемы от случайных выбросов выходного напряжения, могущих возникнуть при резких музыкальных пассажах на нагрузке со значительной индуктивной составляющей полного сопротивления (длинные провода к АС, индуктивность звуковых катушек ее динамиков). На выбросах напряжения, превосходящих половину напряжения питания, один из диодов (в зависимости от полярности пика) открывается и шунтирует выброс. Подойдут диоды КД208, иностранные 1N4001 или аналогичные по параметрам.

Для снижения полного сопротивления нагрузки на высоких частотах (ведь индуктивное сопротивление растет с частотой) служит цепочка R7,C7, подключенная параллельно выходу.

Конденсатор С8 – разделительный, препятствующий прохождению постоянного тока с выхода УМЗЧ в АС, а конденсатор С6 сглаживает пульсации ЗЧ, а также выпрямленного источником напряжения на проводе питания. Если не предполагается питание усилителя напряжением более 25 В, на такое же рабочее напряжение можно взять и этот конденсатор.

Микросхему УМЗЧ надо обязательно разместить на радиаторе достаточной площади – он не должен быть горячим при работе!

Радиатором с успехом послужит и металлический корпус усилителя. Остальной монтаж несложен и может быть выполнен на любой изоляционной пластинке, закрепленной около выводов микросхемы. На условных изображениях резисторов (рис. 2) указана и их предельно допустимая мощность рассеяния. Две косых черточки означают 0,125 Вт, одна косая – 0,25 Вт, продольная – 0,5 Вт, поперечная – 1 Вт. Всегда допустимо использовать резисторы большей мощности.

Особое внимание следует обратить на разъемы – входной должен быть экранированным (стандартный пятиштырьковый или коаксиальный), выходные клеммы должны выдерживать ток не менее нескольких ампер, а провода питания и АС не должны быть слишком тонкими – ток в них также достигает 3 А. Об источниках питания достаточно подробно рассказано в предыдущих номерах «Юного техника». В «портативном» варианте с успехом можно использовать один-два старых автомобильных аккумулятора с подходящим зарядным устройством.

Акустическая система вполне заслуживает отдельной статьи, дадим лишь общие рекомендации. Скорее всего у читателей нет средств на покупку дорогой мощной АС, но «умельцы» могут найти выход из любой ситуации! Наберите побольше 4…6-ваттных динамиков от старой радиоаппаратуры и установите их почти вплотную друг к другу на большой панели из ДСП; все это можно найти практически задаром. Суммарная мощность динамиков, повторяем, должна быть больше выходной мощности усилителя! Даже большой старый чемодан с установленной в нем панелью динамиков может обеспечить вполне приемлемое качество звука, только не увлекайтесь «миниатюризацией», поскольку это приводит к пропаданию басов и снижению отдачи.

В. ПОЛЯКОВ, профессор

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Интересно, почему деревья не растут «до неба»? Что ограничивает их рост?

Наташа Седова ,

г. Воронеж

На это есть несколько причин. Так, даже очень толстый ствол самого прочного дерева, набрав высоту в сотню-другую метров, или не выдержит собственного веса, или упадет под порывом ветра.

Дерево-великан не сможет иметь раскидистой кроны сообразно своим размерам. Его ветви просто обломятся под собственным весом. А стало быть, оно не получит достаточного количества энергии с помощью фотосинтеза.

Кроме того, вытянуть непрерывный столб воды на значительную высоту – задача непростая даже для мощного электронасоса.

Что касается деревьев, то они для транспортировки питательных веществ применяют так называемый тургорный насос, в котором используется осмотическое давление и молекулы воды, «скрепляющиеся» друг с другом силой поверхностного натяжения, или когезией. Однако такой насос способен поднять жидкость максимум на высоту не более 130 м.

Слышал, что наконец-таки в столице по примеру городов Запада стали прокладывать велосипедные дорожки.

Сергей Старостин ,

Москва, 11 лет

Велосипедное движение планируется организовать на территории ландшафтного заказника «Теплый стан» (4,2 км), Химкинского лесопарка (3,5 км), а также природно-исторических парков «Покровское-Стрешнево» (3,2 км), «Тушинский» (5,5 км) и «Измайлово» (15 км). В каждом парке установят указатели и схему велосипедной сети.

Отводить же велосипедистам место на транспортных магистралях пока не планируется.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Имя человека, который первым почистил зубы, история, к сожалению, не сохранила. Однако антропологи предполагают, что уже в каменном веке люди старались очищать зубы после еды деревянными палочками.

Знакомые нам приспособления для ухода за полостью рта тоже имеют довольно древнюю историю. Так, например, первые зубные щетки из свиной щетины, конского и барсучьего волоса были изобретены в 1498 году мудрыми китайцами. В Европе первые зубные щетки появились лишь в середине XVIII столетия.

В России Петр I, вернувшись из поездки по Европе, завел обычай среди знати для чистки зубов использовать толченый мел и влажную тряпочку. А простой люд еще до этого догадался чистить зубы углями из березовой древесины, отбеливающими зубы. Пожевал угольков – прополощи рот обычной водой.

Специальные зубные порошки впервые появились в конце XVIII века в Великобритании. Впрочем, состав их был далек от идеала, поскольку содержал кирпичную пыль и размельченный фарфор, заметно стиравшие зубную эмаль. Чтобы сделать порошки приятнее на вкус и удобными в использовании, в них начали добавлять глицерин. Так появилась зубная паста.

В 1824 году в обиходе появилось зубное мыло, состоявшее из мела, мыла и мятного масла. Однако практика показала, что средство это неблагоприятно влияло на десны. Пришлось от него отказаться.

Взамен в 50-е годы XIX века англичанин Дж. Харрис предложил использовать для изготовления зубных порошков толченый мел, а также измельченные лекарственные травы – шалфей, фиалку, корицу, а затем и эфирные масла. Однако порошки все-таки повреждают зубную эмаль, а кроме того, ими неудобно пользоваться – того и гляди, рассыплешь… А потому в 1873 году нью-йоркский аптекарь И. Колгейт додумался выпускать зубную пасту на основе мела особо тонкого помола и различных отбеливающих и лекарственных присадок.

ПРИЗ НОМЕРА

Наши традиционные три вопроса:

1. Известно, что в тормозах автомобиля теряется много энергии. Чем бы предложили заменить тормозные колодки?

2. Почему вулканическая лава такая раскаленная?

3. Если наглухо законопатить окна, будет ли в обитаемом доме накапливаться пыль?

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 7 – 2010 г.

1. Посадка на комету сложнее, чем на астероид. Во-первых, ядро кометы в окрестностях Солнца окружает облако газа, и это затрудняет ориентацию. Во-вторых, само ледяное ядро под действием выхлопных газов будет плавиться, а значит, зонд при посадке может опрокинуться.

Поэтому посадка может осуществляться либо с помощью гарпуна с тросом, который, вонзившись в лед, позволит затем притянуть зонд к поверхности. Либо посадку надо осуществлять при помощи маневровых двигателей на сжатом газе, которые не будут топить лед.

2. Обычная ткань состоит из продольных и поперечных нитей переплетения под прямым углом. Трикотаж же представляет собой соединенные между собой эластичные петли.

3. Чем быстрее вращаются колеса велосипеда, тем сильнее гироскопический эффект и устойчивее велосипед.

* * *

Поздравляем с победой Антона Ивановаиз г. Калининграда.

Близки были к победе М. Бахтиниз с. Елховка, Э. Витькоиз г. Ставрополя и А. Сайтовиз г. Баймак, Республика Башкортостан.

* * *

_{А почему?Кто впадает зимой в зимнюю спячку? Есть ли «падающие башни» в России? Какие машины на заре автомобилестроения были самыми быстрыми и мощными? Отчего на Руси в древности годы считали «от сотворения мира»? 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 Эпидавр – один из знаменитых греческих археологических заповедников.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВШАНа чем плавали древние мореходы и какими были корабли в середине II тысячелетия до н. э., вы узнаете, прочитав следующий номер, и сможете выклеить бумажную модель ассиро-финикийского судна по нашим разверткам.}

_{Любители электроники порадуют своих друзей, собрав квадрофонический усилитель для достойной новогодней вечеринки.}

_{Механики познакомятся с разработкой оригинального устройства, которое может ходить даже по ступеням лестницы.}

_{Владимир Красноухов, конечно же, порадует вас новыми головоломками, а «Левша» даст несколько полезных советов.}

* * *