КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!
Шрифт:
«Н»: То, что в этом случае получается электромагнит, я понял! А вот как определяется его полярность?
«А»: Для этого рядом с электромагнитом достаточно разместить компас. И тогда легко видеть, что если при некотором направлении тока электромагнит притянет ЮЖНЫЙ ПОЛЮС стрелки компаса, то достаточно изменить направление тока и… электромагнит притянет СЕВЕРНЫЙ ПОЛЮС стрелки!
«Н»: То
«А»: Конечно! Электромагниты — это основа электродвигателей и реле. Но для нас значительно важнее совсем иные свойства! Кстати, будем называть провод, намотанный на какой-либо каркас, или просто закрученный в спираль, именем собственным — ИНДУКТИВНОСТЬ!
«Н»: Почему такое странное название?
«А»: Потому что в его основе лежит такое явление, как ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ! Это явление настолько важно для электроники, что хочу рассказать тебе о нем.
В природе существует большое количество явлений, имеющих «обратимый» характер. И в нашем случае, если ток способен создавать магнитное поле вокруг проводника, то и магнитное поле, в свою очередь, должно было бы генерировать ток в проводнике. Например так, как показано ниже (рис. 2.8).
Смотри, Незнайкин, чтобы увеличить эффект, я изобразил проводник, выполненный в виде катушки и обозначенный римской двойкой, который подвергается воздействию магнитного поля, наводимого (индуцированного) катушкой, обозначенной римской единицей. Как ты думаешь, что произойдет в этом случае?
«Н»: Полагаю, что во вторичной катушке возникает ток I2. который создаст на резисторе R соответствующее падение напряжения, что немедленно зафиксирует вольтметр V.
«А»: То же самое полагали десятки исследователей XVII и XVIII веков. И жестоко просчитались. Вольтметр не покажет НИЧЕГО.
«Н»: Но почему!?…
«А»: Да потому, что Природа распорядилась так, что ток I, возникает в вышепреведенной схеме, если мы… выключили первую цепь, то есть ту часть схемы, которая содержит батарейку, выключатель и электромагнит! Но ток I2 возникает ненадолго. Наблюдатель увидит бросок напряжения, а затем стрелка снова покажет НУЛЬ!
«Н»: Ну, а что произойдет, если снова замкнуть первичную цепь?
«А»: А то же самое! За одним исключением… Бросок напряжения будет иметь ОБРАТНУЮ полярность!
Отсюда следует один из фундаментальнейших выводов — ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, ИМЕЮЩЕЕ ПЕРЕМЕННЫЙ ВО ВРЕМЕНИ ХАРАКТЕР, СПОСОБНО ИНДУЦИРОВАТЬ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ВО ВТОРИЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, НЕ СВЯЗАННОЙ НЕПОСРЕДСТВЕННО С ПЕРВИЧНОЙ ЦЕПЬЮ!
«Н»: …Иначе, чем посредством самого этого электромагнитного поля?
«А»: Браво, Незнайкин! Я и хотел, чтобы к этой мысли ты пришел сам! Само явление наведения вторичного тока первичным и носит название ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ!
«Н»:
«И он стал умнее, чем он был!». Это я, в данном случае, о себе самом! Дружище, хватит на сегодня! Все это должно утрамбоваться в моей голове!«А»: Понимаю и согласен! До встречи, дружище!
Глава 3. Индуктивность… Добротность… Резонанс…
«Аматор»: Заходи-заходи, дружище!
«Незнайкин»: У тебя, как ты мне признался по телефону, есть время, а у меня и время, и желание продолжить разговор на тему электромагнитной индукции!
«А»: «Я очень счастлив и рад за вас!». Полагаю, что продолжить разговор об электромагнитной индукции просто необходимо, поскольку с ее характером следует познакомиться поближе. А характер у нее весьма упрямый!
«Н»: В каком смысле — «упрямый»?
«А»: Да в самом, что ни на есть, прямом! Дело в том, что наведенный во вторичной обмотке, иначе говоря, ИНДУЦИРОВАННЫЙ ТОК I2 ВСЕГДА находится в противофазе с индуцирующим током I,! Если индуцирующий ток увеличивается в одном направлении, то индуцированный ток — течет в противоположном направлении, как бы препятствуя увеличению первого! А когда индуцирующий ток уменьшается, индуцированный ток течет В ТОМ ЖЕ НАПРАВЛЕНИИ, как бы препятствуя уменьшению первого! Взгляни на рис. 2.8.
«Н»: И ты считаешь, что эту головоломку я запомню и пойму?
«А»: Выше голову! Ведь сказанное ранее можно сформулировать и более кратко. Например, так:
ИНДУЦИРОВАННЫЙ ТОК ВСЕГДА ИМЕЕТ ТАКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ, КОТОРОЕ ПРОТИВОДЕЙСТВУЕТ ЛЮБЫМ ИЗМЕНЕНИЯМ ИНДУЦИРУЮЩЕГО ТОКА!
Я скажу даже больше, чем БЫСТРЕЕ происходит изменение величины тока в первичной обмотке, тем сильнее реакция вторичной обмотки!
«Н»: То есть ВЕЛИЧИНА ИНДУЦИРОВАННОГО ТОКА ПРОПОРЦИОНАЛЬНА СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ИНДУЦИРУЮЩЕГО ТОКА, а также его ВЕЛИЧИНЕ?
«А»: Правильно совершенно!
«Н»: Вот тебе и «простой медный провод»! Удивительный эффект!
«А»: Но и это еще не все!.. Как ты думаешь, что произойдет в такой вот простенькой схемке (рис. 3.1)?
«Н»: Сейчас-сейчас, только график набросаю… Готово! Теперь будем рассуждать, как на эпюру напряжения на индуктивности L наложится эпюра тока.
«А»: В момент А изменение напряжения во времени (т. е. U/t) минимально. Поэтому ток равен НУЛЮ! Затем напряжение на участке АВ падает до НУЛЯ. Но при этом отношение U/t — ВОЗРАСТАЕТ! Поэтому генерируемый электромагнитным полем индуктивности L ток I имеет такое направление, чтобы не дать напряжению на выводах индуктивности L упасть до нуля! То есть в этом случае в точке В ток максимален, а его полярность положительна!