книги из ГПНТБ / Хиян Я.Т. Электронная лампа-вспышка. Изготовление и применение в любительских условиях

ПРЕРЫВАТЕЛИ

Преобразовать малое напряжение постоянно­ го тока в напряжение порядка 500 в и больше, не так легко, как трансформировать 120 в переменного тока на большую или меньшую ве­ личину. Известно, что постоянный ток нельзя трансформировать простым трансформатором. Однако можно доказать его частичное сходство с переменным током и пригодность для дальней­ шего трансформирования. Как это делается? Постоянный ток можно представить себе в виде коротких, правильной формы, достаточно быстро чередующихся импульсов. Такой ток можно трансформировать как на более высокое напря­ жение, так и снова выпрямлять каким-либо ра­ нее указанным способом.

кисточнику постоянного напряжения через рав­ ные промежутки времени прерывается ток. Если

кнамагничивающей катушке прерывателя па­ раллельно присоединить первичную обмотку трансформатора, то на его вторичной обмотке получим ток (напоминающий по форме прямо­ угольный), который затем необходимо выпря­ мить. Практически всегда можно достичь более высокой частоты, чем 50 гц (до 200 гц).

При высокой частоте достаточно уменьшить фильтрующую цепь, в связи с чем уменьшится намагничивающий ток, проходящий через транс­ форматор.

Намагничивающий ток увеличивает падение напряжения на контактах прерывателя и ухуд­ шает его работу.

Чтобы уменьшить намагничивающий ток, не-

30

обходимо применять прерыватель очень высокой частоты. Можно уменьшить намагничивающий ток трансформатора за счет уменьшения магнит­

ющим подводимое к трансформатору напряжение (рис. 18). Работает прерыватель так: при замыкании батареи вклю­ чателем Вк замыка­ ется цепь тока и че­

рез катушку L\ про- с ходит ток. Возник­ шее магнитное поле притягивает сталь­ ной якорь R и цепь тока размыкается. Как только ток пере­ стает поступать, маг- вк нитное поле исчеза­

ет и якорь возвра­ щается в первона­ Рис. 18. Схема двухполупери-

чальное положение.

одного прерывателя.

Затем весь процесс повторяется сначала.

Таким образом, ток проходит не плавно, а че­ рез равные промежутки времени, т- е. через пре­ рыватель проходят прямоугольные импульсы на­ пряжения с частотой, равной частоте колебаний

32

якоря. Примерная частота прерывателя равня­ ется 100 гц. Точность вибрации можно устано­ вить на осциллографе путем сравнения с пере­ менным напряжением сети.

Частоту в точных пределах можно регулиро­ вать изменением расстояния якоря от сердечни­ ка, чем заодно регулируется и минимальный потребляемый ток.

Прерыватель не выносит значительных фа­ зовых сдвигов тока и напряжения (в момент пе­ реключения ток должен равняться нулю).

Небольшие фазовые сдвиги тока и напряже­ ния регулирует сам прерыватель, искажая ха­ рактеристику тока, но увеличивая тепловые потери; при этом батарея нагружается больше. Слишком большие фазовые сдвиги приводят к значительному искрению контактов прерывателя

иувеличению потерь.

Всилу того, что трансформатор будет пи­ таться проходящим через него малым напряже­ нием, намагничивающий ток, вызванный само­ индукцией L, будет трансформироваться. Поэто­

му действие намагничивающего тока необходимо устранить. Этого достигают указанным выше способом.

Исключаем неактивный намагничивающий ток, присоединяя параллельно конденсатор С2 такой емкости, чтобы потребляемый им ток как раз был равен намагничивающему току.

Ток конденсатора и ток самоиндукции, дейст­ вующий в обратном направлении, взаимно унич­ тожаются.

Обратив внимание на то, что емкость кон­ денсатора должна быть очень большой (около 100 мкф), подключим конденсатор на вторичную обмотку трансформатора, где за счет эффекта

трансформации для уравнивания начального на­ магничивающего тока достаточно емкости мень­ шей величины.

Например, если на первичной обмотке транс­ форматора требовался конденсатор в 200 мкф и, если отношение перехода равно 1 : 100, то

Рис. 19. Виды гасящих конденсаторов: слева вверху конденсатор большой емкости для низкого рабочего напряжения, слева внизу и справа конденсаторы малой емкости для высокого напряжения.

емкость конденсатора на вторичной стороне бу- дет 0,02 мкф. На практике емкость этих

конденсаторов (рис. 19) равна 0,005—0,2 мкф- На рис. 20 показана схема прерывателя

W.G1.2A а с нумерацией штырьков на цоколе.

34

Конденсатор для выравнивания сдвига фаз в этом случае имеет емкость 0,05 мкф. Обратим внимание, что вторичная обмотка трансформа­ тора разделена на две равные половины, каж­ дая из которых блокируется соответствующей емкостью. Такая схема, показанная на рис. 21, называется двухполупериодной и будет приме­ няться нами неоднократно.

а ккум у лято ры

Источником электрической энергии для элект­ ронной фотовспышки чаще всего служат свин­

выгоднее, так как они имеют малое внутреннее

мгновенно потреблять большой ток; однако на нем возникает заметное падение напряжения. Этот большой ток мгновенно возникает в первые моменты зарядки вспышки, когда незаряженный электролитический конденсатор создает на вто­ ричной обмотке трансформатора режим корот­ кого замыкания.

Качество работы железо-никелевого аккуму­ лятора в значительной степени зависит от со­ става электролита (щелочь калия), который должен иметь оптимальную концентрацию.

Самую большую проводимость имеет водный раствор калиевого гидроксида плотностью 1,18 или 21% (измеряемая плотность лежит в пре­ делах 1,16—1,19).

Основное различие между свинцовым и желе­ зо-никелевым аккумуляторами заключается в ве­

36

личине напряжения одной банкиНапряжение свинцового аккумулятора равняется 2 s, а же­ лезо-никелевого— 1,2—1,3 в.

Несмотря на то, что вес одной банки железо­ никелевого аккумулятора меньше, чем свинцо­ вого, это преимущество не используется, так как для того, чтобы достичь требуемого напряжения, необходимо ставить последовательно больше ба­ нок (элементов).

Так, например, шестивольтовая свинцовая ба­ тарея имеет три банки, железо-никелевая—четы­ ре. Кроме того, свинцовый аккумулятор. (не­ смотря на меньший вес) механически чрезвы­ чайно чувствителен к остаткам заряда («ужно регулярно полностью разряжать и отключать его, когда он не используется) и неустойчив к низким температурам. У железо-никелевого ак­ кумулятора этих недостатков нет. Электролитом для свинцового аккумулятора служит серная кислота. По плотности электролита молено опре­ делить степень зарядки аккумулятора, так как плотность электролита при разрядке и зарядке меняется.

Однако электролит имеет один существенный недостаток: он очень легко соединяется с солью угольной кислоты, что уменьшает его проводи­ мость, а отсюда и напрялеение аккумулятора. Поэтому оставлять открытым отверстие акку­ мулятора нелеелательно. Для этого в каждом аккумуляторе имеется пробка, которая выравни­ вает внутреннее избыточное давление- и мешает поступлению воздуха внутрь банки.

Свинцовый аккумулятор считается разряжен­

37

одной банке напряжение больше чем 2 в, а элек­ тролит имеет плотность, по крайней мере, 1,18. Железо-никелевый аккумулятор разряжен, если напряжение его отдельных банок понизилось до 1 в. Заряженные банки имеют напряжение около

1,5 в.

Для переносной фотовспышки, где главное — это вес прибора, часто используют экономичный железо-никелевый аккумулятор.

Обычно пользуются аккумуляторной батаре­ ей напряжением около б е и емкостью 5 а-ч. Од­ нако опытами установлено, что требуемую энер­ гию (например, 100 вт-сек и около 150 вспышек) можно получить от аккумулятора напряжением

2,4 в.

Число ампер-часов определяется из такого

Ua— напряжение аккумулятора (в в).

Так как в большинстве случаев используется аккумулятор типа NiFe, необходимо упомянуть о его зарядке. Перед началом зарядки аккуму­ лятора вывинчивают герметическую пробку. Че­ рез 12 час. после окончания зарядки ее снова необходимо поставить на место.

Если в последние часы зарядки из аккумуля­ тора происходит значительное выделение газа, то необходимо продолжить рекомендуемое время зарядки.

Число ампер-часов, на которые заряжается

38

аккумулятор, нужно увеличить на 4/з против номинальной емкости аккумулятора. Если но­ минальное число ампер-часов неизвестно, то зарядку аккумулятора ведут до тех пор, пока напряжение банок при постоянном ходе заряд-

Рис. 22. Щелочной аккуму­ лятор типа NG7.

ки в последние два часа будет находиться в пре­ делах 1,7—1,85 в.

При достижении этого напряжения для уве­

ки — 7 час. (рис. 22). В аккумуляторе, где прямо

39