книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил буквопечатающие телеграфные аппараты
..pdfОмметр (рис. 34) представляет собой чувствитель ный прибор магнитоэлектрической системы со шкалой, градуированной в омах (мегомах), последовательно с которым включена батарея 1,5— 8 в. Для защиты при бора от перегрузок включено добавочное сопротивление.
Рис. 34. Схема включения омметра:
R — омметр; |
U — батарея; |
— добавочное со |
противление; |
R x — измеряемое сопротивление |
Действие прибора основано на том, что величина то ка в цепи с постоянным источником тока зависит от величины сопротивления. Следовательно, величину со противления можно измерить, если определить, на сколько изменится ток при пропускании его через это сопротивление.
Сопротивление будет обратно пропорционально току при постоянной величине ЭДС батареи. Но ЭДС бата реи практически не остается постоянной, поэтому стрел ку прибора перед измерениями .необходимо с помощью регулировочного винта устанавливать на нуль шкалы.
Комбинированные электроизмерительные приборы
Поскольку основой многих . электроизмерительных приборов служит измерительный механизм магнито электрической системы, возможно изготовить универ сальные приборы— ампервольтомметры (авометры).
6 0
Авометры (ампер'вольтомметры) представляют собой комбинированные приборы, предназначенные для изме рения:
—величины постоянного и переменного токов;
—напряжения постоянного тока;
—напряжения переменного тока;
—электрического сопротивления.
Наиболее распространенными комбинированными приборами в настоящее время являются тестер (авто метр) Тт-1 и авометр АВО-5.
§ 13. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Для и з м е р е н и я в е л и ч и н ы т о к а применя ются амперметры, миллиамперметры или микроампер метры. Тип прибора выбирается в зависимости от вели чины измеряемого тока.
Для того чтобы измерить ток в цепи, его нужно про пустить через измерительный прибор. Поэтому ампер
метр |
|
включают |
в |
Rш |
|
цепь |
последовательно |
|
|||
(рис. 35). Амперметр |
|
||||
должен |
иметь |
малое |
|
||
сопротивление. |
Только |
|
|||
при |
|
этом |
условии |
|
|
включение его |
в |
цепь |
|
||
не |
вызовет |
умень |
Рис. 35. Схема включения амперметра |
||
шения |
измеряемого |
и вольтметра |
тока.
Непосредственно при помощи амперметра можно из
мерить ток до 30 ма. |
Для измерения токов большей |
ве |
личины подключают |
параллельно амперметру ш у н |
т и |
р у ю щ и е с о п р о т и в л е н и я (шунты). Сопротивление шунта определяется по формуле
/?а.
п — 1
где Rm— сопротивление шунта;
R a — сопротивление амперметра;
п— коэффициент шунтирования, то есть отноше ние тока, который нужно измерить, к току, на который рассчитан прибор.
61
Измерять амперметром ток можно только той вели чины, на которую рассчитан прибор. Подключать ампер метр непосредственно к источнику тока нельзя, катушка прибора сгорит.
И з м е р е н и е н а п р я ж е н и я в электрической це пи производится киловольтметром, вольтметром или милливольтметром.
Вольтметр |
включается параллельно тому участку |
электрической |
цепи, на котором измеряется напряже |
ние (рис. 35). |
При измерении ЭДС источника тока |
вольтметр подключается к его зажимам.
Если необходимо расширить предел измерения вольт метра, к нему последовательно подключается добавоч ное сопротивление.
Добавочное сопротивление рассчитывается по фор муле
где Яд— величина добавочного сопротивления; Яв — сопротивление вольтметра;
U •—предельное напряжение, которое нужно изме рить;
UB— предельное напряжение, на которое рассчитан вольтметр.
И з м е р е н и е с о п р о т и в л е н и й . Непосредствен ное измерение электрических сопротивлений производит ся омметрами постоянного тока.
Сопротивление, величину которого необходимо изме рить, подключается к штекерным наконечникам гибких
проводников омметра. |
Перед каждым |
измерением |
дол |
||||||
|
J |
|
жен |
быть |
установлен |
||||
|
0 |
нуль омметра. |
омметром |
||||||
|
|
Измерения |
|||||||
|
|
|
производятся |
только |
в |
||||
|
|
|
обесточенных цепях. |
|
ом |
||||
|
|
|
При |
отсутствии |
|
||||
|
|
|
метра сопротивление |
|
мо |
||||
|
|
|
жет |
быть |
измерено |
при |
|||
|
|
|
помощи |
|
амперметра |
и |
|||
Рис. 36. Схема включения вольт- |
|
п |
|
Р |
' |
два |
спо |
||
метра и амперметра для |
измере- |
|
Существует |
||||||
ния небольших сопротивлений |
|
соба |
включения прибо |
6 2
ров. Если сопротивление, которое необходимо измерить, меньше сопротивления вольтметра (малые сопротивле ния), приборы включаются по схеме рис. 36. Когда изме ряемое сопротивление больше сопротивления ампер метра (большие сопротивления), приборы включаются по схеме рис. 37.
Для того чтобы определить сопротивление по вто рому способу, необходимо собрать электрическую цепь,
состоящую |
из |
источника |
|
|
||
электрической энергии с по |
0 0- |
|
||||
стоянной |
электродвижущей |
|
О т, |
|||
силой |
и |
последовательно |
|
|||
соединенными с ним сопро |
|
|||||
тивлением |
R x |
и ампермет |
|
> |
||
ром А. Вольтметр V подклю |
О |
|||||
чается к зажимам источника |
|
Кп |
||||
электрической энергии. |
При |
Рис. 37. Схема включения |
||||
этом |
способе |
включения |
вольтметра |
и амперметра для |
||
приборов |
амперметр |
изме |
измерения |
больших сопротив |
||
ряет ток I, проходящий че |
|
лений |
||||
рез измеряемое |
сопротивле |
|
|
ние, а вольтметр показывает напряжение U, которое те ряется не только в неизвестном сопротивлении R x, но и в амперметре А, обладающем сопротивлением Ra.
Величина искомого сопротивления определяется по формуле:
R x ~ - у -----R a.
При первом способе, когда сопротивление R B> Rx (сопротивление вольтметра больше Rx), сопротивлением
Да можно пренебречь. Тогда Rx — ^ .
Г Л А В А В Т О Р А Я
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РАДИОТЕХНИКИ
Как уже говорилось выше, телеграфные аппараты в метеослужбе чаще всего используются для записи ме теосводок, передаваемых по радио. Радиосигналы, пере данные Радиометеорологическим центром, принимаются на радиоприемнике, затем они преобразуются в теле графные сигналы, которые, собственно, и управляют ра ботой телеграфного аппарата.
Современные радиоприемники являются весьма слож ными аппаратами. Для того чтобы изучить их и гра мотно эксплуатировать, нужно иметь специальную под готовку по радиотехнике. В данном учебнике даны лишь краткие сведения из радиотехники, необходимые для понимания общих принципов действия радиоаппаратуры.
§ 14. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Радиоволны, то есть электромагнитные колебания, представляют собой переменные электрическое и маг нитное поля, распространяющиеся со скоростью света, то есть со скоростью 300 000 км/сек.
Переменные поля создаются источником перемен ного тока высокой частоты.
Источником такого тока является колебательный
контур. |
|
К о л е б а т е л ь н ы м к о н т у р о м |
называется элект |
рическая цепь, состоящая из катушки |
индуктивности и |
64
конденсатора, — это так называемый з а м к н у т ы й ко л е б а т е л ь н ы й к о н т у р (рис. 38).
При подключении конденсатора к батарее на его об кладках под действием ЭДС появятся заряды. Так как между пластинами конденсатора находится диэлектрик и пластины между собой не соединены проводником, заряды остаются неподвижными. Между пластинами
конденсатора образовалось на |
|
|
|||||||
пряжение U, равное ЭДС ба |
|
|
|||||||
тареи. В момент присоедине |
|
|
|||||||
ния |
к конденсатору |
катушки |
|
|
|||||
индуктивности |
пластины |
ока |
|
|
|||||
зываются |
соединенными |
меж |
|
|
|||||
ду собой |
проводом |
катушки. |
|
|
|||||
Поэтому заряды будут перехо |
|
R |
|||||||
дить с одной обкладки конден |
-c = > |
||||||||
сатора на другую. Конденса |
Рис. 38. Схема колебатель |
||||||||
тор |
начнет |
разряжаться, а в |
ного |
контура |
|||||
катушке |
появится электриче |
|
|
||||||
ский |
ток, |
и |
вокруг |
ее |
витков возникнет магнитное |
||||
поле. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вследствие явления самоиндукции ток разряда нара |
|||||||||
стает |
медленно, |
конденсатор |
разряжается |
постепенно. |
|||||
В момент, |
когда |
конденсатор |
разрядится |
полностью, |
то есть напряжение на нем станет равным нулю, элект рический ток достигнет наибольшей величины (рис. 39).
Энергия магнитного поля, образованного током, в это время станет наибольшей. Напряжение на конденсаторе станет равным нулю, но ток в контуре не прекратится. ЭДС самоиндукции будет препятствовать уменьшению тока и поддерживать его в прежнем направлении.
Таким образом, после разряда конденсатора ток в контуре не исчезает мгновенно, а уменьшаясь посте пенно, протекает в прежнем направлении. Поэтому за ряды продолжают переходить с одной пластины на дру гую, перезаряжая конденсатор. Конденсатор будет заря жаться до тех пор, пока не исчезнет ток в катушке контура.
На зажимах конденсатора вновь появится напряже ние, но уже противоположное по знаку напряжению, су ществовавшему в начале процесса.
Образовавшееся на конденсаторе напряжение снова создает ток разряда, который еще раз перезарядит кон
5 Зак, 267 |
6 5 |
денсатор до напряжения того же знака, что и в начале процесса.
Этим завершается полный цикл изменений тока и напряжения в контуре. Далее процесс колебаний тока и напряжения будет повторяться. В контуре получится переменный ток. Энергия электрического поля конденса тора переходит в энергию магнитного поля катушки, и наоборот.
Рис. 39. Электрические колебания в замкнутом |
контуре: |
|
Uc — напряжение на обкладках конденсатора; |
— ток |
в катушке |
Пе р и о д , ч а с т о т а и а м п л и т у д а к о л е б а ний. Электрические колебания в замкнутом колебатель ном контуре характеризуются, как и обычный перемен ный ток, периодом, частотой и амплитудой.
Периодом переменного тока называется отрезок вре мени, в течение которого ток или напряжение совершает свое полное изменение по величине и напряжению. Пери од исчисляется долями секунды и обозначается буквой Т.
Частотой переменного тока называется число перио дов (колебаний), совершенных в 1 секунду. Частота
обозначается бувой /, |
измеряется |
в герцах, килогерцах |
|
и мегагерцах |
|
|
|
Т = |
— |
или / = |
— . |
|
f |
1 |
т |
66
Частота колебаний в контуре зависит от того, на сколько быстро конденсатор и катушка могут накапли вать и отдавать энергию, то есть определяется величи нами емкости конденсатора и индуктивности катушки. Чем больше емкость конденсатора, тем больше времени нужно для его заряда и разряда. Чем больше индук тивность катушки, тем длительнее будет создаваться ее магнитное поле и тем дольше это магнитное поле будет поддерживать ток в цепи. Следовательно, при увеличе нии емкости конденсатора и индуктивности катушки пе риод колебаний будет увеличиваться, а частота колеба ний — уменьшаться.
С в о б о д н ы е к о л е б а н и я в к о н т у р е . Сво бодными, или собственными (затухающими), колеба ниями в контуре называются такие колебания, которые совершаются в контуре без воздействия внешней элект рической причины, а период и частота их зависят лишь от величины емкости и индуктивности.
Свободные электрические колебания, так же как,на пример, свободные колебания маятника, являются зату хающими. Затухание электрических колебаний объяс няется тем, что протекающий в контуре ток нагревает провода катушки, расходуя на это часть энергии дви жущихся зарядов. Поэтому количество энергии в кон туре с каждым колебанием становится все меньше и меньше. Амплитуда тока в контуре с течением времени
постепенно |
уменьшается. |
|
В ы н у ж д е н н ы е к о л е б а н и я и р е з о н а н с . |
||
Для того |
чтобы колебательный процесс в |
колебатель |
ном контуре сделать незатухающим, нужно |
непрерывно |
восполнять потери энергии в контуре. Для этой цели колебательный контур подключается к источнику ЭДС последовательно или параллельно. При условии воздей ствия внешнего источника переменной ЭДС на колеба тельный контур в нем будут происходить не собственные затухающие колебания, а вынужденные — незатухающие.
Если частота колебаний ЭДС источника совпадает с собственной частотой колебаний контура, то в нем на блюдается усиление колебаний. Это явление называется э л е кт р и ч е с к и м р е з о н а н с о м .
Характерным свойством резонанса является получе ние мощных колебаний с большой энергией при очень небольшой затрате энергии со стороны внешней ЭДС.
5* |
6 7 |
Если контур подсоединен последовательно к источ
нику переменной ЭДС, то в нем возникает |
р е з о н а н с |
н а п р я ж е н и й . При этом напряжение на |
индуктив |
ности или емкости контура может быть в несколько раз больше напряжения источника тока. Контур будет иг рать роль усилителя напряжения.
Р е з о н а н с т о к о в наблюдается в том случае, когда контур подсоединен параллельно к источнику пе ременной ЭДС, частота колебаний которой совпадает с собственной частотой колебаний контура. При резо нансе тока в контуре может быть ток, в несколько раз превышающий ток в цепи; в данном случае контур бу дет работать как усилитель тока.
Явление резонанса используется в радиотехнике для получения максимальных напряжения и тока, напри мер, при настройке антенного контура радиопередат чика.
Резонанс используется также в радиоприемниках, ко гда слабый ток, возникающий в антенне, значительно
усиливается |
благодаря настройке контура на |
частоту |
принимаемой |
станции. |
контур |
И з б и р а т е л ь н о с т ь к о н т у р а . Если |
настроен на определенную частоту f0, то явление резо нанса будет наблюдаться только для ЭДС, частота кото рой также равна /0. Поэтому ЭДС, имеющие частоты, отличные от f0, будут контуром ослабляться. Чем боль ше эта разность частот, тем больше будет ослабление; ЭДС, частоты которых близки к резонансной частоте контура, ослабляются контуром сравнительно мало.
Способность контура |
выделять |
ЭДС с |
частотами, |
|
близкими к |
резонансной |
частоте |
контура, |
называется |
и з б и р а т е л ь н о с т ь ю к о н т у р а . |
|
|||
П о л о с а |
п р о п у с к а н и я . В |
колебательных кон |
турах, применяемых в радиотехнических устройствах, обычно возбуждаются колебания нескольких различных частот, поскольку частота подведенного к контуру тока всегда будет несколько отличаться от собственной ча стоты контура.
Поэтому каждый контур может пропускать колеба ния в пределах некоторой полосы частот, располагаю
щейся по обе стороны от резонансной частоты. |
Эту по |
лосу называют п о л о с о й п р о п у с к а н и я |
контура. |
Она соответствует тем частотам, при которых в |
контуре |
68
создаются напряжения, не меньшие чем 0,7 уровня на пряжений, наблюдающихся при резонансе.
Желательно, чтобы контур имел полосу пропускания, соответствующую той полосе частот, которая характерна для данного вида передачи. Если полоса пропускания приемника значительно меньше, то получается искаже ние вследствие плохого пропускания некоторых колеба ний. Более широкая полоса также нежелательна; в этом случае могут быть по мехи от сигналов радио станций, работающих на со седних частотах.
С в я з а н н ы е к о л е б а т е л ь н ы е к о н т у р ы . Вы ше мы рассматривали оди ночные контуры. В радио
технических схемах применяются также системы из не скольких колебательных контуров, связанных между собой.
Контуры называются связанными в том случае, если колебания, происходящие в одном контуре, воздействуют на другой контур и вызывают колебания в нем.
Если имеется система из двух контуров, то контур, который отдает свою энергию, называется первичным, а контур, получающий энергию от первичного, назы вается вторичным. В зависимости от способа взаимодей ствия контуров различают несколько видов связи; наи более часто используют индуктивную, емкостную и ав тотрансформаторную связь.
И н д у к т и в н а я ( т р а н с ф о р м а т о р н а я ) с в я з ь
(рис. 40). При индуктивной |
связи катушка |
первичного |
контура своим переменным |
магнитным полем, которое |
|
возникает в ней во время |
колебательного |
процесса в |
контуре, наводит ЭДС в катушке вторичного контура.
Эта |
наведенная |
ЭДС служит |
возбудителем колебаний |
во |
вторичном контуре. |
41) осуществляется при |
|
Е м к о с т н а я |
с в я з ь (рис. |
помощи конденсаторов связи. Конденсатор связи Ссв может быть включен по системе внутренней или внеш ней связи. В обоих случаях энергия из первичного кон тура переходит во вторичный через электрическое поле связного конденсатора Ссв, когда ток первичного кош
69