10.1.3. Химические источники тока

Химическими источниками тока называют устройства, в которых химическая энергия заложенных в них активных веществ преобразуется в электрическую энергию при проте­кании электрохимических реакций. Их используют для авто­номного питания малогабаритной радиоэлектронной аппара­туры, часов, мобильных телефонов, видеокамер и для мест­ного освещения.

Химические источники тока подразделяются на первич­ные и вторичные.

Первичными химическими источниками тока являются гальванические элементы и батареи, предназначенные для разового непрерывного или прерывистого разряда. Гальва­нический элемент представляет собой химический источник тока, состоящий из электродов с разным электрическим по­тенциалом и электролита, заключенных в один сосуд. Гальва­ническая батарея — это химический источник тока, состоя­щий из двух или более гальванических элементов, соединен­ных между собой электрически.

Ко вторичным химическими источниками тока относят­ся аккумуляторы, предназначенные для многократного ис­пользования за счет перезарядки электрическим током.

По материалу электродов, химические источники тока подразделяются на марганцево-цинковые, ртутно-цинковые, литиево-ионные (Li-ion), медно-литиевые, никель-кадмиевые (Ni-Cd), никель-металло-гидридные (Ni-MH) и др.

По форме корпуса химические источники тока бывают цилиндрические, призматические и дисковые.

Основными параметрами химических источников тока являются: емкость, напряжение разомкнутой цепи, сохран­ность заряда.

Емкость химического источника тока представляет со­бой величину, соответствующую количеству электричества в ампер-часах (А-ч), которое химический источник тока может отдать при разряде от начального до конечного напряжения.

В процессе хранения, химические источники тока теря­ют энергию из-за протекания в них самопроизвольных про­цессов. В этом случае говорят о саморазряде химического источника тока. Время, в течение которого химический ис­точник тока сохраняет свои параметры в установленных пре­делах при соблюдении условий хранения, называется сро­ком сохраняемости.

На каждом элементе и батарее должны быть указаны: условное обозначение изделия; товарный знак предприятия-изготовителя; дата изготовления (месяц и год); номинальное напряжение; гарантийный срок хранения.

Маркировка и наружные неметаллические покрытия элементов должны быть устойчивы к воздействию спирто-бензиновой смеси. Химические источники рекомендуется хра­нить в диапазоне температур от 10°С до минус 20°С.

10.2. Основные сведения из акустики

Акустика — учение о звуке. Звук — это субъективное восприятие упругих колебаний, распространяющихся в ок­ружающей среде. Звуковые колебания характеризуются вы­сотой, громкостью и тембром.

Высота звука (в музыке — тон) характеризуется час­тотой звуковых колебаний. Единица измерения частоты ко­лебаний — герц (Гц), соответствует одному колебанию в се­кунду. Из огромного многообразия существующих в природе звуков человеческий слух воспринимает лишь те, частота ко­торых составляет от 16 до 20000 Гц.

Самый низкий тон рояля имеет частоту колебаний 27,5 Гц, а самые большие трубы органа издают звуки частотой при­мерно 16 Гц. Это самый низкий тон, который еще способен воспринимать человек. На нижней границе слухового воспри­ятия трудно понять, слышим ли мы звук или воспринимаем колебания воздуха всем телом. Эта область звуковых частот сопровождает грозы и ураганы, извержения вулканов и зем­летрясения. Такие звуки издавна оказывали сильное эмоци­ональное воздействие на психику человека, на его подсоз­нание.

Если акустическая система радиоаппаратуры не в состо­янии воспроизводить низкочастотные колебания с достаточ­ной громкостью, то воспроизведение будет лишено естествен­ности и реальности. Следует иметь в виду, что воспроизве­дение самых низких звуковых частот представляет серьез­ную техническую проблему и доступно лишь для очень доро­гой аппаратуры. Звуки частотой колебаний ниже 16 Гц назы­ваются инфразвуками.

Верхняя граница слухового восприятия лежит между частотами 16000-20000 Гц. Человек воспринимает такие зву­ки как свист или писк. Если акустическая система не будет воспроизводить высокие частоты, то исчезает окраска зву­ка, без чего невозможно отличить звучание разных музы­кальных инструментов. Частоты выше предела слышимости относятся к области ультразвуков.

Громкость звука — это субъективное ощущение орга­ном слуха силы звука. Она определяется амплитудой колеба­ний источника звука: чем больше амплитуда, тем сильнее звук. В электроакустике принято выражать звуковое давле­ние логарифмическими единицами — децибелами (дБ).

Уровень шума в тихом читальном зале составляет 30 дБ, при обычной беседе — 50 дБ, громкость двигателя мотоцик­ла — 90, удара грома — 120 дБ, реактивный самолет — 140 дБ. Звук громкостью 120 дБ принят за порог болевого ощущения.

Тембр звучания или окраска звука определяется набо­ром обертонов (призвуков) разной частоты и амплитуды, со­провождающих основной звук. Обертоны появляются вслед­ствие резонанса отдельных деталей музыкального инстру­мента. Так одновременно с колебанием струны гитары колеб­лется дека, днище, обечайка, гриф, которые генерируют призвуки, отличные по частоте от основного тона. Совокуп­ность этих колебаний формирует обертоновую структуру тем­бра. Тембр может быть ярким, звонким, тусклым, мягким и певучим. Благодаря тембру мы узнаем по звуку на слух на­звание музыкального инструмента.

Различают звучание моно-, стерео— и квадрафоническое.

Монофоническое звучание характерно для одноканальной системы передачи звуковой информации через микрофон, уси­литель и громкоговоритель. Недостатком является то, что за­писанная микрофоном реальная звуковая панорама, состоящая из нескольких источников звука, воспроизводится как бы из одной точки. Здесь нет ясности о расположении источников звука в пространстве, отсутствует реальная звуковая картина.

Стереофоническое звучание предполагает двухканаль-ную систему распространения звуков. Для ее реализации нужны два микрофона, двухканальный усилитель и две ко­лонки. Колонки располагаются на некотором расстоянии друг от друга. Это расстояние называется стереобазой.

Стереофоническое звучание создает эффект присутствия. Слушатель может легко определить расположение отдельных источников звука, проследить за их перемещением по "фрон­ту" слева направо и наоборот. Стереофоническое звучание не в состоянии передать полной звуковой картины, так как необ­ходима еще ориентация в направлении "фронт-тыл".

Квадрафоническое звучание предполагает четырехканаль-ную запись информации через четыре микрофона, расстав­ленные вокруг источников звука, усиление через четырех-канальный усилитель и воспроизведение через четыре зву­ковые колонки, расставленные по углам комнаты. Квадра­фоническое звучание создает эффект полного присутствия в центре звуковой картины.