157 Глава 9

Головки звукоснимателей также используют электро­магнитный принцип. Магнитное поле создается постоян­ным магнитом, к которому прикреплена игла. Постоянный магнит помещен внутри небольшой катушки. Когда игла перемещается вдоль углублений в грампластинке, она пе­ремещает магнит вверх и вниз и из стороны в сторону, в соответствии с записанным звуковым сигналом. Движение магнита в катушке индуцирует небольшое напряжение, которое изменяется в соответствии со звуковым сигналом. После этого индуцированное напряжение усиливается и подается на громкоговоритель, воспроизводящий звуковой сигнал.

Громкоговорители используются для всех типов усили­телей звуковой частоты. Большинство современных гром­коговорителей содержат катушку, перемещающуюся око­ло постоянного магнита. Магнит создает постоянное маг­нитное поле. Когда через катушку проходит ток, он создает магнитное поле, изменяющееся в соответствии со звуковым сигналом. Изменяющееся магнитное поле катушки притя­гивается и отталкивается магнитным полем постоянного магнита. Катушка прикреплена к конусу, который двига­ется вперед и назад в соответствии со звуковым сигналом. Конус, двигаясь вперед и назад, перемещает воздух и вос­производит звуковую волну.

Для магнитной записи используются магнитофоны ка­тушечного типа, кассетные магнитофоны, 8-дорожечные магнитофоны, видеомагнитофоны, дисководы флоппи-дис­ков и дисководы жестких дисков. Все эти носители исполь­зуют один и тот же электромагнитный принцип хранения информации. Сигнал записывается на ленту или диск с помощью записывающей головки и потом считывается с помощью головки воспроизведения. В некоторых издели­ях головки записи и воспроизведения объединены в одном корпусе, или могут быть одной и той же головкой. Голов­ка записи или воспроизведения является катушкой с фер- ромагнитнным сердечником. В крошечной щели между концами сердечника сосредоточено магнитное поле. Когда

магнитный носитель, то есть материал, покрытый окисью железа, перемещается мимо записывающей головки, маг­нитное поле проникает в пленку и намагничивает ее. Ин­формация записывается на ней в виде магнитного узора, соответствующего оригинальной информации. При воспро­изведении или чтении информации носитель перемещает­ся мимо щели головки воспроизведения. Изменяющееся магнитное поле индуцирует небольшое напряжение в вит­ках катушки. Сигнал усиливается, и воспроизводится за­писанная информация.

Работа двигателя постоянного тока основана на прин­ципе, согласно которому на проводник с током, помещен­ный в магнитное поле под прямым углом к нему, действу­ет сила, стремящаяся переместить его в направлении, пер­пендикулярном и направлению тока, и направлению поля. Рис. 9-18(А) показывает магнитное поле между Северным и Южным полюсами магнита. Рис. 9-18(Б) показывает маг­нитное поле, существующее вокруг проводника с током. Знак плюс показывает, что ток течет к нам. Направление силовых линий может быть определено с помощью прави­ла левой руки. Рис. 9-18(B) показывает проводник, поме­щенный в магнитное поле. Заметим, что оба поля стали ис­каженными. Выше проводника поле ослабло, и проводник стремится переместиться вверх. Величина силы, двигаю­щей проводник вверх, зависит от величины магнитного поля между полюсами и от величины тока, текущего по проводнику. Если изменить направление тока, текущего через проводник (рис. 9-18(Г)), то и магнитное поле вок­руг проводника поменяет направление. Магнитное поле ниже проводника станет слабее, и проводник будет стре­миться двигаться вниз.

Метод определения направления движения проводника с током в магнитном поле дает правило правой руки: ког­да большой палец, указательный и средний пальцы пра­вой руки расположены под прямыми углами друг к другу, причем средний палец указывает направление тока в про­воднике, а указательный — направление магнитного поля

от Северного полюса к Южному, тогда боль­шой палец будет указы­вать направление пере­мещения проводника.

Рис. 9-18. Работа двигателя постоянного тока.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, зави­сит от величины маг­нитного поля, длины проводника и силы то­ка, текущего по про­воднику.

Если рамку с током, способную вращаться вокруг горизонтальной оси, поместить между двумя полюсами магни­та, то она начнет вра­щаться, поскольку по­люсы будут отталкивать ДРУГ друга. На одной стороне рамки ток течет в одном направлении, а на другой — в противоположном. Одна сторона рамки перемещается вниз, а другая — вверх. Рамка вращается против часовой стрелки вокруг своей оси. Коллектор изменяет направление тока в рамке каждый раз, когда вращающий момент достигает максимума или нуля. Это объясняет работу двигателя постоянного тока. Рамка или якорь вращается в магнитном поле. Поле может созда­ваться постоянным магнитом или электромагнитом. Кол­лектор изменяет направление тока, текущего через якорь. Отметим сходство между двигателем постоянного тока и генератором постоянного тока.

Устройство основных измерительных приборов исполь­зует принцип двигателя постоянного тока. Измерительный прибор состоит из постоянного магнита и вращающейся

катушки. Когда по катушке протекает ток, ее магнитное поле взаимодействует с полем постоянного магнита и зас­тавляет катушку вращаться. Чем больше ток, текущий через катушку, тем сильнее создаваемое ею магнитное поле. Чем сильнее магнитное поле, тем на больший угол отклонится катушка. Для определения величины тока, протекающего через катушку, к ней прикреплена стрелка. Когда катушка вращается, с ней перемещается и стрелка. Стрелка перемещается вдоль проградуированной шкалы и показывает величину тока. Приборы этого типа использу­ются в качестве аналоговых амперметров, вольтметров и омметров.

Проводник с током может отклоняться (перемещаться) магнитным полем. Но это отклоняется не сам проводник, а электроны, двигающиеся по нему. Поскольку электроны ограничены проводником, то перемещается также и про­водник. Электроны могут перемещаться и в других средах. В телевизионной электронно-лучевой трубке электроны перемещаются в вакууме и ударяются в люминесцентный экран, заставляя его светиться. Пучок электронов созда­ется электронной пушкой. При перемещении электронно­го пучка по поверхности экрана создается изображение. Для перемещения электронного пучка по экрану исполь­зуются два магнитных поля. Одно магнитное поле переме­щает пучок вверх и вниз, а второе — вправо и влево. Этот метод используется в телевидении, радиолокации, компь­ютерных дисплеях и в других случаях, когда необходимо получить изображение на экране.