Простые опыты с ультразвуком - Майер В.В.
Скачать (прямая ссылка):
очень внимательно сопоставить то, что вы делаете, с описанием и найти
возможную ошибку.
Наконец, психологическое замечание. Описанные генераторы с успехом
собирали (правда, под руководством старших) учащиеся седьмых-восьмых
классов, впервые взявшие в руки паяльник. Так неужели вы не сможете этого
сделать?
Задание 17. Выясните, можно ли вибратор излучателя, рассчитанного на
получение ультразвука средней частоты, поляризовать электрическим током,
проходящим по его обмотке возбуждения.
Задание 18. Изготовьте электромагнит для под-магничивания вибратора
магнитострикционного излучателя, дающего ультразвук средней частоты.
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКА ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Работа с магнитострикционными излучателями высокой частоты гораздо
сложнее, чем с низкочастотными излучателями. Объясняется это тем, что не
Есе ферритовые стержни, выпускаемые промышлен-
ностью, одинаково успешно можно использовать в высокочастотных
излучателях ультразвука. Для получения достаточно хорошего излучателя
придется подобрать или изготовить оптимальный ферритовый вибратор.
Поэтому работу по изготовлению высокочастотных излучателей и постановку
опытов с ними мы рекомендуем начать после того, как вы полностью осЕоите
низкочастотный ультразвуковой излучатель,
Mff-
гчгг
Рис. 28. Принципиальная схема электронного генератора, обеспечивающего
получение ультразвука высокой частоты. Радиодетали: лампы J11 и Л2 типа
6ПЗС; резисторы: (33 кОм); кон-
денсаторы: С1-С2 (680 пФ, можно подобрать в пределах 240-1000 пФ), С3 (10
- 250 пФ), С4 (0,05 мкФ). *
Однако было бы ошибкой и преувеличивать трудности этой работы: мы
убеждены, что учащиеся старших классов в состоянии изготовить описанные
ниже приборы.
Принципиальная схема электронного генератора высокой частоты изображена
на рис. 28. Она вполне аналогична схеме генератора, представленной на
рис. 22, и поэтому принцип действия прибора не нуждается в особых
пояснениях.
Колебательный контур генератора образован непосредственно обмоткой
возбуждения магнитострик-ционного излучателя МСИ и конденсатором
переменной емкости СЗ. С помощью этого конденсатора производится
настройка генератора на резонансную частоту излучателя. Высокочастотный
дроссель Др 1 и блокировочный конденсатор С4 выполняют роль
фильтра, предохраняющего источник питания от прохождения по нему тока
высокой частоты. Наличие фильтра повышает полезную мощность генератора,
выделяющуюся на излучателе.
Напряжение питания генератора может достигать 600 В. При резонансе на
колебательном контуре развивается значительно большее напряжение. Поэтому
контурный конденсатор переменной емкости должен быть рассчитан на рабочее
напряжение не ниже нескольких тысяч вольт. В качестве такого конденсатора
при первоначальных опытах можно использовать школьный демонстрационный
конденсатор переменной емкости. Однако лучше изготовить его из
выпускаемого промышленностью для радиоприемников конденсатора переменной
емкости. С этой целью нужно выпаять статоры обеих секций конденсатора,
удалить в них и в роторах пластины через одну и затем вновь собрать
конденсатор так, чтобы расстояние между его пластинами составляло 1,5-2
мм. Обе секции собранного конденсатора следует соединить между собой
параллельно. Нередко, впрочем, удается подобрать и готовый конденсатор
переменной емкости с воздушным диэлектриком, расстояние между пластинами
которого колеблется в пределах 1-2 мм (такие конденсаторы лет 20 назад
широко использовались в радиоприемниках).
Высокочастотный дроссель Др 1 генератора должен содержать 6-10 секций по
300-400 витков провода ПЭЛ 0,25 в каждой, намотанных внавал на плоском
каркасе (рис. 29) из винипласта или текстолита толщиной 4-6 мм.
Конструкция генератора может быть произвольной, но она обязательно должна
удовлетворять требованиям техники безопасности. Генератор лучше всего
собрать на панели из гетинакса или текстолита. Особое внимание следует
обратить на крепление четырех гнезд питания генератора и трех гнезд для
подключения к прибору магнитострикционных излучателей.
Небольшое отступление. В научных работах не принято писать, как автор
получил тот или иной результат. Поэтому, когда читаешь научную статью,
невольно возникает ощущение, что рукой
54
Рис 29. Чертеж каркаса высокочастотного дросселя.
автора водило Провидение н, если оно не будет водить твоей рукой, ты
никогда не сможешь сделать ничего подобного. Цель же научно-популярной
книги - даже не столько возбудить интерес к предмету, сколько заставить
читателя поверить в собственные силы. Это соображение позволяет
допустить, что здесь будет уместен небольшой рассказ о том, как были
построены магнитострикционные излучатели высокой частоты.
На одной из конференций мы встретились с А. Р. Геннингом, который любезно
показал в действии разработанные им ультразвуковой генератор и
магнитострикционный излучатель на частоту 20 кГц. Опыты с этими приборами
были настолько прекрасны, что их нельзя было не повторить. Когда спустя
