Страница:Радиолюбитель 1930 г. №07-08.djvu/35

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Частота

В моих руках какой-то приемник. Я слу- таю определенную станцию. В этот момент все другие станции я пазыпаю «помехами», считая их своими врагами. Но приемная колебательная цепь (например, цепь антенны) определенным образом «настроена», н именно в этой настройке заключается борьба с помехами. Смысл настройки состоит в том, чтобы приемная цепь папболее снльпо реагировала на воздействие волн желательной станции и, наоборот, сопротивлялась воздействиям всех других внешних факторов.

ESmcjt

Такое разграничение удается осуществить благодаря разнице в длинах воли пли в частотах колебаний, посылаемых различными передатчиками. Именно «отношением» к разным частотам можно оцепить, охарактеризовать приемную цепь. Рассмотрим простейшие примеры подобных характеристик.

Начнем с простой катушки (рис. 1). Если к ее зажимам приложено перемепное напряжение вида:

е = Е. sin о>$,

Рис. I

то стремящийся проходить по ней переменный ток встречает безваттное («мнимое») сопротивление, которое вызывает «положи- т°тьпый» сдвпг фаз и имеет величину: XL=ju>L (см. «РЛ» № 3, 1930 г. «Комплексные числа»).

И вот графически зависимость этого сопротивления от частоты (прямая пропорциональность) выразится прямой лпппей (рис. 2). Мы видим, что для постоянного тока (о>=0) безваттное сопротивление катушки равно пулю, а с повышением частоты оно возрастает.

Но как поступить, если пам потребуется на той же диаграмме учесть и омическое («реальное») сопротивление пашей катушки? В электротехнике принято откладывать вещественные сопротивления в диаграммах иа оси, перпендикулярной к оси мнимых величин. Однако две оси уже «заняты», и придется использовать третью перпендикулярную к плоскости чертежа (рис. 3). Получается «пространственная» диаграмма, изобразить которую па плоскости трудновато, а представить можпо лишь на модели или достаточно пылким воображением.

Но мы обойдемся и без пространственных диаграмм. Дело в том, что в процессах настройки ваттное сопротивление играет второстепенную роль и реагирует сравнительно мало на измепения частоты, и в наших исследованиях можно этим сопротивлением пренебречь.

Как ведет себя чистая емкость (рис. 4)? Емкостпое безваттное сопротивление вызывает сдвиг фаз «отрицательный* и имеет величину:

&го — случай обратной пропорциональности по отношению к частоте. Для постоянного тока («> — 0) сопротивление бесконечно

и сопротивление

М. Н. Изюмов

велико, а с повышением частоты опо близится к нулю, так как перезаряды конденсатора учащаются и и цепи ток растет. Графически зависимость емкостного сопротивления от частоты изображается ветвью гиперболы (рис. б).

Вот примеры: катушка в 60 витков (L-= = 160.000 cm) оказывает частоте 2.10е

X = 160 т) индуктивное сопротивление

приблизительно 1890 омов; та же катушка со

для частоты 1C® (X = 3000 т) явится сопротивлением лишь в 94,6 ома. Теперь возьмем кондепсатор емкостью в 500 cm; для волны в 160 т оп представляет сопротивление лишь 143 ома; для волны же 3000 т (т.-е. для частоты, уменьшившейся п 20 раз, емкостное сопротивление будет' 2860 омов.

В колеоательпых цепях мы встречаем какие-либо комбинации из емкостных и индуктивных сопротивлений. Пусть переменное напряжение приложено к концам системы, которая составлепа на конденсатора и катушки, включенных последовательно (рис. 6). Если частота меняется, то будут меняться ^ и сопротивления каждого из этих приборов в отдельности, как показывают пунктирные лишш па рис. 7. Общее же сопротивление цепи выразится алгебраической суммою:

и может быть пайдено па рис. 7. для любой частоты путем вычитания друг из друга

ES incut. Q

о 1

Рис. 4

соответствующих ординат пунктпрпых кривых (сплошная лилия). При низких частотах мы видим преобладание емкостпого сопротивления, и. следовательно, вся цепь играет роль некоторого конденсатора с увеличенной емкостью. Но при высоких частотах «задает тон» индуктивное сопротивление, и цепь ведет себя, как катушка с несколько умепыпешшм числом витков. Мы обратим внимание па частоту ш0. для которой сопротивления емкости и самоиндукции равны и, следовательно, общее сопротивление обращается в пуль. Эта частота называется резонансной и легко находится путем следующих преобразований: 1

X = i{“°L-~c)

так как сомножитель j но равен нулю, то следовательно:

1 Нужно помнить, пто при этих оипнелоинлх омкооть и оаыоиидукцию следует выражать в фарадах и генри.

ипапе:

u'° i/'lTc

Для величин емкости и самоипдукцни из предыдущего примера резонансная частота составит:

ш0 = 3.450.000 1

сек.

(в угловых единицах—радианах)

или

/о = 550.000-И5Н-,

или, наконец, Х0=544 метра.

Вот в чем намечается путь борьбы с помехами! Если для частоты ш0 безваттное* сопротпвлепне исчезает, то именно для нее- представляется наибольшая возможность создать в цепи значительную силу тока. Остается лишь путем настройки подобрать L и С таким образом, чтобы в качестве ш0 для пашей цепи оказалась частота принимаемой’ станции. Колебания с иными частотами встретят сопротивления, которые по своей величине тем значительнее, чем болыпе- отошла данная частота от резонапсной. Характеристикой отзывчивости цепи иа различные частоты обычно служит кривая резонанса (рис. 8), максимальная ордината которой ограничена ваттным сопротивлением системы; следовательно, эту кривую можно было бы построить строго па основании «пространственной» диаграммы нашей цепи, вычисляя силы тока для какого- либо определенного напряжения при различных частотах.

Перейдем теперь ко второму типичному случаю комбинированной схемы — к параллельному включению емкости и самоиндукции (рис. 9). Обычпо при изучении параллельных ветвей вводится понятие о проводимостях, как величинах, обратных сопротивлениям. Но пам сейчас удобнее все- же оперировать попрежпему с сопротпвле-

Рис. 6

киями, чтобы ис вести больших предварительных разговоров о знаках проводимостей в связи со сдвигами фаз.

Итак, имеем два разнородных безваттных сопротивления, включенных между собою- в параллель ио отношешш к нсгочннку- иеромепиого напряжения.

xL = /и>L xc = — j -^г.-

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ №18

27S