"Служба связи" - читать интересную книгу автора (Лучин П. П.)

a S б N
Рис. 18.- Электромагниты:
а — прямолинейный б — подковообразный
Для определения полюсов соленоида существует правило правой руки: если положить ладонь правой руки на соленоид так, чтобы ток шел по направлению прямых четырех пальцев, то отогнутый большой палец укажет северный полюс соленоида.
Если внутрь соленоида поместить железный сердечник, то магнитные свойства соленоида в значительной степени усилятся. Это объясняется тем, что железо по сравнению с воздухом является более благоприятной средой для прохождения магнитных силовых линий.
Соленоид с железным сердечником (рис. 18) называется электромагнитом и обладает теми же свойствами, что и обычный постоянный магнит.
Так как полярность электромагнита зависит от направления тока, то для ее изменения достаточно изменить направление тока, т. е. переключить полюсы источника тока.
Электромагниты имеют самое широкое применение'как в телеграфии, так и в телефонии.
Магнитное поле обладает очень важным свойством, имеющим широкое практическое применение. Если проводник перемещать в магнитном поле так, чтобы он пересекал магнитные силовые линии, то в этом проводнике индуктируется (наводится) э. д. с. Явление это носит название электромагнитной индукции, а наведенная э. д. с. — индуктированной э. д. с.
Если проводник, пересекающий магнитные силовые линии, замкнут, то по нему будет проходить ток, называемый индуктированным. Явление это легко проследить, если в постоянное магнитное поле (рис. 19) внести замкнутый проводник с включенным измерительным прибором и передвигать его поперек магнитных силовых линий; при неподвижном проводнике стрелка включенного в него измерительного прибора будет находиться в нулевом положении, но как только проводник будет передвигаться, измерительный прибор (он должен быть достаточно чувствительным) покажет наличие тока, причем при изменении направления движения проводника стрелка прибора также будет изменять направление своего отклонения.
Изменение направления отклонения стрелки указывает на то, что появляющийся в проводнике ток меняет свое направление в зависимости от направления перемещения проводника.
Те же явления обнаруживаются и в том случае, если около неподвижного проводника перемещать магнитное поле. Сила индуктированного тока зависит от скорости движения проводника, его рабочей длины и величины магнитного поля.
На явлениях электромагнитной индукции основано действие индуктора, трансформатора и других приборов в телефонии.
28
Рис. 19. Схема опыта для получения индуктивного тока
Сущность телефонной связи
Сущность телефонной связи заключается в том, что звуковая энергия, воздействующая на передающую часть телефонной установки, превращается ею в энергию электрическую, направляющуюся по проводам в приемный аппарат, где электрическая энергия, превращаясь снова в энергию звуковую, воздействует на слуховые органы человека. В простейшем виде схема телефонной передачи приведена на рис. 20. Если на станции А говорить перед мембраной М, то звуковая энергия приведет эту мембрану в
лг
Л* Рис. 20. Простейшая схема телефонной передачи с двумя телефонами
колебательное движение с частотой, равной частоте звуковых колебаний. Это колебание мембраны вызовет изменения магнитного поля подковообразного магнита с намотанными на полюсные наконечники катушками.
29
Следовательно, витки этих катушек будут пересекаться магнитными силовыми линиями, и в катушках появится ток, изменяющийся по направлению и силе- (переменный ток). Частота этого переменного тока (число полных изменений направления в секунду) равна частоте колебаний мембраны. Появившийся в катушках переменный ток пойдет.по линии на станцию Б и, пройдя там обмотку катушек, вызовет изменения магнитного поля, а следовательно, и колебания мембраны. Колебания мембраны на станции Б по частоте равны колебаниям мембраны на станции Л, и мембрана на станции Б воспроизведет все те звуки, которые заставили колебаться мембрану на станции А.
-О*
'---^—-0
"Н*г~
--------&
Рис. 21. Простейшая схема телефонной передачи с применением микрофона
\
Схема, приведенная на рис. 20, обладает большими недостатками: металлическая мембрана сравнительно мало чувствительна к звуковым колебаниям; размах колебаний получается небольшой и слабый; индуктированный ток не в состоянии привести в действие телефон, приемной станции, если соединительная линия значительного протяжения. Поэтому в современных образцах телефонных аппаратов применяют более чувствительный прибор — микрофон, который и дает возможность преобразовать звуковую энергию в электрическую. В простейшем виде микрофон , представляет собой чашку с угольным порошком и наложенной на него угольной мембраной.
Простейшая схема телефонной передачи с применением микрофона приведена на рис. 21. Однако и такая схема непригодна для связи на большие расстояния, так как с увеличением расстояния между двумя телефонными станциями растет и электрическое сопротивление проводов, и изменения сопротивления микрофона в сравнении с сопротивлением линии становятся слишком малыми, чтобы изменять силу тока в цепи в пределах, необходимых для работы телефона. Для поддержания связи по этой схеме нужно большое напряжение питающей цепь батареи или применение соединительных линий с очень большим сечением. Вопрос о повышении дальности телефонной передачи решается введением в телефонный аппарат еще одного прибора — трансформатора.
Трансформатор состоит из железного сердечника, на котором помещены две самостоятельные обмотки. Обмотки трансформаторов, применяемых в полевых телефонных аппаратах, имеют раз-
30
личное число витков: одна, включаемая в цепь микрофона, имеет меньшее число витков и называется первичной; другая, с большим числом витков, называется вторичной; она включается в цепь телефона.
Принципиальная схема передачи и приема с трансформатора-' ми имеет вид, приведенный на рис. 22.
Принцип работы схемы с трансформаторами в основном сводится к следующему.
Рис. 22. Принципиальная схема телефонной связи с трансформаторами
При разговоре перед микрофоном звуковые волны вызывают колебания угольной мембраны, вследствие чего будут изменяться давление мембраны на угольный порошок и степень сжатия самого порошка. Изменяется электрическое сопротивление цепи, и, следовательно, проходящий по микрофонной цепи ток меняет свою силу (пульсирующий ток) с частотой, равной частоте колебания мембраны, т. е. с частотой произносимых перед микрофоном звуков.
Проходя через первичную обмотку трансформатора, пульсирующий ток вызовет появление переменного магнитного поля, силовые линии которого будут пересекать витки вторичной обмотки трансформатора, вследствие чего в последней возникнет индуктированная электродвижущая сила, во столько раз большая э. д. с. источника тока, питающего первичную, цепь, во сколько раз число витков во вторичной обмотке трансформатора больше, чем в первичной. Переменный ток, возникший во вторичной цепи, и будет воздействовать на телефон абонента.
Микротелефонные аппараты УНА-Ф
Микротелефонный аппарат УНА-Ф (унифицированный аппарат с фоническим вызовом) имеется двух образцов: образца 1928 г. и образца 1931 г.; к названию аппарата добавляются, в зависимо-
31
сти от года выпуска образца, две его последние цифры (УНА-Ф-28 и УНА-Ф-31). В конструкции этих аппаратов имеются некоторые различия: в микротелефонных трубках, в трансформаторах, в зуммерах, в креплении шнура и в расположении некоторых деталей.
Аппарат УНА-Ф-31 показан на рис. 23.
Рис. 23. Микротелефонный аппарат УНА-Ф-31
Положительными свойствами аппаратов являются: малый вес (около 3,5 кг), небольшие размеры и удобная форма, чувствительность вызывных приборов, допускающая работу при значительной утечке тока в линии, и возможность включения аппаратов в телеграфную линию.
Недостатком аппаратов является невозможность их большой централизации, что значительно ограничивает их применение.
Устройство аппарата. Аппарат УНА-Ф состоит из: микротелефонной трубки с шнуром, зуммера 1, трансформатора 2, вызывного приспособления 3 с вызывной кнопкой, громоотвода 4, двух конденсаторов 5 и 6, линейных зажимов 7, батареи из двух элементов 8, выемной деревянной рамы 9 и ящика с плечевым ремнем.
Все части, кроме микротелефонной трубки, смонтированы на выемной раме (рис. 24).
Микротелефонная трубка. Микротелефонная трубка
32