ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.04.2024
Просмотров: 95
Скачиваний: 0
Макет трансформатора Тесла на лучевом тетроде 6п45с
Это устройство представляет собой автогенератор, выполненный по схеме блокинг-генератора на лучевом тетроде 6П45С от цветных ламповых телевизоров. Особенностью этого тетрода является довольно большая мощность рассеиваемая на аноде, способность выдерживать в импульсе напряжение до 7 кВ. На рисунке 4 видно, что сетевое напряжение подаётся на удвоитель напряжения, выполненный на диодах VD1-VD2 и конденсаторах С1-С2. От полученного напряжения 600 В питаются анодные цепи генератора. Конденсатор С3 задаёт частоту генератора, он должен быть рассчитан на напряжение не менее 1500 вольт. Элементы С4, R2, L2 образуют цепь обратной связи, необходимой для работы генератора. Выходная мощность устройства 200-300 ватт.
В ходе изучения схемы были выявлены недостатки, схема работает крайне нестабильно: генерация резко срывается и анод у лампы отпаивается - сначала он отпаивался снаружи, но наконец отпайка произошла внутри. Чтоб лампу в рабочем состоянии, всегда устанавливайте плавкий предохранитель в цепи анода.
Учитывая недостатки схема приведённой на рисунке 4, был проведён ряд доработок, в ходе которых был сделан вывод: данная схема будет работать лишь с абсолютно новой генераторной лампой 6П45С; катушки L1 и L2 не соответствуют по количеству витков для достижения резонанса со вторичной обмоткой L3; необходимо чтобы резисторы R1 и R2 могли выдержать высокие токи, и желательно, иметь резисторы с переменным сопротивлением, чтобы подобрать щадящий режим работы для имеющейся лампы 6П45С.
Проводя изменения в схеме, было выявлен ряд сложностей, наличие которых не позволяло установить стабильный режим работы схемы.
При включении схемы генераторная лампа 6П45С после нескольких секунд работы нагревалась слишком сильно, и вероятность выхода из строя лампы резко повышается. Учитывая имеющуюся генераторную лампу 6П45С, которая проработала большое количество времени, мне необходимо было подобрать оптимальное сопротивление R1, для того чтобы уменьшить ток и создать щадящий режим работы лампы, чтобы продлить работоспособность схемы. Для этого был использован переменный резистор высокой мощности. В ходе эксперимента мне удалось подобрать оптимальное сопротивление в 15кОм, мощность данного резистора составляла 35Вт. Благодаря подобранному значенью резистора, генераторная лампа 6П45С перестала быстро нагреваться, и работоспособность схемы была значительно увеличена по времени.
Вторая задача заключалась в том, что необходимо было подобрать количество витков на обмотках L1 и L2, и найти необходимую ёмкость конденсаторов С3 и С4 для получения резонанса со вторичной обмоткой L3 и рабаты генератора. Была проведена довольно трудоёмкая работа по подбору данных значений, и мне удалость подобрать приближённые значения емкостей конденсаторов и число витков обмоток. В результате были получены первые высокочастотные электромагнитные колебания, которые были определены с помощью высокочастотного индикатора. После этого я решил провести более точную калибровку контуров, то есть как можно более ближе подобрать значения L1, L2, С3 и С4 для того, чтобы получить наибольший резонанс между схемой и вторичной обмоткой.
В ходе этих действий был получен максимальный возможный КПД данной установки и произведен ряд наблюдения. Учитывая то, что элементы С4, R2, L2 (Рис.5) образуют цепь обратной связи, необходимой для работы генератора, был произведён ряд экспериментов по изменению количества витков обмотки L2 с постоянной ёмкостью конденсатора С4. Первый состояв в установлении первоначального количества витков равное 13-ти, которое обеспечивало стабильную работу установки с определённым радиусом действия. Далее это количество витков я начал изменять. Уменьшив их до 10-ти я получил более высокий КПД установки, который сопровождался увеличением радиуса действия, но появилась нестабильность в генерации высокочастотных колебаний, и в проводимых экспериментах с люминесцентной лампой на определение мощности и радиуса действия установки, генерация пропадала. Дальнейший эксперимент сопровождался увеличением количества витков до 15-ти. В результате была получена большая мощность по сравнению с исходным количеством витков, генерация высокочастотных колебаний также стала более стабильной, но радиус действия установки снизился на треть.
Учитывая эти наблюдения, я поставил задачу повышения мощности и радиуса излучения установки используя первоначальное количество витков обмотки L2 равное 13-ти. Для достижения этой цели я использовал самодельный тороид, который устанавливался на выход обмотки L2 (Рис.5). В результате мне удалось получить желаемый эффект, а именно мощность излучения и радиус действия установки возросли вокруг тороида. Всё это объясняется тем, что тороид в данном случае является неким конденсатором энергии, который не требует увеличения мощности самой установки, но который способствует увеличению мощности и радиуса действия высокочастотных излучений установки.
Эфир как среда распространения электромагнитных колебаний
5.1. Мнения об эфире
О природе эфира было высказано множество предположений. Его наделяли свойствами упругого аморфного или кристаллического твердого тела; материальной среды, деформированной натяжениями и кручениями; тела, жесткого для быстропеременных напряжений и совершенно податливого медленным воздействием; сжимаемой или идеальной (несжимаемой) жидкости; совокупности вихрей в жидкости или газе; упругого газа различной разреженности; пенообразной среды; разнообразных электромагнитных конструкций; совокупность электронов одного или двух знаков; однородная или дискретная электрическая - иногда и магнитная - "жидкость"; физического поля той или иной природы, в том числе гравитационного. Высказывались мнения о "полуматериальности" и нематериальности эфира и даже о его непознаваемости или "вненаучности" из-за ненаблюдаемости. Так, М. Борн полагал: опыт отмечает испускание колебания и, спустя время Δt,— его прием. О происходящем в течение Δt опыт молчит. "Ничто" не может колебаться, значит, во время Δt "нечто" колебалось, но это "нечто" (эфир) - вне науки, так как наука не занимается внеопытными вещами. Многие из этих разнообразных и часто противоположных предположений были положены в основу многочисленных теорий эфира, разработанных с той или иной полнотой. Многочисленность теорий побудила к составлению работ, посвященных обобщению и анализу этих теорий. Возможно, что данные теории принесут пользу при разработке истинной теории эфира, когда для этого будет накоплен достоверный фактический материал. Теории эфира принято подразделять на механические и электромагнитные. Многие исследователи понимали в прошлом столетии эфир, как вещественную субстанцию и пытались представить себе его механическую модель. Но исследователи пришли к убеждению о несостоятельности механической трактовки эфира и о целесообразности его описания, исходя из теории электромагнетизма с использованием вместо механических характеристик - плотности, давления, скоростей и т.д.- напряженностей электрического и магнитного полей, взаимодействующих с полями заряженных частиц. В дальнейшем стало обычным противопоставлять электромагнитные теории эфира механическим и считать, что первые призваны вытеснить вторые. Но стоит вспомнить замечание Лорентца: - "Механические аналогии сохраняют часть своей ценности: они могут помочь нам мыслить о явлениях и подсказать некоторые идеи для новых исследований" . Следует уточнить, что эфир имеет две ипостаси. Он распространяет поперечные колебания и передает механические напряжения, как упругое твердое тело. Природа же его электромагнитна, энергетична. В этом он подобен обычному веществу. Поэтому вполне правомерны оба подхода к изучению эфира - с позиций теории электромагнетизма при изучении свойств, связанных с его электромагнитной сущностью, и с позиций теории твердого тела при изучении распространения в нем колебаний, передачи напряжений для возникновения деформаций. Практика убеждает в плодотворности такого комплексного, разностороннего подхода к изучению явлений. Для конкретизации эволюции взглядов на эфир интересно сопоставить представления о нем Ньютона, Лорентца и Эйнштейна. Ньютон полагал, что эфир атомарен и весьма упруг: поскольку скорость света в 7.105 больше скорости звука, то отношение упругости к плотности для эфира в (7.105)2 больше, чем для воздуха. Предположив, что эфир в 7.105 более упруг и более разрежен, чем воздух, Ньютон получил, что сопротивление эфира движению планет было бы в 6.104 меньше, чем воздуха, и что они "не затормозились бы и за 104 лет". Хотя такой эфир мало сопротивляется движению тел, но он сильно давит на них потому, что частицы его очень малы, поэтому отношение их поверхности к объему велико, а значит велико и отношение "расталкивающей силы" к объему. Но затем Ньютон заметил, что эфир не разреженнее, а плотнее вещества, ибо при полном внутреннем отражении свет "отступает" от грани, контактирующей с вакуумом, как от более плотной среды. Раз эфир плотнее вещества, то присутствие последнего уменьшает среднюю плотность среды. Это объясняет взаимопритяжение тел, "ибо каждое тело стремится идти от более плотных частей среды к разреженным". Но если эфир плотнее вещества, то он должен препятствовать движению небесных тел. Ввиду этого противоречия Ньютон отказался от идеи эфира и пришел к чисто корпускулярной гипотезе света. Если взять современные данные об атоме, эта доля не превысит 10~15, и оценка Ньютона возрастет до более, чем 1019 лет, т.е. до ~109 "возрастов Вселенной".
Лорентц заменил механические свойства эфира (плотность, давление, деформацию, скорости) напряженностями электрического и магнитного полей. Поскольку они непрерывны, Лорентц счёл эфир непрерывным, а также неподвижным, ибо опыт Физо и явление аберрации света показывают, что эфир не участвует в движении вещества, а, следовательно, не является его разновидностью — вещество связано с ним лишь через поля своих электрических зарядов. Из всех механических свойств Лорентцем оставлена эфиру лишь неподвижность. Эфир характеризуется как упругая среда. Корпускулы расцениваются, как особенности, дефекты структуры эфира, что близко к представлениям вихревой гипотезы вещества. Получен вывод о поперечности колебаний эфира, отождествляемых автором с электромагнитными волнами, и о продольности волн гравитационных. Интересен вывод о существенно большей скорости распространения (в ~109 раз) этих волн, по сравнению с поперечными электромагнитными волнами.