Страница:БСЭ-1 Том 63. Э - Электрофон (1933).pdf/260

Эта страница не была вычитана


ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯОтражая луч от металлических зеркал и пропуская его через огромную асфальтовую призму, Герц изучил его преломление и отражение и . показал, что в согласия с теорией Максвелла показатель преломления' равен J/e.

Впоследствии было доказано, что скорость электрич. лучей в воздухе та же, что и вдоль проводников, и равна 3*1О10 см/сек.

Зарождение радиотехники. Опытами Герца был достигнут синтез оптики и электричества. Но к возможности практического применения электрических колебаний люди «чистой науки» относились, скептически. Сам Герц считал, что незначительная мощность его волн — непреодолимое препятствие к их применению для беспроволочной связи. Дальнейшие работы физиков были посвящены гл. обр. усовершенствованию экспериментальных методов. Однако этот период чисто лабораторных исследований продолжается недолго. Развитие империализма, начало колоссальных вооружений, требующих новых мощных средств связи, не стесненных проводом, настоятельно выдвигают ту техническую задачу, разрешить которую призваны были электрические колебания. На рубеже 20 в. ряд исследователей’почти одновременно (как это впрочем всегда бывает, когда развитие производительных сил властно требует нового открытия) осуществляет связь при помощи электрических волн (итальянец Маркони в Англии, Попов в России, Слаби в Германии и др.). И если в 1887 электромагнитные волны в руках Герца разрешили спор между близкодействием и дальнодействием, то в 1900 в руках английской военщины они уже участвовали в разрешений кровавого спора между британским империализмом и бурской независимостью. Первые передатчиц ки, давшие связь на несколько десятков км (например передатчик Маркони), представляли собой герцевские вибраторы, увеличенные по размерам в несколько тысяч раз (вследствие чего Л была порядка километра) с целью получения большой мощности. Действительно первоначальный запас энергии вибратора или «антенны» (С — полная его емкость) можно увеличивать, повышая либо V либо С. По первому пути нельзя итти неограниченно, т. к. с увеличением напряжения растут потери, вызванные несоверщенством изоляции. Остается увеличение С, что при сохранении прямой формы антенны, обеспечивающей хорошее излучение, требует увеличения е, е размеров. Для получения таких дальностей передачи, к-рые обеспечили бы радиотелеграфии широкую техническую применимость, необходим был новый принцип, позволяющий, не увеличивая чрезмерно передатчик, сочетать большую мощность с хорошей излучательной способностью. Этот принцип был найден Брауном и сохранил свое значение при переходе к ламцовым генераторам;, он состоит в применении связанных контуров.

Связанные конРяс. 4. туры. Если отклонить один из маятников А (рис. 4), соединенных пружинкой, из положения равновесия и отпустить его, он начнет колебаться и благодаря пружинке будет раскачивать маятник В,

ю

о»передавая ему свою энергию; раскачивание, будет тем сильнее, чем ближе собственные периоды колебания маятников. Точно так же, если мы сблизим катушки двух колебатель-; ных контуров и ------- ----- л — ------------------возбудим колеS Е бания в конту§ g _L ре Л, то энергия == S К “= начнет передаg ваться контуру ____  — ___ Э < ....... Л____ i В благодаря элеРис. 5. ктродвижущей силе, возбуждаемой в нем взаимной индукцией (рис. 5). Мы говорим в этом случае, что контуры индуктивно связаны. Можно осуществить связь (т. е. обмен энергии) между контурами и другими способами. На рис. 6 изображена емкостная связь: конден.. и сатор С переда  — II------ ------ II  — Э ет напряжение с, Э одного контура Э на другой. В пеТ редатчике Браj gs уна в первичном  — 2 контуре зацаРис  — 6сается большая энергия включением в него конденсатора возможно большей емкости; при этом конечно излучательная способность контура ничтожна.

Излучение целиком возлагается на вторичную цепь, к-рая принимает наиболее подходящую для этой цели форму антенны, но не содержит в отличие от прежних передатчиков искрового промежутка. Применение связанных контуров позволило рередать сигналы через Атлантический океан (1901).

Применение связанных контуров обратило внимание на ряд физических проблем. При исследовании колебаний сложного передатчика даже тогда, когда оба контура настроены на одну и ту же частоту при помощи волномера, т. е. градуированного колебательного контура с острым резонансом, обнаружилось, что в нем одновре  — Рис. 7. менно существуют два колебания с разными частотами-. и ? 2, причем vi < v, v2 > Разность между и v2 растет с увеличением связи между контурами, т. е. с уменьшением расстояния между катушками. В этом факте «двухволнистости», казавшемся сначала парадоксальным, проявляется одна из основных закономерностей, общих всем «линейным» (см. Колебания) электрическим и механическим системам. Чтобы понять его физически, вернемся к нашим маятникам. Сначала маятник А будет уменьшать размах своих колебаний, в то время как маятник В будет раскачиваться все сильнее. Когда А совсем остановится, В будет колебаться с наибольшей амплитудой и начнет отдавать свою энергию обратно маятнику А, пока сам в свою очередь не остановится. Тогда весь процесс начнется сноба (мы считаем, что затухание очень мало, и пренебрегаем им). Аналогичный обмен энергией происходит в связанных электрических контурах. Осциллографом (см.) можно записать кривые тока в контурах А и В (рис. 7). Кривая В рис. 7 есть, грубо грворя, синусоидальное колебание x = a«sin 2nvt с периодически изменяющейся амплитудой а = A sin 2»at; следовательно A s in 2 ла t •sin2^vf