Юный техник, 2010 № 01

Бутылка и кипяток. Третий опыт гораздо легче. На этот раз бутылку нужно одно мгновение подержать над кипящей водой донышком книзу.

Две бутылки. Аналогично можно «склеить» две бутылки донышками. Наши «магдебургские полушария» будут держаться довольно крепко. Если бы нам удалось полностью выкачать воздух между донышками, нужна была бы немалая сила, чтобы оторвать одну бутылку от другой.

Вспомним, что давление воздуха на 1 кв. см поверхности составляет 1 кг. Поверхность донышка бутылки — около 30 кв. см. Значит, наша бутылка могла бы удержать своим донышком груз до 30 кг!

МАСЛО И ВОДА

Налей воды в банку на три четверти и сделай в крышке две дырки для двух соломинок, каждая из которых имеет длину около 15 см. Одна соломинка погружена глубоко в воду, как это показано на рисунке, другая не достает до воды. Закрепи соломинки пластилином, чтобы они не болтались. Герметично закупорь банку, залепив все щели пластилином.

К верхним концам соломинок приладь ореховые скорлупки с просверленными дырочками. Если ты станешь лить воду в верхнюю скорлупку, то она будет стекать в банку и выгонять такое же количество воды из банки через другую соломинку в нижнюю скорлупку. К этой второй скорлупке приладь широкую соломинку или трубку, чтобы вода вытекала через нее в стакан.

После таких несложных приготовлений можно показать поразительный фокус.

Возьми вместо банки бутылку темного стекла, чтобы не видно было, что в ней происходит, и объяви зрителям, что сейчас превратишь масло в воду. Лей в верхнюю скорлупку масло, например подсолнечное. Оно будет плавать в бутылке на поверхности воды, между тем как из нижней скорлупки потечет в стакан чистая вода.

Не забудь только, что бутылка должна быть закупорена герметично: все щели залепи пластилином.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Твой первый радиоприемник

Название «радиотехника» теперь заменили слова «электроника», «радиоэлектроника» и т. д. Все меньше радиолюбителей занимаются конструированием именно радиоприемников — их внимание отвлечено различными электронными игрушками, устройствами автоматики, компьютерами и вычислительной техникой.

Занятия ими очень интересны и полезны. Но этой вводной заметкой хотелось привлечь внимание к изначальной, «исконной» теме радиолюбительства — радиоприему.

Часто говорят, что нет смысла самому конструировать радиоприемник, если его можно недорого купить на любом углу. Уверяю, вы сможете сделать приемник гораздо лучше, чем китайско-малайский ширпотреб, обещающий рекламными наклейками немыслимые параметры при карманных размерах и питании от двух пальчиковых батареек. А громкоговорящий приемник без источника питания и вовсе не найти в продаже, его можно сделать только самостоятельно.

Еще один довод в пользу самодельных приемников и звуковых комплексов — качество звука. Даже по чисто физическим причинам нельзя ожидать хорошего звука из пластмассового корпуса размером с мыльницу, пусть и красиво оформленного. В дальнейшем мы расскажем, как получить хороший звук, почти не затрачивая средств, но приложив руки и разумные соображения.

Вряд ли сразу удастся построить аппарат, полностью удовлетворяющий вашим требованиям. Однако в процессе работы появится ни с чем не сравнимый спортивный азарт и стремление к дальнейшим достижениям.

Обсуждая планы редакции на 2010 год, мы хотели дать цикл статей, посвященных элементарной теории радио. Но решили, что интереснее будет публиковать разные конструкции для повторения, а по ходу их описания рассказывать и теорию, чтобы радиолюбители понимали, что они делают.

Обычно начинают с постройки простейшего детекторного радиоприемника.

Распространилось мнение, что ему нужны большая антенна и заземление, а для начинающих любителей, живущих в многоквартирных домах городов и поселков, установка внешней антенны выливается в трудноразрешимую проблему. Однако можно осуществить детекторный прием и в городских условиях, не вылезая на крышу.

А потому предлагаем начать с постройки очень простого приемника с магнитной антенной, позволяющего почувствовать «вкус» самостоятельного изготовления работающего аппарата. Магнитная антенна требует усиления принятого сигнала, а это как раз и делают транзисторы.

На рисунке 1 изображена схема включения биполярного n-p-n транзистора.

Он имеет базу — полупроводниковую пластинку с p-проводимостью (носители заряда положительные) и два контакта с n-проводимостью — эмиттер и коллектор. На коллектор подают напряжение питания положительной полярности. Но ток из эмиттера пойдет лишь тогда, когда на базу подано положительное напряжение смещения U_b, для распространенных кремниевых транзисторов около 0,5 В (рис. 2).

Почти все испускаемые эмиттером носители (электроны) захватываются сильным полем коллектора, и его ток I_с лишь немного меньше тока эмиттера. Остаток тока идет в базу. Отношение В = I_c/I_b называют коэффициентом передачи тока. Он может быть от 20…30 до нескольких сотен.

Так что, изменяя малый ток базы, мы получаем большие изменения тока коллектора. Включив в цепь коллектора сопротивление нагрузки R2, получим усиленный сигнал на выходе. Простейший способ вывода транзистора на рабочий режим — включить между коллектором и базой резистор смещения R1. Его подбирают так, чтобы постоянное напряжение на коллекторе относительно общего провода (земли) равнялось примерно половине напряжения питания U_пит/2. Искажения сигнала при этом минимальны. Легко сообразить, что если ток базы I_b в В раз меньше тока коллектора I_с, то R2 = B∙R1.

Если, скажем, R1 = 1 кОм, то сопротивление резистора R2 может быть от 20 кОм до 1 МОм. Теперь о схеме нашего радиоприемника, изображенной на рисунке 3.

Он работает в диапазонах длинных волн (ДВ), частоты 150…450 кГц, или средних волн (СВ), частоты 500… 1600 кГц, где радиовещательные станции работают с амплитудной модуляцией (AM). Выход приемника рассчитан на подключение высокоомных головных телефонов (наушников). Питание — от одного гальванического элемента любого типа, с напряжением 1,5 В. Потребляемый ток — не более 0,25 мА, что примерно в 100 раз меньше, чем у большинства промышленно выпускаемых приемников! Соответственно, во столько же раз дольше прослужит и элемент питания.

Электромагнитные волны от принимаемой радиостанции наводят колебания в катушке магнитной антенны L1. Для выделения сигнала нужной станции антенна настраивается в резонанс с помощью конденсатора переменной емкости (КПЕ) С1.

В колебательном контуре L1C1C2 амплитуда колебаний на резонансной частоте возрастает в Q раз, где Q — добротность контура.

Этого не происходит для сигналов станций на других частотах, что и позволяет слушать только одну, желаемую станцию. Конденсатор С2 в работе контура практически не участвует из-за большой емкости, он лишь замыкает его цепь по переменному току, позволяя, в то же время, проходить току смещения от резистора R1 через катушку L1 к базе транзистора VT1.