Простые опыты с ультразвуком - Майер В.В.
Скачать (прямая ссылка):
вибратором амплитуда колебаний последнего может достичь столь значи
тельной величины, что под действием ультразвука ферритовый вибратор будет
разорван на части.
Построенный вами транзисторный ультразвуковой генератор обеспечивает
получение переменного напряжения в диапазоне частот примерно от 15 до 50
кГц. Для удобства работы с прибором его желательно отградуировать по
частоте. Сделать это можно в школьном физическом кабинете, пользуясь
частотомером или звуковым генератором и осциллографом (градуировка по
фигурам Лиссажу). Посоветуйтесь с учителем физики, и он окажет вам
необходимую помощь. Градуировку генератора можно произвести и дома,
воспользовавшись тем, что резонансные частоты вибраторов излучателей
нетрудно рассчитать.
Несколько советов тем, кто впервые собирает электронный прибор. Работу
следует начать с изготовления силового трансформатора. После его сборки
прямо на стол" спаяйте выпрямитель, состоящий из диода и
электролитического конденсатора. Авометром проверьте работу выпрямителя.
Изготовьте высокочастотный и выходной трансформаторы. При этом не нужно
вытачивать их каркасы на токарном станке. Просто возьмите стеклянные
трубки внутренним диаметром 9-10 мм и, надев на их концы резиновые
колечки, намотайте трансформаторы. Безусловно, эти трансформаторы
впоследствии придется переделать, но это вовсе не означает, что пока их
можно изготовить небрежно. Старайтесь намотать их как можно аккуратнее,
что позволит вам в дальнейшем чувствовать себя гораздо увереннее.
Из листа дюраля толщиной 1-2 мм вырежьте пластинку размером 100X150 мм2.
Болтами с гайками укрепите на ней четыре ножки из колпачков от
31
зубной пасты. В центре панели закрепите мощный транзистор, а рядом
расположите две монтажные планки. Входные и выходные клеммы прибора
укрепите на стойках из изоляционного материала, расположенных по краям
панели. Спаяйте электронную схему генератора.
Рис. 15. Экспериментальная модель ультразвукового генератора низкой
частоты на транзисторах.
Я-генератор вместе с излучателем и выпрямителем: б-монтаж генератора на
открытой панели.
Подключите экспериментальную модель прибора к выпрямителю, а к выходу
генератора подсоедините излучатель. На столе у вас получился
"разбросанный в разные стороны" генератор. Внимательно посмотрите, не
замыкаются ли где-либо проводники, и
32
только после этого включите питание. Теперь произведите налаживание
генератора в соответствии с приведенным выше описанием.
Если вы добились правильной работы генератора, приступите к изготовлению
окончательных высокочастотного и выходного трансформаторов. Отпаяв из
схемы трансформаторы на стеклянных трубках, впаяйте новые и вновь
наладьте генератор. С получившимся прибором (рис. 15) уже можно ставить
опыты, однако лучше все же собрать его в корпусе так, чтобы были
соблюдены требования техники безопасности.
Задание 5. Используя никелевую полоску в качестве вибратора
магнитострикционного излучателя, отградуируйте по частоте самодельный
ультразвуковой генератор.
ПОДМАГНИЧИВАНИЕ ВИБРАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
Вполне может случиться так, что на первых попах вы не сумеете подобрать
постоянных керамических магнитов для поляризации вибратора
магнитострикционного излучателя. В этом случае подмагнп-чивание вибратора
следует осуществить постоянным электрическим током, проходящим - вместе с
переменным от генератора - по обмотке возбуждения излучателя.
Принципиальная схема приставки для подмагни-чивания вибратора приведена
на рис. 16. Конденсатор С1 предохраняет выходную цепь генератора от
прохождения по ней постоянного тока, а высокочастотный дроссель Др\
(содержащий 200 витков провода ПЭЛ 0,51, намотанных внавал на ферритовый
стерженек диаметром 8 мм и длиной 40-50 мм) препятствует прохождению тока
высокой частоты по источнику питания.
Для получения от излучателя ультразвуковых колебаний максимальной
интенсивности необходимо экспериментально подобрать оптимальную величину
тока подмагничивания. Чтобы вам было легче сделать это, укажем, что для
ферритового вибратора, основная резонансная частота которого составляет
2 В. В. Манер
33
около 20 кГц, ток подмагничивания должен быть примерно равен 1 А.
Регулировку тока подмагничивания следует производить изменением
сопротивления проволочного резистора /?1. Приставка для подмагничивания
питается постоянным током от того же выпрямителя, что и генератор (в
конструкции ультразвукового генератора предусмотрены специальные гнезда,
на которые выведено постоянное напряжение от выпрямителя).
Вместо фабричного переменного резистора R1 можно самостоятельно
изготовить постоянный. Возьмите кусок нихромового провода диаметром около
Рис. 16. Принципиальная схема приставки для подмагничивания вибратора
электрическим током, проходящим по обмотке возбуждения излучателя.
Конденсатор CI =0,1-0,2 мкФ, переменный резистор #1=20 Ом
0,6 мм и длиной 0,5 м и, подсоединив его в цепь вместо резистора R1,
начинайте постепенно уменьшать его длину, добиваясь максимальной
