Простые опыты с ультразвуком - Майер В.В.
Скачать (прямая ссылка):
амплитуды колебаний ферритового вибратора при резонансе. Подобрав
оптимальную длину провода, намотайте его на высокоомный резистор
мощностью 2 Вт, используя его в качестве каркаса, и впаяйте получившийся
постоянный резистор в приставку для подмагничивания.
УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПРИСТАВКА К ШКОЛЬНОМУ УСИЛИТЕЛЮ
Если не удалось достать мощный транзистор для ультразвукового генератора,
можно на весьма доступном маломощном транзисторе собрать простую
приставку, превращающую школьный усилитель низкой частоты типа УНЧ-3 в
ультразвуковой генератор.
Принципиальная схема установки для получения ультразвука частотой около
20 кГц изображена на рис. 17. На резисторе R1, диоде D1 и конденсаторе
УЗГ
7^- Др1
34
Cl собран выпрямитель с фильтром. В исходном состоянии при подаче
напряжения питания транзистор П, работающий в лавинном режиме, заперт. От
выпрямителя через резисторы /?2 и R3 заряжается конденсатор С2. Когда
напряжение на нем станет равно напряжению включения транзистора,
конденсатор разряжается через резистор R5 и переход эмиттер - коллектор
транзистора. Напряжение на конденсаторе уменьшается до напряжения
запирания транзистора, и далее процесс повторяется вновь. При этом на
конденсаторе появляется переменное пилообразное напряжение, частоту
которого в определенных
Рис. 17. Принципиальная схема ультразвуковой ириставки к школьному
усилителю.
Радиодетали: транзистор Т\ типа П401, диод ?>1 типа Д7Ж; резисторы: .R1
(3,9 кОм), #2 (И кОм), jR3 (470 кОм), #4 (2,2 кОм), R5 (560 Ом);
конденсаторы: С1 (10,0 мкФХ450 В), С2 (2400 нФ), С3 (2000 пФ), С4 (0,1
мкФ).
пределах можно регулировать переменным резисто-ром R3. Через
разделительный конденсатор СЗ пилообразное напряжение поступает на вход Л
школьного усилителя типа УНЧ-3. К выходу Гр усилителя подключен
магнитострикционный излучатель МСИ. Для лучшего согласования излучателя с
выходом усилителя (т. е. для повышения интенсивности ультразвуковых
колебаний вибратора) обмотку возбуждения можно зашунтировать
конденсатором С4.
Ультразвуковую приставку можно смонтировать на П-образной панели из
винипласта размером 30X X 70ХЮ0 мм3. Поскольку питание приставки
осуществляется от сети переменного тока, монтаж прибора должен быть
защищен крышкой из изоляционного материала.
Порядок работы с приставкой достаточно прост. Соберите по приведенной
выше схеме установку и подайте питание на приставку и усилитель. Далее,
2* 35
переменным резистором изменяйте частоту колебаний, настраивая приставку в
резонанс с вибратором магнитострикционного излучателя. При этом, если на
торце вибратора находится лезвие, должно наблюдаться его дребезжание.
Недостатком описанной приставки является зависимость частоты
вырабатываемых ею пилообразных колебаний от напряжения сети.
Задание 6. Попробуйте для получения ультразвука использовать приставку и
усилитель старого электропроигрывателя.
НЕСКОЛЬКО ОПЫТОВ
С МАГНИТОСТРИКЦИОННЫМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ
Начинать работу с изготовленными вами приборами нужно с простейших
опытов, которые позволят уяснить себе особенности этих приборов и
приобрести элементарные навыки обращения с ними. Несколько таких опытов
описано ниже.
М а г н и т о с т р и к ци о н н ы й излучатель с ферритовым вибратором
длиной 160 мм поставьте вертикально на стол и подключите его обмотку
возбуждения к выходу ультразвукового генератора. Вибратор излучателя
должен быть расположен в каркасе обмотки возбуждения совершенно свободно
так, чтобы его нижний торец находился на поверхности стола.
Над вибратором в лапке штатива закрепите стеклянную трубку внутренним
диаметром 5-6 мм и длиной примерно 30 см; нижний конец трубки должен
находиться на расстоянии 0,5-1 мм от торца вибратора. В трубку на
вибратор поместите стальной шарик диаметром около 3 мм.
Включите генератор и выдвижением настроечного сердечника из каркаса
высокочастотного трансформатора постепенно повышайте частоту ультразвука.
Как только частота генератора совпадет с основной собственной частотой
вибратора, шарик на торце начнет подпрыгивать (рис. 18). Это
свидетельствует о значительном увеличении амплитуды колебаний вибратора
при резонансе. Высота, на которую поднимется шарик после нескольких
ударов его о
33
торец вибратора, нередко превышает 30 см, так что шарИк ___ если вы
окажетесь невнимательны - мо-
жет просто выскочить из трубки.
Рекомендуем повторить этот опыт несколько раз. Магнитострикционный
излучатель ультразвука работает только на резонансных частотах, поэтому
имеет смысл немного потренироваться, чтобы в дальнейшем уверенно
настраивать ультразвуковой генератор в резонанс с вибратором.
Только что поставленный вами опыт вполне аналогичен (разве лишь более
эффектен) описанному
Рис. 18. Обнаружение ультразвуковых колебаний вибратора с помощью
стального шарика.
Опыт можно поставить и с самодельным ультразвуковым генератором.
выше опыту с дребезжащим лезвием на вибраторе. Пользуясь транзисторным
ультразвуковым генератором, повторите оба эти опыта один вслед за другим.
