Юный техник, 2008 № 04 - Журнал «Юный техник»

Щетки, подающие ток к коллектору, представляют собою упругие полоски из жести от кофейной банки. В обычном состоянии этот металл пластичен, но положите полоски на стальную пластину и слегка простучите молотком. После такой обработки жесть станет упругой, как пружинная сталь.

Щетки крепятся к деревянной подставке мотора винтами-саморезами. К ней же крепятся и стойки. Их также можно сделать из жести. Но для повышения жесткости к каждой из них лучше припаять жестяную косынку, как показано на рисунке.

Если мотор делается только с демонстрационной целью, то достаточно в стойках просверлить отверстия и пропустить через них вал.

Чтобы плавно регулировать скорость и даже изменять скорость вращения, двигатель нужно оснастить траверзом.

На рисунке: 1 — стойка; 2 — катушка ротора; 3 — коллектор; 4 — щеткодержатель; 5 — щиток траверза; 6 — втулка подшипника.

Изготовление стойки с «оловянным» подшипником.

Но вообще-то двигатель развивает приличную мощность и вполне пригоден, например, для привода пропеллера вентилятора. В этом случае придется позаботиться о подшипниках.

Сделайте в стойке керном небольшое углубление, залейте в него капельку оловянного припоя, а когда остынет — просверлите в нем отверстие. Если через него пропустить стальной вал, то получится своеобразный подшипник с очень низким трением и износом.

Наконец, попробуем мотор испытать. Прежде всего добейтесь, регулируя положение стоек, чтобы вал легко вращался. Далее присоедините мотор к батарее или выпрямителю на 3–6 В, и он заработает с легким жужжанием.

Теперь вы можете проделать множество занимательных опытов.

Присоедините к клеммам мотора вольтметр и попробуйте питать его постоянным током более высокого напряжения. Без перегрева обмотки он легко выдержит до 24 В. Но коллектор при этом начинает сильно искрить и греться. Нетрудно заметить, что одна из причин заключается в щетках — у них мала площадь соприкосновения с коллектором. Если конец щетки разрезать на узкие полоски, то нагрев коллектора уменьшится.

Когда-то, давным-давно, к коллектору электромотора ток подавали при помощи разрезных пластин, гребешков, пучков и щеток из проволоки. Делалось это ради увеличения числа точек контакта. При изменении величины питающего напряжения ваш мотор будет менять скорость, а при смене полярности — направление вращения. Но можно щетки установить на щиток, который поворачивается относительно геометрической оси вала. Если его повернуть на 180°, то при постоянном напряжении питания мотор будет плавно увеличивать и уменьшать свою скорость, да еще и изменять направление вращения. Называется это устройство траверзом.

Траверз состоит из пластины, закрепленной в поворотной втулке, сквозь которую проходит вал двигателя (см. рис.).

А. ВАРГИН

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Измерим мощность волн

Как мы уже писали, вокруг множество различных источников электромагнитных полей и волн (см. статью «Проблема поющего крюка» в «ЮТ» № 2 за 2008 г.). Это и большие ЛЭП, и домашняя электропроводка, бытовые электроприборы, например, микроволновые печки, компьютеры и сотовые телефоны, радиовещательные, телевизионные и сотовые станции.

Существуют нормы предельных уровней полей, и их соблюдают, но… Каждый из окружающих нас проводящих предметов является антенной. Он принимает радиоволны и снова излучает их. Возникает пестрая интерференция волн со своими минимумами и максимумами, а вот они-то могут оказаться выше допустимых. Проверить электромагнитную обстановку и позволит самодельный индикатор.

Если все в порядке и уровни полей невелики, индикатор все равно окажет большую помощь при выборе места установки телевизионной или радиовещательной УКВ-антенны — ее ведь надо располагать там, где максимум поля — только так вы получите чистый сигнал без помех и искажений. В разных местах моего балкона, например, показания индикатора от поля УКВ ЧМ-радиостанций изменялись от 1200 до 10 мВ.

И третья область применения индикатора: изучение условий распространения радиоволн. В парке недалеко от Останкинской телебашни показания индикатора достигали 3…5 В, но стоило отойти в «тень» дома…

Впрочем, попробуйте сами! Даже снять «карту» распределения поля внутри вашего дома или квартиры весьма интересно и поучительно!

Для простого УКВ-индикатора вам понадобятся только раздвижная телескопическая ТВ-антенна (усы), четыре диода, измерительный прибор и немного проводов. Разумеется, не обойтись и без паяльника. Схема предельно проста (см. рис.) и полностью соответствует детекторному радиоприемнику, но УКВ-диапазона. Сигнал, принятый дипольной антенной, детектируется диодным мостиком, и получившийся постоянный ток поступает на измерительный прибор.

Схема индикатора радиоволн.

Мостовая схема детектора выбрано не случайно.

Такой детектор не нарушает симметричности диполя, не требует дополнительных деталей (дросселей, трансформаторов), даже блокировочный конденсатор, обычно включаемый параллельно выходу детектора, ему не особенно нужен. Как показал опыт, подключение конденсатора дает увеличение показаний всего на несколько процентов. Кроме того, мост, в отличие от обычного детектора на одном диоде, использует обе полуволны переменного высокочастотного сигнала, следовательно, если можно так пошутить, симметричен не только в пространстве, но и во времени.

От выбора диодов зависит чувствительность индикатора. В принципе, подойдут любые маломощные высокочастотные германиевые диоды, например, ГД507, Д311, Д18…Д20. При выборе по справочнику надо отдавать предпочтение диодам с меньшей собственной емкостью.

Измерительным прибором послужит любой чувствительный вольтметр или тестер. Весьма чувствительны цифровые тестеры, у них, как правило, есть предел измерения постоянного напряжения (DCV) 200 мВ, или 0,2 В, но удобнее стрелочные приборы. Подойдут головки (микроамперметры) с током полного отклонения 10…50 мкА (чем меньше, тем лучше). Стрелочные головки от магнитофонов имеют ток полного отклонения 150…300 мкА.

С ними индикатор будет работать лишь в достаточно сильных полях. Для получения максимальной чувствительности головку подключают непосредственно к выводам моста. Если же стрелка зашкаливает, последовательно с головкой надо включить добавочный резистор. Например, с головкой на 10 мкА и резистором 100 кОм получаем вольтметр на предел 1 В, с резистором 1 Мом — на 10 В.

От души желаю, чтобы больших пределов вам не понадобилось.

При монтаже индикатора можно обойтись без всяких корпусов и печатных плат. Четыре диода надо сложить вместе, соблюдая полярность, и с каждой стороны попарно спаять выводы. Ленточный фидер антенны отрезают, оставив не более 1… 1,5 см для припайки диодов. С другой стороны к выводам диодов припаивают двухпроводный шнур любого вида и длины для присоединения к прибору. Спаянные выводы диодов надо изолировать пластиковыми трубочками, кусочками изоляционной ленты или заплавить термоклеем.

Поверх всей конструкции целесообразно также надеть трубочку большего диаметра (на фото она снята, чтобы были видны диоды). Как пользоваться индикатором? Диполь — резонансная антенна и работает лучше всего при общей длине «усов», равной половине длины волны. Самая большая длина волны (для 1-го канала ТВ) равна 6 м, и диполь получается короче 3 м, но все равно принимает. При желании или необходимости плечи можно удлинить, надставив их отрезками тонкого провода. На остальных каналах диполь настраивают в резонанс, по максимуму показаний, изменяя длину плеч диполя. Вот почему и удобна телескопическая антенна. При приеме УКВ-радиостанций «верхнего», или FM-диапазона, например, частоты которых близки к 100 МГц, длина волны равна 3 м. Следовательно, плечи диполя надо раздвинуть на 1,5 м (два плеча по 75 см).

При приеме дециметровых каналов ТВ (частоты 500…700 МГц) длины плеч диполя надо делать очень маленькими. Действительно, длина волны, рассчитанная по известной формуле 300/f (МГц), равна всего 0,6 м и меньше.

В этом случае наш диполь легко превратить в так называемую V-антенну, раздвинув плечи на всю длину, но разведя их на угол всего лишь 40… 70 градусов. Получившуюся «рогатку» надо направить концами плеч в сторону телецентра. V-антенна обладает значительной направленностью. Она увеличивает сигнал, приходящий спереди, со стороны концов вибраторов, в то же время ослабляет сигналы, приходящие сбоку и сзади.

Обращайте внимание на поляризацию. Все ТВ-программы в Москве передают с горизонтальной поляризацией, и приемный диполь также надо располагать горизонтально. То же самое относится и к радиостанциям «нижнего» УКВ-диапазона 64…75 МГц. В «верхнем» же диапазоне 88… 108 МГц многие станции перешли на излучение волн с вертикальной поляризацией, вероятно, для облегчения приема на автомобильные штыревые антенны. Приемный диполь в этом случае также должен быть вертикальным.