Занимательная электротехника. Самодельные электрические приборы - Владимир Владимирович Рюмин

Владимир Рюмин

Занимательная электротехника. Самодельные электрические приборы

Рисунки Ю. Д. Скалдина.

Книга печатается по третьему изданию, 1929 года.

Настоящая книга является второй частью книги того же автора «ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА».

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2026

* * *

Предисловие

В предисловии к моей книге «Занимательная электротехника»[1] вполне выяснена цель ее составления, границы ее содержания и круг читателей, на которых она рассчитана.

Относительно собственно данной книги могу сказать, что она при беглом перелистывании может показаться читателю более сухой, менее «занимательной», чем первая. Однако в действительности это не так. Приборы, опыты и установки, о которых идет в ней речь, не только не менее любопытны, чем описанные в первой книжке, но значительно, по возбуждаемому ими интересу, превышают те, о которых говорилось в этой последней. Правда, они в большинстве случаев и труднее для осуществления, но, во всяком случае, особой опытности и искусства от любителя не требуют.

Как и при составлении предыдущей книги, я всюду, где это только можно, старался упростить постройку аппаратов и схему установок, лишь бы выяснить принцип их конструкции и действия.

Думаю, впрочем, что читатель, который не только прочел «Занимательную электротехнику», но и применил прочтенное к делу, не является уже совершенным новичком-любителем и сможет без особых затруднений справиться с теми требованиями, которые настоящая книжка предъявляет к его опытности в деле сооружения любительских приборов и приспособлений для использования электрической энергии в ее разнообразных приложениях в практике.

Умышленно избегая каких бы то ни было математических формул и численных расчетов, зачастую отталкивающих начинающего любителя от чтения книг по электротехнике, я все же считаю своим долгом указать читателю, что знание тех теоретических данных[2], на которых основано конструирование различных электротехнических приборов и аппаратов, станет необходимым ему в будущем, когда он от электротехники «занимательной» пожелает перейти к электротехнике серьезной.

Моя же цель значительно скромнее, она исчерпывается желанием возбудить в читателе интерес к такому переходу от развлечения к науке, от забавы к делу.

Буду удовлетворен, если ее достигну.

Сильный ток от слабого источника

Преобразование тока[3]

В моей книге «Занимательная электротехника» мы ознакомились с понятиями о силе тока (зависящей от количества электричества, протекающего по проводнику) и его напряжении.

Мы также узнали, что в зависимости от последнего электротехника делится на электротехнику «слабых» и «сильных» токов, т. е. правильно было бы сказать: токов малого и большого напряжения, так как сила тока может быть велика и при слабом напряжении (вольтажа или разности потенциалов) и незначительна при большом.

Токи длительные более или менее значительной силы, но слабого напряжения мы получали при помощи гальванических элементов, а токи ничтожной силы и весьма кратковременные (электрические разряды) – при сближении разноименно заряженных кондукторов. Эти токи зато имели высокое напряжение.

Теперь мы ознакомимся с одним из приспособлений для получения от гальванических элементов токов такого же большого напряжения, как от электростатических машин, лейденских банок и т. п. приборов для электрических разрядов.

Приборы, служащие для подобного рода превращения (трансформации), называются трансформаторами или индукторами; тот прибор, который мы будем строить, – индукторием или катушкой, а также спиралью Румкорфа.

Трансформаторы сами не создают тока, они лишь за счет уменьшения силы основного тока дают ток в несколько раз более напряженный, но имеющий, соответственно, меньшую силу.

Как видим, и в этом случае устарелая терминология[4] может вызвать путаницу в нашем представлении.

Чтобы она не произошла, будем помнить, что под словами «сильный ток» подразумевают обычно не ток большой силы, а ток высокого напряжения.

Для превращения тока от гальванической батареи[5] в токи с напряжением в сотни и тысячи вольт пользуются способностью переменного, или прерывистого, тока возбуждать в находящихся в соседстве с ним проводниках индуктивный (наведенный) переменный ток.

В трансформаторе Румкорфа прямой ток, направляющийся в первичную обмотку (спираль) от батареи, проходит через такой же прерыватель, как и в электрическом звонке[6].

Каждому появлению тока в первичной спирали соответствует возникновение тока во вторичной обмотке, окружающей первую, в направлении, обратном основному току, а в момент исчезновения основного тока во вторичной спирали пробегает ток того же направления, как в первичной.

Не стану входить в дальнейшие теоретические подробности, но не скрою, что явление в действительности значительно усложняется появлением так называемых экстратоков, или токов самоиндукции.

Эти токи возникают в тех же проводах, по которым проходит первичный или наведенный ток, и они, в зависимости от направления, способствуют усилению даваемого катушкой тока в моменты размыкания прерывателя.

Напряжение индуктивного тока во вторичной обмотке зависит от отношения числа ее витков к числу оборотов первичной спирали и приблизительно в 100–200 раз превышает напряжение первичного тока.

Подчеркиваю, что такое отношение лишь приблизительно и может меняться в широких пределах в зависимости от целого ряда обстоятельств.

Для усиления действия катушки внутрь первичной обмотки вводят железный стержень, а иногда еще соединяют обмотку с конденсатором[7]. Сверх того, этот стержень необходим для действия прерывателя, так как он намагничивается в моменты прохождения тока в первичной обмотке и притягивает якорь, прерывающий ток[8].

Простой прерыватель в катушках больших размеров, рассчитанных на искру большой длины (что является следствием большой разницы потенциалов во вторичной спирали), заменяют более сложными, дающими значительно большее число прерываний тока, чем примитивный «молоточек».

Руководствуясь ранее намеченным правилом при самостоятельном изготовлении приборов придавать им наиболее упрощенную форму, мы и спираль Румкорфа построим самую несложную. Знакомиться с прерывателями более сложных систем нам поэтому нет надобности.

Маленькую катушку изготовить не трудно и не долго; если она выйдет неудачной[9], ее можно перемотать. При изготовлении же больших катушек требуется не только достаточная опытность в постройке любительских приборов, но и затрата значительного времени.

Неудача в этих случаях является слишком досадным обстоятельством, и, пожалуй, благоразумнее покупать большие катушки готовыми. Стоят они, правда, недешево, но немногим меньше обходятся и самодельные, требующие для их сооружения большого количества дорогой проволоки для вторичной спирали.

Что касается маленьких катушек, длина искр которых не превосходит 1–5 мм, то хотя они и недорого стоят, но самодельные обходятся еще того дешевле, работать же самодельным прибором всегда приятнее, чем покупным. Замечу, что индукторы не следует давать в руку зрителям, присутствующим на ваших опытах, так как неумелым обращением их весьма легко