как выбрать, виды зимних катушек

Ярые приверженцы зимней рыбалки все же согласятся с тем, что такое хобби – не для тепличных горожан. Это увлечение с суровым характером, однако в него приходит все больше женщин, делая его не менее суровым, но зато более привлекательным.

Собираясь на зимнюю рыбалку каждый рыбак уже точно знает, какую рыбу, как и где он будет ловить, повторяться не будем. А поговорим мы сегодня о снастях, точнее, о том, как выбрать катушку для зимней рыбалки. Любая рыбалка требует от рыболова определенных знаний и навыков, а зимняя еще и меняет его одежду и оснащение.

Отличия зимней катушки:

• Обычно зимняя катушка имеет меньший размер, если сравнивать ее с летней модификацией;

• Использование металла в конструкции сведено к минимуму во избежание примерзания лески;

• Сама шпуля тоже легче летней, ведь зимой обычно необходима не такая внушительная намотка, как летом.

При выборе рыболовы-новички теряются в предоставленном магазинами изобилии этого товара. Эта статья написана специально для тех, кто только начал осваивать азы зимней рыбалки и хочет иметь максимально эффективные снасти и уметь выбирать их в зависимости от вида ловли.

Зимние катушки могут быть изготовлены из различных морозоустойчивых материалов:

• Пластиковые. Это самый легкий и недорогой вариант, однако с небольшим запасом прочности и может застывать на морозе;

• Поликарбонатовые. Отлично ведут себя на морозе, однако имеют высокую стоимость;

• Латунные. Долговечны, но требуют ухода в виде качественного смазывания деталей;

• Алюминиевые. Прочные, надежные катушки, подходят для рыбалки при средних минусовых температурах;

• Титаново-магниевые. Самые дорогие катушки, относящиеся к премиум классу, так как они сочетают в себе все плюсы вышеупомянутых катушек.

Инерционные катушки для зимней рыбалки

Инерционная катушка с фрикционом – самая универсальная и распространенная снасть у зимников. В отличие от безынерционной такая катушка гораздо менее требовательна и капризна, даже если в нее попадет немного мусора, это не скажется на ее работе. Также она равнодушна к ударам, позволяет использовать даже плетеную и толстую леску. Словом, это неприхотливое устройство, которое, к тому же, весьма бюджетно, предпочитает большинство зимних рыболовов. Инерционка обладает высокой чувствительностью на каждом этапе ловли, отлично работает с тяжелыми приманками. Их конструкция проще, чем у их безынерционных собратьев. Инерционная катушка состоит из барабана с ручками, который крепится на вал, закрепленный в корпусе. Оснащена обратным тормозом или защитой от обратного хода, народное название – трещотка.

Выбрать инерционную катушку для зимней рыбалки

Безынерционные катушки

Самые применяемые и популярные – это катушки открытого типа. Есть также модели с закрытой катушкой, которая служит защитой от намерзания капель воды с мокрой лески. При сходе лески барабан такой катушки не вращается, как следствие, инерция отсутствует, леска сходит с торца неподвижной шпули. Самое главное ее преимущество – при забросе не образуется “борода”. Многие новички в рыбалке часто совершают одну и ту же ошибку – не соблюдают правило намотки. Леска на шпуле должна быть намотана на пару миллиметров ниже верхнего борта. если не следовать этому условию, то каждый второй-третий сброс  будет с “бородой” или перехлестом.

Мультипликаторная катушка

Эта катушка более массивна и сложна по устройству, чем инерционная, хотя и является ее модификацией. Однако она и более мощная и функциональная – один поворот рукоятки равен трем-четырем поворотам стандартной катушки, автоматизирована намотка, подтормаживание.

“Мульт” – это универсальная катушка, с которой можно использовать толстые шнуры, крупные, габаритные приманки и прочные удилища. Но она требует и более высокой сноровки в обращении. Обычно ее используют профессионалы. Также мультипликаторы гораздо сложнее по конструкции и стоят весьма недешево. Успешно применяются летом в морской ловле, где нужен дальний заброс, используются толстые лески и клюет весьма крупная рыба.

Выбор катушки зависит от приманки и вида рыбы, которую собрались ловить – инерционка хороша для безмотылки и мормышки, тогда как мультипликаторная катушка используется на трофейной рыбалки на большой глубине.

Критерии выбора зимней катушки:

• Прочность элементов

• прочность соединений, узлов

• морозостойкость

• качество торможения

• удобная рукоять, комфортно лежащая в руке

• плавность вращения

• малый вес

• лесоемкость – на катушке должно быть достаточно места для наматывания необходимой длины лески

• отсутствие щелчков, скрипа и шума при вращении

Топ зимних катушек для рыбалки

Катушка проводочная ICE 1020 (M1020) Salmo

Это надежная инерционная катушка для зимней рыбалки отлично подходит к удочкам для блеснения. Имеет небольшой вес несмотря на то, что изготовлена из металла, очень компактна и удобна в использовании. Благодаря легкости и небольшим размерам обеспечивает контроль и чувствительность при отвесном блеснении. В модели использован дисковый фрикционный тормоз, который можно корректно отрегулировать под применяемый вид лески и ее диаметр. Это исключает обрыв лески во время максимальной нагрузки – если произошла резкая подсечка или клюнула трофейная рыба. Цена ее очень бюджетна, поэтому позволить себе ее сможет каждый рыболов.

• Материал: металл
• Диаметр, мм.: 65
• Вес, гр.: 90
• Вид катушки: Инерционная

Катушка мультипликаторная курковая универсальная Sieria (SIE-L) Kosadaka

Это универсальная катушка идеально подходит для вертикальной ловли со скоростным спуском, оснащена высокими лапками, чтобы было удобно пользоваться зимой в варежках или плотных перчатках. Эта модель предназначена для монофила, шпуля изготовлена из графита.

Для лучшего проскальзывания лески катушка оборудована вставкой лесоукладывателя GOLD CERAMIC RING. Система подтормаживания шпули здесь механическая, регулировка плавная за счет эксцентрика. Для корректировки свободного хода подвесьте приманку на леску и отпустите ее с высоты около метра, нажав на курок. Винт отрегулируйте так, чтобы после остановки приманки не было перебега лески.

• Вес, гр.: 210
• Передатка: 2.5:1
• Высота лапки от основания, мм.: 40
• Внутренний диаметр шпули, мм.: 46
• Материал корпуса: композит
• Материал шпули: графит
• Вид катушки: мультипликаторная

Катушка Freefall XL Ice Reel Left Hand Retrieve (BBFFXL3.0-LH) 13 Fishing

Катушка FreeFall становится еще больше, уничверсальнее и увеличивает вместимость лески! FreeFall XL теперь снабжен системой сбалансированного магнитного подтормаживателя и более высокой скоростью падения. И без того удобная обтекаемая форма катушки теперь имеет дополнительную подушечку под ладонь “карандашный захват”. Также добавлено окно лесоукладывателя  FreeFall Performance для быстрого и корректного управления леской.

• Производитель: 13 Fishing
• Тип ручки: под левую руку
• Лесоёмкость (моно), lb/m: 5,5 lb — 365 м
• Передаточное число: 3,0:1
• Количество подшипников: 3+1
• Вес, гр.: 204
• Материал корпуса: Графитовый
• Вид катушки: Инерционная
• Вид ловли: Универсальные
• Вид рыбы: Щука

Катушка инерционная КП-64 Luxe (правосторонняя) Черный корпус Нельма

В семействе Нельмы эта новая катушка является самой легкой и компактной. При этом все положительные качества, присущие ее предшественницам, она сумела сохранить – она такая же прочная, надежная и долговечная, с легким ходом. Для фиксации шпули используется жесткий стопор, который переключается мягко, без люфта.

Усилие переключения можно изменять небольшим подгибом пружины. Эта катушка хороша как для зимнего, так и для летнего вертикального блеснения, а также для поплавочной рыбалки. Между корпусом катушки и шпулей очень маленький зазор, что позволяет использовать тонкую леску, а общая прочность катушки дает возможность поймать крупную рыбу на плетеный шнур или толстую леску. Все детали катушки изготовлены из авиационного сплава  Д16Т и надежной стали.

• Производитель: Нельма
• Вес, гр.: 74
• Диаметр катушки, мм: 64
• Диаметр шпули по намотке, мм.: 48
• Лесоемкость, мм/м.: 0,40/60
• Подшипники: 2-х нержавеющих закрытого типа
• Допускаемая статическая нагрузка, кг.: 10
• Вид ловли: Универсальные
• Материал корпуса: Металл
• Вид катушки: Инерционная

Катушка Зимняя Team Dubna Vib Special Champion rods

Удобная и недорогая мультипликаторная катушка для подледной рыбалки. Надежные композитные материалы делают ее надежным помощником, а за счет стильного дизайна ею просто приятно пользоваться. ПРи помощи фрикционного тормоза высокого качества можно спокойно и уверенно вываживать даже крупную, трофейную рыбу. Эффективный контроль приманки обеспечивает эргономичная ручка. Хорошо подходит для вертикального блеснения с лодки или со льда. В тандеме с качественным удилищем даст отличный шанс выловить судака, щуку, берша или окуня.

• Производитель: Champion rods
• Вес, гр.: 182
• Вид ловли: зимняя
• Диаметр катушки, мм.: 60
• Количество подшипников: 7+1
• Передаточное число: 3,6:1
• Материал корпуса: композитные
• Под какую руку: под левую
• Страна происхождения: Латвия
• Вид ловли: В отвес
• Вид катушки: Инерционная

Катушка зимняя Arctic Char 70 мм XP Stinger

Эта крупная, надежная катушка произведена в Китае из немецких, надежных материалов, что делает ее отличной помощницей,, когда речь идет о рыбалке. Причем о любом типе ловли – она универсальна и подходит для любого вида ловли. Карбонат, из которого произведена шпуля, отличается высокой прочностью и полным отсутствием промерзания, что повышает шансы рыбака на удачный улов. Вам можно не бояться, что леска замерзнет и обледенеет, а рыба слопает всю приманку и уйдет искать добавки, пока вы распутываете окоченевший монофил. Особенность этой катушки – ее размер, это одна из самых крупных катушек для зимы, позволяет намотать до 50 метров лески. Затрудняемся сказать, пригодится ли такой запас кому-то, однако факт есть факт. Помимо размера в качестве комфортных нюансов можно отметить две широко расставленные рукояти, которые легко удобно захватить даже руками в плотных перчатках. В целом, это достаточно простая модель без наворотов вроде фрикциона и механического стопора, зато надежная и по доступной цене. 

• Диаметр шпули, мм.: 70
• Лескоемкость шпули, мм/м: 0,30/100
• Передаточное число: 1
• Масса, гр. : 55
• Подшипники: 2 шт.
• Вид ловли: Универсальные
• Вид рыбы: Судак
• Материал корпуса: Пластик
• Вид катушки: Инерционная

Катушка NORD 52mm (HS-D500-50) Helios

Инерционная катушка с фрикционным тормозом, который можно легко переустановить под правую или левую руку рыболова. Управляется он одной рукой, и леска стопорится в один момент при нажатии кнопки, которую можно нажимать с любой стороны катушки. В обратную сторону катушка имеет свободный ход, чтобы было удобно наматывать леску. Она универсальна – применяется как для отвесной ловли, так и для проводочной рыбалки. Катушка обладает высокой прочностью и морозостойкостью за счет материала изготовления – и шпуля, и корпус выполнены из прочного поликарбоната, температурный режим использования которого от -60 до +120°С.

• Количество подшипников 1+1BB.
• Диаметр шпули — 52 мм.
• Толщина шпули — 23 мм.
• Вес 55гр.

Катушка мультипликаторная MAIKO 5.5 см Lucky John

Эта мультипликаторная катушка по праву находится в наших лидерах, отличается рабочими качествами, которые обеспечивают успешное вываживание рыбы даже с большой глубины без необходимости вытягивать леску руками, используется только катушка, как при ловле на спиннинг. Шпули здесь открытого типа, благодаря чему можно контролировать наматывание лески визуально, так как лесоукладывателя тут нет. Устанавливается под рукоять удилища, крепитсяы так же, как стандартная безинерционка, под левую руку, хотя можно перенастроить и под правую. Снабжена удлиненной ножкой, которая обеспечивает пальцам рыбака дополнительную свободу при вываживании добычи. В конструкцию катушки включен фрикционный тормоз  Star Drag, который регулируется вращением рукояти “звездочки”, антиреверс и трещотка.

• 4 шариковых подшипника
• 1 роликовый подшипник
• Мгновенный стопор обратного хода (антиреверс)
• Качественный механизм привода из латуни
• Фрикционный тормоз STAR DRAG
• «Трещотка» механическая включаемая
• Кнопка отключения передачи
• Корпус карбопластовый
• Шпуля карбопластовая
• Легкое снятие/установки шпули
• Рукоятка – двойная сбалансированная
• Ручки (кнобы) эргономичные из резины
• Диаметр шпули: 55мм
• Вместительность, м/мм. : 80/0,25
• Вес, гр.: 152
• Кол-во подшипников: 4+1
• Шпуля: 1С
• Передаточное число: 2,6:1
• Вид ловли: Универсальные
• Вид рыбы: Щука
• Вид катушки: Мультипликаторная

Как выбрать катушку для спиннинга: виды и характеристики

Выбор катушки для спиннинга для новичка может оказаться на самом деле непосильной задачей. Положа руку на сердце, даже опытный рыболов может растеряться в предоставленном производителями разнообразии моделей с самыми разными опциями. Усложняет выбор и порядок цен на этот девайс – цены настолько же разнообразны, как и ассортимент, и далеко не всегда высокая стоимость будет гарантировать успех на рыбалке именно с этой катушкой. Порой даже дорогая катушка будет давать преимущество лишь на малый процент перед более дешевой моделью.

Так как же выбрать катушку для спиннинга? А придется разбираться самостоятельно, в чем мы вам и поможем, ведь выбор катушки начинается с ознакомления.

Типы катушек

Катушка – это неотъемлемая часть не только спиннинга, а практически любой снасти – фидерного, кастингового удилища, матчевой удочки и многих других. 

Для начала разберем, какие бывают катушки и для чего применяется каждый тип.

Безынерционные катушки. Это самые популярные катушки, которые применяются вместе со спиннингом, и статья будет преимущественно о них, так как 99 процентов спиннингистов используют именно их.

Выбрать безынерционную катушку для спиннинга

Инерционки. Это неустаревающая классика, которая используется теми, кто уже привык и набил руку в обращении с ними. Также применяются в спортивных соревнованиях, если это оговорено условиями.

Подобрать на спиннинг инерционную катушку

Мультипликаторные катушки по своей сути являются максимально усовершенствованными инерционками. Тюнингованный мультипликатор выступает в роли минилебедки при вываживании трофейных рыб, а также используется при троллинге на пресном водоеме или море.

Купить мощный мультипликатор для спиннинга

Ее главный элемент – это ее шпуля. При забросе шпуля неподвижна и леска сходит с нее свободно, собственно, инерция тут невозможна, отсюда и название. При наматывании лески ее правильное положение формирует лесоукладыватель. Он состоит из скобы, направляющего ролика и особого механизма, движущего шпулю вверх и вниз. Задействуется при помощи рукояти на роторе катушки.

Самые яркие достоинства безынерционок:

• Риск образования бород сведен к минимуму.

• Весьма проста в работе, подходит начинающим рыболовам.

• Элементы можно отрегулировать под себя.

• Практически неограниченные возможности выбора приманки.

• Намотка и схождение лески контролируются.

• В большинстве моделей ручка может переставляться как под левую так и под правую руку.

Недостатки у такого вида катушек тоже имеются:

Из чего состоит классическая безынерционная катушка для спиннинга?

Корпус

Никаких трещин, зазубрин и заусенцев на корпусе быть не должно, все надписи бренда должны быть хорошо видны и не стираться даже при усиленном давлении. Безынерционная катушка имеет сложный механизм и множество движущихся элементов. Чтобы обеспечить им высокую прочность их изготавливают из специальных сплавов. Сам же корпус может быть изготовлен из надежного полимера, композитного состава или металла, начиная от алюминия и заканчивая элитным титаном. Группа катушек ультралайт изготавливается из сверхлегких прочных полимеров, что обеспечивает минимальный вес снасти.

Шпули – какие бывают, достоинства и недостатки

Шпуля в зависимости от конструкции корпуса может быть открытой или закрытой.

Катушки с открытой  шпулей интересны тем, что шпулю удобно менять, леска изнашивается медленнее, такая катушка обеспечивает высокую чувствительность снасти. При прочих равных имеют более низкую цену. Однако если опыта у рыбака маловато или если ветер разгулялся, то возможен самопроизвольный сход лески. 

Катушки с закрытой шпулей имеют специальное отверстие, через которое выходит леска. Они удобнее тем, что леска не запутается даже при неумелом обращении. Однако усложняется процесс замены шпули и ускоряет износ лески, так как ей приходится проходить через большое количество элементов. Также минусом является и ограниченная емкость барабана, пропускное отверстие в кожухе быстро засоряется, существенно снижается и возможность дальнего заброса. Натяжение нити контролировать тоже сложнее, за счет чего снижается чувствительность. Но дорогие варианты катушек с закрытой шпулей позволяют использовать хороший шнур и при этом обеспечивают хорошую чувствительность.

Существуют и катушки полузакрытого типа, имеющие расширение отверстия по диаметру шпули, это обеспечивает меньший износ нити и более высокую чувствительность.

Размер катушки и ее емкость

Чем больше емкость шпули, тем больше размер катушки, здесь все просто. Есть специальная маркировка на катушке, которая информирует о том, сколько и какой лески она способна уместить. В качестве примера приведем классификацию Shimano:

на шпулю с маркировкой 1000 можно намотать 100 метров лески толщиной 0,1 мм, с маркировкой 2000 – 100 метров лески диаметром 0,2 мм. На удилищах также есть рекомендации по установке лески (шнура), обозначение как тест по либрам (lb) .

Вес катушки

Необходимо соблюдать баланс между весом катушки и характеристиками спиннинга (тест, строй, длина). На мощную снасть требуется и катушка потяжелее, и наоборот. Если же вы поставите легкую катушку на тяжелое удилище, то задуманный производителем баланс нарушится и спиннинг станет непредсказуем при забросе.

Если ставить на легкое удилище тяжелую катушку, происходит тот же разбаланс и рыбаку придется прилагать дополнительные усилия, вследствие чего наступает быстрая усталость. При покупке новой катушки обязательно поставьте её на тот спиннинг с которым собираетесь её использовать. Проверьте, чтобы центр тяжести удилища не смещался вперед или назад. Иначе забросы будут не настолько точными и рука будет быстро уставать. 

Количество подшипников

Подшипники определяют плавность хода катушки, чем их больше, тем ход плавнее при условии их высокого качества. Также катушка с большим количеством подшипников дороже, имеет минимальный люфт и долгий срок службы. Однако помните, что каждый дополнительный подшипник увеличивает и массу катушки. В среднем, 3-5 подшипников достаточно для обеспечения необходимых качеств катушки без лишней нагрузки на руки рыболова. Большее число подшипников используется в катушках на тяжелые спиннинги, предназначенные для трофейной рыбалки. Новичку не стоит сразу брать себе такую снасть – дорого, тяжело, в целом, явно не тот вариант, который подходит для постоянной практики начинающего.

Что такое передаточное число

Не пугайтесь, все проще, чем кажется, это словосочетание используется для обозначения количества оборотов, которые совершает шпуля при одном обороте рукояти. Это число в виде пропорции всегда указывается производителем. Определяется количеством и местом расположения шестеренок в механизме подмотки. По этому критерию катушки могут быть:

• скоростные – от 5,7:1 используются в основном на лайтах и ультралайтах;

• универсальные – 5,0:1-5,6:1 спектр их применения очень широк;

• силовые – 4,0:1-4,7:1 чаще всего нужны для трофейной рыбалки.

Для начинающих лучший выбор – спиннинги медиум-лайт плюс универсальная катушка.

Лесоукладыватель

Он состоит из фиксирующей дужки и направляющего ролика, который направляет леску на шпулю. Если возникают проблемы с зацеплениями лески, то, скорее всего, ролик износился. Если же такая проблема обнаружена сразу, то, вероятнее всего, производственный брак, некачественное исполнение.

С помощью скобы или дужки леска попадает на ролик, фиксируется или отпускается. Перед покупкой обязательно проверяйте дужку на гладкость – даже маленький заусенец приведет к раннему износу лески и обеспечит проблемы при забросе.

В моделях с закрытой шпулей для управления дужкой есть триггеры – кнопки или курки.

На сегодняшний день изготовители применяют механизмы укладки двух типов:

• С червячной передачей, которая имеет очень простое устройство, поэтому используется в недорогих моделях, и обеспечивает укладку равномерными витками.

• С кривошипно-шатунной передачей. Здесь устройство более сложное, включает в себя несколько шестерней, фиксирующий шток и каретку. Зато укладывает леску мелким крестом, как на бобинах ниток. Это более эффективно, при такой укладке образование бород сведено к нулю.

Фрикцион или тормозной механизм

Он служит для стравливания лески с приложением усилия. Позволяет уменьшить нагрузку на удилище при вываживании особо крупных экземпляров. На нем есть специальный регулятор, который можно настроить на определенные значения. Настройка производится под нагрузкой – затянуть, зацепить груз, потащить на себя, постепенно отпустить фрикцион до сброса лески.

Расположен фрикцион либо спереди, либо сзади катушки. Заднее расположение предпочитают рыболовы, которые планируют выловить нечто особо запоминающееся. Несмотря на то, что такой вариант тяжеловат, он более надежен, что гораздо важнее в ловле трофейной рыбы.

Катушки с передним расположением тормоза более легкие и чувствительные, но менее долговечные. Как правило, большинство универсальных безынерционок оснащены именно таким фрикционом.

Что такое байтраннер

Это особое устройство, которое позволяет моментально ослабить фрикцион для сброса лески. Благодаря ему вываживание внушительных трофеев становится проще. Наверное, вы уже поняли, что байтраннером оснащаются преимущественно силовые катушки. И хотя более часто они являются выбором карпфишеров, бывалые спиннингисты, охочие до трофея, тоже выбирают именно их. Новичку, скорее всего, нет смысла тратиться на дорогой механизм, так как крупная рыба без соответствующей подготовки и мастерства рыбака может и не пожелать ловиться, а деньги уже будут потрачены.

Рукоятка

Слово “эргономичная” не должно вас вводить в заблуждение. Руки у всех разные, для каждого есть свое “удобно”, поэтому стоит выбрать кноб под себя, покрутить несколько рукоятей, прежде чем выбрать ту, которую держать наиболее комфортно.

Другие нюансы

Хорошо, если катушка имеет в комплекте запасную шпулю, на нее можно намотать леску другого диаметра и если условия ловли изменились, быстро переменить шпули.  

Если у вас длинный спиннинг для дальних забросов, то и катушку следует подбирать, исходя из этих параметров. У таких катушек шпуля удлинена, при забросе это уменьшает сопротивление сходу лески.

Монтаж на удилище

Почти все безынерционки крепятся на удилище со стороны пропускных колец и располагаются с ними на одной прямой. При забросе катушка находится на нижней части удилища, однако мультипликаторы и многие закрытые модели могут быть и сверху. 

Какая леска нужна

При спиннинговой рыбалке обычно применяется либо монофил, либо плетенка, каждый тип лески обладает и недостатками, и достоинствами.

Плетеный шнур имеет очень низкий показатель растяжимости, благодаря этому удается отлично работать даже с самыми легкими приманками, обеспечивая им правильную игру, а также чувствовать даже неощутимые поклевки. Также плетенки отличаются высокой прочностью. Есть и минус – плетенка не такая долговечная, как монофил и стоит ощутимо дороже, а ее абразивность ускоряет износ катушки и колец.

 Подобрать плетенку на спиннинг

Монофильная леска дешевле шнура, растягивается в воде, чем снижает нагрузку на удилище. Но это свойство обеспечивает и более низкую чувствительность – не каждая деликатная поклевка может быть замечена рыболовом.

Выбрать монофил для спиннинговой ловли

Эксплуатация и уход за катушкой

Всегда следуйте рекомендациям производителя катушки, иначе срок службы катушки может сократиться. Например, использование более тонкой лески, чем рекомендуемая, обеспечивает перетирание движущихся элементов шпули и их износ. 

Если ваша катушка ведет себя подозрительно, издает неположенные ей звуки или изменяет дальность заброса на свое усмотрение, проверьте, все ли в порядке с ней. Очень вероятно, что стоит разобраться, в чем дело и при необходимости ее подремонтировать.

В начале и конце сезона катушку необходимо разбирать и смазывать все ее детали. Смазку можно выбрать того же производителя, а можно и любую другую, главное – подобрать по тем же характеристикам. Зимняя смазка отличается от летней – летняя более густая, зимняя же более текучая. Для смазки катушки нельзя применять машинное масло – отдельные элементы все равно будут ржаветь.

Инерционные катушки для спиннинга

Такой выбор может быть обусловлен только одним – человек не первый десяток лет рыбачит именно с такими катушками, знает все их особенности назубок и другой тип катушки ему просто неудобен. За последнее десятилетие инерционки претерпели значительную модернизацию – в них появились подшипники, стопор обратного хода, аэродинамический тормоз. Но, несмотря на это при неумелом обращении бороды вам гарантированы.

Преимущества инерционных катушек известны – высокая чувствительность, простота и надежность.

Мультипликаторные катушки

Обеспечивает высокую точность и дальность при забросе, при этом чувствительность остается на высоте. Но при этом помните – он требует настройки на каждую новую приманку, а также очень тяжел и дорог. И если у вас достаточно накопленного опыта, или вы решили освоить кастинговое удилище на трофейной рыбалке, то можете себя попробовать и в ловле с мультом.

Полезные советы

Не гонитесь за ценой, не стоит брать самую тюнингованную модель с кучей опций, все равно на начальном этапе вы не сможете ими воспользоваться, вполне может получиться, что катушка уже придет в негодность, а вы ее так полностью и не освоили. Приобретайте надежную, простую катушку, которая позволит вам научиться всем тонкостям и нюансам рыболовного дела без лишних расходов.

Осматривайте катушку сразу, проверяйте, как работает лесоукладыватель, сделайте несколько оборотов для проверки хода.

Следуйте рекомендациям производителя относительно прочей оснастки. Будет идеально, если все снасти приобретаются сразу в одном магазине.

Отнеситесь к приобретению серьезно, используйте только рекомендованные смазочные материалы, не надо импровизаций. Просушивайте катушку после каждой рыбалки.

Если есть знакомый и опытный спиннингист, постарайтесь утащить его на свои первые выезды. Он вам поможет с техникой, научит правильному обращению со снаряжением и объяснит все непонятные моменты.

Для правильной и удобной намотки леске на шпулю стоит помнить что, леска или шнур должны наматываться под нагрузкой. Если вы наматываете шнур, то лучше его наматывать влажным., тогда укладка будет более ровной. Для этого опустите моток шнура в ведро с водой и только потом пропустив леску через первое кольцо удилища наматывайте. Важно! Катушка при этом должна быть зафиксирована на комле в катушкодержателе.

Удачи вам с приобретением своей первой катушки, тренируйтесь, рыбачьте. Ни хвоста, ни чешуи!

Физика Явление самоиндукции

Материалы к уроку

Конспект урока

Согласно правилу Ленца, индуктивный ток, который возникает в замкнутом контуре, всегда противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвала его появление. Сегодня мы будем рассматривать случай, когда появление электромагнитной индукции обусловлено изменение силы тока, походящего через катушку с большим количеством витков. Если причина возникновения индукционного тока состоит в возрастании тока, то индукционный ток своим магнитным полем будет противодействовать этому возрастанию. Убедиться в этом можно на следующем опыте. Соединим параллельно две лампочки, к первой лампочке ток попадает, проходя через реостат, а ко второй лампочке, проходя через катушку индуктивности, причем число витков в этой катушке достаточно велико, а внутри находится сердечник, состоящий из соединенных между собой пластин трансформаторной стали (магнитное поле, которое будет возникать вокруг такой катушки, велико).   Замкнем ключом цепь. Обе лампочки загорелись, но вторая лампочка, загорелась с видимым запозданием. В чем причина данного явления? В момент замыкания ключа, общая сила тока I, и силы тока в каждой ветви I1 и I2 начинают возрастать. А если вокруг проводников возникает усиление магнитного поля, тогда, в соответствии с правилом Ленца, в реостате и катушке возникают индукционные токи, которые будут препятствовать своим действием дальнейшему возрастанию силы тока в цепи. Конечно же, магнитное поле, которое возникнет вокруг катушки с током, более сильное, поэтому лампочка номер два загорается позже.
Обратите внимание, что в опытах, которые мы рассматривали ранее, индукционный ток в контуре возникал вследствие воздействия внешнего магнитного поля. В нашем примере, индукционный ток в цепи возник, по причине изменения силы тока в цепи. Это явление получило название явление самоиндукции.  Явление самоиндукции – это явление, обусловленное возникновением индукционного тока в проводнике или катушке, вследствие изменения тока в ней. Возникший ток называют током самоиндукции. Лампочка загорелась позже, проходя через катушку, т.к. в катушке индукционный ток больше, чем в реостате (катушка имеет большее число витков и сердечник). Поэтому говорят, что она обладает большей индуктивностью, чем реостат.
Что же такое индуктивность? Индуктивность — это новая физическая величина, с помощью которой можно оценить способность катушки противодействовать изменению силы тока в ней. Обозначают индуктивность буквой L (эль). Единицы изменения индуктивности в международной системе единиц (СИ) – генри (Гн). Индуктивность различных катушек будет различной. Она зависит от размеров и формы катушки, числа витков, наличие сердечника и материала, из которого он изготовлен. И конечно, чем большей индуктивностью обладает катушка, тем с большим запозданием будет загораться лампочка.
Проведем второй опыт, который продемонстрирует явление самоиндукции при размыкании цепи.  В схеме, которую мы собирали ранее, проведем некоторые замены. Уберем первую лампочку, а к катушке параллельно подсоединим неоновую лампочку, которую на схеме обозначим Лн (эл с индексом эн). При замыкании цепи, мы наблюдаем горение только одной лампочки. Напряжение на источнике тока меньше, чем необходимо для горения неоновой лампочки (напряжение должно быть не менее 80 Вольт).  Разомкнем цепь, лампочка накаливания потухает, а неоновая лампочка озаряется кратковременной вспышкой.
Почему так происходит? При уменьшении тока в цепи в катушке возникает индукционный ток, своим магнитным полем, препятствующий уменьшению тока в цепи. Причем возникающий индукционный ток настолько велик, что его напряжения достаточно для горения неоновой лампочки, но он очень быстро ослабевает.
Подумайте и ответьте на вопрос, в каком случае в цепи возникает явление самоиндукции?
А) при уменьшении тока в цепи,
Б) при возрастании тока в цепи,
В) в обоих случаях. 
Явление самоиндукции возникает при прохождении через катушку переменного тока (это может быть и увеличение тока и уменьшение).
При замыкании цепи индукционный ток
А)  препятствует увеличению тока в цепи,
Б) способствует увеличению тока в цепи,
В) не влияет на протекание тока в цепи.
При замыкании ключа, возникающий индукционный ток препятствует возрастанию тока в цепи.  Самоиндукция возникает во всех проводниках, при изменении силы тока в цепи, однако он будет заметен и окажет существенное влияние на другие элементы в цепи, только в случае использования катушки с достаточно большим количеством витков и сердечником.
 

Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!

• Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

• Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

• Повысим успеваемость по школьным предметам

• Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать репетитора

Рыболовные катушки — fMagazin.ru

Катушка Salmo Blaster Feeder II 1 Катушка Salmo Blaster BP Donka 1 Катушка Lucky John Vanrex Spin 6 Катушка Lucky John Vanrex Spin 5 Шпуля к катушке Shimano 20 Stella SW Катушка Salmo Blaster BP Spin 1 RD Катушка Salmo Blaster BP Spin 1 FD Катушка Daiwa 21 Presso LT Сменный блок Smart Baits Studio к оснастке Донная Смазка для катушек Три кита 50мл (масло) Шпуля к катушке Daiwa CY Катушка Ogon Fish Cobra Катушка Ogon Fish малая Катушка Akara Power Action Запасная шпуля No Limits 13SW18000HP BG Шпуля к катушке Shimano Twin Power Шпуля к катушке Shimano Technium Шпуля к катушке Shimano Symetre Шпуля к катушке Shimano 15 Stradic Шпуля к катушке Shimano 01 Stella AR Шпуля к катушке Shimano Aceration SW Шпуля к катушке Shimano 14 Stella Шпуля к катушке Shimano Ultegra 2012 Шпуля к катушке Shimano Biomaster 2011 Катушка Daiwa 16 Catalina Катушка Salmo Elite Match 6 Катушка №701 Катушка Fin-Nor Marquesa Lever Drag Катушка Penn Squall II Катушка Okuma Hakai Запасная шпуля Okuma LS Baitfeeder Запасная шпуля Okuma ISX Катушка Prologic Avenger XD With SST Handle Катушка Prologic Avenger With SST Handle Spare Spool Катушка Mikado Countdown ALC Катушка Mikado Keino Method Feeder Катушка Okuma Scorpio H-A Катушка Okuma Ceymar A Катушка 13 Fishing Origin TX Катушка 13 Fishing Origin R1 Катушка 13 Fishing Origin O1 Катушка 13 Fishing Origin F1 Катушка 13 Fishing Origin A Катушка 13 Fishing Concept Z Slide Катушка 13 Fishing Concept TX Катушка 13 Fishing Concept A3 Катушка 13 Fishing Concept A2 Катушка Browning Ultimatch FSO Шпуля к катушке Shimano 20 Vanford Шпуля к катушке Shimano 18 Stella Катушка Aqua Poem Feeder Запасная шпуля Tica Feeder Mentor Катушка Hitfish Swan Катушка Hitfish Spirius Катушка Salmo Elite Spinetix 8 Катушка Brain Scout SE-B Катушка Brain Apex SW Катушка Tica Wily Feeder Катушка Tica Titanclaw Катушка Tica Themis

Современные рыболовные катушки представляют из себя серьезный сложный механизм, функции которого заметно простираются за простое наматывание лески. Основная задача технологичной рыболовной катушки – тонко отвечать на любые действия рыболова, облегчая заброс приманки и процесс вываживания рыбы. Любое удилище оснащается рыболовной катушкой, модель которой находится в прямой зависимости от собственных предпочтений рыбака, вида удилища и способа ловли.
В магазине рыболовных снастей fMagazin.ru можно выбрать рыболовные катушки различных типов и назначений под свой вкус. В ассортименте интернет-магазина присутствуют рыболовные катушки для спиннинговой ловли, карповые катушки, нахлыстовые катушки производителей давно и прочно зарекомендовавших себя на мировых рынках рыболовных снастей. Рыболовные катушки Shimano, катушки Daiwa, Kosadaka, можно приобрести по самым выгодным ценам с доставкой в любой регион России.
fMagazin.ru продает рыболовные катушки и другие рыболовные снасти во все города и населённые пункты РФ, где присутствует отделение Почты Росси, а также транспортными компаниями в крупные города. Доставка по Москве и Санкт-Петербургу производится курьерскими службами.
Выбор рыболовной катушки определяется целями, для которых она будет служить. Во вторую, но немаловажную, очередь, чтобы очертить круг подходящих моделей, играет роль бюджет рыболова. Для этого необходимо в общих чертах представлять основные технические характеристики, которыми обладают сегодня рыболовные катушки.
Одним из главных параметров при выборе рыболовной катушки является плавность хода. Здесь выделяются рыболовные катушки Kosadaka, предоставляющие неплохое качество по вполне демократичным ценам. Плавность вращения механизма увеличивает чувствительность рыболовной катушке и соответственно непосредственным образом задает общее ощущение комфорта во время рыбалки.
Катушка – на сегодняшний день наиболее сложный и высокотехнологичный элемент рыболовной снасти. И хотя использовать катушку в рыбной ловли начали сравнительно недавно, не одна другая часть снаряжения не вызывала такое количество споров. Но начнём с самого начала. Впервые применять устройства для наматывания и подтягивания рыбы начали англичане в изобретённой ими же спиннинговой ловле, в общем, то английское слово спиннинг и обозначало вращение (to spin – вращать). Первые рыболовные катушки представляли собой небольшой барабан, снабженный ручкой, и насаженный на горизонтальную ось. По большому счету в этом описании легко узнать всем известную инерционную катушку, которая до сих пор находит применение в поплавочной ловли некрупной рыбы. Основной недостаток инерционных катушек понятен из самого их названия. При забросе блесна тянет леску за собой, барабан раскручивается с всё большей скоростью, но, когда приманка, достигая цели, падает в воду, скорость вращения барабана по инерции остаётся такой же. Соответственно леска продолжает разматываться, и если рыболов не успевает притормозить барабан рукой, образовывается так называемая борода. В попытках распутать которую, можно было и провести все оставшееся время. В советских рыболовных журналах нередко появлялись специально написанные статьи на тему наилучших методов распутывания этой самой бороды. Тем не менее, популярность инерционных катушек являлась очень высокой, особенно в глубинке, среди не так сильно продвинутых провинциальных рыболовов. И у этого были свои основания — инерционные катушки (а у нас это легенда советского катушкостроения, катушка «Невская») были неприхотливы, не требовали сложного обслуживания и отличались низкой ценой и повышенной надёжностью. Но идёт время и конце тридцатых годов 20 века в мире снастей для рыбалки происходит настоящая революция. Изобретается безынерционная рыболовная катушка (или «мясорубка», как её нередко называют на рыболовецких форумах) Основной особенностью такой катушки стала неподвижная шпуля, укладка лески на которую осуществлялась при помощи вращающегося вокруг вертикальной оси узла лесоукладователя. Сход лески при такой конструкции происходил по спирали через свободную переднюю щёчку. Основные элементы безынерционной катушки дожили с тридцатых годов до наших дней практически без изменений. Главной задачей, которую решила такая катушка, явилась возможность заброса самых легких приманок без опасения возникновения запутавшейся лески (бороды). Еще одной крайне важной особенностью безынерционных катушек явился так называемый фрикцион (фрикционный тормоз) – устройство, которое позволяло регулировать усилие натяжения лески при рывке. Благодаря этому стало возможно применения тонких лесок и шнуров без боязни потери приманки. При правильно отстроенном фрикционе любой рывок рыбы, превышающий разрывную нагрузку, сопровождается сходом определённого количества лески со шпули. Так, в середине 20 века началась эра господствования безынерционнок. На сегодняшний день наиболее известными производителями таких катушек являются две мощных японских компании, а именно Daiwa и Shimano. Споры о том, катушка какого из этих производителей лучше, постоянно присутствуют на любом уважающем себя рыболовецком форуме. И как всегда, абсолютной истины в таком споре быть не может.

Остановимся чуть подробнее на наиболее важных характеристиках безынерционных катушек.

• Передаточное число – характеризует отношение числа оборотов лесоукладователя к числу оборотов рукоятки. Если, к примеру, передаточное число 5,2: 1 , то за один оборот рукоятки лесоукладователь сделает 5,2 оборота. Существуют силовые (с низкой скоростью и большей мощностью) и скоростные (с большей скоростью) катушки.

• Размер и вес катушки важен только в контексте её баланса с определённой снастью. Соответственно для хеви джига лучше поставить более мощную и тяжёлую катушку, а для лайтового твичинга более легкую.

• Расположение фрикциона (бывает задним и передним) Передний надёжней, обладает более плавной регулировкой, а задний удобнее при необходимости дополнительной настройки фрикциона в процессе вываживания рыбы.

• Очень много споров в своё время вызывала конструкция системы, обеспечивающая возвратно-поступательное движение шпули. Более подходящими для использования с плетёными шнурами считались конструкции на основе бесконечного винта, хотя для современных катушек солидных производителей эта особенность не так уж и важна.

• Так же не очень важно количество подшипников, которым так любят гордиться некоторые малоизвестные китайские фирмы. Главное, что бы подшипники стояли там, где они действительно необходимы.

 

Ну а теперь перейдём к последней разновидности катушек, а именно: мультипликаторная рыболовная катушка.

Изобретена эта «мини-лебёдка» была самой последней, и соответственно объединила в себе лучшие черты как инерционных, так и безынерционных катушек. От первых, так называемый «мульт», взял свободно вращающийся барабан с леской, а от вторых – систему лесоукладованния и точный фрикционный тормоз. Кроме того, на качественных мультипликаторах есть различные системы торможения, точно настроив которые можно не бояться возникновения «бороды» при забросе. Именно благодаря таким системам, мировой рекорд в дальности заброса был установлен именно при помощи мультипликаторной катушки. Единственным, но достаточно серьезным недостатком этих катушек является высокая стоимость, а так же достаточно сложное искусство заброса легких приманок. Поэтому, на сегодняшний день применение «мультов» ограниченно тяжелой пресноводною и практически всей морской рыбалкой. Именно там могут полностью раскрыться замечательные качества мультипликаторов. Правда фирмы-производители не стоят на месте, и в последнее время появляется все больше мультипликаторных катушек, которые создаются для ловли легкими и сверхлегкими снастями и приманками.

В качестве резюме можно сказать, что на сегодняшний день самыми распространенными, универсальными в применении, и удобными в эксплуатации являются безынерционные рыболовные катушки, поэтому для начинающего любителя рыбной ловли они будут самым оптимальным выбором. Ну а со временем, конечно же, можно будет присоединиться к любителям тяжёлой рыбалки с их мультипликаторными снастями, или элегантному нахлысту с его инерционными катушками.

По прошествии сезона. Опыт эксплуатации Feeder Concept Imperium 5000

За всю рыбацкую бытность через мои руки прошел не один десяток различных катушек совершенно разного ценового диапазона. Начинал я, как и все, с бюджетных «кобр» и аналогичных китайских моделей и медленно, но верно пробирался к вершине катушечного Олимпа, на котором находились Daiwa и Shimano, а чуть ниже – именитые европейцы.

Однако за все то время, которое я пользовался классными и проверенными решениями, рынок бюджетных моделей не стоял на месте и здорово так подтянулся как в плане ассортимента, так и в плане качества. Общение в различных рыболовных чатиках подтвердило мои догадки о том, что в настоящее время нет той пропасти, которая была еще 10 лет назад – или качественно, но дорого, или дешево, но на полторы рыбалки. Появились модели, которые стоят абсолютно вменяемых денег, но при этом позволяют чувствовать себя уверенно в большинстве ситуаций.

Так в моем арсенале появилась катушка Feeder Concept Imperium 5000 , а следом за ней – еще одна.

Позади – полгода. Впечатления от использования

Первое впечатление от катушки оказалось весьма приятным. Недурственная укладка шнура, широкий диапазон отстройки фрикционного тормоза. Приятно впечатлил тот факт, что ручка здесь ввинчивается в главную пару, благодаря чему вся конструкция получается более монолитной и практически не люфтит. А еще в комплекте две металлические шпуля – как минимум, удобно наматывать бэкинг и рабочий объем лески.

Не впечатлила лишь плавность хода – да, катушка крутится и крутится, однако в ней нет той шимановской бархатистости, радующей глаз и греющей душу. Хотя тут, возможно, я придираюсь – в конце концов, Империум – не «Твин», и ценник здесь поменьше на порядок. Причем в прямом значении этого слова – раз эдак в десять. Но главное не это — степень плавности хода осталась неизменной даже по прошествии полугода – катушка все также плавно крутится, лишних шумов и люфтов не появилось. И это при том, что катушки покупались, в первую очередь, под речную рыбалку и веса в 80 и более грамм. Вы будете смеяться, но на замену Shimano Ultegra 5500.

К слову, о весах и тяге. Передаточное число в данных катушках вполне позволяет называть их силовыми. Вкупе с крупной шпулей 5000 размера рыболов получает весьма неплохой компромисс между тягой и вымоткой – при полной шпуле что-то порядка 80 сантиметров за оборот. Не Ультегра, конечно, с ее 102 сантиметрами, но так ли на любительской рыбалке нужна эта скорость?

Работать данной катушкой мне приходилось с кормушками самых разных весов, начиная озерными 30-40 граммовыми дюзами и заканчивая речными клетками весом до 130 грамм. В класс экстрахэви я не заходил, однако Tournament 100 , в паре с которой и работала данная катушка, по верхней границе теста загружал. Тяга – отличная: ни намека на то, что механизму тяжело и что нужно помогать удилищем. В целом – зачет!

А еще не могу не отметить клипсу. Ну просто не могу, и все тут! Казалось бы, что тут может быть такого – клипса и клипса. Работая с «шимановскими» катушками, оснащенными продолговатой клипсой, я воспринимал этот узел как данность – просто защелкнул плетенку и забыл, дистанция зафиксирована. Каково же было мое удивление, когда в руки попали катушки от других брендов, оснащенные круглой клипсой. Оказывается, вполне себе нормально, когда точка ловли теряется по 5-10 раз за рыбалку по причине самопроизвольного сброса дистанции с клипсы. Нормально, что приходится придумывать способ, как лучше набросить шнур на клипсу – обратным порядком, петлей, еще как-то. Нормально, что острые грани фаски шпули рядом с клипсой могут обрезать дистанцию при рыбалке. Ребята, вы серьезно?

 

В случае с Imperium 5000 клипса также круглая, но другая. Шнур фиксируется в ней с четко ощутимым щелчком – судя по всему, для этой цели есть небольшой паз. Просто заводишь леску под клипсу по направлению намотки и забываешь вообще о данной проблеме. Края посадочного отверстия также хорошо обработаны, а потому ничего не режет и не повреждает шнур во время ловли. Оказывается, так можно – без лишнего геморроя и изобретения велосипеда на ровном месте!

Весьма неплохо со своими задачами справляется и фрикцион. Основная его функция – обеспечить возможность использования тонких поводков, исключив при этом вероятность обрыва. И с ней он справился весьма неплохо – работа плавная, без рывков и залипаний, во всем диапазоне настройки.

 

Несколько слов необходимо сказать и про намотку. Хвалить либо хейтить ее я не буду, просто покажу фотографию и предлагаю оценить ее вам, друзья. В качестве комментария лишь скажу, что похожим образом наматывали плетеный шнур старые-добрые Shimano Exage. «Дружит» катушка даже с тонкими плетенками, намотка равномерная, петли при забросе не кидает и не перекручивает шнур при скоростном выматывании. Мой экземпляр «трудился» весь сезон в паре с Distance X8 Braid.

Ну, и конечно, одна из главных особенностей данной катушки – это ввинчивающаяся в главную пару шестерен ручка. Сию конструкцию я полюбил еще с «Ультегры» и считаю ее идеальной – люфты при таком соединении практически исключены. И вдвойне приятно было увидеть подобный узел на бюджетной катушке, которая, по идее, в плане люфтов звезд с неба хватать не должна. Небольшая «болтанка» есть, но в самом механизме, а не в месте соединения шестерни с ручкой. Здесь – все отлично! Люфт, к слову, за полгода так и не увеличился.

Вердикт

Feeder Concept Imperium 5000 – недорогая катушка, коих сейчас в продаже пруд пруди. Почему же рыболову стоит сделать выбор именно в ее пользу? Как минимум, потому, что она – самая настоящая рабочая лошадка, готовая, как говорится «и в огонь, и в воду». Не стоит искать здесь 100500 подшипников, бархатистый «шимановский» ход и укладку, как у топовых дайв, она – не про это. Imperium 5000 – про то, как за вполне вменяемые деньги получить классный инструмент для фидерной ловли, готовый выполнять свои задачи в любых условиях. По-настоящему недорого и сердито!

Алексей Мурашко

Форма и глубина шпули рыболовной катушки

Rybolov.ORG Обзоры снастей Обзоры снастей. Статьи про рыбалку Рыболову на заметку Форма и глубина шпули рыболовной катушки

 

Рассмотрим 4 основных типа геометрии шпули спиннинговой катушки.  

1. Глубокая шпуля катушки или классическая (Classic)

Применяется на силовых катушках. Увеличенная глубина шпули преследует 2 цели:

– вместить максимум толстой лески,

– использовать изменяемый рычаг при вываживании рыбы.

Если первая цель понятна, то о второй многие не задумываются. Диаметры заполненной и пустой шпули различаются в несколько раз, и поэтому сделать оборот нагруженной катушки легче, когда шпуля пуста, или с минимумом лески. Т.е., условно говоря, на пустой катушке оборот ручки сматывает Х см. лески, а на полной – 5*Х см.

А для рыбы совсем наоборот. Смотать леску с полной шпули легче, чем с полупустой. И в процессе сматывания сопротивление катушки увеличивается.

Предположим, вы держите на крючке крупную рыбу. Она сматывает через фрикцион леску с полной шпули довольно легко, но при сходе лески, диаметр заполненной шпули уменьшается и увеличивается усилие для ее сматывания. Рыболов в это же время наматывает леску на шпулю. Если рыба устает, то процесс наматывания возобладает над сматыванием. Если рыба делает рывок, то леска уходит, диаметр уменьшается, и рыбе снова становится тяжелее забирать леску.

Процессы сматывания и наматывания совершаются одновременно. Таким образом достигается постоянная плавная нагрузка на рыбу, гасящая возможные рывки. У рыбаков это называется «вязать рыбу». Невозможность резких рывков лески значительно уменьшает количество сходов.

Аналогичный принцип действия, основанный на изменяемом рычаге, имеют и большие морские мультипликаторные катушки. 

2. Неглубокая шпуля (спортивная, матчевая, Air Spool, s-шпуля)

Это шпуля исключительно для тонкой оснастки, не рассчитанной на постоянную борьбу с трофеями. Задача Air Spool шпули – максимально ускорить процесс рыбной ловли, что очень важно на соревнованиях. Такие шпули очень любят пользователи лайта и ультралайта.

Если нет возможности купить шпулю, мелкую шпулю можно сделать из обычной или глубокой путем установки специальных накладок или намотки на шпулю технической лески, не участвующей в рыбалке, а только увеличивающей ее диаметр. Такая намотка называется «бэкинг».

Одно время была популярна подмотка изолентой, но выяснилось, что под действием огромных давлений, возникающих при высушивании лески на шпуле, клей изоленты выдавливается в слой лески и разрушает ее. 

3. Длинноконусная шпуля Long Cast 

Катушка Long cast для дальних забросов тяжелых приманок. Длина относительно неглубокой шпули позволяет держать на ней большой запас достаточно толстой лески.

Правильный конус позволяет максимально легко сходить леске при забросе. Это в основном карповые катушки с большой шпулей. Основные потребители таких катушек – фидеристы, те кто предпочитает фидерную ловлю, и карповики. Большинство катушек типа baitrunner снабжены именно такими шпулями.

Несмотря на внушающие уважение габариты, для ловли морских монстров она менее пригодна, т.к. «борьба на фрикционе» с изменяемым рычагом в конструкции не предусмотрена.

 

4. Обратный конус – abs шпуля

 

Диаметр abs (Anti Backlash System) шпули с обратным конусом у основания меньше, чем у рабочего бортика.

Эта конструкция уменьшает самопроизвольное сбрасывание петель лески, что очень важно при работе тонкими плетенками. 

Не обладает дальним забросом.

 

  

 

Придать прямую или обратную конусность обычным шпулям можно путем установки/удаления дополнительных шайб под шпулю. Так можно добиться наматывания лески неравномерно, с провалом у основания и горбом у бортика, или наоборот.

 

Катушка для тяжелого джига
Хэви джиг нацелен на трофейную добычу. Для тяжелого джига можно использовать безынерционные и мультипликаторные катушки.

---

Как приготовить мастырку: горох и манка – классика рыбалки

Одна из самых уловистых насадок для леща –  мастырка. Готовится она сложнее, чем обычное тесто, но результаты стоят потраченных усилий. Кроме леща, на эту оригинальную приманку клюет карась, карп, густера, плотва и другие карповые.

Читать далее

Голавль и язь – такие похожие, но такие разные

Голавля и язя принято называть белыми хищниками. Внешне эти рыбы очень схожи.  Чем отличается язь от голавля – внешнй вид, места обитания и предпочтения.

Читать далее

Ловля карася – большие секреты и маленькие хитрости

Огромнейший опыт «дипломатических отношений» с карасем накоплен по всей стране, – на многих местных озерах это основная рыба, которую любят, уважают, умеют ловить и удочкой, и донкой. Хитрости ловля карася.

Читать далее

Какова идеальная длина катушки HERMS? Теория и эксперименты

Введение

Когда мы начали продавать катушки HERMS 2 года назад, мы сделали нашу 40-сантиметровую катушку длиной 15 метров (50 футов). Катушка 30 см имела длину 11,5 м. Почему? Так поступали большинство домашних пивоваров.

Но недавно мы начали подозревать, что такая длинная катушка не оптимальна. Конечно, более длинная катушка даст вам более высокую температуру на выходе, но она также будет иметь большее трение, уменьшая ваш поток. Каждый дополнительный виток катушки вызовет небольшое повышение температуры, но с уменьшением отдачи для каждого дополнительного витка. Но каждая дополнительная петля также добавит дополнительное трение.
Количество тепла, передаваемого в заторный чан, зависит как от достигнутой разницы температур на входе и выходе, так и от скорости потока, поэтому существует длина, обеспечивающая максимальную теплопередачу. Мы поставили эксперимент, чтобы оценить, какой будет эта длина.

Ниже вы видите фотографию HLT, которую мы использовали для тестирования. Он имеет 40-сантиметровую катушку HERMS, изготовленную из трубки из нержавеющей стали (толщина стенки 0,5 мм и внутренний диаметр 11 мм). Элемент представляет собой элемент мощностью 3500 Вт. Elco обжигал его один раз всухую, из-за чего он почернел. Тем не менее, он все еще работает нормально. Справа внизу виден датчик температуры и сухая противопожарная защита, которая была установлена ​​после разрушения элемента.

TLDR

Согласно нашим экспериментам, 8-метровый змеевик обеспечивает максимальную теплопередачу. Это, конечно, зависит от многих факторов, таких как материал катушки, давление вашего насоса и другие потери в системе. Мы также нашли несколько других простых оптимизаций, которые вы можете применить к своей установке для заваривания, и разработали совершенно новую конструкцию катушки для установок с большими чайниками.

 

Установка для горячих напитков с гидромассажем, нагревательным элементом и змеевиком HERMS.

Теплопередача как функция расхода и разности температур

Количество тепла, которое передается каждую секунду (мощность в ваттах), можно рассчитать, умножив переданный объем, разницу температур между входом и выходом теплообменника и удельную теплоемкость воды. В форме формулы:

   

Таким образом, чтобы нагреть затор как можно быстрее, вы должны максимизировать это уравнение.

Экспериментальная установка

Чтобы найти идеальную длину, нам нужно было определить две вещи:

1.

Какой вклад вносит каждый виток катушки в повышение температуры?

Изготовление нескольких змеевиков разной длины стоит больших усилий и денег, поэтому мы придумали альтернативу: мы уменьшили количество воды в HLT, погрузив только часть змеевика. Мы предположили, что только погружные контуры вносят значительный вклад в выходную температуру.

Горячий ликёр Уровни воды в чанах для каждого последующего теста.

2. Сколько трения добавляет каждая петля?

Этот тест немного сложнее, поэтому мы использовали более теоретический подход. Мы измеряли скорость потока дважды, один раз в обход всего змеевика и один раз через змеевик. По разнице скоростей потока рассчитывали коэффициент трения всего змеевика. Мы использовали это значение для расчета трения более коротких катушек.

 

Эксперименты

Скорость потока

Мы измерили поток, просто наполнив ведро возвратной трубкой HLT, замерив время и взвесив количество воды. Результаты были:

• 5,8 литров в минуту со змеевиком
• 9,8 литров в минуту без змеевика.

Переключение между змеевиком и без него может быть выполнено простым переключением клапана. Поскольку система Elco полностью автоматизирована, в ней много трубок, а это означает, что трение будет намного больше. В более простых установках с меньшим количеством трубок вы получите более высокий поток. Мы исправим это позже.

Расчет расхода

В этом разделе много математики, можете его пропустить. Что мы сделали, так это измерили поток со змеевиком и без него, и по разнице рассчитали трение змеевика.

Для расчета (скорость потока в метрах в секунду) использовалась формула Бернулли.

Формула Бернулли: 

   

Без катушки эта формула упрощается до:

   

Это позволяет нам рассчитать K, наш безразмерный коэффициент потерь для всего, кроме катушки.

   

Давление нашего насоса известно от производителя (напор 4,5 м), а плотность воды при 60°C составляет 980  

 

змеевик можно определить по разнице скоростей потока. Давление насоса не меняется, поэтому можно решить следующую формулу.

   

   

Теперь, когда рассчитан коэффициент трения змеевика, его можно использовать для оценки скорости сусла для различных длин змеевика.

   

В результате мы получили коэффициент трения 0,0407, что дало следующие кривые расхода для K, равного 30.

Объемный расход и скорость для системы Elco для змеевиков различной длины он полностью автоматизирован. Вы можете увидеть схему всей системы здесь:

Пивоварня Elco с автоматическими клапанами, интерактивная демонстрация

Чтобы имитировать наш эксперимент в этой установке, выберите рециркуляцию затора шаг. Переключив вентиль v6 , мы смогли обойти катушку.

А вот несколько фотографий установки:

С датчиками температуры, встроенными в катушку, мы могли измерять температуру на входе и выходе катушки.

Этот кластер перекачивает воду из HLT или ввод воды в HLT (верхний клапан v1) или кластер маршрутизатора (нижний клапан v2)

Этот кластер получает воду из МТ (вверху слева v9) или BK (нижний левый v10) и прокачивает его на кластер маршрутизаторов через CFC (нижний правый v12) и в обход CFC (верхний правый v11) или сток (средний v13)

Этот кластер маршрутизаторов получает чистую воду слева или сусло справа. Соединения внизу: вход MT (v3), выход катушки (v5), вход катушки (v7) или вход BK (v8). Переключая v6 между v5 и v7, мы могли обойти катушку HERMS.

Это показывает вход воды справа, с клапаном для группы водяных насосов и CFC и выходом «в ферментер» слева.

Как видно из фотографий выше, в установке Elco много трубок и клапанов. Это приводит к сильному трению в системе и, следовательно, к высокому К-фактору. Мы думаем, что значение K, равное 15, будет более характерным для типичной настройки домашнего пивоварения.

Коэффициент потерь K, равный 15, приводит к следующим блок-схемам.

Объемный расход и скорость для более типичной системы с меньшим количеством трубок и клапанов

 

Эффективность змеевика в зависимости от длины

HLT. Мы измерили:

• 1,5 петли в погруженном состоянии
• 3,5 петли в погруженном состоянии
• 5,5 витка в погруженном состоянии
• 7,5 витка в погруженном состоянии
• 9,5 шлейфов в погруженном состоянии
• 11,5 контуров погружены в воду

Для каждого уровня воды в HLT мы рециркулировали воду из заторного чана через змеевик HERMS для перехода от 55°C к 65°C, стараясь поддерживать HLT на уровне 70 градусов. Мы измерили:

• Температура катушки
• Температура катушки на выходе
• Заторный чан при температуре
• Температура затора на выходе
• Температура HLT

Здесь вы можете увидеть форму измерений с 11,5 погруженными петлями:

Исходные данные, записанные контроллером заваривания BrewPi

Для каждого измерения мы запускали HLT при 70 градусах, а MT при 55. Затем мы закрыли клапан v6 для переключения с обхода змеевика на прокачку через змеевик.
После каждого прогона мы сливали немного воды из МТ, добавляли немного свежей холодной воды и следили за тем, чтобы она снова была на уровне 55 градусов с тем же объемом для следующего теста.

Мы измерили разницу температур на входе (HLT – змеевик на входе) и разницу температур на выходе (змеевик на выходе – змеевик на входе), поэтому для каждого момента времени мы можем рассчитать эффективность погружной секции:

   

Каждый эксперимент дайте нам набор баллов за эффективность для определенной длины катушки. Вы можете увидеть их в виде набора точек на диаграмме ниже. Мы использовали только те точки, для которых разница температур на входе составляла от 4 до 8 градусов, что является типичным вариантом использования.

 

Эффективность змеевика HERMS для змеевика различной длины

Мы построили кривую через эти точки по формуле где — постоянная времени, основанная на модели сосредоточенной теплоемкости. Наша подобранная кривая имеет постоянную времени 4,5, 0,79 и представляет собой время, проведенное в погруженной части змеевика, которое можно рассчитать по скорости потока.

Теперь мы можем использовать эту формулу для расчета температуры на выходе змеевика для различных длин, сначала рассчитав время, проведенное в змеевике (), и введя его в эту формулу.

Анализ теплопередачи на основе наших экспериментов

Теперь, когда мы определили, как длина змеевика влияет на расход и эффективность, мы можем использовать формулы, чтобы рассчитать, сколько тепла будет передано для каждой длины змеевика и разницы температур. Как вы можете видеть на диаграмме ниже, кривые соответствуют ожиданиям: увеличение длины змеевика увеличивает эффективность, но после определенного момента потеря скорости потока компенсирует более высокую выходную температуру.

Мощность, передаваемая затору при различной разнице температур между HLT и температурой затора

Мы обнаружили, что 8,2 метра (пунктирная линия) является наиболее эффективной длиной. Приведенный выше график рассчитан при K = 15. 

Из графика также видно, что если разница температур невелика, мощность, с которой вы нагреваете заторный чан, низка.

 

Рекомендации для вашей собственной установки HERMS

В ходе наших экспериментов мы также обнаружили несколько быстрых улучшений, которые вы можете использовать, чтобы ускорить процесс затирания.

Выход из катушки внизу

Мы провели наши эксперименты дважды: один раз сусло входило в змеевик сверху и выходило снизу, а один раз наоборот. Оказывается, поток сусла в змеевике HLT сверху вниз более эффективен, чем снизу вверх. Это связано с тем, что вода в HLT горячее ближе к элементу, даже если в HLT есть водоворот. Наши эксперименты показали увеличение эффективности на 12%, когда сусло перетекало сверху вниз.

Две кривые эффективности с изменением направления потока в змеевике HERMS

 

Поддерживайте высокую разницу температур

Поскольку тепло, передаваемое в секунду, равно , для быстрого достижения температуры затора вам нужно поддерживать высокую разницу температур. Тем не менее, вы не хотите превышать целевую температуру. Если у вас много воды в HLT, ваш HLT будет продолжать нагревать затор, если вы продолжите сцеживание, даже после того, как вы прекратите нагревать HLT. Все тепло, которое вы вкладываете в свой HLT, в конечном итоге распределяется между вашим HLT и MT. Небольшой пример:

Допустим, у вас есть 40 литров в HLT и 40 литров в заторном чане. Ваша целевая температура составляет 65 градусов, а температура вашего затора в настоящее время составляет 63 градуса. Как высоко вы можете установить свой HLT, чтобы не перескочить? Если предположить, что температурных потерь нет, ответ будет 67 градусов. Равновесная ситуация такова, что HLT проигрывает MT на 2 градуса, и оба достигают 65:

   

Теперь давайте еще раз взглянем на HLT всего на 10 литров, а в заторном чане все еще 40 литров. Теперь можно разогреть HLT до 73:

   

С HLT в 4 раза меньше, вы можете нагревать затор в 4 раза быстрее без перерегулирования. Если вы используете BrewPi для затирания, вы должны установить Kp для PID, который управляет заданным значением HLT, на автоматическое управление заданным значением HLT.

Итак, мы рекомендуем:

• Вы можете использовать большой чайник для HLT, но не наполняйте его полностью, пока не нагреете воду для промывки.
• Установите катушку HLT как можно ближе к дну
• Если возможно, используйте низкую и широкую катушку HERMS.

Встряхните или перемешайте HLT

Мы измерили температурную реакцию с рециркуляцией воды HLT и без нее. Это имеет большое значение в температурном обмене, как вы можете видеть на графике ниже. Без перемешивания HLT вода вокруг змеевика станет немного прохладнее, что снизит выходную температуру.

Вихревая ванна по сравнению с отсутствием в HLT

Наши новые катушки HERMS

Мы изменили катушки HERMS, которые мы продаем, на основе этих экспериментов.

Наша 30-сантиметровая катушка HERMS была закорочена с 12 до 8 витков. Теперь его длина составляет 7,5 м вместо 11,3 м.

Наша новая катушка HERMS 30 см

Мы собираемся снять с производства нашу катушку HERMS 40 см длиной 15 м. Более длинный змеевик не способствует теплопередаче. Но мы придумали альтернативу!
Для больших чайников мы сделали прототип совершенно нового дизайна, подходящего для больших чайников и мощных элементов.

Чтобы максимизировать теплопередачу, мы хотим:

• Увеличьте время нахождения сусла в змеевике для повышения эффективности
• Уменьшить трение катушки

Единственный способ сделать и то и другое одновременно — увеличить диаметр катушки. Мы решили сделать это, подключив 3 змеевика параллельно, оканчивающихся одним 1-дюймовым фитингом.

Эта конструкция будет иметь:

• Меньшую скорость и, следовательно, меньшее трение, поскольку скорость потока на змеевик ниже, а змеевик короче
• Большая площадь поверхности
• Очень малая высота, позволяющая иметь очень мало воды в HLT, чтобы иметь возможность работать при больших перепадах температур.

 

Катушки 30 см HERMS снова в наличии. Для нового 3-ходового параллельного сверхмощного змеевика с высокой пропускной способностью мы сделали всего несколько прототипов. Они будут доступны примерно через 4 недели.

Здесь вы можете найти наши новые катушки.

ЯМР поля Земли с катушками

Ядерно-магнитный резонанс поля Земли Система градиента/катушки поля

Градиентные катушки:

• Гомогенизация локального магнитного поля Земли

• Разрешение на измерение спин-спиновой релаксации (T2)

• Демонстрация одномерной ЯМР-визуализации (МРТ)

• Создание наблюдаемых (и слышимых) спиновых эхо-сигналов

 

Катушки Гельмгольца: 

• Разрешение на абсолютные измерения ядерных магнитных моментов

• Предоставление полей для экспериментов на ядрах P и H

• Количественно показать, что магнитные поля складываются в виде векторов

31               2

 

Введение

Система катушек градиента поля/поля Земли (EFGFC1-A) является ценным дополнением к аппарату ЯМР1-A (EFNMR) поля Земли. Хотя EFNMR1-A предлагает длинный список экспериментов, которые можно проводить в жидкостях, содержащих либо водород, либо фтор, эти катушки градиента/поля с их контроллером делают возможным еще больше экспериментов с большим количеством ядер. И, конечно же, Градиентные катушки можно использовать, чтобы сделать местное магнитное поле Земли в учебной лаборатории значительно более однородным по образцу. Это, в свою очередь, позволяет ядрам во всех частях образца прецессировать с одинаковой скоростью, вызывая распад свободной индукции (ССИ), ограниченный собственным синус-спиновым взаимодействием T2, а не неоднородностью магнитного поля. В результате места, в которых сигналы когда-то были слишком слабыми для использования, теперь становятся пригодными для экспериментов.

Система градиентной/полевой катушки была первоначально разработана профессором Дэвидом Ван Бааком из Колледжа Кальвина для использования с его TeachSpin EFNMR1-A. Как только мы увидели его в действии, мы поняли, что должны сделать его общедоступным. В сотрудничестве с доктором Ван Бааком мы создали надежный аппарат, который можно использовать на многих уровнях. Доктор Ван Баак написал подробное руководство как для инструктора, так и для студентов. Мы считаем, что ЯМР поля Земли с этой системой катушек, без сомнения, является лучшим инструментом для студентов, начинающих изучение магнитного резонанса. Ему нет равных!

 

Инструмент

Система катушек градиента/поля EFNMR имеет два типа катушек возбуждения: градиентную и катушку Гельмгольца. Система катушек смонтирована в немагнитной раме, что позволяет выровнять ось Z вдоль окружающего поля. Это достигается с помощью погружной иглы с постоянным магнитом, помещаемой внутрь катушек во время выравнивания. Величина и направление тока, проходящего через каждую из трех градиентных катушек, контролируется 10-оборотным потенциометром на передней панели контроллера. Эти токи можно контролировать по отдельности, измеряя напряжение на встроенном стандартном резисторе 0,1 Ом, включенном последовательно с катушкой, выбранной на передней панели.

Основная функция трех градиентных катушек – компенсировать три соответствующих градиента первого порядка в локальном магнитном поле: поле достаточно однородно по образцу. В таких условиях время затухания свободной индукции (FID) ограничено неоднородностью магнитного поля, а не внутренними спин-спиновыми взаимодействиями внутри образца. Сильные локальные градиенты поля могут привести к затуханию сигнала прецессии до незаметного уровня за время, сравнимое с 50-миллисекундным временем затухания сигнала после выключения поляризационного поля, что сделает невозможным наблюдение FID.

 

Использование градиентных катушек в лаборатории разработки TeachSpin значительно улучшило наши сигналы. Рассмотрим сигнал затухания свободной индукции, показанный вверху справа на рисунке 1. Этот сигнал от образца дистиллированной воды был получен в окружающем магнитном поле в одном из наших «лучших» мест в лаборатории разработки TeachSpin. Теперь изучите показанный ниже сигнал, снятый в том же месте с тем же образцом. Здесь токи в трех градиентных катушках были отрегулированы, чтобы максимизировать время затухания сигнала FID. Окружающее магнитное поле стало более однородным примерно в двадцать раз!

​

Контроль градиентов магнитного поля также позволяет создавать преднамеренные одномерные градиенты магнитного поля вдоль образца. Это, в свою очередь, отображает пространственное положение в образце на положение сигнала прецессии в частотном пространстве. Используя «Сегментированный держатель образца» TeachSpin и предоставляемый пользователем анализ преобразования Фурье, студенты могут проводить эксперименты по одномерной магнитно-резонансной томографии.

​

Катушки Гельмгольца, геометрия которых может быть точно смоделирована, могут создавать однородное магнитное поле до 270 микротесла, которое можно использовать для изменения величины окружающего магнитного поля Земли на образце. Этот увеличенный диапазон магнитных полей позволяет ввести в диапазон настройки (1,6–2,5 кГц) прибора больше ядер. Теперь студенты могут экспериментировать с ядрами, включая 31P и 2H.

Рис. 1: ПИД в поле окружающей Земли 

Рис. 2: ПИД, оптимизированный с помощью градиентных катушек

 

Эксперименты

В дополнение к тому, что измерения T1, выполненные с помощью оригинального EFNMR1-A, стали более доступными /Система Field Coil позволяет проводить множество совершенно новых типов экспериментов.

​

Эксперименты с градиентными катушками

Время спин-спиновой релаксации T2
Когда токи в градиентных катушках отрегулированы так, чтобы время затухания составляло порядка 2 секунд в дистиллированной воде, становится возможным изучить влияние на T2 легирования воды различными примесями. Студенты могут быть удивлены тем, что NaCl не оказывает никакого действия, в то время как CuSO4 даже в очень низких концентрациях резко сокращает T2. На рис. 3 показаны наши измерения T2 в зависимости от концентрации CuSO4. Эти измерения можно сравнить с измерениями времени спин-решеточной релаксации T1 при тех же концентрациях.

ЯМР-визуализация
Градиентные катушки также позволяют студентам изучать основы физики МРТ, магнитно-резонансной томографии. Одномерное изображение, созданное с помощью нашего специального сегментированного образца из семи частей, представляет собой простое, но прекрасное введение в основы этой важной медицинской диагностической методики.

Основой всей МРТ является использование преднамеренного индивидуального градиента магнитного поля по образцу. Это достигается путем создания «безградиентной» среды для образца и определения частоты прецессии. Затем вводится преднамеренный градиент вдоль цилиндрической оси сегментированного образца. Физическое значение этой магнитной конфигурации заключается в том, что координата x любого протона в пространстве положений была отображена в частотном пространстве сигнала FID, отклоненном от первоначально наблюдаемой частоты.

Преобразование Фурье этого сигнала, показанное на рисунке 4, сразу делает очевидными различные спектральные компоненты сигнала FID. Эти данные были получены только для трех из семи секций, заполненных водой. Обратите внимание на три вершины! Зная величину и направление x-градиента, можно реконструировать разделение трех заполненных водой ячеек. Еще больше информации об образце можно получить, легируя отдельные участки CuSO4 в различных концентрациях и измеряя интенсивность сигнала как функцию времени поляризации. На жаргоне МРТ это известно как изображение T1.

Спиновое эхо
Знаменитое явление спинового эха можно наблюдать с помощью этой системы с градиентной катушкой. Спиновое эхо наблюдается, когда образец находится в магнитном поле, в котором градиенты поля, а не спин-спиновые взаимодействия, ограничивают время затухания ССИ.

Чтобы наблюдать спин-эхо, используя только градиентные катушки, учащийся сначала оптимизирует градиентное поле для максимального времени затухания ПИД. Затем с помощью переключателя ступенчатого изменения применяется преднамеренный x-градиент. Этот градиент можно изменить вручную или с помощью управления пошаговой задержкой по истечении заданного времени. На рис. 5 показан результат с задержкой шага в 1 секунду. Затухание FID достигает нуля примерно через 200 мс, но, поскольку в спиновой системе все еще существует когерентность, мы можем восстановить сигнал как спиновое эхо через 2 с, обратив градиент. В этом устройстве TeachSpin термин «эхо» приобретает новое значение, поскольку учащиеся могут фактически слышать эхо-сигнал в режиме реального времени из динамика в EFNMR1-A.

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Эксперименты с катушками Гельмгольца

Абсолютное значение g
Отношение магнитного момента к угловому моменту ядра называется «гиромагнитным отношением» или g-значение. Он имеет уникальное значение для каждого ядерного вида. Одновременные измерения магнитного поля и частоты прецессии необходимы для определения g-величины любых ядер. Поскольку катушки Гельмгольца имеют известную геометрию и число витков, калиброванный амперметр позволяет абсолютно определить магнитное поле. Измеряя частоту прецессии FID, можно определить абсолютное значение g. Гиромагнитное отношение протона можно измерить с точностью более 1% в абсолютных единицах.

«Другие» ядра
Чтобы приспособиться к изменениям местных магнитных полей Земли, EFNMR1-A можно настроить в диапазоне от 1600 до 2600 Гц. Однако, используя катушки Гельмгольца и дополнительный регулируемый источник питания на 3 А, по крайней мере четыре общих ядерных момента могут прецессировать в пределах этого диапазона настройки. Студенты могут экспериментировать с тяжелой водой, фосфорной кислотой и другими интересными химическими веществами, некоторые из которых имеют важное биологическое применение. В дополнение к определению ядерных значений g для 2H, 19F и 31P студенты могут изучать спин-спин, а также спин-решеточную релаксацию в этих материалах. На рис. 6 показан сигнал БПФ (в логарифмическом масштабе) 31P в фосфорной кислоте, превышающий уровень шума более чем на 20 дБ.

Рис. 6

Добавление вектора
Измерение частоты прецессии как функции тока катушки Гельмгольца можно согласовать с квадратичной моделью векторного сложения полей Земли и полей Гельмгольца, чтобы количественно показать, что магнитные поля являются векторами ( Рисунок 7). Этот анализ также измеряет любой угол смещения между полями Земли и катушки Гельмгольца.

Рис. 7

 

Дополнительные ресурсы

• Информационный бюллетень – ЯМР-преобразование поля Земли 

• Информационный бюллетень

   – Введение буквы «Р» в поле Земли ЯМР

• Псевдоним на цифровом осциллографе

• Брошюра системы градиентной/полевой катушки

• Брошюра по ЯМР поля Земли 

 

Технические характеристики

Катушки Гельмгольца
30 витков на катушку, медный провод #20 AWG
Средний радиус катушки: 30,23 см
Общее последовательное сопротивление: 3,8 Вт
Максимальный непрерывный ток: 3 А объем

Градиентные катушки
Диапазон: ±5 мкТл/м
Постоянная калибровки: 250 мкТл/м на ампер

Контроллер
Максимальный градиентный ток: ±20 мА
Время задержки шага: 0–2,5 с
Максимальный ток шага: ± 10 мА

​

Рекомендуемые принадлежности:

Новые спин-флип-катушки (подробности см. в Информационном бюллетене 2)
Регулируемый источник питания 3 А, 36 В
Сегментированный держатель образца
Магнитный компас

[Решено] В первом эксперименте Фарадея и Генри, если со в катушке будет индуцироваться

Ток в катушке не будет индуцироваться

Величина индуцированного тока увеличится

Затрудняюсь сказать

Вариант 2: Ток в катушке не будет индуцироваться

Бесплатно

Электрические заряды и закон Кулона (основной)

73,3 тыс. пользователей

10 вопросов

10 баллов

10 минут

КОНЦЕПЦИЯ:

Эксперимент Фарадея и Генри:

• Эксперименты Фарадея и Генри объясняют явление электромагнитной индукции и ее свойства.

Эксперимент 1	​Эксперимент 2	Эксперимент 3
В этом эксперименте Фарадей подключил катушку к гальванометру G, как показано на рисунке. Когда северный полюс стержневого магнита прижимается к катушке, стрелка гальванометра отклоняется, указывая на наличие электрического тока в катушке. Отклонение продолжается до тех пор, пока стержневой магнит находится в движении. Гальванометр не показывает никакого отклонения, когда магнит удерживается неподвижно. Когда магнит оттягивается от катушки, гальванометр показывает отклонение в противоположном направлении, что указывает на изменение направления тока. Более того, когда южный полюс стержневого магнита перемещается к катушке или от нее, отклонения в гальванометре противоположны наблюдаемым с северным полюсом при аналогичных движениях. Кроме того, отклонение (и, следовательно, ток) оказывается больше, когда магнит подталкивается к катушке или оттягивается от нее быстрее. Вместо этого, когда стержневой магнит фиксируется, а катушка C1 перемещается к магниту или от него, наблюдаются те же эффекты. Он показывает, что именно относительное движение между магнитом и катушкой отвечает за генерацию (индукцию) электрического тока в катушке.	Во втором эксперименте Фарадей заменил стержневой магнит второй катушкой с током, которая была подключена к батарее. Здесь ток в катушке из-за подключенной батареи создавал постоянное магнитное поле, что делало систему аналогичной предыдущей. При перемещении второй катушки к первичной катушке стрелка гальванометра отклоняется, что указывает на наличие электрического тока в первой катушке. Подобно предыдущему случаю, здесь также направление отклонения указателя зависит от направления движения вторичной катушки к первичной катушке или от нее. Кроме того, величина отклонения зависит от скорости, с которой перемещается катушка. Опять же, это относительное движение между катушками, которое индуцирует электрический ток.	Этим экспериментом Фарадей показал, что относительное движение не является абсолютным требованием для индукции тока в первичной катушке. В этом эксперименте две катушки, C1 и C2, удерживались неподвижно. Катушка C1 подключена к гальванометру G, а вторая катушка C2 подключена к аккумулятору через отводной ключ K. Наблюдается, что гальванометр показывает мгновенное отклонение, когда нажата клавиша постукивания K. Стрелка гальванометра немедленно возвращается к нулю. Если кнопку держать нажатой постоянно, в гальванометре нет отклонения. При отпускании ключа снова наблюдается кратковременное отклонение, но уже в другую сторону. Также замечено, что отклонение резко увеличивается, когда в катушки вдоль их оси вставляется железный стержень.

ОБЪЯСНЕНИЕ:

• Согласно первому опыту Фарадея и Генри, мы можем сказать, что когда стержневой магнит перемещается к катушке или от нее, в катушке индуцируется ЭДС .
  • Если цепь, к которой подключена катушка, замкнута, то в катушке также индуцируется ток.
  • Относительное движение между магнитом и катушкой требуется для индукции тока в катушке .
• Итак, если катушка и магнит движутся с одинаковой скоростью в одном направлении, то между катушкой и магнитом не будет относительного движения .
• Поскольку нет относительного движения между катушкой и магнитом, поэтому в катушке не будет индуцироваться ток . Следовательно, вариант 2 правильный.

Скачать решение PDF

Поделиться в WhatsApp

Последние обновления АА ВМФ

Последнее обновление: 22 сентября 2022 г.

Выпущена допускная карточка Агнивера ССР ВМС Индии! Военно-морской флот Индии выпустил официальное уведомление об экзамене Agniveer SSR ВМС Индии в 2022 году. Всего для процесса найма в АА SSR ВМС Индии открыто 2800 вакансий. Процесс подачи заявок начался 1 июля, и кандидаты могут подавать заявки до 27 июля 2022 года. Процесс отбора включает в себя письменный тест, тест на физическую пригодность (PFT) и медицинский осмотр. С зарплатой рупий. 30 000, это прекрасная возможность для соискателей.

катушек, разработанных PPPL, прибывают в Германию для эксперимента по термоядерному синтезу

Джон Гринвальд

Инженеры Принстонской лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США (PPPL) разработали и доставили в Германию два критически важных компонента основного устройства для создания термоядерной энергии.

Компоненты «триммерной катушки», каждый размером с дверь сарая, являются первыми из пяти частей одного из крупнейших совместных проектов, которые PPPL провела с международным партнером.

Подстроечные катушки весом 2400 фунтов были изготовлены в PPPL для стелларатора Wendelstein 7-X, или W7-X, который строит Институт физики плазмы им. Макса Планка (IPP) в Грайфсвальде, Германия. Мощные катушки будут точно настраивать форму сверхгорячего заряженного газа, называемого плазмой, который W7-X будет использовать для изучения условий, необходимых для термоядерного синтеза, когда машина начнет работать в 2015 году. В обмен на катушки ученые PPPL смогут вести и проводить эксперименты над W7-X.
 
Стеллараторы — одно из двух основных устройств, которые ученые используют для развития термоядерного синтеза в качестве источника чистой и обильной энергии. Другое устройство — токамак. «Стеллараторы предлагают решения проблем, с которыми сталкиваются магнитные термоядерные реакторы, которые до сих пор не были решены никаким другим способом», — сказал Джордж «Хатч» Нейлсон, директор перспективных проектов в PPPL.

Поставка первой катушки для обрезки 26 июня завершила два года совместной работы между PPPL и IPP и последний месяц интенсивной работы. Инженеры PPPL Майкл Марденфельд и Стив Рафтопулос с коллегами из IPP отправились к производителю катушек Everson Tesla в Назарете, штат Пенсильвания, когда в эпоксидной смоле, покрывающей медную катушку, появились дефекты поверхности. «Ставки довольно высоки, — сказал Нилсон. «Всякий раз, когда вы строите первое из чего-либо, всегда возникают неожиданные сюрпризы, с которыми вам приходится работать. В этом случае недостатки оказались ничем и были легко устранены».

Пять катушек должны быть доставлены в IPP к январю. «Получить первую катушку было очень сложно», — сказал инженер PPPL Стивен Лэнгиш, который руководит проектом обрезки катушки и наблюдал за первой катушкой вместе с Марденфельдом, Рафтопулосом и инженером по обеспечению качества Фрэнком Малиновски. «У нас просто был очень агрессивный график».

Доставка первого рулона по морскому и сухопутному маршруту протяженностью 4300 миль в Грайфсвальд оказалась не менее сложной задачей. Работникам Everson Tesla пришлось упаковывать устройство стоя, так как оно было слишком широким, чтобы передвигаться по немецким дорогам без сопровождения полиции. «В ящике было достаточно дерева, чтобы построить две террасы на заднем дворе», — сказал Грег Наумович, президент Everson Tesla, которая производит катушки по контракту с PPPL на 800 000 долларов.

Высота ящика едва превышала 13-футовый потолок для немецких дорог, когда рулон прибыл в Антверпен, Бельгия, из Честера, штат Пенсильвания, и был загружен на бортовой грузовик. Планировщики тщательно проложили 800-километровый маршрут от Антверпена до Грайфсвальда на северо-востоке Германии, чтобы избежать низких дорожных просветов. Аналогично упакованный второй рулон прошел тем же маршрутом и прибыл 3 августа.

Безопасная доставка первого рулона положила конец периоду томительного ожидания в Грайфсвальде. «Я был рад, что катушка не была повреждена, а также горжусь результатом нашей совместной работы с PPPL», — сказал инженер Конрад Риссе, руководитель проекта подстроечной катушки в IPP. «Это сотрудничество было особенным, потому что подстроечные катушки — это первый крупный компонент, предоставленный другой научной лабораторией».

Техники будут собирать катушки W7-X вместе с другими ключевыми частями более чем 30 компаний по всей Европе. В сентябре планируется установка первого триммерного змеевика. Катушки позволят экспериментам со стелларатором проходить гладко, исправляя любые ошибки в магнитном поле, которое окружает и формирует плазму.

Вернувшись в PPPL, инженеры завершили проектирование пяти источников электропитания, которые будут питать триммерные катушки W7-X, когда стелларатор начнет работать. Компания Applied Power Systems из Хиксвилля, штат Нью-Йорк, получила контракт на производство материалов, которые должны быть доставлены в Грайфсвальд к августу 2013 г.

Своевременная доставка первого рулона триммера была ключевым этапом всего проекта. «Это важное достижение, которое ставит перед нами цель поставить все пять катушек в отличном состоянии», — сказал Нейлсон, директор по передовым проектам PPPL. «Вероятно, мы начнем с опережением графика и в рамках бюджета».

Принстонская лаборатория физики плазмы, финансируемая Министерством энергетики США и управляемая Принстонским университетом, продвигает связанные области термоядерной энергии и физики плазмы. Слияние — это процесс, который питает солнце и звезды. Внутри звезд материя превращается в энергию путем слияния или соединения ядер легких атомов с образованием более тяжелых элементов. В PPPL физики используют магнитное поле для удержания плазмы. Ученые надеются в конечном итоге использовать энергию синтеза для производства электроэнергии.

«Эксперименты с переменными токами очень высокой частоты и их применение в методах искусственного освещения» Николы Теслы

Доставлено Американскому институту инженеров-электриков, Колумбийский колледж, Нью-Йорк, 20 мая 1891 г.

---

Там нет предмета более увлекательного, более достойного изучения, чем природа. Понять этот великий механизм, открыть действующие силы и управляющие ими законы — вот высшая цель человеческого интеллекта.

Природа накопила во Вселенной бесконечную энергию. Вечным получателем и передатчиком этой бесконечной энергии является эфир. Признание существования эфира и функций, которые он выполняет, является одним из важнейших результатов современных научных исследований. Простой отказ от идеи действия на расстоянии, допущение о среде, пронизывающей все пространство и соединяющей всю грубую материю, освободили умы мыслителей от всегда присутствующих сомнений и, открыв новый горизонт, — новые и непредвиденные возможности. — вызвало новый интерес к явлениям, с которыми мы знакомы издревле. Это был большой шаг к пониманию сил природы и их многообразных проявлений в наших чувствах. Для просвещенного изучающего физику это было тем, чем для варвара является понимание механизма огнестрельного оружия или паровой машины. Явления, на которые раньше мы смотрели как на чудеса, не поддающиеся объяснению, теперь мы видим в ином свете. Искра индукционной катушки, свечение лампы накаливания, проявления механических сил токов и магнитов уже не за пределами нашего понимания; вместо непостижимого, как прежде, их наблюдение подсказывает теперь в наших умах простой механизм, и хотя относительно его точной природы все остается догадкой, все же мы знаем, что истину нельзя долго скрывать, и инстинктивно чувствуем, что понимание озаряет нас. Мы все еще восхищаемся этими прекрасными явлениями, этими странными силами, но мы больше не беспомощны; мы можем в определенной мере объяснить их, объяснить их, и мы надеемся, что наконец преуспеем в разгадке тайны, которая их окружает.

То, насколько мы можем понять окружающий мир, является конечной мыслью каждого исследователя природы. Огрубление наших чувств мешает нам познать скрытое строение материи, и астрономия, эта величайшая и положительнейшая из естественных наук, может научить нас лишь тому, что происходит как бы в непосредственной близости от нас; о более отдаленных уголках безграничной вселенной, с ее бесчисленными звездами и солнцами, мы ничего не знаем, но далеко за пределами восприятия наших чувств дух еще может вести нас, и поэтому мы можем надеяться, что даже эти неизвестные миры — бесконечно малые и великий — может в какой-то мере стал известен нам. И все же, даже если это знание и дойдет до нас, пытливый ум найдет преграду, может быть, навсегда непреодолимую, к истинному познанию того, что кажется существующим, одна лишь видимость которого составляет единственное и тонкое основание всей нашей философии.

Из всех форм неизмеримой, всепроникающей энергии природы, которая вечно меняется и движется; Подобно душе, оживляющей инертную вселенную, электричество и магнетизм, пожалуй, наиболее увлекательны. Действия тяготения, тепла и света мы наблюдаем ежедневно, и вскоре мы к ним привыкаем, и вскоре они теряют для нас характер чудесного и чудесного; но электричество и магнетизм с их своеобразной взаимосвязью, с их кажущимся двойственным характером, уникальными среди сил природы, с их явлениями притяжения, отталкивания и вращения, странными проявлениями таинственных агентов; стимулировать и возбуждать ум к размышлениям и исследованиям. Что такое электричество и что такое магнетизм? Эти вопросы задавались снова и снова. Самые способные умы непрестанно боролись с этой проблемой; тем не менее, вопрос еще не получил полного ответа. Но хотя мы и сегодня не можем сказать, что представляют собой эти сингулярные силы, мы продвинулись вперед в решении проблемы. Теперь мы уверены, что электрические и магнитные явления приписываются эфиру, и мы, возможно, вправе сказать, что эффекты статического электричества суть эффекты эфира под напряжением, а эффекты динамического электричества и электромагнетизма — эффекты эфира в движении. Но это по-прежнему оставляет вопрос о том, что такое электричество и магнетизм, без ответа.

Во-первых, мы, естественно, задаемся вопросом: что такое электричество и существует ли электричество? При интерпретации электрических явлений: мы можем говорить об электричестве или об электрическом состоянии, состоянии или эффекте. Если мы говорим об электрических эффектах, то должны различать два таких эффекта, противоположных по характеру и нейтрализующих друг друга, так как наблюдение показывает, что существуют два таких противоположных эффекта. Это неизбежно, ибо в среде со свойствами эфира мы никак не можем проявить напряжение или произвести смещение или движение любого рода, не вызывая в окружающей среде эквивалентного и противоположного эффекта. Но если мы говорим об электричестве, имея в виду вещь, мы должны, я думаю, отказаться от идеи двух электричества, так как существование двух таких вещей крайне маловероятно. Ибо как можем мы вообразить, что должны быть две вещи, равные по количеству, сходные по своим свойствам, но противоположные по характеру, обе цепляющиеся за материю, одновременно притягивающие и полностью нейтрализующие друг друга? Такое допущение, хотя и подсказанное многими явлениями, хотя и наиболее удобное для их объяснения, мало что оправдывает. Если есть такая вещь, как электричество, то такая вещь может быть только одна, и; избыток и недостаток этого тонкого, возможно; но более вероятно, что его состояние определяет положительный и отрицательный характер. Старая теория Франклина, хотя и несовершенная в некоторых отношениях; в конце концов, с определенной точки зрения, наиболее правдоподобная. Тем не менее, несмотря на это, теория двух электричества общепринята, так как она, по-видимому, более удовлетворительно объясняет электрические явления. Но теория, которая лучше объясняет факты, не обязательно верна. Изобретательные умы будут изобретать теории, соответствующие наблюдениям, и почти у каждого независимого мыслителя есть свои взгляды на этот предмет.

Это не с целью выдвижения мнения; но с желанием лучше познакомить вас с некоторыми результатами, которые я опишу, чтобы показать вам рассуждения, которым я следовал, отступления, которые я сделал, — что я осмеливаюсь выразить в нескольких словах взгляды и убеждения, которые привели меня к этим результатам.

Я придерживаюсь мнения, что есть вещь, которую мы привыкли называть электричеством. Вопрос в том, что это за штука? или Что из всех вещей, о существовании которых мы знаем, мы имеем наилучшие основания называть электричеством? Мы знаем, что он действует как несжимаемая жидкость; что в природе его должно быть постоянное количество; что его нельзя ни произвести, ни уничтожить; и, что более важно, электромагнитная теория света и все наблюдаемые факты учат нас, что электрические и эфирные явления тождественны. Поэтому сразу напрашивается мысль, что электричество можно было бы назвать эфиром. На самом деле, эта точка зрения в определенном смысле была выдвинута доктором Лоджем. Его интересную работу читали все, и многие убедились в его аргументах. Большие способности Исиды и интересный характер предмета не оставят читателя равнодушным; но когда впечатления меркнут, понимаешь, что приходится иметь дело только с остроумными объяснениями. Должен признаться, что я не могу поверить в два электричества, не говоря уже о двойном строении эфира. Загадочное поведение эфира как твердой волны света, противодействующей теплу, и как жидкости по отношению к движению тел через него, безусловно, наиболее естественным и удовлетворительным образом объясняется, если предположить, что он находится в движении, как это сделал сэр Уильям Томсон. предложенный; но, несмотря на это, нет ничего, что позволило бы нам с уверенностью заключить, что, хотя жидкость не способна передавать поперечные колебания в несколько сотен или тысяч в секунду, она может быть не способна передавать такие колебания, когда они достигают сотни миллионов миллионов в секунду. Также никто не может доказать, что существуют поперечные эфирные волны, излучаемые машиной переменного тока, дающие малое число колебаний в секунду; к таким медленным возмущениям эфир, если он находится в покое, может вести себя как истинная жидкость.

Возвращаясь к предмету и принимая во внимание, что существование двух электричеств, по меньшей мере, крайне маловероятно, мы должны помнить, что у нас нет доказательств существования электричества, и мы не можем надеяться получить его, если только не грубая материя. настоящее. Следовательно, электричество нельзя назвать эфиром в широком смысле этого слова; но, казалось бы, ничто не мешает назвать электричество эфиром, связанным с материей или связанным с другим; или, другими словами, что так называемый статический заряд молекулы представляет собой эфир, каким-то образом связанный с молекулой. Глядя на это в таком свете, мы вправе сказать, что электричество участвует во всех молекулярных действиях.

Что такое эфир, окружающий молекулы, чем он отличается от эфира вообще, можно только догадываться. Он не может различаться по плотности, поскольку эфир несжимаем; следовательно, он должен находиться под некоторым напряжением или находится в движении, и последнее наиболее вероятно. Чтобы понять ее функции, необходимо было бы иметь точное представление о физическом строении материи, о котором мы, конечно, можем составить только мысленную картину.

Но из всех воззрений на природу тот, который предполагает одну материю и одну силу и полное единообразие во всем, является наиболее научным и наиболее вероятным. Бесконечно малый мир, в котором молекулы и их атомы вращаются и движутся по орбитам почти так же, как небесные тела, увлекая за собой и, возможно, вращаясь вместе с ними эфир, или, другими словами; переносящие с собой статические заряды, кажется мне наиболее вероятным мнением, которое правдоподобным образом объясняет большинство наблюдаемых явлений. Вращение молекул и их эфира создает эфирные напряжения или электростатические напряжения; выравнивание эфирных напряжений вызывает эфирные движения или электрические токи, а орбитальные движения производят эффекты электро- и перманентного магнетизма

Около пятнадцати лет назад профессор Роуленд продемонстрировал очень интересный и важный факт. а именно, что переносимый статический заряд производит действие электрического тока. Если оставить в стороне точную природу механизма, вызывающего притяжение и отталкивание токов, и предполагая движение электростатически заряженных молекул, этот экспериментальный факт дает нам хорошее представление о магнетизме. Мы можем представить себе физически существующие силовые линии или трубки, образованные рядами направленно движущихся молекул; мы можем видеть, что эти линии должны быть замкнуты, что они должны иметь тенденцию укорачиваться и расширяться и т. д. Это также разумным образом объясняет самое загадочное явление из всех, постоянный магнетизм, и, вообще, имеет все красоты Теория Ампера, не обладающая ее существенным недостатком, а именно предположением о молекулярных токах. Не углубляясь в тему, я бы сказал, что рассматриваю все электростатические, токовые и магнитные явления как происходящие из-за электростатических молекулярных сил.

Предыдущие замечания я считаю необходимыми для полного понимания; предмета в том виде, в каком он представляется моему уму.

Из всех этих явлений наиболее важными для изучения являются явления, связанные с током, в связи с уже обширным и постоянно растущим использованием токов в промышленных целях. Прошло уже столетие с тех пор, как был создан первый практический источник тока, и с тех пор явления, сопровождающие течение тока, тщательно изучаются, и благодаря неустанным усилиям ученых открыты простые законы, управляющие ими. . Но оказывается, что эти законы справедливы только тогда, когда токи имеют постоянный характер. Когда силы течений быстро изменяются, наступают совсем другие явления, часто неожиданные, и действуют совсем другие законы, которые и теперь еще не установлены так полно, как хотелось бы, хотя и благодаря работам, главным образом, английских ученых, по этому предмету было получено достаточно знаний, чтобы мы могли лечить простые случаи, которые теперь встречаются в повседневной практике.

Явления, свойственные изменяющемуся характеру токов, значительно усиливаются при увеличении скорости изменения, поэтому изучение этих токов значительно облегчается применением правильно сконструированного аппарата. Именно с этой и другими целями я сконструировал машины переменного тока, способные давать более двух миллионов перемен тока в минуту, и именно благодаря этому обстоятельству я могу представить вашему вниманию некоторые результаты. до сих пор достигнуто; которые, я надеюсь, окажутся шагом вперед, поскольку они имеют прямое отношение к одной из самых важных проблем, а именно к созданию практичного и эффективного источника света.

Изучение таких быстропеременных токов очень интересно. Почти каждый эксперимент открывает что-то новое. Конечно, многие результаты можно предсказать, но гораздо больше невозможно предвидеть. Экспериментатор делает много интересных наблюдений. Например, мы берем кусок железа и подносим его к магниту. Начиная с низких чередований и поднимаясь все выше и выше, мы чувствуем, как импульсы сменяют друг друга все быстрее и быстрее, становятся все слабее и слабее и, наконец, исчезают. Затем мы наблюдаем непрерывную тягу; тяга, конечно, не постоянная; нам это только кажется; наше осязание несовершенно.

Затем мы можем создать дугу между электродами и наблюдать, по мере того как чередование увеличивается, нота, сопровождающая чередующиеся дуги, становится все пронзительнее и пронзительнее, постепенно ослабевает и, наконец, прекращается. Колебания воздуха, конечно, продолжаются, но они слишком слабы, чтобы их можно было заметить; наш слух подводит нас.

Мы наблюдаем небольшие физиологические эффекты, быстрый нагрев железных сердечников и проводников, любопытные индуктивные эффекты, интересные явления конденсатора и еще более интересные световые явления с индукционной катушкой высокого напряжения. Все эти опыты и наблюдения представляли бы для изучающего величайший интерес, но их описание увело бы меня слишком далеко от основного предмета. Отчасти по этой причине, а отчасти из-за их значительно большего значения я ограничусь описанием световых эффектов, производимых этими токами.

В экспериментах с этой целью используется индукционная катушка высокого напряжения или эквивалентное устройство для преобразования токов сравнительно низкого напряжения в токи высокого напряжения.

Если вы будете достаточно заинтересованы в результатах, я опишу, как приступить к экспериментальному изучению этого предмета; если вы будете убеждены в истинности доводов, которые я выдвину, вашей целью будет получение высоких частот и высоких потенциалов; другими словами, мощные электростатические эффекты. Тогда вы столкнетесь со многими трудностями, которые, если их полностью преодолеть, позволят нам добиться поистине замечательных результатов.

Сначала столкнется с трудностью получения необходимых частот с помощью механических устройств, а если они будут получены иным образом, то возникнут препятствия иного характера. Затем будет трудно обеспечить необходимую изоляцию без значительного увеличения размера аппарата, так как требуемые потенциалы высоки, а из-за быстроты чередования изоляция представляет особые трудности. Так, например, когда присутствует газ, разряд может срабатывать за счет молекулярной бомбардировки газа и последующего нагревания даже через дюйм лучшего твердого изоляционного материала, такого как стекло, твердая резина, фарфор, герметик. воск и др.; фактически через любое известное изолирующее вещество. Таким образом, главным требованием изоляции аппарата является исключение любого газообразного вещества.

В целом мой опыт показывает, что тела, которые обладают самой высокой удельной индуктивной способностью, такие как стекло, обеспечивают более низкую изоляцию по сравнению с другими, которые, хотя и являются хорошими изоляторами, имеют гораздо меньшую удельную индуктивную способность, такие как масла , например, диэлектрические потери, несомненно, больше в первом. Трудность изоляции, конечно, возникает только при чрезмерно высоких потенциалах, так как при потенциалах в несколько тысяч вольт не возникает особых трудностей при передаче тока от машины, дающей, скажем, 20 000 полуколебаний в секунду, к весьма расстояние. Это число чередований, однако, слишком мало для многих целей, хотя вполне достаточно для некоторых практических приложений. Эта трудность изоляции, к счастью, не является существенным недостатком; это сказывается главным образом на размерах аппарата, так как при использовании чрезмерно высоких потенциалов светоизлучающие приборы располагались бы недалеко от аппарата, а часто и совсем близко от него. Так как воздушная бомбардировка изолированного провода зависит от действия конденсатора, потери можно свести к минимуму, если использовать чрезмерно тонкие провода с сильной изоляцией.

Другая трудность будет связана с емкостью и самоиндукцией, которыми обязательно обладает катушка. Если катушка будет большой, то есть если она будет содержать провод большой длины, она вообще будет непригодна для слишком высоких частот; если он небольшой, он может быть хорошо адаптирован для таких частот, но потенциал может быть не таким высоким, как хотелось бы. Хороший изолятор, желательно обладающий малой удельной индуктивностью, давал бы двойное преимущество. Во-первых, это позволило бы нам сконструировать очень маленькую катушку, способную выдерживать огромные перепады потенциалов; и, во-вторых, такая маленькая катушка, по причине ее меньшей емкости и самоиндукции, была бы способна к более быстрой и сильной вибрации. Таким образом, проблема создания катушки или индукционного аппарата любого типа, обладающего необходимыми качествами, я считаю одной из немаловажных, и она занимала меня в течение значительного времени.

Исследователь, желающий повторить эксперименты, которые я опишу, с машиной переменного тока, способной подавать токи желаемой частоты, и индукционной катушкой, должен снять первичную катушку и установить вторичную в такой таким образом, чтобы можно было смотреть сквозь трубку, на которую намотана вторичная обмотка. Тогда он сможет наблюдать потоки, которые проходят от первичной обмотки к изолирующей трубке, и по их интенсивности он будет знать, насколько сильно он может натянуть катушку. Без этой предосторожности он обязательно повредит изоляцию. Однако такое расположение позволяет легко менять первичные обмотки, что желательно в этих экспериментах.

Выбор типа машины, наиболее подходящей для этой цели, должен быть оставлен на усмотрение экспериментатора. Здесь проиллюстрированы три различных типа машин, которые, помимо прочих, я использовал в своих экспериментах.

Рис. 1/97 представляет машину, использовавшуюся в моих экспериментах до этого института. Полевой магнит состоит из кольца из кованого железа с 384 полюсными выступами. Якорь состоит из стального диска, к которому крепится тонкий, тщательно приваренный обод из кованого железа. На обод намотаны несколько слоев тонкой, хорошо отожженной железной проволоки, которая при наматывании пропускается через шеллак. Проволока якоря намотана на латунные штифты, обмотанные шелковой нитью. Диаметр проволоки якоря в машинах этого типа не должен превышать 1/6 толщины выступов полюсов, иначе местное воздействие будет значительным.

На рис. 2 / 98 представлена ​​более крупная машина другого типа. Магнит возбуждения этой машины состоит из двух одинаковых частей, которые либо заключают в себе возбуждающую катушку, либо намотаны независимо друг от друга. Каждая часть имеет 480 полюсных выступов, причем выступы одного обращены к выступам другого. Якорь состоит из колеса из твердой бронзы, несущего проводники, которые вращаются между выступами магнита возбуждения. Чтобы намотать проводники якоря, я нашел наиболее удобным действовать следующим образом. Сооружаю кольцо из твердой бронзы нужного размера. Это кольцо и обод колеса снабжены соответствующим количеством штифтов и закреплены на пластине. Проводники якоря наматывают, штифты отрезают, а концы проводов скрепляют двумя кольцами, которые привинчиваются к бронзовому кольцу и ободу колеса соответственно. Затем все можно снять и сформировать прочную структуру. Проводники в таком типе машины должны состоять из листовой меди, толщина которой, конечно, зависит от толщины палевых выступов; или же следует использовать скрученные тонкие провода.

Рис. 3/99 представляет собой меньшую машину, во многом похожую на предыдущую, только здесь проводники якоря и возбуждающая катушка остаются неподвижными, а вращается только блок из кованого железа.

Было бы бесполезно удлинять это описание, если бы я подробнее остановился на деталях конструкции этих машин. Кроме того, они несколько более подробно описаны в «Электротехнике» от 18 марта 1891 года. Однако я считаю уместным обратить внимание исследователя на две вещи, важность которых, хотя и очевидна, тем не менее очевидна. склонен недооценивать; а именно, к местному действию в проводниках, которого следует тщательно избегать, и к зазору, который должен быть небольшим. Я могу добавить, что, поскольку желательно использовать очень высокие окружные скорости, якорь должен быть очень большого диаметра, чтобы избежать неприемлемых скоростей ленты. Из нескольких типов этих машин, которые были сконструированы мной, я обнаружил, что тип, изображенный на рис.7 доставлял мне меньше всего хлопот как в конструкции, так и в обслуживании, и в целом это была неплохая экспериментальная машина.

При работе индукционной катушки с очень быстро меняющимися токами среди первых замеченных световых явлений естественно те, что представлены разрядом высокого напряжения. По мере увеличения числа чередований в секунду или изменения тока через первичную обмотку — если это число велико — внешний вид разряда постепенно меняется. Было бы трудно описать происходящие незначительные изменения и условия, которые их вызывают, но можно отметить пять различных форм разряда.

Сначала можно наблюдать слабый чувствительный разряд в виде тонкой слабоокрашенной нити (рис. 4а/100а). Это всегда происходит, когда при большом числе колебаний в секунду ток через первичную обмотку очень мал. Несмотря на чрезвычайно малый ток, скорость изменения велика, и поэтому разность потенциалов на выводах вторичной обмотки значительна, так что дуга устанавливается на больших расстояниях; но количество приведенного в движение «электричества» ничтожно, едва хватает для поддержания тонкой, нитевидной дуги. Он чрезмерно чувствителен и может быть сделан таким образом, что простой акт дыхания рядом с катушкой будет воздействовать на него, и если он не будет полностью защищен от потоков воздуха, он будет постоянно извиваться. Тем не менее, он в таком виде чрезмерно стойкий, и при приближении выводов, скажем, на одну треть дистанции удара, продуть его можно лишь с трудом. Это исключительное постоянство, когда оно короткое, во многом связано с тем, что дуга слишком тонкая; представляя, таким образом, очень маленькую поверхность для взрыва. Его большая чувствительность, когда она очень длинная, вероятно, связана с движением частиц пыли, взвешенных в воздухе.

Когда ток через первичную обмотку увеличивается, разряд становится шире и сильнее, и влияние емкости катушки становится видимым, пока, наконец, при надлежащих условиях не появится белая пылающая дуга, рис. 4b / 100b, часто как толстый, как палец, и ударяет по всей катушке, это продукт. Он развивает значительное тепло и может быть дополнительно охарактеризован отсутствием высокой ноты, которая сопровождает менее сильные разряды. Принимать удар от катушки в этих условиях было бы нецелесообразно, хотя при других условиях потенциал был бы гораздо выше; удар от катушки можно получить безнаказанно. Для получения такого разряда число колебаний в секунду не должно быть слишком большим для используемой катушки; и, вообще говоря, должны соблюдаться определенные соотношения между емкостью, самоиндукцией и частотой.

Значение этих элементов в цепи переменного тока в настоящее время общеизвестно, и в обычных условиях применимы общие правила. Но в индукционной катушке преобладают исключительные условия. Во-первых, самоиндукция не имеет большого значения до образования дуги, когда она утверждает себя, но, возможно, никогда не так заметно, как в обычных цепях переменного тока, потому что емкость распределяется по всей катушке и по причине того, что катушка обычно разряжается через очень большое сопротивление; следовательно, токи исключительно малы. Во-вторых, емкость постоянно увеличивается по мере роста потенциала вследствие поглощения, которое имеет место в значительной степени. Благодаря этому не существует критической зависимости между этими величинами, и обычные правила, по-видимому, не применимы: поскольку потенциал увеличивается либо вследствие увеличения частоты, либо вследствие увеличения тока через первичную обмотку, количество запасенной энергии становится все больше и больше, а способность приобретает все большее значение. До определенного момента емкость является преимуществом, но после этого она становится огромным недостатком. Из этого следует, что каждая катушка дает наилучший результат при заданной частоте и первичном токе. Очень большая катушка при работе с токами очень высокой частоты может не давать искры 1/8 дюйма. Добавив емкость к клеммам, можно улучшить состояние, но на самом деле катушке нужна более низкая частота.

Когда возникает пламенный разряд, очевидно, условия таковы, что через цепь протекает наибольший ток. Эти условия могут быть достигнуты путем изменения частоты в широких пределах, но самая высокая частота, при которой еще может возникать пылающая дуга, определяет для данного первичного тока максимальное расстояние зажигания катушки. В пламенном разряде эффект эклата емкости не заметен; скорость, с которой энергия сохраняется, тогда просто равна скорости, с которой она может быть утилизирована через цепь. Такой разряд является самым тяжелым испытанием для катушки; разрыв, когда он происходит, имеет характер разрыва в перегруженной лейденской банке. Чтобы дать грубое приближение, я бы сказал, что с обычной катушкой, скажем, сопротивлением 10 000 Ом, самая мощная дуга будет производиться примерно с 12 000 полуколебаний в секунду.

Когда частота увеличивается сверх этого значения, потенциал, конечно, возрастает, но расстояние поражения может, тем не менее, уменьшаться, как это ни парадоксально. По мере роста потенциала катушка все больше и больше приобретает свойства статической машины, пока, наконец, не становится возможным наблюдать прекрасное явление струйного разряда, рис. 5/101, которое может возникать по всей длине катушки. На этом этапе потоки начинают свободно выходить из всех точек и проекций. Эти потоки также будут в изобилии проходить в пространстве между первичной и изолирующей трубкой. Когда потенциал чрезмерно высок, они всегда будут появляться; даже если частота будет низкой, и даже если первичная обмотка будет окружена воском, твердой резиной, стеклом или любым другим изолирующим веществом толщиной не менее дюйма. Это сильно ограничивает мощность катушки, но позже я покажу, как мне удалось в значительной степени преодолеть этот недостаток в обычной катушке.

Помимо потенциала, интенсивность потоков зависит от частоты; но если катушка очень большая, они проявляются, независимо от того, насколько низкие частоты используются. Например, в очень большой катушке сопротивлением 67 000 Ом, построенной мною некоторое время назад, они появляются с частотой 100 колебаний в секунду и меньше, причем изоляция вторичной обмотки составляет 3/4 дюйма из эбонита. Когда они очень интенсивны, они производят шум, похожий на шум, производимый зарядкой машины Хольца, но гораздо более мощный, и они испускают сильный запах озона. Чем ниже частота, тем более вероятно, что они внезапно повредят катушку. При чрезмерно высоких частотах они могут свободно проходить, не производя никакого другого эффекта, кроме медленного и равномерного нагрева изоляции.

Существование этих потоков показывает важность создания дорогостоящей катушки, позволяющей видеть сквозь трубку, окружающую первичную обмотку, и последняя должна быть легко заменяемой; или же пространство между первичной и вторичной обмотками должно быть полностью заполнено изоляционным материалом, чтобы исключить доступ воздуха. Несоблюдение этого простого правила при изготовлении промышленных катушек является причиной выхода из строя многих дорогостоящих катушек.

На стадии, когда возникает струйный разряд, или с несколько более высокими частотами, можно, подойдя совсем близко к клеммам и правильно отрегулировав эффект емкости, произвести настоящий спрей мелких серебристо-белых искр или сгусток чрезмерно тонкие серебристые нити (рис. 6/102) среди мощной кисти — каждая искра или нить, возможно, соответствует одному чередованию. ibis, произведенный в надлежащих условиях, является, вероятно, самым красивым разрядом, а когда на него направлен воздушный поток, он представляет собой необычный вид. Брызги искр при попадании через тело вызывают некоторые неудобства, тогда как при простом струйном разряде, скорее всего, вообще ничего не почувствуешь, если держать в руках крупные токопроводящие предметы, предохраняющие их от получения мелких ожогов.

Если частота увеличивается еще больше, то катушка отказывается давать искру, разве что на сравнительно небольших расстояниях, и может наблюдаться пятая типичная форма разряда (рис. 7/103). Тенденция к вытеканию и рассеянию тогда настолько велика, что, когда щетка возникает на одном конце, искры не возникает; даже если, как я неоднократно пробовал, рука или какой-либо проводящий предмет удерживается в потоке; а также. что просто сингулярно, светящийся поток совсем не легко отклоняется при приближении проводящего тела.

На этой стадии потоки как бы с наибольшей свободой проходят через значительные толщины изоляторов, и изучение их поведения представляет особый интерес. Для этого удобно подключить к выводам катушки два металлических шара, которые можно расположить на любом желаемом расстоянии, рис. 8/104. Шары предпочтительнее пластин, так как лучше наблюдается разряд. Вставляя диэлектрические тела между сферами, можно наблюдать красивую лоток явлений разряда. Если сферы находятся достаточно близко и между ними играет искра, то, вставив тонкую пластинку эбонита между сферами, промежуток: мгновенно прекращается и разряд распространяется; в ярко светящийся круг диаметром в несколько дюймов, при условии, что сферы достаточно велики. Прохождение ручьев нагревает, и; через некоторое время резина размягчается настолько, что таким образом можно склеить две пластины. Если сферы находятся так далеко друг от друга, что искры не возникает, даже если они находятся далеко за пределами досягаемости, то, вставив толстую пластину массы, разряд немедленно индуцируется, чтобы перейти от сфер к стеклу в виде светящихся потоков. Кажется, будто эти потоки проходят через диэлектрик. В действительности это не так, так как потоки возникают из-за молекул воздуха, которые сильно взбалтываются в пространстве между противоположно заряженными поверхностями сфер. Когда нет диэлектрика, кроме воздуха, бомбардировка продолжается, но она слишком слаба, чтобы ее можно было увидеть; при вставке диэлектрика индуктивный эффект значительно увеличивается, кроме того, выбрасываемые молекулы воздуха находят препятствие, и бомбардировка становится настолько интенсивной, что потоки становятся светящимися. Если бы с помощью каких-либо механических средств мы могли вызвать такое сильное движение молекул, мы могли бы вызвать то же самое явление. Струя воздуха, выходящая через маленькое отверстие под огромным давлением и ударяющаяся о изоляционное вещество, такое как стекло, может светиться в темноте, и таким образом может быть возможно произвести фосфоресценцию глянца или других изоляторов.

Чем больше удельная индуктивная способность промежуточного диэлектрика, тем сильнее производимый эффект. Благодаря этому потоки проявляют себя с чрезмерно высокими потенциалами даже при толщине стекла до полутора-двух дюймов. Но помимо нагревания вследствие бомбардировки, в диэлектрике несомненно происходит некоторое нагревание, которое, по-видимому, больше в стекле, чем в эбоните. Я приписываю это большей удельной индуктивной способности стекла; вследствие чего при одинаковой разности потенциалов в нем поглощается большее количество энергии, чем в каучуке. Это все равно, что подключить к батарее медный и латунный провода одинаковых размеров. Медная проволока, хотя и является более совершенным проводником, нагревается больше из-за того, что потребляет больший ток. Таким образом, то, что иначе считается достоинством стекла, здесь является недостатком. Стекло обычно поддается гораздо быстрее, чем эбонит; при его нагревании до известной степени разряд внезапно прорывается в одной точке, принимая затем обычную форму дуги.

Эффект нагрева, производимый молекулярной бомбардировкой диэлектрика, конечно, будет уменьшаться по мере увеличения давления воздуха, и при огромном давлении им можно будет пренебречь, если только частота не увеличится соответственно.

В этих экспериментах часто будет наблюдаться, что когда сферы находятся за пределами досягаемости, например, приближение стеклянной пластины может вызвать скачок искры между сферами. Это происходит, когда емкость сфер несколько ниже критического значения, которое дает наибольшую разность потенциалов на выводах катушки. При приближении к диэлектрику удельная индуктивная емкость пространства между сферами увеличивается, производя тот же эффект, как если бы емкость сфер увеличивалась. Потенциал на клеммах может тогда подняться настолько высоко, что воздушное пространство треснет. Эксперимент лучше проводить с плотным стеклом или слюдой.

Еще одно интересное наблюдение состоит в том, что пластина из изоляционного материала при прохождении через нее разряда сильно притягивается любой из сфер, то есть ближайшей, что, очевидно, связано с меньшим механическим воздействием бомбардировки на этой стороне, а возможно, и к большей электрификации.

Из поведения диэлектриков в этих экспериментах; мы можем заключить, что лучшим изолятором для этих быстропеременных токов будет тот, который обладает наименьшей удельной индуктивной емкостью и в то же время способен выдерживать самые большие перепады потенциалов; и, таким образом, указываются два диаметрально противоположных способа обеспечения требуемой изоляции, а именно: использовать либо идеальный вакуум, либо газ под большим давлением; но первое было бы предпочтительнее. К сожалению, ни один из этих двух способов не может быть легко реализован на практике.

Особенно интересно отметить поведение чрезмерно высокого вакуума в этих экспериментах. Если пробирку, снабженную внешними электродами и откачанную до максимально возможной степени, подключить к выводам катушки, рис. 9/105, то электроды пробирки мгновенно нагреются до высокой температуры, а стекло на каждом конце трубка интенсивно фосфоресцирует, но середина кажется сравнительно темной и какое-то время остается прохладной.

Когда частота настолько высока, что наблюдается разряд, показанный на рис. 7/103, несомненно, в катушке возникает значительное рассеяние. Тем не менее, змеевик может работать длительное время, так как нагрев происходит постепенно.

Несмотря на то, что разность потенциалов может быть огромной, мало что ощущается при прохождении разряда через тело, если руки вооружены. Это отчасти связано с более высокой частотой, но главным образом с тем, что извне доступно меньше энергии, когда разность потенциалов достигает огромной величины, вследствие того обстоятельства, что с ростом потенциала энергия, поглощаемая в катушки увеличивается пропорционально квадрату потенциала. До определенного момента доступная извне энергия увеличивается с ростом потенциала, затем она начинает быстро падать. Таким образом, с обычной индукционной катушкой высокого напряжения существует любопытный парадокс: в то время как при заданном токе через первичную обмотку удар может быть смертельным, при токе во много раз больше он может быть совершенно безвредным, даже если частота будет той же. При высоких частотах и ​​чрезмерно высоких потенциалах, когда клеммы не соединены с телами каких-либо размеров, практически вся подводимая к первичке энергия поглощается катушкой. Прорыва, местного повреждения нет, но весь материал, изолирующий и токопроводящий, равномерно прогревается.

Во избежание недоразумений в отношении физиологического действия переменных токов очень высокой частоты считаю необходимым констатировать, что, хотя и является неоспоримым фактом, что они несравненно менее опасны, чем токи низких частот; не следует думать, что они совершенно безвредны. То, что только что было сказано, относится только к токам от обычной индукционной катушки высокого напряжения, причем эти токи обязательно очень малы; если они получены непосредственно от машины или от вторичной обмотки с низким сопротивлением, они производят более или менее сильные эффекты и могут вызвать серьезные травмы, особенно при использовании в сочетании с конденсаторами.

Струйный разряд индукционной катушки высокого напряжения во многих отношениях отличается от разряда мощной статической машины. По цвету он не имеет ни фиолетового положительного, ни яркости отрицательного, статического разряда, а лежит где-то посередине, будучи, конечно, попеременно положительным и отрицательным. Но так как поток более мощный, когда точка или терминал наэлектризованы положительно, чем когда наэлектризованы отрицательно, отсюда следует, что острие кисти больше похоже на положительный, а корень больше на отрицательный, статический разряд. В темноте, когда кисть очень мощная, корень может казаться почти белым. Ветер, создаваемый вытекающими потоками, хотя и может быть очень сильным — часто даже до такой степени, что может ощущаться на значительном расстоянии от катушки, — тем не менее, учитывая количество разряда, меньше, чем создаваемый положительная кисть статической машины, и она гораздо менее сильно воздействует на пламя: Из характера явления можно заключить, что чем выше частота, тем меньше должен быть, конечно, ветер, создаваемый потоками, и при достаточно высокой частот вообще не было бы ветра при обычном атмосферном давлении. При частотах, получаемых с помощью машины, механический эффект достаточно велик, чтобы вращать со значительной скоростью большие вертушки, которые в темноте имеют прекрасный вид благодаря обилию потоков (рис. 10/106).

В общем, большинство экспериментов, обычно проводимых со статической машиной, можно проводить с индукционной катушкой, работающей на очень быстро меняющихся токах. Произведенные эффекты, однако, гораздо более поразительны; обладающий несравненно большей силой. Когда небольшой отрезок обычной хлопчатобумажной проволоки, рис. 11, присоединен к одному выводу катушки, потоки, исходящие из всех точек проволоки, могут быть настолько интенсивными, что производят значительный световой эффект. Когда потенциалы и частоты очень высоки, провод, изолированный гуттаперчей или резиной и присоединенный к одному из контактов, кажется покрытым светящейся пленкой. туда-сюда или вращается по кругу, производя своеобразный эффект (рис. 12). Некоторые из этих экспериментов были описаны мной в «Электрическом мире» от 21 февраля 189 г. 1.

Еще одной особенностью быстропеременного разряда индукционной катушки является его принципиально иное поведение по отношению к точкам и закругленным поверхностям.

Если толстый провод, снабженный шариком на одном конце и острием на другом, подсоединить к положительной клемме статической машины, практически весь заряд будет потерян через острие из-за значительно большего натяжение, зависящее от радиуса кривизны. Но если такой провод присоединить к одному из выводов индукционной катушки, то будет наблюдаться, что при очень высоких частотах из шара исходят струи почти так же обильно, как из острия (рис. 13).

Едва ли возможно, чтобы мы могли создать такое состояние в равной степени в статической машине по той простой причине, что натяжение увеличивается пропорционально квадрату плотности, которая, в свою очередь, пропорциональна радиусу кривизны; следовательно, при постоянном потенциале потребовался бы огромный заряд, чтобы заставить потоки исходить из полированного шара, когда он соединен с острием. Но с. индукционная катушка, разряды которой чередуются с большой скоростью, отличается: здесь мы имеем дело с двумя различными тенденциями. Во-первых, это тенденция к бегству, существующая в состоянии покоя и зависящая от радиуса кривизны; во-вторых, существует тенденция рассеиваться в окружающем воздухе за счет действия конденсатора, что зависит от поверхности. Когда одна из этих тенденций максимальна, другая минимальна. В точке световой поток возникает главным образом из-за того, что молекулы воздуха вступают в телесный контакт с точкой; они притягиваются и отталкиваются, заряжаются и разряжаются, при этом их атомные заряды возмущаются; вибрировать и излучать световые волны. На мяче, напротив, нет сомнения, что эффект в значительной степени производится индуктивно, молекулы воздуха не обязательно соприкасаются с мячом, хотя они, несомненно, соприкасаются. Чтобы убедиться в этом, нам нужно только возвысить действие конденсатора, например, окутав шар на некотором расстоянии проводником, лучшим, чем окружающая среда, причем проводник, конечно, изолирован; или же окружить его лучшим диэлектриком и приблизить к изолированному проводнику; в обоих случаях потоки будут прорываться более обильно. Кроме того, чем больше мяч с заданной частотой или чем выше частота, тем большее преимущество будет у мяча над точкой. Но, так как для того, чтобы сделать потоки видимыми, требуется известная интенсивность действия, то очевидно, что в описываемом опыте шар не следует брать слишком большим.

Вследствие этой двоякой тенденции можно производить с помощью точек эффекты, идентичные эффектам, производимым емкостью. Так, например, путем присоединения к одному из выводов катушки небольшого отрезка грязного провода, имеющего много точек и дающего большие возможности для выхода, потенциал катушки может быть повышен до того же значения, что и при присоединении к выводу полированного провода. шар с поверхностью, во много раз большей, чем у проволоки.

Интересный эксперимент, показывающий влияние точек, можно провести следующим образом. Подсоедините к одному из выводов катушки хлопчатобумажную проволоку длиной около двух футов и отрегулируйте условия так, чтобы потоки исходили из провод. В этом эксперименте первичная катушка предпочтительно должна быть размещена так, чтобы она входила во вторичную катушку только примерно наполовину. Теперь прикоснитесь к свободному выводу вторичной обмотки проводящим предметом, который держат в руке, или соедините его с изолированным телом какого-нибудь размера. Таким образом, потенциал на проводе может быть значительно увеличен. Следствием этого будет либо увеличение, либо уменьшение потоков: если они увеличиваются, провод слишком короткий; если они уменьшаются, это слишком долго. Регулируя длину провода, находят точку, где прикосновение к другому выводу вообще не влияет на потоки. В этом случае подъему потенциала как раз противодействует падение через катушку. Можно заметить, что небольшие длины проволоки создают значительную разницу в величине и яркости потоков. Первичная катушка расположена сбоку по двум причинам: во-первых, для увеличения потенциала на проводе и, во-вторых, для увеличения падения напряжения на катушке. Таким образом, повышается чувствительность.

Есть еще одна и гораздо более поразительная особенность кистевого разряда, создаваемого очень быстро переменными токами. Для этого лучше всего заменить обычные клеммы катушки двумя металлическими столбиками, изолированными эбонитом хорошей толщины. Также хорошо замазать воском все щели и щели, чтобы щетки не могли образовываться нигде, кроме вершин колонн. Если тщательно отрегулировать условия — что, конечно, должно быть предоставлено мастерству экспериментатора — так, чтобы потенциал возрос до огромной величины, можно получить две мощные кисти длиной в несколько дюймов, почти белые у корней, которые в дротик: поразительно напоминают два пламени газа, вырывающегося под давлением (рис. 14). Но они не только похожи, они являются настоящим пламенем, потому что они горячие. Конечно, они не такие горячие, как газовая горелка, но они были бы такими, если бы частота и потенциал были бы достаточно высокими. Производимое, скажем, с двадцатью тысячами колебаний в секунду, тепло легко ощущается, даже если потенциал не слишком высок. Выделенное тепло, конечно, происходит из-за удара молекул воздуха о клеммы и друг о друга. Так как при обычных давлениях длина свободного пробега чрезмерно мала, возможно, что, несмотря на огромную начальную скорость, сообщаемую каждой молекуле при соприкосновении с терминалом, ее продвижение — за счет столкновения с другими молекулами — замедляется до такой степени, что он не уходит далеко от терминала, а может ударить один и тот же много раз подряд. Чем выше частота, тем меньше молекула способна уйти, и это тем более, что для данного эффекта требуется меньший потенциал; и возможна частота — возможно, даже достижимая, — при которой практически одни и те же молекулы ударяют по терминалу. В таких условиях обмен молекул был бы очень медленным, а тепло, выделяемое на конце и очень близко к нему, было бы чрезмерным. Но если бы частота продолжала постоянно увеличиваться, выделяемое тепло по очевидным причинам начало бы уменьшаться. В положительной щетке статической машины обмен молекулами происходит очень быстро, поток всегда имеет одно направление и меньше столкновений; следовательно, эффект нагрева должен быть очень мал. Все, что ухудшает легкость обмена, ведет к увеличению местного производства тепла. Таким образом, если колбу держать над выводом катушки так, чтобы окружить щетку, воздух, содержащийся в колбе, очень быстро нагревается до высокой температуры. Если над щеткой держать стеклянную трубку так, чтобы сквозняк поднимал щетку вверх, обжигающий горячий воздух выходит из верхней части трубки. Все, что находится внутри кисти, конечно же, быстро нагревается, и напрашивается возможность использования таких нагревательных эффектов для тех или иных целей.

Созерцая это своеобразное явление горячей щетки, мы не можем не убеждаться, что аналогичный процесс должен происходить и в обычном пламени, и кажется странным, что после стольких столетий знакомства с пламенем, теперь, в эту эпоху электрического освещения и отопления; в конце концов мы вынуждены признать, что с незапамятных времен мы, в конце концов, всегда имели в своем распоряжении «электрический свет и тепло». Небезынтересно также подумать, что у нас есть возможный способ получения — не химическими средствами — настоящего пламени; который давал бы свет и тепло без расхода какого-либо материала, без какого-либо химического процесса, и для этого нам нужно только усовершенствовать методы получения огромных частот и потенциалов. Я не сомневаюсь, что если бы потенциал можно было заставить чередоваться с достаточной скоростью и силой, щетка, образованная на конце провода, потеряла бы свои электрические характеристики и стала бы похожей на пламя. Пламя должно возникать из-за электростатического молекулярного действия.

Это явление теперь объясняет таким образом, что вряд ли можно сомневаться в частых несчастных случаях, происходящих во время штормов. Хорошо известно, что предметы часто загораются без удара молнии. Сейчас мы увидим, как это может произойти. Например, на гвозде в крыше или на каком-либо выступе, более или менее проводящем или сделанном таким от сырости, может появиться мощная щетка. Если молния ударит где-то поблизости, огромный потенциал может измениться или колебаться, возможно, много миллионов раз в секунду. Молекулы воздуха сильно притягиваются и отталкиваются, и их удары производят такой сильный нагревательный эффект, что начинается пожар. Вполне возможно, что корабль в море может таким образом загореться сразу во многих точках. Если учесть, что даже при сравнительно низких частотах, получаемых от динамо-машины, и при потенциалах не более одной или двухсот тысяч вольт тепловые эффекты значительны, то можно себе представить, насколько мощнее они должны быть при частотах и потенциалы во много раз больше: и приведенное выше объяснение кажется, по меньшей мере, весьма вероятным. Подобные объяснения могли быть предложены, но я не знаю, что до сих пор; нагревательные эффекты щетки, вызванной быстропеременным потенциалом, были экспериментально продемонстрированы, по крайней мере, не в такой значительной степени.

Полностью препятствуя обмену молекулами воздуха, локальный эффект нагрева может быть настолько сильным, что тело раскалится. Так, например, если маленькую кнопку или, что предпочтительнее, очень тонкую проволоку или нить накала заключить в неоткачанный колпак и соединить с выводом катушки, он может раскалить. Явление становится еще более интересным благодаря быстрому вращению по кругу верхушки нити, что дает вид светящейся воронки, рис. 15, которая расширяется при увеличении потенциала. При малом потенциале конец нити может совершать неравномерные движения, внезапно переходя от одного к другому, или может описывать эллипс; но когда потенциал очень высок, он всегда вращается по кругу; и то же самое обычно делает тонкий прямой провод, свободно прикрепленный к клемме катушки. Эти движения происходят, конечно, из-за ударов молекул и неравномерности. в распределении потенциала из-за шероховатости и асимметрии провода или нити. С идеально симметричной и полированной проволокой таких движений, вероятно, не произошло бы. Что это движение вряд ли может быть вызвано другими причинами, видно из того факта, что оно не имеет определенного направления и что в очень сильно истощенном земном шаре оно вообще прекращается. Возможность довести тело до накала в откачанном шаре или даже вообще не заключенном в него, по-видимому, открывает возможный способ получения световых эффектов, которые при совершенствовании методов получения быстропеременных потенциалов можно было бы сделать доступными для полезных целей. целей,

При использовании коммерческой катушки; создание очень мощных щеточных эффектов сопряжено со значительными трудностями, так как при использовании этих высоких частот и огромных потенциалов лучшая изоляция может выйти из строя. Обычно катушка изолирована достаточно хорошо, чтобы выдерживать напряжение от витка к витку, поскольку два парафинированных провода с двойным шелковым покрытием выдерживают давление в несколько тысяч вольт; трудность состоит главным образом в том, чтобы не допустить прорыва от вторичного к первичному, что очень облегчается потоками, вытекающими из последнего. В катушке, конечно, наибольшее напряжение от секции к секции, но обычно в более крупной катушке так много секций, что опасность внезапного разрыва не очень велика. В этом направлении, как правило, не возникает никаких трудностей, и, кроме того, вероятность повреждения катушки внутри очень сильно снижается благодаря тому факту, что эффект, скорее всего, будет просто постепенным нагревом, который, будучи достаточно далеко, не мог бы не удается наблюдать. В этом случае принципиальной необходимостью является предотвращение потоков между первичной обмоткой и трубкой не только из-за нагревания и возможного повреждения, но также и потому, что потоки могут значительно уменьшить разность потенциалов на клеммах. Несколько советов о том, как это можно сделать, вероятно, будут полезны в большинстве этих экспериментов с обычной индукционной катушкой.

Один из способов состоит в том, чтобы намотать короткую первичную обмотку, рис. 16а, так, чтобы разность потенциалов на этой длине не была достаточно большой, чтобы вызвать прорыв струй через изолирующую трубку. Длину первички следует определить опытным путем. Оба конца катушки должны быть выведены с одного конца через заглушку из изоляционного материала, вставленную в трубку, как показано на рисунке. При таком расположении один вывод вторичной обмотки присоединяется к телу, поверхность которого определяется с величайшей тщательностью, чтобы вызвать наибольшее повышение потенциала. На другом терминале появляется мощная кисть, с которой можно экспериментировать.

Приведенный выше план требует использования первичной обмотки сравнительно небольшого размера, и он способен нагреваться, когда желательны мощные эффекты в течение определенного периода времени. В таком случае лучше использовать змеевик большего размера, рис. 16б, и вводить его с одной стороны трубы, пока не начнут появляться струи. В этом случае ближайшая клемма вторичной обмотки может быть подключена к первичной или к земле, что практически одно и то же, если первичная обмотка подключена непосредственно к машине. В случае заземления целесообразно экспериментально определить частоту, которая лучше всего подходит для условий испытания. Еще один способ более или менее избежать потоков — сделать первичную часть секционной и подавать ее из отдельных, хорошо изолированных источников.

Во многих из этих экспериментов, когда требуются мощные эффекты на короткое время, целесообразно использовать железные сердечники с первичными элементами. В таком случае можно намотать очень большую первичную обмотку и поместить ее рядом с вторичной, а ближайший вывод последней соединить с первичной обмоткой, а сердечник из ламинированного железа ввести через первичную обмотку во вторичную до упора. потоки позволят. В этих условиях чересчур мощная кисть длиной в несколько дюймов, которую вполне уместно назвать «св. Горячий огонь Эльмо», может появиться на другом выводе вторичной обмотки, производя поразительные эффекты. Это мощнейший озонатор, настолько мощный, что достаточно нескольких минут, чтобы наполнить всю комнату запахом озона, и он, несомненно, обладает свойствами возбуждающего химического сродства.

Для производства озона в высшей степени подходят переменные токи очень высокой частоты не только из-за преимуществ, которые они предлагают в способе преобразования, но также из-за того факта, что озонирующее действие разряда зависит от частоты, так и от потенциала, что несомненно подтверждается наблюдениями.

Если в этих экспериментах используется железный сердечник, за ним следует внимательно следить, так как он может чрезмерно нагреться за невероятно короткое время. Чтобы дать представление о быстроте нагрева, я утверждаю, что при пропускании мощного тока через катушку с большим количеством витков достаточно ввести в нее тонкую железную проволоку не более чем на одну секунду, чтобы нагреть катушку. провод к чему-то вроде 100oC.

Но этот быстрый нагрев не должен препятствовать использованию железных сердечников в связи с быстропеременными токами. Я долгое время был убежден, что при промышленном распределении с помощью трансформаторов может быть осуществим такой план, как следующий. Мы можем использовать сравнительно небольшой железный сердечник, разделенный на части или даже не разделенный на части. Мы можем окружить этот сердечник значительной толщиной огнеупорного и плохо проводящего тепло материала, а поверх него разместить первичную и вторичную обмотки. Используя либо более высокие частоты, либо большие силы намагничивания, мы можем за счет гистерезиса и вихревых токов нагреть железный сердечник до такой степени, чтобы довести его почти до максимальной проницаемости, которая, как показал Хопкинсон, может быть в шестнадцать раз больше, чем проницаемость. при обычных температурах. Если бы железный сердечник был полностью закрыт, он не испортился бы от тепла, а если оболочка из огнеупорного материала была бы достаточно толстой, несмотря на высокую температуру, могло бы излучаться лишь ограниченное количество энергии. По этому плану мною были сконструированы трансформаторы, но за неимением времени тщательные испытания еще не проводились.

Другой способ приспособить железный сердечник к быстрым изменениям или, вообще говоря, уменьшить потери на трение, состоит в том, чтобы создать путем непрерывного намагничивания поток порядка семи тысяч или восьми тысяч линий на квадратный сантиметр через сердечник, а затем работать со слабыми намагничивающими силами и предпочтительно высокими частотами вокруг точки наибольшей проницаемости. Таким образом можно получить более высокую эффективность преобразования и большую производительность. Я также использовал этот принцип в связи с машинами, в которых нет смены полярности. В этих типах машин, пока есть только несколько выступающих полюсов, нет большого выигрыша; так как максимумы и минимумы намагниченности далеки от точки максимальной магнитной проницаемости; но когда число выступов полюсов очень велико, требуемая скорость изменения может быть достигнута без изменения намагниченности настолько, чтобы сильно отклоняться от точки максимальной проницаемости, и выигрыш будет значителен.

Вышеописанные устройства относятся только к использованию промышленных катушек в их обычной конструкции. Если желательно сконструировать катушку специально для проведения с ней таких опытов, как я описал, или вообще сделать ее способной выдерживать максимально возможную разность потенциалов, то конструкция, показанная на рис. 17/113 будет найдено преимущество. Катушка в этом случае состоит из двух независимых частей, намотанных встречно друг к другу, причем соединение между ними осуществляется вблизи первичной обмотки. Потенциал в середине равен нулю, поэтому нет большой тенденции к скачку на первичную обмотку, и не требуется большой изоляции. Однако в некоторых случаях средняя точка может быть соединена с первичной обмоткой или с землей. В такой катушке места наибольшей разности потенциалов находятся далеко друг от друга, и катушка способна выдержать огромную нагрузку. Две части могут быть подвижными, чтобы обеспечить небольшую регулировку эффекта емкости.

Что касается способа изоляции катушки, будет удобно поступить следующим образом: Во-первых, проволоку следует кипятить в парафине до тех пор, пока не выйдет весь воздух; затем катушку наматывают, пропуская проволоку через расплавленный парафин только для того, чтобы зафиксировать проволоку. Затем катушку снимают с катушки, погружают в цилиндрический сосуд, наполненный чистым расплавленным воском, и долго кипятят, пока не перестанут появляться пузырьки. Затем все это оставляют для полного остывания, затем массу вынимают из сосуда и обтачивают на токарном станке. Катушка, изготовленная таким образом и с осторожностью, способна выдерживать огромные перепады потенциалов.

Может оказаться удобным погрузить катушку в парафиновое масло или другое масло; это наиболее эффективный способ изоляции, главным образом благодаря полному исключению воздуха, но можно обнаружить, что в конце концов сосуд, наполненный маслом, не очень удобен для работы в лаборатории.

Если обычную катушку можно демонтировать, первичную обмотку можно вынуть из трубки, а последнюю заглушить с одного конца, заполнить маслом и снова вставить первичную обмотку. Это обеспечивает превосходную изоляцию и предотвращает образование потоков.

Из всех экспериментов, которые могут быть выполнены с быстропеременными токами, наиболее интересными являются те, которые касаются производства практического источника света. Нельзя отрицать, что нынешние методы, хотя и были блестящими достижениями, очень расточительны. Должны быть изобретены какие-то лучшие методы, какие-то более совершенные аппараты. Современные исследования открыли новые возможности для производства эффективного источника света, и всеобщее внимание было обращено в направлении, указанном способными пионерами. Многие были увлечены энтузиазмом и страстью к открытиям, но в своем рвении достичь результатов некоторые были введены в заблуждение. Начав с идеи создания электромагнитных волн, они, может быть, слишком много внимания уделили изучению электромагнитных явлений и пренебрегли изучением электростатических явлений. Естественно, что почти каждый исследователь пользовался аппаратом, подобным тому, который применялся в более ранних опытах. Но в этих формах устройств электромагнитные индукционные эффекты огромны, а электростатические эффекты чрезвычайно малы.

В опытах Герца, например, индукционная катушка высокого напряжения замыкается накоротко дугой, сопротивление которой очень мало, чем меньше, тем большая емкость присоединена к клеммам; и разница потенциалов на них чрезвычайно уменьшена. С другой стороны, когда разряд не проходит между клеммами, статические эффекты могут быть значительными, но только качественно, а не количественно, поскольку их подъем и спад очень внезапны. и так как частота их мала. Следовательно, ни в том, ни в другом случае не ощущаются сильные электростатические эффекты. Аналогичные условия существуют, когда, как в некоторых интересных опытах доктора Лоджа, лейденские банки разряжаются с разрывом. Считалось — и, кажется, утверждалось, — что в таких случаях большая часть энергии излучается в космос. В свете экспериментов, которые я описал выше, теперь так думать не будут. Я чувствую себя уверенно, утверждая, что в таких случаях большая часть энергии частично поглощается и превращается в тепло. в дуге разряда и в проводящем и изолирующем материале банки, некоторая энергия, конечно, выделяется за счет электризации воздуха; но количество непосредственно излучаемой энергии очень мало.

Когда индукционная катушка высокого напряжения, приводимая в действие токами, переменными всего 20 000 раз в секунду, имеет замкнутые выводы даже через очень маленькую банку, практически вся энергия проходит через диэлектрик банки, который нагревается, и электростатические эффекты проявляются внешне лишь в очень слабой степени. Теперь внешнюю цепь лейденской банки, то есть дугу и соединения покрытий, можно рассматривать как цепь, генерирующую переменные токи чрезмерно высокой частоты и достаточно высокого потенциала, которая замыкается через покрытия и диэлектрик между ними. их, и из вышеизложенного видно, что внешние электростатические эффекты должны быть очень малы, даже если используется схема отдачи. Эти условия создают впечатление, что при обычном наличии прибора наблюдение мощных электростатических эффектов было невозможно, и тот опыт, который был получен в этом направлении, является результатом только больших способностей исследователей.

Но мощные электростатические эффекты являются непременным условием производства света в направлениях, указанных теорией. Электромагнитные эффекты прежде всего недоступны по той причине, что для получения требуемых эффектов нам пришлось бы пропускать импульсы тока через проводник; который задолго до того, как будет достигнута необходимая частота импульсов, перестанет их передавать. С другой стороны, электромагнитные волны, во много раз более длинные, чем световые, и создаваемые внезапным разрядом конденсатора, по-видимому, нельзя было бы использовать, если бы мы не воспользовались их воздействием на проводники, как в настоящих методах. которые расточительны. Мы не могли бы с помощью таких волн воздействовать на статические заряды молекул или атомов газа, заставлять их колебаться и излучать свет. Длинные поперечные волны, по-видимому, не могут производить таких эффектов, так как чрезмерно малые электромагнитные возмущения могут легко проходить через много миль воздуха. Такие темные волны, если только они не имеют длины истинных световых волн, по-видимому, не могут возбудить световое излучение в трубке Гейслера; а световые эффекты, вызываемые индукцией в трубке без электродов, я склонен рассматривать как имеющие электростатическую природу.

Для создания таких световых эффектов необходимы прямые электростатические толчки; они, какой бы ни была их частота, могут возмущать молекулярные заряды и производить свет. Так как импульсы тока нужной частоты не могут пройти через проводник измеримых размеров, приходится работать с газом, и тогда насущной необходимостью становится получение мощных электростатических эффектов.

Однако мне пришло в голову, что электростатические эффекты во многих отношениях используются для производства света. Например, мы можем поместить тело из какого-нибудь огнеупорного материала в закрытую камеру; и, желательно, более или менее исчерпанный шар, соедините его с источником высокого, быстро меняющегося потенциала, заставляющего молекулы газа ударяться в него много раз в секунду с огромной скоростью, и таким образом триллионами невидимых молотков колоть до тех пор, пока оно не раскалится: или мы можем поместить тело в очень сильно истощенный шар, в неударяющий вакуум, и, используя очень высокие частоты и потенциалы, передать достаточное количество энергии от него другим телам поблизости, или вообще к окружающей среде, чтобы поддерживать ее при любой степени накала; или мы можем посредством таких быстро чередующихся высоких потенциалов возмущать эфир, переносимый молекулами газа, или их статические заряды, заставляя их вибрировать и излучать свет.

Но так как электростатические эффекты зависят от потенциала и частоты, для получения наиболее мощного действия желательно усилить и то, и другое, насколько это практически возможно. Возможно, удастся получить вполне удовлетворительные результаты, сохраняя любой из этих факторов небольшим, при условии, что другой достаточно велик; но мы ограничены в обоих направлениях. Мой опыт показывает, что мы не можем опускаться ниже определенной частоты, потому что, во-первых, потенциал становится настолько большим, что становится опасным; и, во-вторых, производство света менее эффективно.

Я обнаружил, что при использовании обычных низких частот физиологический эффект тока, необходимый для поддержания определенной степени яркости трубки длиной четыре фута, снабженной на концах наружным и внутренним конденсаторным покрытием, настолько силен, что Я думаю, что это могло бы причинить серьезную травму тем, кто не привык к таким ударам, тогда как при двадцати тысячах колебаний в секунду трубка может поддерживать ту же степень яркости без какого-либо эффекта. Это связано главным образом с тем, что для получения того же светового эффекта требуется гораздо меньший потенциал, а также с более высокой эффективностью производства света. Очевидно, что КПД в таких случаях тем больше, чем выше частота, ибо чем быстрее будет происходить процесс зарядки и разрядки молекул, тем меньше энергии будет теряться в виде темнового излучения. Но, к сожалению, мы не можем выйти за пределы определенной частоты из-за сложности создания и передачи эффектов.

Выше я сказал, что тело, заключенное в неоткаченную колбу, может быть сильно нагрето, если просто соединить его с источником быстропеременного потенциала. Нагрев в таком случае, по всей вероятности, происходит главным образом за счет бомбардировки молекул газа, содержащегося в колбе. Когда лампа разряжена, нагрев тела происходит гораздо быстрее, и нет никаких трудностей в том, чтобы довести провод или нить накала до любой степени накала, просто подключив ее к одному из выводов катушки соответствующих размеров. Так, если известный аппарат проф. Крукса, состоящий из изогнутой платиновой проволоки с установленными над ней лопастями (рис. 18/114), присоединить к одному выводу катушки — либо к одному, либо к обоим концам платиновой проволоки при подключении — проволока почти мгновенно раскаляется, а слюдяные лопасти вращаются, как будто используется ток от батареи: тонкая углеродная нить или, что предпочтительнее, пуговица из какого-нибудь тугоплавкого материала (рис. 19)./ 115), даже если это сравнительно плохой проводник, заключенный в откачиваемую колбу, может сильно раскалить; таким образом получается простая лампа, способная дать любую желаемую мощность свечи.

Успех ламп такого типа во многом зависит от выбора светоизлучающих тел, содержащихся в колбе. Поскольку в описанных условиях можно использовать тугоплавкие тела, которые являются очень плохими проводниками и способны выдерживать в течение длительного времени чрезмерно высокие градусы температуры, такие осветительные устройства могут оказаться успешными.

Сначала можно было бы подумать, что если колба, содержащая нить накала или пуговицу из огнеупорного материала, полностью разряжена, т. менее интенсивным, и что в идеальном вакууме оно вообще не могло бы произойти. Это не подтверждается моим опытом; как раз наоборот, чем лучше вакуум, тем легче тела накаляются. Этот результат интересен по многим причинам.

В начале этой работы мне пришла в голову идея, могут ли два тела из огнеупорного материала, заключенные в колбу, разряженную до такой степени, что разряд большой индукционной катушки, работающей обычным образом, не мог пройти, могли бы быть раскален простым действием конденсатора. Очевидно, что для достижения этого результата требуются огромные разности потенциалов и очень высокие частоты, что видно из простого расчета.

Но такая лампа будет иметь огромное преимущество перед обычной лампой накаливания в отношении эффективности. Хорошо известно, что КПД лампы в некоторой степени зависит от степени накала, и что, если бы мы работали с нитью накала при во много раз более высоких степенях накала, КПД был бы намного выше. В обычной лампе это неосуществимо из-за разрушения нити накала, и опытным путем было определено, насколько целесообразно разогнать накал. Невозможно сказать, насколько более высокая эффективность могла бы быть достигнута, если бы нить могла выдерживать неограниченное время, так как исследование с этой целью, очевидно, не может продолжаться дальше определенной стадии; но есть основания полагать, что она будет значительно выше. Обычную лампу можно было бы улучшить, применив короткий и толстый углерод; но тогда вводные провода должны быть толстыми, и, кроме того, есть много других соображений, которые делают такую ​​модификацию совершенно неосуществимой. Но в лампе, описанной выше, подводящие провода могут быть очень маленькими, а огнеупорный материал накаливания может быть в форме блоков, дающих очень маленькую излучающую поверхность, так что потребуется меньше энергии для поддержания их при желаемом накале. ; кроме того, огнеупорный материал не обязательно должен быть углеродным, а может быть изготовлен из смесей оксидов, например, с углеродом или другим материалом, или может быть выбран из тел, практически непроводящих и способных выдерживать огромные градусов температуры.

Все это указывает на возможность получения с такой лампой гораздо более высокой эффективности, чем у обычных ламп. На моем опыте было показано, что блоки доводят до высоких степеней накала при гораздо меньших потенциалах, чем определенные расчетом, и блоки могут быть установлены на большем расстоянии друг от друга. Мы можем свободно предположить, и это вероятно, что молекулярная бомбардировка является важным элементом нагревания, даже если земной шар будет истощаться с величайшей осторожностью, как это сделал я; ибо хотя число молекул, сравнительно говоря, невелико, но из-за очень большой длины свободного пробега происходит меньше столкновений, и молекулы могут достигать гораздо больших скоростей, так что эффект нагрева, вызванный этой причиной, может быть значительным, как в опытах Крукса с излучающей материей.

Но также возможно, что здесь мы имеем дело с повышенной легкостью потери заряда в очень высоком вакууме, когда потенциал быстро меняется, и в этом случае большая часть нагрева была бы непосредственно связана с выбросом зарядов в нагретых телах. Или же наблюдаемый факт может быть в значительной степени приписан действию моментов, о которых я упомянул выше, вследствие чего содержащиеся в вакууме блоки или нити эквивалентны конденсаторам с во много раз большей поверхностью, чем рассчитанная по их геометрическим размерам. Ученые до сих пор расходятся во мнениях относительно того, должен или не должен заряд теряться в идеальном вакууме или нет. другими словами, является ли эфир проводником или нет. Если бы имело место первое, то тонкая нить накала, заключенная в полностью разряженный шар и соединенная с источником огромного постоянного потенциала, раскалялась бы.

Различные формы ламп на вышеописанном принципе, с огнеупорными телами в виде нитей, рис. 20, или блоков, рис. 21, были сконструированы и эксплуатируются мной, и в этом направлении ведутся исследования . Нетрудно достичь таких высоких степеней накала, что обычный углерод, по всей видимости, плавится и испаряется. Если бы вакуум можно было сделать абсолютно совершенным, то такая лампа, хотя и не работает с обычно используемыми приборами, при работе с токами требуемого характера давала бы источник света, который никогда не разрушался бы и был бы гораздо более эффективным, чем обычная лампа. лампа накаливания. Это совершенство, конечно, никогда не может быть достигнуто; и всегда происходит очень медленное разрушение и постепенное уменьшение размера, как в нитях накаливания; но нет возможности внезапного и преждевременного отключения, которое происходит в последнем из-за разрыва нити накала, особенно когда раскаленные тела имеют форму блоков.

Однако при этих быстропеременных потенциалах нет необходимости заключать два блока в колбу, но можно использовать один блок, как на рис. 19, или нить накала, рис. 22. Потенциал в этом случае, конечно, должен быть выше, но он легко достижим и к тому же не обязательно опасен.

Легкость, с которой пуговица или нить накаливания в такой лампе доводится до накала, при прочих равных условиях зависит от размера земного шара. Если бы можно было получить идеальный вакуум, размер шара не имел бы значения, ибо тогда нагрев происходил бы исключительно за счет выброса зарядов, и вся энергия отдавалась бы в окружающую среду за счет излучения. Но это никогда не может произойти на практике. В шаре всегда остается некоторое количество газа, и хотя истощение может быть доведено до высшей степени, все же пространство внутри колбы должно считаться проводящим при использовании таких высоких потенциалов, и я предполагаю, что при оценке энергии который может выделяться из нити накала в окружающую среду, мы можем рассматривать внутреннюю поверхность колбы как одно покрытие конденсатора, воздух и другие объекты, окружающие колбу, образующие другое покрытие. Когда чередования очень малы, несомненно, что значительная часть энергии выделяется за счет электризации окружающего воздуха.

Чтобы лучше изучить этот предмет, я провел несколько экспериментов с чрезмерно высокими потенциалами и низкими частотами. Затем я заметил, что когда рука приближается к лампочке, а нить накаливания соединена с одним выводом катушки, ощущается мощная вибрация, происходящая из-за притяжения и отталкивания молекул воздуха, наэлектризованных индукцией. Через стекло. В некоторых случаях, когда действие было очень интенсивным, я мог слышать звук, который, должно быть, был вызван той же причиной.

Когда частота чередования мала, можно получить слишком сильный удар от лампочки. В общем, когда к клеммам катушки присоединяют лампочки или предметы определенного размера, следует следить за повышением потенциала, поскольку может случиться так, что при простом подключении лампочки или пластины к клемме потенциал может возрасти до во много раз превышает его первоначальную стоимость. Когда лампы присоединены к клеммам, как показано на рис. 23, мощность ламп должна быть такой, чтобы обеспечить максимальное повышение потенциала при существующих условиях. Таким образом можно получить требуемый потенциал с меньшим количеством витков провода.

Срок службы таких ламп, как описано выше, зависит, конечно, в значительной степени от степени истощения, но в некоторой степени также от формы блока из огнеупорного материала. Теоретически казалось бы, что маленькая углеродная сфера, заключенная в стеклянную сферу, не подверглась бы разрушению от молекулярной бомбардировки, поскольку вещество в сферическом шаре излучает, и молекулы будут двигаться по прямым линиям и редко косо ударяются о сферу. Интересная мысль в связи с такой лампой заключается в том, что в ней «электричество» и электрическая энергия, по-видимому, должны двигаться по одним и тем же линиям.

Использование переменного тока очень высокой частоты позволяет передавать посредством электростатической или электромагнитной индукции через стекло лампы энергию, достаточную для поддержания накала нити накала и, таким образом, устранения вводных проводов. Такие лампы были предложены, но из-за отсутствия надлежащего оборудования они не использовались успешно. Многие формы ламп на этом принципе с непрерывными и разорванными нитями накала были сконструированы мной и испытаны. При использовании вторичной обмотки, заключенной в лампу, конденсатор выгодно комбинировать с вторичной обмоткой. Когда перенос осуществляется с помощью электростатической индукции, используемые потенциалы, конечно, очень высоки с частотами, получаемыми с помощью машины. Например, при площади конденсатора в сорок квадратных сантиметров, что не так уж и много, и при хорошем качестве стекла толщиной 1 мм. толстый, с использованием токов, чередующихся двадцать тысяч раз в секунду, требуемый потенциал составляет примерно 9,000 вольт. Это может показаться большим, но так как каждая лампа может быть включена во вторичную обмотку трансформатора очень малых размеров, это не будет неудобно и, кроме того, не приведет к фатальным травмам. Все трансформаторы желательно включать последовательно. Регулировка не вызовет затруднений, так как при токах такой частоты очень легко поддерживать постоянный ток.

На прилагаемых гравюрах показаны некоторые типы ламп этого типа. на рис. 24 такая лампа с оборванной нитью накала, а на рис. 25а и 25б с одним наружным и внутренним покрытием и одной нитью накала. Я также сделал лампы с двумя наружными и внутренними покрытиями и непрерывным контуром, соединяющим последние. Такие лампы эксплуатировались мной с импульсами тока огромной частоты, достигаемой пробойным разрядом конденсаторов.

Пробивной разряд конденсатора особенно подходит для работы таких ламп — без внешних электрических соединений — посредством электромагнитной индукции, причем электромагнитные индукционные эффекты чрезвычайно высоки; и мне удалось добиться желаемого накала всего несколькими короткими витками провода. Таким же образом можно получить накал и в простой замкнутой нити накала.

Оставляя теперь без внимания практичность таких ламп, я хотел бы только сказать, что они обладают красивой и желательной особенностью, а именно тем, что их можно по желанию сделать более или менее яркими, просто изменив относительное положение внешних и внутри конденсаторных покрытий, или индуктивных и индуцированных цепей.

Если лампу зажигают, подключив ее только к одному выводу источника, это можно облегчить, снабдив колпак внешним конденсаторным покрытием, которое одновременно служит отражателем, и подсоединив его к изолированному корпусу из какой-то размер. Лампы такого типа показаны на рис. 26 и рис. 27. На рис. 28 показана схема подключения. Яркость лампы в этом случае можно регулировать в широких пределах, изменяя размер изолированной металлической пластины, к которой присоединяется покрытие.

Также можно зажигать с одним подводящим проводом лампы, такие как проиллюстрированные на рис. 20 и рис. 21, подключив один вывод лампы к одному выводу источника, а другой к изолированному корпусу требуемого размера . Во всех случаях изолированное тело служит для отдачи энергии в окружающее пространство и эквивалентно обратному проводу. Очевидно, что в двух последних случаях вместо соединения проводов с изолированным телом можно выполнять соединения с землей.

Эксперименты, которые окажутся наиболее наводящими на размышления и наиболее интересными для исследователя, — это, вероятно, эксперименты, проводимые с откачанными трубками. Как и следовало ожидать, источник таких быстропеременных потенциалов способен возбуждать трубки на значительном расстоянии, и производимые световые эффекты замечательны.

Во время моих исследований в этой области я пытался возбуждать трубки, лишенные каких-либо электродов, с помощью электромагнитной индукции, извивая трубку во вторичной обмотке индукционного устройства и пропуская через первичную обмотку разряды лейденской банки. Эти трубки были разных форм, и я смог получить световые эффекты, которые, как я тогда думал, были полностью обусловлены электромагнитной индукцией. Но при тщательном исследовании явления я обнаружил, что производимые эффекты были скорее электростатического характера. Этому обстоятельству можно объяснить, что этот способ возбуждения ламп очень расточительный, а именно, когда первичная цепь замкнута, потенциал и, следовательно, электростатический индуктивный эффект значительно уменьшаются.

Когда используется индукционная катушка, работающая, как описано выше, нет никаких сомнений в том, что трубки возбуждаются за счет электростатической индукции, и что электромагнитная индукция имеет мало общего, если вообще имеет, с этим явлением.

Это видно из многих экспериментов. Например, если трубку взять в одну руку, а наблюдатель находится рядом с катушкой, то она ярко освещена и остается таковой, в каком бы положении она ни находилась относительно тела наблюдателя. Если бы действие было электромагнитным, трубка не могла бы освещаться, когда тело наблюдателя находится между ней и катушкой, или, по крайней мере, ее светимость должна была бы значительно уменьшиться. Когда трубку держат точно над центром катушки (последняя намотана секциями, а первичная обмотка расположена симметрично вторичной), она может оставаться совершенно темной, в то время как она становится интенсивно светящейся при небольшом перемещении ее вправо или влево от центр катушки. Он не горит, потому что в середине обе половины катушки нейтрализуют друг друга, а электрический потенциал равен нулю. Если бы действие было электромагнитным, то трубка лучше всего должна была бы светить в плоскости, проходящей через центр тула, так как электромагнитный эффект там должен быть максимальным. Когда между клеммами возникает дуга, трубки и лампы вблизи катушки гаснут, а при разрыве дуги снова загораются из-за повышения потенциала. Между тем электромагнитный эффект должен быть практически одинаковым в обоих случаях.

Поместив трубку на некотором расстоянии от катушки и ближе к одному выводу, предпочтительно в точке на оси катушки, можно зажечь ее, прикоснувшись к удаленному выводу изолированным предметом какого-либо размера или рукой , тем самым повышая потенциал на этом выводе ближе к трубке. Если трубку сдвинуть ближе к катушке, так что она зажжется под действием ближнего вывода, ее можно заставить погаснуть, удерживая на изолированной опоре конец провода, подсоединенного к дальнему полюсу, в вблизи ближнего терминала, тем самым противодействуя действию последнего на трубку. Эти эффекты, очевидно, электростатические. Точно так же, когда трубка находится на значительном расстоянии от катушки, наблюдатель может, стоя на изолированной опоре между катушкой и трубкой, поджечь последнюю, поднеся к ней руку; или он может даже заставить его светиться, просто встав между ним и катушкой. Это было бы невозможно при электромагнитной индукции, ибо тело наблюдателя действовало бы как экран.

При питании катушки слишком слабыми токами экспериментатор может, коснувшись одной клеммы катушки трубкой, погасить последнюю, а может снова зажечь ее, выведя ее из контакта с клеммой и допустив небольшую дугу формировать. Очевидно, это связано с соответствующим понижением и повышением потенциала на этом выводе. В приведенном выше эксперименте, когда трубка освещается небольшой дугой, она может погаснуть при разрыве дуги, потому что сам по себе электростатический индуктивный эффект слишком слаб, хотя потенциал может быть намного выше; но когда дуга установлена, электризация конца трубки намного больше, и, следовательно, она загорается.

Если трубку зажечь, держа ее рядом с катушкой и в удаленной руке. захватывая трубку в любом месте другой рукой, часть между руками становится темной, а особый эффект вытирания света трубки можно произвести, быстро проводя рукой по трубке и в то же время осторожно отдергивая ее. от катушки, правильно оценивая расстояние до плитки, чтобы впоследствии трубка оставалась темной.

Если первичную катушку расположить боком, как, например, на рис. 16б, а с другой стороны в полость ввести выхлопную трубу, то трубка освещается наиболее интенсивно из-за повышенного действия конденсатора, и в этом положении стрии наиболее резко очерчены. Во всех описанных опытах и ​​во многих других действие явно электростатическое.

Эффекты экранирования также указывают на электростатическую природу явления и показывают что-то вроде электризации через воздух. Например, если трубку поместить в направлении оси катушки и вставить изолированную металлическую пластину, то яркость трубки, как правило, увеличится, а если она будет находиться слишком далеко от катушки для освещения, она может даже уменьшиться. светится за счет установки изолированной металлической пластины. Величина эффектов зависит в некоторой степени от размера пластины. Но если металлическую пластину соединить проводом с землей, ее взаиморасположение всегда будет заставлять трубку опускаться, даже если она находится очень близко к катушке. В общем, размещение тела между катушкой и трубкой увеличивает или уменьшает яркость трубки или ее способность загораться в зависимости от того, увеличивает или уменьшает оно электризацию. При экспериментах с изолированной пластиной не следует брать пластину слишком большой, иначе она обычно будет производить ослабляющий эффект из-за своей большой способности отдавать энергию в окружающую среду.

Если трубку зажечь на некотором расстоянии от катушки и вставить пластину из твердой резины или другого изолирующего материала, трубку можно заставить погаснуть. Введение диэлектрика в этом случае лишь немного увеличивает индуктивный эффект, но значительно уменьшает электризацию через воздух.

Таким образом, во всех случаях, когда мы возбуждаем свечение в выхлопных трубах с помощью такой катушки, эффект обусловлен быстропеременным электростатическим потенциалом; и, кроме того, это должно быть приписано гармоническому чередованию, производимому непосредственно машиной, а не какой-либо наложенной вибрации, которая, как можно было бы подумать, существует. Такие наложенные вибрации невозможны, когда мы работаем с машиной переменного тока. Если пружину постепенно сжимать и отпускать, она не совершает самостоятельных колебаний; для этого необходимо внезапное освобождение. Так и с переменными токами от динамо-машины; среда гармонически напрягается и высвобождается, что порождает только один вид волн; внезапный контакт или разрыв, или внезапный разрыв диэлектрика, как при пробойном разряде лейденской банки, необходимы для возникновения наложенных волн.

Во всех последних описанных экспериментах могут использоваться трубки без каких-либо электродов, и с их помощью нетрудно произвести достаточно света для чтения. Световой эффект, однако, значительно усиливается при использовании фосфоресцентных веществ, таких как оксид иттрия, урановое стекло и т. д. При использовании фосфоресцентного материала возникают трудности, так как при этих мощных эффектах он постепенно уносится прочь и предпочтительно использовать материал в виде твердого вещества.

Вместо того, чтобы зависеть от индукции на расстоянии для освещения трубки, ее можно снабдить внешним — а при желании и внутренним — конденсаторным покрытием, и тогда она может быть подвешена в любом месте комнаты к проводнику, соединенному к одному выводу катушки, и таким образом может быть обеспечено мягкое освещение.

Идеальный способ освещения зала или комнаты, однако, состоял бы в том, чтобы создать в нем такие условия, чтобы осветительный прибор можно было перемещать и ставить где угодно, и чтобы он освещался, где бы он ни находился, и без электрического воздействия. связано с чем-либо. Мне удалось создать такое состояние, создав в комнате мощное быстропеременное электростатическое поле. Для этого я подвешиваю лист металла на расстоянии от потолка на изолирующих шнурах и присоединяю его к одному выводу индукционной катушки, а другой вывод желательно соединить с землей. Или же я подвешиваю два листа, как показано на рис. 29./ 125, причем каждый лист соединяется с одним из выводов катушки, а их размер тщательно определяется. Затем выхлопную трубу можно носить в руке где угодно между простынями или ставить где угодно, даже на некотором расстоянии от них; он остается всегда светящимся.

В таком электростатическом поле могут наблюдаться интересные явления, особенно если чередования остаются низкими, а потенциалы чрезмерно высокими. В дополнение к упомянутым световым явлениям можно наблюдать, что любой изолированный проводник дает искры при приближении к нему руки или другого предмета, причем искры часто могут быть мощными. При закреплении на изолирующей опоре большого проводящего предмета и приближении к нему руки ощущается вибрация, обусловленная ритмичным движением молекул воздуха, а светящиеся потоки могут восприниматься при подведении руки к точечному выступу. Когда телефонная трубка касается одного или обоих ее контактов изолированным проводником определенного размера, телефон издает громкий звук; он также издает звук, когда к одному или обоим контактам присоединен отрезок провода, а при очень сильных полях звук может восприниматься даже без провода.

Насколько этот принцип применим на практике, покажет будущее. Можно подумать, что электростатические эффекты не подходят для такого действия на расстоянии. Эффекты электромагнитной индукции, если они доступны для производства света, могут считаться более подходящими. Это правда, что электростатические эффекты уменьшаются почти с кубом расстояния от катушки, тогда как электромагнитные индуктивные эффекты уменьшаются просто с расстоянием. Но когда мы создаем электростатическое силовое поле, условия совсем другие, ибо тогда вместо дифференциального действия обоих терминалов мы получаем их совместное действие. Кроме того, я хотел бы обратить внимание на то, что в переменном электростатическом поле проводник, такой как, например, выхлопная труба, имеет тенденцию поглощать большую часть энергии, тогда как в переменном электромагнитном поле проводник стремится поглощать большую часть энергии. наименьшей энергии, волны отражаются с небольшими потерями. Это одна из причин, по которой трудно возбудить выхлопную трубу на расстоянии с помощью электромагнитной индукции. Я намотал катушки очень большого диаметра и из множества витков провода и присоединил трубку Гейслера к концам катушки с целью возбуждения трубки на расстоянии; но даже с мощными индуктивными эффектами, вызываемыми разрядами лейденской банки, трубку можно было возбудить только на очень небольшом расстоянии, хотя и были приняты некоторые решения относительно размеров катушки. Я также обнаружил, что даже самые мощные разряды лейденской банки способны возбудить лишь слабые световые эффекты в закрытой выхлопной трубе, и даже эти эффекты после тщательного исследования я был вынужден принять за электростатическую природу.

Как же тогда мы можем надеяться произвести требуемые эффекты на расстоянии посредством электромагнитного воздействия, когда даже в непосредственной близости от источника возмущения, при самых благоприятных условиях, мы можем возбудить лишь слабое свечение? Это правда, что когда мы действуем на расстоянии, нам помогает резонанс. Мы можем соединить выхлопную трубу или какое бы то ни было осветительное устройство с изолированной системой нужной мощности, и тогда, возможно, удастся качественно усилить эффект, и только качественно, ибо мы не получим энергию храпа через устройство. . Таким образом, с помощью эффекта резонанса мы можем получить требуемую электродвижущую силу в выхлопной трубе и возбудить слабые световые эффекты, но мы не можем получить достаточно энергии, чтобы сделать свет практически доступным, и простой расчет, основанный на экспериментальных результатах, показывает, что даже если бы вся энергия, которую трубка получила бы на определенном расстоянии от источника, полностью превратилась бы в свет, это вряд ли удовлетворило бы практическим требованиям. Отсюда необходимость направления посредством проводящего контура энергии к месту преобразования. Но при этом мы не можем очень разумно отходить от нынешних методов, и все, что мы могли бы сделать, это улучшить аппарат.

Из этих соображений может показаться, что если этот идеальный способ освещения и будет реализован на практике, то только за счет использования электростатических эффектов. В таком случае нужны мощнейшие электростатические индукционные эффекты; поэтому используемое оборудование должно быть способно создавать высокие электростатические потенциалы, значения которых изменяются с чрезвычайной скоростью. Особенно нужны высокие частоты, поскольку из практических соображений желательно снизить потенциал. С помощью машин или, вообще говоря, любого механического устройства можно достичь низких частот; Следовательно, необходимо прибегнуть к каким-то другим средствам. Разрядка конденсатора дает нам средство для получения частот, намного более высоких, чем те, которые можно получить механически, и поэтому я использовал конденсаторы в экспериментах с указанной выше целью.

Когда клеммы индукционной катушки высокого напряжения, рис. 30, подключены к лейденской банке, и последняя разряжается в электрическую цепь, мы можем рассматривать дугу, играющую между ручками, как источник переменного тока. или вообще говоря, волнообразные токи, и тогда мы имеем дело с известной системой генератора таких токов, подключенной к нему цепи и конденсатора, шунтирующего цепь. Конденсатор в таком случае является настоящим трансформатором, а так как частота избыточна, то можно получить почти любое соотношение сил токов в обеих ветвях. в большинстве случаев имеют основное мгновенное изменение сравнительно низкой частоты и наложенную гармоническую вибрацию, и законы, управляющие течением тока, не одинаковы: они одинаковы для обоих.

При таком преобразовании коэффициент преобразования не должен быть слишком большим, так как потери в дуге между ручками увеличиваются пропорционально квадрату тока, а если банку разряжать через очень толстые и короткие проводники, то с Ввиду получения очень быстрых колебаний очень значительная часть накопленной энергии теряется. С другой стороны, слишком малые отношения нецелесообразны по многим очевидным причинам.

Поскольку преобразованные токи протекают в практически замкнутой цепи, электростатические эффекты обязательно малы, и поэтому я преобразовываю их в токи или эффекты требуемого характера. Я осуществил такие преобразования несколькими способами. Предпочтительная схема соединений показана на рис. 31. Способ работы позволяет легко получить с помощью небольшого и недорогого устройства огромные разности потенциалов, которые обычно получают с помощью больших и дорогих катушек. Для этого нужно только взять обычную маленькую катушку, приладить к ней конденсаторно-разрядный контур, образующий первичку вспомогательной малой катушки, и преобразовать вверх. Поскольку индуктивный эффект первичных токов чрезмерно велик, вторая катушка должна иметь сравнительно небольшое количество витков. При правильной настройке элементов можно добиться замечательных результатов.

Пытаясь таким образом получить требуемые электростатические эффекты, я, как и следовало ожидать, столкнулся со многими трудностями, которые постепенно преодолеваю, но я пока не готов подробно останавливаться на своем опыте в этом направлении.

Я полагаю, что пробивной разряд конденсатора будет играть важную роль в будущем, так как он предлагает огромные возможности не только для получения света более эффективным образом и в направлении, указанном теорией, но также и для многие другие отношения.

В течение многих лет усилия изобретателей были направлены на получение электрической энергии из тепла с помощью термобатареи. Может показаться оскорбительным замечание, что лишь немногие знают, в чем настоящая беда термобатареи. Не неэффективность или малая производительность — хотя это большие недостатки, — а тот факт, что термобатарея имеет свою филлоксеру, т. е. при постоянном использовании она изнашивается, что до сих пор препятствует ее внедрению в промышленных масштабах. Теперь, когда все современные исследования, по-видимому, с уверенностью указывают на использование электричества чрезмерно высокого напряжения, у многих должен возникнуть вопрос, нельзя ли практически получить эту форму энергии из тепла. Мы привыкли смотреть на электростатическую машину как на игрушку и каким-то образом связываем ее с идеей неэффективности и непрактичности. Но теперь мы должны думать по-другому, ибо теперь мы знаем, что везде мы имеем дело с одними и теми же силами и что речь идет лишь об изобретении надлежащих методов или устройств для того, чтобы сделать их доступными.

В существующих системах распределения электроэнергии использование железа с его замечательными магнитными свойствами позволяет нам значительно уменьшить размер аппарата; но, несмотря на это, он все еще очень громоздкий. Чем больше мы продвигаемся в изучении электрических и магнитных явлений, тем больше убеждаемся, что нынешние методы недолговечны. По крайней мере, для производства света такое тяжелое оборудование кажется ненужным. Требуемая энергия очень мала, и если свет может быть получен настолько эффективно, насколько теоретически это представляется возможным, то аппарат должен иметь очень малую мощность. Существует большая вероятность того, что в будущих методах освещения будут использоваться очень высокие потенциалы, поэтому представляется весьма желательным усовершенствовать устройство, способное преобразовывать энергию тепла в энергию требуемой формы. С этой целью не было сделано ничего заслуживающего внимания, поскольку мысль о том, что электричество с напряжением около 50 000 или 100 000 вольт или более, даже если оно будет получено, будет недоступно для практических целей, удержала изобретателей от работы в этом направлении.

На рис. 30 показана схема соединений для преобразования токов высокого напряжения в токи низкого напряжения с помощью пробивного разряда конденсатора. Этот план я часто использовал для работы с несколькими лампами накаливания, необходимыми в лаборатории. В дуге разряда возникли некоторые трудности, которые мне удалось в значительной степени преодолеть; кроме этого и регулировки, необходимой для правильной работы, никаких других трудностей не возникало, и с обычными лампами было легко работать; и даже двигатели таким образом. Линия была соединена с землей, и все провода можно было трогать совершенно безнаказанно, как бы ни был высок потенциал на клеммах конденсатора. В этих экспериментах для зарядки конденсатора использовалась индукционная катушка высокого напряжения, работающая от батареи или от машины переменного тока; но индукционную катушку можно было бы заменить аппаратом другого типа, способным давать электричество такого высокого напряжения. Таким образом можно преобразовывать постоянный или переменный ток, и в обоих случаях импульсы тока могут иметь любую желаемую частоту. Когда токи, заряжающие конденсатор, имеют одно и то же направление и желательно, чтобы преобразованные токи также были одного направления, сопротивление разрядной цепи должно, конечно, выбираться таким образом, чтобы не было колебаний.

При работе устройств на вышеуказанном плане я наблюдал любопытные явления импеданса, которые представляют интерес. Например, если толстый медный стержень согнуть, как показано на рис. 32/128, и зашунтировать его обычными лампами накаливания, то, пропуская разряд между головками, можно довести лампы до накала, хотя они и закорочены. При использовании большой индукционной катушки легко получить узлы на стержне, которые очевидны по разной степени яркости ламп, как показано примерно на рис. 32/128. являются просто максимумами и минимумами потенциалов вдоль стержня. Вероятно, это связано с неравномерностью дуги между ручками. В целом, когда используется описанный выше план перехода от высокого напряжения к низкому, поведение пробивного разряда может быть тщательно изучено. Узлы также можно исследовать с помощью обычного вольтметра Кардью, который должен быть хорошо изолирован. Трубки Гейслера также могут быть зажжены на концах изогнутого стержня; в этом случае, конечно, лучше использовать меньшие мощности. Я нашел возможным зажечь таким образом лампу и даже трубку Гейсслера, шунтированную коротким тяжелым металлическим блоком, и этот результат на первый взгляд кажется очень любопытным. На самом деле, чем толще медный стержень на рис. 32/128; тем лучше для успеха экспериментов, так как они кажутся более яркими. Когда используются лампы с длинными тонкими нитями накала, часто можно заметить, что нити накала время от времени сильно вибрируют, причем вибрация наименьшая в узловых точках. Эта вибрация, по-видимому, возникает из-за электростатического действия между нитью накала и стеклом колбы.

В некоторых из приведенных выше экспериментов предпочтительно использовать специальные лампы с прямой нитью накала, как показано на рис. 33. При использовании такой лампы можно наблюдать еще более любопытное явление, чем описанное. Лампу можно поместить поперек медного стержня и зажечь, и, используя несколько большие мощности, или, другими словами, меньшие частоты или меньшие импульсные импедансы, можно довести нить накала до любой желаемой степени накала. Но когда импеданс увеличивается, достигается точка, когда через углерод проходит сравнительно небольшой ток, а большая его часть — через разреженный газ; или, может быть, правильнее было бы утверждать, что ток делится почти равномерно через оба, несмотря на огромную разницу в сопротивлении, и это было бы верно, если бы Лаз и нить накала не вели себя по-разному. Затем замечают, что вся колба ярко освещена, а концы подводящих проводов раскаляются и часто выбрасывают искры вследствие сильного обстрела, но угольная нить остается темной. Это показано на рис. 33. Вместо нити накала можно использовать одиночный провод, проходящий через всю колбу, и в этом случае явление будет еще более интересным.

Из вышеприведенного опыта видно, что когда обычные лампы работают на преобразованных токах, предпочтительно брать такие, в которых платиновые провода находятся далеко друг от друга, а используемые частоты не должны быть слишком большими, иначе произойдет разряд. возникают на концах нити накала или в основании лампы между подводящими проводами, что может привести к повреждению лампы.

Представляя вам эти результаты моего исследования рассматриваемого предмета, я лишь мимоходом упомянул факты, на которых мог бы подробно остановиться, и среди многих наблюдений я выбрал только те, которые я считал наиболее вероятными. заинтересовать вас. Поле широкое и совершенно неизведанное, и на каждом шагу открывается новая истина, наблюдается новый факт.

Насколько подтвержденные здесь результаты применимы на практике, будет решено в будущем. Что касается производства света, то некоторые уже достигнутые результаты обнадеживают и позволяют мне с уверенностью утверждать, что практическое решение проблемы лежит в направлении, которое я пытался указать. Тем не менее, каковы бы ни были непосредственные результаты этих экспериментов, я надеюсь, что они окажутся лишь шагом в дальнейшем развитии на пути к идеальному и окончательному совершенству. Возможности, открываемые современными исследованиями, настолько обширны, что даже самые сдержанные должны с оптимизмом смотреть в будущее. Крупные ученые считают рациональной проблему использования одних излучений без других. В аппарате, предназначенном для производства света путем преобразования любой формы энергии в энергию света, такого результата никогда нельзя достичь, каким бы ни был процесс создания необходимых колебаний, будь то электрический, химический или какой-либо другой, невозможно получить высшие световые вибрации, не пройдя через низшие тепловые вибрации. Это задача о придании телу определенной скорости, минуя все меньшие скорости. Но есть возможность получения энергии не только в виде света, но и в виде движущей силы, и энергии в любой другой форме каким-то более прямым путем из среды. Придет время, когда это будет осуществлено, и настало время, когда можно произносить такие слова перед просвещенной аудиторией, не считаясь при этом провидцем. Мы кружимся в бескрайнем пространстве с немыслимой скоростью, вокруг нас все крутится, все движется, везде есть энергия. Должен быть какой-то способ использовать эту энергию более непосредственно. Затем; со светом, полученным из среды, с силой, полученной из него, с любой формой энергии, полученной без усилий, из вечно неисчерпаемого хранилища, человечество будет продвигаться вперед гигантскими шагами. Простое созерцание этих великолепных возможностей расширяет наш разум, укрепляет наши надежды и наполняет наши сердца высшим восторгом.

<< Назад к объявлениям

Модулированная катушка: электричество, магнетизм и звуковая научная деятельность

Передавайте звук с iPhone, iPod или радио на динамик кассетного магнитофона, просто удерживая катушку провода возле работающего проигрывателя — без кассеты на месте.

---

Тема: 

Инженерия и технологии

Реальные проблемы и решения

Физика

Электричество и магнетизм

Sound

Keywords: 

electromagnet

current

sound

magnetic field

NGSS and EP&Cs: 

PS

PS1

PS2

PS3

PS4

CCCs

Cause and Effect

Системы и модели систем

Энергия и материя

Структура и функция

---

---

Инструменты и материалы

• Инструмент для зачистки проводов или нож (или наждачная бумага, если вы используете провод с лаковой изоляцией, а не с пластиковой)
• Около 3 футов (1 метр) изолированного медного провода — хорошо подойдет сплошной провод № 20 или № 22 с пластиковой изоляцией; также можно использовать многожильный провод с пластиковой изоляцией или более тонкий одножильный магнитный провод с эмалевой изоляцией (убедитесь, что эмалированная изоляция не поцарапана так, чтобы оголенный провод оставался открытым, за исключением концов, как указано в шаге 1 раздела «Сборка»)
• Стальной болт диаметром около 1/4 дюйма и длиной 2 дюйма (гайка опциональна) (точный размер болта не имеет решающего значения)
• Два провода с зажимами типа «крокодил» и отдельный 1/8-дюймовый телефонный штекер (на фото) ИЛИ готовый аудиокабель с 1/8-дюймовым телефонным разъемом на одном конце и двумя проводами с зажимами типа «крокодил» на другом
• iPhone, iPod или небольшой транзисторный радиоприемник
• Портативный кассетный магнитофон с динамиком (для этого вам может понадобиться обыскать eBay, барахолки или комиссионные магазины) — если у плеера нет собственного динамика, вам придется надеть наушники)

---

Сборка

1. Используйте инструмент для зачистки проводов или нож, чтобы удалить около 1/2 дюйма (1,2 см) изоляции с каждого конца провода. (Если у вас провод с эмалированной изоляцией вместо провода с пластиковой изоляцией, используйте наждачную бумагу, чтобы удалить эмаль.)
2. Если у вас есть гайка для болта, накрутите ее на конец болта (это может помочь удержать на месте провод, который вы собираетесь намотать на болт, но это не обязательно).
3. Оставив свободным около 1 дюйма (2,5 см) проволоки, оберните оставшуюся часть проволоки вокруг болта. Начните как можно ближе к одному концу болта и двигайтесь к другому концу. Когда вы дойдете до другого конца, начните еще один слой и вернитесь к исходному концу, но продолжайте оборачивать в том же направлении (то есть по часовой стрелке или против часовой стрелки, в зависимости от того, с какого направления вы начали). Если вы измените направление, вы отмените эффект провода, который вы намотали изначально. Продолжайте оборачивать проволоку вокруг болта, при необходимости наращивая несколько слоев, пока не намотаете проволоку на болт как минимум 20 раз. Когда вы закончите обматывать, оставьте свободными еще 1 дюйм (2,5 см) проволоки.
   
4. Если вы используете отдельный 1/8-дюймовый штекер телефона и провода с зажимом типа «крокодил», отвинтите крышку телефонного штекера и присоедините один конец каждого из проводов с зажимом типа «крокодил» к контактам на телефонном штекере.
   
5. Прикрепите другие концы двух зажимов типа «крокодил» (на аудиокабеле или на проводах зажима) к двум концам провода, обернутого вокруг болта.

---

Действия и уведомления

Включите iPhone, iPod или радио и убедитесь, что у вас есть сильный и четкий сигнал. Отрегулируйте громкость до средне-высокой. Вставьте штекер телефона на конце аудиокабеля в разъем для наушников на iPhone, iPod или радио. (Когда вы это сделаете, вы больше не будете слышать радио, так как сигнал подается на наушники, а не на динамик.)

Убедитесь, что в магнитофоне нет кассеты, а затем нажмите кнопку воспроизведения. Установите регулятор громкости на магнитофоне на средне-высокий. Поскольку в плеере нет кассеты, вы не должны слышать каких-либо значимых звуков.

Поднесите обмотанную проволокой болт к воспроизводящей головке магнитофона (там, где открытая часть магнитной ленты в кассете находилась бы, если бы кассета была на месте). Вы должны услышать звук с iPhone, iPod или радио через динамик магнитофона. Помните: если у плеера нет собственного динамика, вам понадобятся наушники.

---

Что происходит?

Радио посылает электрический ток через аудиокабель и витки проволоки, намотанные на болт. Обмотанный проволокой болт становится электромагнитом, сила его магнитного поля частично определяется величиной тока, протекающего через катушки. Поскольку ток на самом деле является звуковым сигналом, его сила различается, что приводит к изменению магнитного поля электромагнита.

Головка магнитофона — это, по сути, устройство для обнаружения очень малых изменений магнитного поля. Обычно он обнаруживает изменения магнитного поля на аудиокассете по мере ее прохождения. Однако в этом случае он улавливает колебания магнитного поля в витках проволоки, намотанной на болт.

Режим «T» слухового аппарата, предназначенный для использования с телефоном, работает по принципу связи магнитного поля, продемонстрированному этим Snack. В телефоне есть магнит, поле которого меняется в зависимости от колебаний звукового сигнала. Слуховой аппарат, как и головка магнитофона, улавливает небольшие колебания магнитного поля. Это флуктуирующее магнитное поле индуцирует ток в катушках датчика слухового аппарата, и этот ток преобразуется в звук. Этот режим «Т» устраняет раздражающую высокочастотную звуковую обратную связь с микрофоном слухового аппарата, которая часто присутствует и может ухудшиться, если закрыть слуховой аппарат телефонной гарнитурой.

---

Дальше

Поэкспериментируйте, чтобы увидеть, как количество витков, намотанных на болт, влияет на результаты (например, попробуйте вдвое меньшее и удвоенное количество витков, использованных изначально).

В принципе, вы можете использовать только моток проволоки, без болта.