Търсите какво е псевдостерео? В Сандъците – Sandacite ще Ви го обясним!
Псевдостерео Psevdostereo
При едноканалното (монофоничното) възпроизвеждане обикновено се използва един високоговорител или високоговорителна група. Макар че в записа са включени отразените вълни на звукозаписното студио, те обикновено се маскират от основния сигнал, тъй като всички звукове произлизат от една и съща посока. Когато такава програма се възпроизведе в силно заглушена стая, тя звучи плоско. При възпроизвеждането й в незаглушена стая тя звучи по-живо, обаче това произлиза от акустиката на помещението за слушане, а не от акустиката на помещението за запис.
В стремежа да се получи от монофоничния сигнал известен ефект на пространственост, присъщ на стереофоничното възпроизвеждане, редица автори предлагат най-разнообразни методи и устройства. Някои от предлаганите начини действително дават добри резултати. При тях се получава по изкуствен начин известен ефект на локализация, без обаче да може да се предаде точната локализация на всеки отделен звукоизточник. Тези системи са известни под названието псевдостереоили псевдостереофонични.
Най-простият начин за получаване на известен пространствен ефект е посредством поставяне на втори високоговорител. С помощта на подходящо оразмерен филтър към единия от високоговорителите се подават само високите честоти, а към другия високоговорител — само ниските честоти. Високоговорителят за високите честоти се поставя вляво, а високоговорителят за ниските честоти — вдясно с цел да се наподоби разположението на музикалните инструменти при оркестрово изпълнение. Някои автори препоръчват използването на специално конструирани за тази цел високоговорители.
Съветският трипрограмен радиоприемник Сириус 203 от 1987 г. (на горната снимка) също е оборудван с псевдостереофоничен акустичен агрегат.
Тези методи обаче не представляват интерес, тъй като полученият псевдостереофоничен ефект е незначителен и са използвани много малко.
При други псевдостереофонични системи, намиращи приложение в областта на студийния запис, се използва следният принцип: монофоничният сигнал се подава на двата стереофонични канала посредством специална верига, оразмерена така, че относителната амплитуда и фаза на двата изходящи сигнала, а следователно и местоположението на резултантния звуков образ, да се изменят с честотата. При този метод се получава твърде равномерно разпределение на звуковите източници по цялата база, но при музикални изпълнения могат да се получат и нежелани ефекти, тъй като мястото на привидния звукоизточник ще зависи от конкретния тон, който в момента се изпълнява. Тази система се използува при възпроизвеждане на симфонична музика и полученото разпределение на отделните източници е доста близко до нормалното подреждане на оркестъра, при което високочестотните източници са от лявата страна, а нискочестотните — от дясната.
Псевдостереофонични ефекти от този вид са намирали доста голямо приложение в някои страни в областта на киното и радиопредаването. Те са били използвани главно при възпроизвеждането на известни ефекти като фон на дадена стереофонична драматична продукция. Също така са употребявани на места като части от програма, когато не е необходимо или е неоправдано провеждането на чисто стереофонично предаване.
Друга псевдостереофонична система се основава на използването на т. нар. „панорамен потенциометър“. Тя е известна под наименованието „пан-пот“ система. С помощта на панорамния потенциометър всеки монофоничен сигнал може да се подаде към двата стереофонични канала по такъв начин, че общото ниво на двата канала да остава винаги едно и също независимо от положението на регулатора. Със завъртането на регулатора нивото на единия канал се увеличава за сметка на намаляването на нивото на другия йанал. По този начин всеки звуков източник може чрез ръчно задействане да заеме всяко желано място между двата високоговорителя.
Този метод е намирал широко приложение при изготвянето на стереофонични филми през ХХ век. Наблюдавайки върху екрана образа на звучащия обект (актьор, влак, самолет и др.) звукооператорът посредством извъртане на регулатора на панорамния потенциометър в желаната посока нагласява звуковия източник да съответства на мястото на образа. По този начин могат също да се внесат и всякакви ефекти и шумове, съпровождащи изображението на екрана.
С помощта на панорамния потенциометър става възможно въвеждането на стереофонични ефекти по сравнително евтин и практичен начин.
Недостатък на този метод е това, че може да се регулира местоположението само на поотделно записани звукоизточници. Когато записът обхваща няколко звукоизточника, тяхното местоположение може също да се изменя, но изцяло като група.
Този метод се използва и в самия процес на запис на стереофонична програма. Тук той служи главно за внасяне на известни корекции, предизвикани от специфичността на употребяваната стереофонична система.
Освен споменатите псевдостереофонични системи съществуват и други, но те по същество представляват известни варианти на описаните.
Използването на псевдостереофонични ефекти съвместно със стереофонични програми трябва да става много внимателно, тъй като в резултантната звукова картина винаги има известен елемент на неестественост, който може да стане напълно осезаем при по-продължително слушане.
Теория на надеждността, надежност, отказ са темите на днешната статия в Сандъците – Sandacite.
Теория на надеждността
Когато хората употребяват думи като ,,надеждност“, ,,повреда“ и ,,отказ“, рядко се замислят, че всъщност това са понятия от теорията на надеждността. Тя принадлежи към семейството на техническите науки и е силно свързана с многостранното понятие ,,качество“.
Още през 80-те години непрекъснато нарастващата степен на автоматизация и компютризация на процесите в промишлеността, транспорта, съобщенията и другите области на човешката дейност поставя все по-големи изисквания към надеждносттана системите. Отказите в тези системи имат значително по-тежки последствия и по-голямо значение в сравнение с отказите в простите, лесно обозрими технически средства. Изискванията към надеждносттамогат да нарастнат на порядъци, ако на системата е възложена специална задача, свързана с осигуряване на безопасността на хората.
Необходимото равнище на надеждност в сложните комплексни системи се постига значително по-трудно, но е много необходимо. Задача на науката теория на надеждността е да търси пътища за преодоляване на това противоречие, тъй като то може да стане задържащ фактор в развитието на модерните системи.
Надеждносттасе свързва с понятието „качество“. В практиката това понятие се употребява в двоен смисъл: 1) описателно (дескриптивно) и 2) оценяващо (нормативно).
Първият (описателният) смисъл идва от философията. То е една от „десетте категории на Аристотел“. По-късно от латинската философска терминология на Цицерон qualitas навлиза във всички романски и германски езици, за да стигне до днешното „квалифицирам“. Според философите понятието „качество“ принадлежи към категориалния апарат. Като първично понятие то може да бъде определено само въз основа на битието (съществуването). Според Хегел „нещото чрез своето качество е това, което е. Губейки своето качество, то престава да бъде това, което е“.
Теория на надеждността Teoriya na nadezhdnostta
Вторият (нормативният) смисъл преобладава в техниката, в инженерната практика и в живата реч. Както писахме и по-горе, това „практическо качество“ е слабо свързано с философската категория „качество“.
Нормативното качество е качество на съответствие, т.е. съвкупност от всички свойства на даден обект, които определят степента на неговата използваемост за целите на предназначението му. Ако се отнася за продукция, качеството е съвкупността от свойства, осигуряващи годността й да задоволява определени потребности в съответствие с нейното предназначение.
Качеството е съвкупност от характеристики, които дават информация доколко дадено изделие или услуга удовлетворяват или не определени потребителски търсения или природни необходимости. Качеството е осезаем, условен и субективен атрибут. Ако доскоро с епитета ,,качествен” се назоваваха само изделия или услуги, напоследък тази характеристика се приписва и на субекти – говори се за ,,качествени хора” например. Правилно е да се говори за високо, средно, ниско и пр. качество, а не за ,,голямо”, ,,хубаво” и т.н. качество.
Теория на надеждността Teoriya na nadezhdnostta
Чрез нормативното качество става съизмерване със степента на постигане на съответната цел. Следователно за оценяване се изисква точка на отчитане и скала на измерване.
Надеждносттасе дефинира като способност на обекта да запазва качеството си на съответствие при зададени ограничения.
Ако се отнася за технически обект, „качеството на съответствие“ може да се замени с неговите най-важни, определящи параметри и съществени свойства, а „зададени ограничения“ да бъдат „определен режим и условия на експлоатация“. На тази основа може да се получи известната от литературата дефиниция:
Надеждносте способността на обекта да запазва съществените си свойства при определен режим и условия на експлоатация.
Например, в нормативен документ (стандарт на бившия СИВ „Надеждност в техниката” (СТ СЭB – 5041 – 85) е дадена следната дефиниция: „Надеждността е способност на обекта да запазва във времето в установените граници стойностите на всички параметри, характеризиращи възможността му да изпълнява изискваните от него функции в зададени режими и условия на използуване, техническо обслужване, ремонт, съхранение и транспортиране“.
Надеждносттае способност, която се определя от съчетаването на няколко свойства: безотказност, дълговечност, ремонтопригодност и съхранимост.
Теория на надеждността Teoriya na nadezhdnostta
Безотказност е свойството на обекта непрекъснато да запазва работоспособното си състояние за определено време или отработка.
Работоспособно е състоянието, при което всички параметри, характеризиращи способността да се изпълняват зададените функции, съответствуват на изискванията на нормативно-техническата документация. Неработоспособно е състоянието, в което стойността макар и на един параметър, характеризиращ способността да се изпълняват зададените функции, не съответствува на тези изисквания. Понятието „работоспособно състояние“ не е идентично на „изправно“. Изправно е състоянието, в което обектът съответствува на всички изисквания на нормативно-техническата документация. Очевидно, въпреки неизправен обектът може да е работоспособен, ако неизправността не влияе върху параметри, определящи способността му да „върши работа“, заради, която е създаден (например счупена ръкохватка за пренасяне на уреда, повреда в индикацията за включено мрежово напрежение и т.н.).
Повредата е събитие, което вследствие химическо, физическо и друго въздействие извежда обекта от състоянието му на изправност. Ако при това обектът премине в неработоспособност, повредата предизвиква отказ.
Отказът е събитие, вследствие на което се нарушава работоспособността. Поначало отказът се предизвиква предимно от повреда, но не всяка повреда води до отказ и не всеки отказ се дължи на повреда. Причина за отказ може да бъде и грешка, допусната при създаване на обекта.
В безупречно проектиран и конструиран обект отказите се дължат само на повреди. Повредите могат да бъдат еднократни и многократни. Те са по принцип непредотвратими.
Обектът е изправен, ако в него няма повреди. Това му качество може да се представи формално чрез булевата функция на изправността
Теория на надеждността Teoriya na nadezhdnostta
са логически променливи на повредите, чиито стойности зависят от това, дали те са възникнали или не, are броят на възможните повреди в обекта.
Дълговечност е свойството на обекта да съхранява работоспособното си състояние при установената система на техническо обслужване и ремонт до настъпване на пределното състояние, в което по-нататъшното му използуване или възстановяване е нецелесъобразно или недопустимо.
Ремонтопригодност е свойството на обекта да се приспособява към диагностициране и локализация на отказите и откриване на причините за тяхното възникване, както и към поддържане и възстановяване на работоспособното му състояние чрез техническо обслужване и ремонт.
От казаното дотук става ясно, че основната разлика между качество и надеждност се състои в това, че качеството е степен на изпол- зваемост на обекта в даден момент, а надеждността е израз на промените в качеството по време на експлоатацията.
Отработка е обемът или продължителността на работа на обекта. Обемът може да се измерва в брой на задействуванията, изминато разстояние, квадратни или кубични метри, цикли и т.н., а когато се говори за продължителност – и във време.
В понятийната система на надеждносттаотказ е фундаментално понятие.
Причина за отказ са явленията, процесите, събитията и състоянията, които предизвикват неговото възникване.
Теория на надеждността Teoriya na nadezhdnostta
В зависимост от характера си отказът може да бъде внезапен или постепенен. Внезапният отказ се отличава със скокообразно изменение на стойността на един или няколко параметъра, които определят способността на обекта да изпълнява нормално своите функции. Причина за такива откази могат да бъдат повредите „късо съединение“, „прекъсване“, „нарушаване на контакт“ и т.н. Постепенните (параметричните) откази се характеризират с бавно изменение на параметрите на обекта в зависимост от отработката и обикновено се предизвикват от стареене на материала, износване или разрегулиране. Някаква принципна разлика между внезапни и постепенни откази не съществува. Често внезапният отказ се получава в резултат на постепенно скрито изменение на параметрите, вследствие на което те в определен момент излизат от допустимите толеранси и отказът се възприема като внезапно събитие, а всъщност той е само следствие от постепенно натрупалите се необратими изменения.
По признак „взаимозависимост“ отказите биват два вида: зависими (вторични) й независими (първични).
Когато отказът е обусловен от друг отказ, той е зависим или вторичен. Между вторичен и зависим отказ обаче има известна разлика. Вторичният отказ винаги следва първичния – релацията е причинно-следствена, докато зависимият може вероятно да последва, но може и да не се появи.
При определяне на надеждносттаобикновено (ако не е специално уговорено) се отчитат само първичните откази.
Последствията от откааа са явления, процеси, събития и състояния, които се обуславят от неговото възникване. Ако вследствие на отказа настъпи пълна неработоспособност, той е пълен, а когато обектът не може да изпълнява само някои от зададените му функции, отказът е частичен. Пример за пълен отказ е изгарянето на електрическа лампа, прекъсването на токозахранването на устройството и т.н., а за частичен отказ – отказа на телевизора, при който се получава звук, а качеството на образа остава непроменено; отказа на телефон, по който разговор се води, но не може да се набира, и т.н.
Теория на надеждността Teoriya na nadezhdnostta
Според проявата си отказите могат да бъдат окончателни (устойчиви) и временни (неустойчиви, т.е. ту възникващи, ту самоотстраня- ващи се). Окончателните откази са следствие от необратими процеси в материалите и техническите средства. В повечето случаи временните откази се дължат на обратими случайни изменения на параметрите и режимите на работа на обекта. Последствията от двата вида откази са различни. Например поради ниско захранващо напрежение няма образ в телевизора. След повишаване на напрежението отказът се са- моотстранява. Разбира се, този временен отказ е далеч по-малка неприятност в сравнение с окончателния отказ на кинескопа. Временният отказ в информационните и комуникационните системи е известен като „сбой“. Появата на сбой се открива трудно, тъй като след изчезването му обектът автоматически възстановява своята работоспособност.
Количествената характеристика на едно или няколко свойства, съставящи надеждността на обекта, е известна като „показатели на надеждността“. Известни са следните две групи обекти, категоризирани по методите и показателите за оценка на надеждността:
Невъзстановими обекти, които се използват до първи отказ. Те биват: а) неремонтируеми и б) ремонтируеми, чието възстановяване е невъзможно или нецелесъобразно.
Възстановими ремонтируеми обекти: а) обекти, за които са недопустими прекъсвания в работата, и б) обекти, за които кратковременни прекъсвания са допустими.
Литература:
Килински, А. Основи на общата теория на надеждността. София, ВИИ ,,К. Маркс“, 1971.
Христов, Х. Основи на осигурителната техника. София, Техника, 1990.
Теория надежности в области радиоэлектроники. Общие понятия, отказы, резервирование, параметры, испытания. Москва, АН СССР, 1962.
Теория надежности – dic.academic.ru/dic.nsf/stroitel/4978
Введение в теорию надёжности – www.unn.ru/books/met_files/Teoria%20nadeznosti.pdf
Лъчев тетрод е електронната лампа, за която говорим днес в Сандъците – Sandacite.
Лъчев тетрод
Всичко започва, когато в хода на развитие на електровакуумната техника става ясно, че при обикновените тетродни лампи се появява т.н. динатронен ефект. Това означава промяна на тока в електронните лампи, предизвикано от възникването на вторична електронна емисия от повърхността на анода под действието на електронна бомбардировка. При тетродите динатронният ефект се проявява, когато напрежението на анода е по-ниско от това на екраниращата решетка. Тогава електроните, излъчени от анода, се ,,улавят“ от решетката, предизвиквайки поява на участък с отрицателна стръмност в анодната характеристика на електронната лампа. Динатроннят ефект е вреден, защото намалява усилвателните възможности на лампите.
За да се избегне този вреден ефект, необходимо е лампата да се конструира така, че точките от дадена повърхност, разположена между анода и екраниращата решетка, да има по-нисък потенциал от потенциала на анода. При пентодите този въпрос се разширява, като между анода и екраниращата решетка се монтира трета (антидинатронна) решетка, която има потенциал, по-нисък от потенциала на анода.
В резултат на по-нататъшното усъвършенствуване на пентодите са конструирани т. нар. лъчевите тетроди, които понастоящем намират голямо приложение като усилватели на мощност.
На фиг. 2 е дадено условното означение на лъчевия тетрод.
Лъчев тетрод Lachev tetrod
За разлика от пентодите, при лъчевите тетроди потенциалът в пространството между екраниращата решетка и анода се понижава вследствие на отрицателно заредените електрони, които се движат от екраниращата решетка към анода. Ясно е, че колкото е по-силен анодният ток, толкова по-голям е отрицателният пространствен заряд, дължащ се на електроните, които се намират в даден момент между екраниращата решетка и анода. Създаденото електрическо поле между този пространствен заряд и анода е такова, че възпира избитите от анода вторични електрони в тяхното движение към екраниращата решетка.
Лъчев тетрод Lachev tetrod
Необходимата концентрация на електроните в пространството между екраниращата решетка и анода в лъчевите тетроди се постига поради специалната им конструкция. Както се вижда от посоченото на фиг. 4 разположение на електродите и лъчевия тетрод с плоски електроди, разстоянието между екраниращата решетка и анода при лъчевия тетрод е значително по-голямо, от- колкото при останалите екранирани лампи. Поради това количеството електрони нараства не само поради удължаването на пътя им, но главно поради намаляването на скоростта им. От същата фигура се вижда, че управляващата и екраниращата решетка са еднакво гъсти и навивките им са наредени една зад друга. Поради това електронният поток, излитащ от катода, се групира на толкова тесни снопове (във форма на кръгови сектори) или „лъчи“ (оттук и названието лъчеви тетроди), колкото са промеждутъците между навивките на управляващата решетка. При другите екранирани лампи също се получава такова групиране на електроните, но то продължава при тях до екраниращата им решетка, която при тези лампи е значително по-гъста от управляващата, вследствие на което, удряйки се в нея, сноповете от електрони се разсейват. При лъчевите тетроди обаче екраниращата решетка не само че не пречи, а напротив — спомага за доброто фокусиране на електроните. За постигане на добра фокусировка, при лъчевите тетроди отстрани на екраниращата решетка се монтират два електрода S (фиг. 4 б), свързани електрически с катода. При това двойно фокусиране (чрез решетките и чрез спомагателните електроди) сноповете електрони се разсейват слабо при движението си към анода. Поради това, електронната концентрация между анода и екраниращата решетка е голяма.
Лъчев тетрод Lachev tetrod
Образуването на потенциален минимум при лъчевия тетрод наподобява получаването на потенциален минимум! от отрицателния пространствен заряд в двуелектродната лампа. При нея поради малката начална скорост на електроните минимумът се получава близо до катода. При лъчевите тетроди електроните преминават навивките на екраниращата решетка със значителна скорост, вследствие на което потенциалният минимум се получава по- близо до анода (този минимум е отдалечен от анода на около 1/з от разстоянието анод — екранираща решетка).
Поради отстраняването на динатронния ефект анодните характеристики на лъчевия тетрод нямат характерните за характеристиките на обикновения тетрод седловини.
Лъчев тетрод Lachev tetrod
От фиг. 6, на която са начертани анодните характеристики на руския лъчев тетрод 6ПЗС, се вижда, че тези характеристики наподобяват анодните характеристики на пентода. За разлика от тях обаче анодните характеристики на лъчевия тетрод преминават значително по-рязко от стръмната в полегатата част. Това се дължи на по-равномерното разпределение на потенциала в плоскостта на потенциалния минимум, отколкото в плоскостта на защитната решетка при пентода. Поради тази форма на анодните характеристики на лъчевите тетроди при тези лампи може да се работи и при по-ниски анодни напрежения, без да има опасност от изкривяване на сигнала, подаден на управляващата решетка.
Лъчев тетрод Lachev tetrod
Съществено предимство на лъчевия тетрод в сравнение с пентода е незначителният ток на екраниращата решетка дори и при равен или по-висок потенциал на решетката от потенциала на анода. Това се дължи на разположението на навивките на решетките една зад друга. Поради слабата зависимост от тока на екраниращата решетка от напрежението й параметрите на лъчевия тетрод зависят по-слабо от режима на работа, отколкото при обикновения тетрод и при пентода. Освен това се спестява известна енергия, която би се изразходвала за загряване на екраниращата решетка.
Поради тези си предимства лъчевите тетроди намират по-голямо приложение като крайни (мощни) лампи, отколкото пентодите.
Недостатък на лъчевите тетроди е сравнително големият капацитет между анода и управляващата решетка. Това се обяснява с факта, че екраниращата решетка на лъчевия тетрод е по-рядка, отколкото при пентода и при обикновения тетрод. Ето защо лъчевите тетроди не могат да се използват за много високи честоти.
Лъчев тетрод Lachev tetrod
Друг недостатък на лъчевия тетрод е появата на динатронен ефект при значителни отрицателни напрежения на управляващата му решетка, което личи и от анодните характеристики на лампата (фиг. 4). Това се обяснява с намаляването на гъстотата на отрицателния пространствен заряд при високите отрицателни потенциали на управляващата решетка (намалява значително броят на електроните, които се движат към анода), вследствие на което се влошава фокусирането на електроните. Същевременно и потенциалният минимум намалява до такава степен, че избитите от анода вторични електрони преодоляват този минимум и достигат екраниращата решетка.
В днешните лъчеви тетроди коефициентът на усилване μ е от порядъка на стотици. Вътрешното им съпротивление R, има стойност от няколко десетки до няколкостотин килоома. Стръмността на характеристиката им има същия порядък, както при другите лампи, т. е. от единици милиампери на волт за маломощните и средномощните лампи до 10—30 mА/V за по-мощните лампи.
Необходимо е да се отбележи, че понастоящем са разработени и лъчеви пентоди, които съчетават положителните качества на лъчевите тетроди и на обикновените пентоди (напр. лампата 1Ж24Б).
Литература:
Динатронный эффект – http://www.ravnopravie.kharkov.ua/dinatronniyeffekt.php
Как работает лучевой тетрод – http://musicangel.ru/mess151.htm
Атанасов, А., и др. Учебник за радиолюбителя. София, Техника, 1962.
Тука в Сандъците – Sandacite прошнуроваме и прономероваме различните видове звукозапис.
Видове звукозапис
Може да се каже, че записването на звука се получава в резултат:
а) на изменението на повърхността на грамофонна плоча;
б) на изменението на прозрачността на филмова лента;
в) на изменението на състоянието на магнитофонна лента.
г) на изменението на повърхността на поликарбонатна плоскост (при цифровия звукозапис върху компактдиск)
Независимо от вида на звуконосителите, върху които се записва плоча, филм, магнитофонна лента), при всички начини на записване целта е една – да се получи отражение на акустичната информация, максимално доближаваща се до чуваната от ухото на средностатистическия слушател.
Видове звукозапис. Различните начини за записване и възпроизвеждане, са:
Механично записване и възпроизвеждане. При този начин на записване, който е открит през 1878 г., един стоманен резец, задвижван директно или индиректно от звуковите трептения, които се записват, изрязва звуковата бразда (фонограмата) върху восъчен цилиндър или плоча.
При възпроизвеждането сапфирена или диамантена игла се плъзга по браздата на фонограмата, задействува директно или индиректно с честотата на извивките на браздата мембраната на високоговорител и възпроизвежда първоначалните звукови трептения.
Въпреки големите успехи на магнитния звукозаписслед 1945 г., грамофонната плоча останала в много отношения най-удобното разрешение, което позволява да се дадат на разположение на любителите и професионалистите висококачествени записи.
Видове звукозапис Vidove zvukozapis
Оптично записване и възпроизвеждане. Съществуват няколко варианта на този вид звукозапис, който е използван в кинематографията. При записването един светлинен щрих, модулиран индиректно от звуковите трептения, изменя прозрачността на светлочувствителна лента (филм). При възпроизвеждането изменената лента преминава между светлинен източник и фотоелектрическа клетка и модулира светлинния поток, в резултат на което през фотоклетката протича ток с променлива стойност и честота.
Оптичното записване на звука позволява да се реализират предавания с голямо времетраене и да се правят монтажи и копия. Този вид звукозапис се използва изключително в кинематографията, понеже за носител на звука и картината се използува един и същ материал — светлочувствителна лента. Той обаче има недостатъка, че изисква фотохимична обработка на лентата. Тази операция, която е относително дълга и деликатна, ограничава използването на оптичния звукозапис в радиоразпръскването.
Видове звукозапис Vidove zvukozapis
Магнитно записване и възпроизвеждане. Този начин е открит през 1899 г. от датчанина Валдемар Поулсен, но до 1940 г. почти не се използвал, поради неговото лошо качество. Усъвършенстването на магнитофона, в който се изполва преднамагнитване с ултразвукова честота, и на магнетофонните ленти след 1945 г. извършва революция в звукозаписвателната техника. По своите електроакустични и експлоатационни качества магнитофонът превъзхожда всички други системи и изиграва голяма роля в звукозаписвателната техника и в живота на хората
Магнитният звукозаписсе осъществява на феромагнитна лента, която преминава с постоянна скорост покрай една записваща глава. Лентата се намагнитва в зависимост от променливото напрежение, приложено на записващата глава. Записът се възпроизвежда, като намагнитената лента се прекарва покрай възпроизвеждащата глава, която преобразува остатъчните магнитни потоци в електрически напрежения. Получените напрежения задействат високоговорител.
Видове звукозапис Vidove zvukozapis
Термопластично записване. Този видзвукозапис съчетава скоростта и голяма част от предимствата на магнитното и оптичното записване.
Тази система е способна да запише определено количество информация за 100 пъти по-кратко време от времето при магнитното записване. Чрез термопластично записване може да се записва не само звукът, но и черно-бели и цветни образи. Термопластичният звукозаписне изисква химическа обработка, както фотографичният филм. Използваната лента може да бъде изтрита и отново да се записва. Възпроизвеждането на записаната информация изисква само малки изменения на стандартните устройства за прожектиране на кинофилми.
Термопластичното записване се извършва по следния начин. Звуконосителят се състои от лента, образувана от три прозрачни пласта,, разположени един върху друг:
а) основа с висока температура на топене, подобна на основата на кинофилмите;
б) проводим пласт в допир с основата;
в) термопластичен материал, нанесен върху проводимия пласт.
Информацията, която трябва да се запише, модулира интензивността на тесен сноп от електрони. Електронният сноп наслагва електрически заряди върху външната повърхност на термопластичния материал, който в последствие се размеква чрез високочестотно нагряване. Привличането, което се получава между проводимия пласт и зарядите, насложени върху повърхността на лентата, изменя дебелината на термопластичната лента със стойност, която зависи от интензивността на електростатичните сили и вискозитета и еластичността на средата. Измененията на дебелината се правят постоянни чрез бързо охлаждане на лентата. Общото времетраене на записването е по-малко от 1/100 сек. По този начин е възможно върху една пътечка с ширина 2,5 мм да се запишат сигнали с честота 50 мгхц при скорост на лентата 12,5 см/сек, т. е. една честотна лента, 10 пъти по-широка от честотната лента на съвременните магнитофонни ленти. Изтриването става, като лентата се затопля до температура, по-висока от температурата при записването, вследствие на което лентата се размеква и става проводима. Остатъчните заряди се разпръскват и повърхностното напрежение на материала, който е станал леплив, изравнява външната повърхност.
Целият апарат работи във вакуумна среда, свързана постоянно с помпи, които поддържат вътрешното налягане, равно на около 1/10000 мм живачен стълб.
Записаните информации на филма под формата на образи или под друга форма може да бъдат непосредствено възпроизвеждани по същия начин, както обикновена филмова лента, тъй като светлинните лъчи, които преминават през лентата, се пречупват по закон, който зависи от деформациите на носителя.
За прожекция може да се използва обикновен киноекран.
5. Цифров звукозапис. За него в Интернет е писано изключително много и затова тук ще го разгледаме съвсем накратко. Това е резултатът от преобразуването на аналоговия сигнал от звуковия диапазон в цифров аудиосигнал. Преобразуването се осъществява от аналого-цифров преобразувател (АЦП). Той извършва ограничение на честотната лента чрез филтър за ниски честоти, за да потисне спектралните компоненти, чиято честота надвишава половината от честотата на дискретизация (Дискретизация е процесът на преобразуване на непрекъснат аналогов сигнал в сигнал с дискретни стойности. Дискретът представлява стойността на сигнала в даден момент от времето.)
Видове звукозаписVidove zvukozapis
Непрекъснатият аналогов сигнал се ,,реже“ на участъци с честота на дискретизация. Получава се дискретен цифров сигнал, който се квантува с определена разрядност. След това той се кодира, тоест заменя се с последователност от кодови символи. За качествен звукозапис в честотния диапазон 20-20 000 Hz е приета минимална стандартна честота на дискретизация 44,1 kHz и повече. В последно време се появиха АЦП и ЦАП (цифрово-аналогови преобразуватели) с честоти 192,3 и даже 384,6 kHz. За получаване на добър запис е достатъчна 16-битова разрядност, но за повишаване на динамичния диапазон и качеството се използва 24 и 32 бита.
А за какво е необходим цифрово-аналоговият преобразувател? Той преобразува последователността от числа в аналогов сигнал. ЦАП е свързващо звено между цифровото устройство и аналоговия сигнал.
Телевизионен ретранслатор е уред за приемане, преобразуване и препредаване телевизионен сигнал… а ние от Сандъците – Sandacite ей сега ще Ви разкажем за един български такъв!
Телевизионен ретранслатор ТРС5-Д
Телевизионният ретранслатор ТРС5-Д е разработка на Научноизследователския институт по съобщенията от 1966 г. и след усвояването му в масово производство става един от основните видове ретранслатори в България. По важните параметри на този лампов телевизионен ретранслатор са следните:
а) изходна мощност 5 W, измерена с товарно съпротивление 75 ома и входен сигнал от немодулиран сигналгенератор;
б) чувствителност — 8 kT0;
в) АРУ — при изменение на входния сигнал с + 6dB измененията на изхода, по-малки от +/- 1 dB;
г) честотна характеристика — неравномерност от —0,75 до + 6,75 MHz +/- 1 dB; за честоти, по-ниски от —4,5 MHz и по-високи от + 10,5 MHz, затихване, по-голямо от —20 dB;
д) входен и изходен импеданс —75 ома;
е) температурен режим — от —30 до +40°С;
ж) допустими изменения на мрежовото напрежение — 220 V — 20 % до +15 %> 50 +/- 1 Hz;
з) пускане и спиране — автоматично в зависимост от захранващата програма;
и) консумирана мощност — 130 W.
На долната фигура е показана блоковата схема на ретранслатора.
Ретранслаторът се включва и изключва автоматично от дежурния приемник. Възможно е ретранслаторът да се остави постоянно включен, като за целта е предвиден съответният превключвател. Контролът за състоянието на радиолампите се извършва със собствения уред, който постоянно показва изходното ниво. Конструктивно ретранслаторът е осъществен на блокове, които лесно могат да се свалят за ремонт. Целият електрически монтаж е закрепен на подвижна рамка, която се отваря и позволява достъп до монтажа в процес на работа.
Поради факта, че телевизионният ретранслатор работи без обслужващ персонал, предвидено е затваряне на апаратурата в здрав метален шкаф и заключване със секретна брава.
Поздравления, попаднахте в Сандъците – Sandacite, където ще прочетете всичко за катода – важен елемент в електронните лампи.
Катод. Видове катоди в електронните лампи
В ТАЗИ публикация се запознахме с явлението електронна емисия, което всъщност прави възможна работата на радиолампите. За да се излъчат електрони от катодаобаче, първоначално е необходимо той да бъде нагрят.
Точно по този признак катодитесе разделят на два вида: катодис пряко и непряко отопление.
Катодис пряко отопление
При катодитес пряко отопление електроните се излъчват непосредствено от отоплителната жичка, загрявана от протичащ през нея електрически ток. По форма те биват най-различни в зависимост от ламповата конструкция: праволинейни, Л-образни, М-образни
и др. (фиг. 2а), при което с различните форми се цели увеличаване на емитиращата повърхност (нормално!). По вид те могат да бъдат или от чист метал, или активирани, или окисни. Поради малката температурна инертност на металната нишка при загряване на тези катоди с променлив ток се предизвиква пулсиращо излъчване на електрони (съгласно закона на Ричардсън) с честота, двойно по-голяма от честотата на променливия ток, който е нежелателно явление в лампите. По тази причина тези катодисе загряват само с постоянен ток от химически източник или подходящ изправител.
Катодис непряко отопление
Катодитес непряко отопление са предназначени за загряване с променлив ток. Принципното им устройство е показано на фиг. 2б. При тях емитиращата повърхност е отделена електрически от отоплителната жичка и представлява металически цилиндър, покрит с активен слой. Практически изолацията се постига или чрез поставянето му върху керамична пръчка, през която по канали е прекарана отоплителната жичка, или чрез покриване на последната с топлоустойчив изолационен пласт от алуминиеви окиси. При това отоплителната жичка може да има различни форми, както е показано на фигурата. Предвид голямата температурна инертност на изолационния слой температурата на емитиращата повърхност остава постоянна независимо от моментните изменения на силата на променливия отоплителен ток. Тези катоди се наричат още еквипотенщални катоди.
Схематичното изображение на катодитес директно и индиректно загряване е посочено на фиг. 2в.
КатодKatod
Но както се казва обикновено в рекламите – това не е всичко. За сравнение и оценка на качествата на различните катодиса въведени следните параметри:
а) Специфичната емисия на катода — представлява стойността на емисионния ток от 1 см2 от повърхността на катода. Тя зависи както от материала, така и от температурата му. Измерва се в mA/см2.
б) Специфична отоплителна мощност на катода— представлява отоплителна мощност, която се пада на 1 см2 от повърхността му. Измерва се във W/см2.
в) Ефективност на катода — представлява отношението между специфичната емисия и специфичната отоплителна мощност на катодаи показва колко милиампера (mA) емисионен ток може да се получат от 1 W отоплителна мощност. Измерва се в mA/W.
г) Дълготрайност на катода— представлява срокът за нормална експлоатация на катода, в който той не променя емисионните си качества извън допустимите граници, т. е. срокът, в който електронната лампа е годна за използуване. Измерва се в работни часове.
Отделно пък, че в зависимост от материала, от който са направени, катодите на електронните лампи се делят на катодиот чисти метали, активирани катодии окисни катоди.
КатодKatod
На горната снимка – устройство на лъчевия тетрод EL36. Катодът е продълговатото метално парче най-горе вляво.
Катодиот чисти метали
За изработване на катодиот чисти метали днес се използуват волфрамът и танталът, които имат сравнително висока температура на топене (волфрамът — 3370 °С, а танталът — 2850 °С) и могат да се обработват във вид на тънки жички или ленти. По-често се срещат волфрамовите катоди, тъй като танталът при високи температури става крехък и чуплив. Волфрамовите катоди се отличават със сравнително ниска ефективност (2—6 ма/вт), но затова пък притежават други положителни качества. Те например са по-устойчиви на йонна бомбардировка, която се получава при високи анодни напрежения, а също при загряване на катода без анодно напрежение се подобрява вакуумът на лампата.
Активирани катоди
Устройството на активираните катодипочива на свойството на някои метали да увеличават многократно специфичната си емисия при покритие с тънък слой от друг метал. При това тези катоди работят при сравнително ниски температури на загряване, поради което имат голяма ефективност. Най-употребяваните днес активирани катоди са торираните и карбидираните катоди.
Окисни катоди
Поради добрите си качества окисните катодиса едни от най- употребяваните в електронни лампи от времето на разцвета на тази техника. Тяхната структура е значително по-сложна от тази на активираните катоди. За основен материал при тях се използва никел, върху който се нанасят по механичен път изходните продукти за окисно покритие — бариев и стронциев карбонат. Чрез външна термична обработка (високочестотно загряване) върху никеловия катод остава покритие от окисен слой, който служи за източник на електрони.
Чрез изпарение на специално вещество, наречено гетер, в балона се постига висок вакуум, като парите му поглъщат газовете в балона и се полепват по стъклото.
Днес в Сандъците – Sandacite разглеждаме различни видове микрофони.
Видове микрофони
1. Общи сведения за микрофоните
Микрофонитеса електроакустични преобразуватели, които превръщат енергията на звука (акустичната енергия) в електрическа. Те спадат към групата на звукоприемниците.
При съвременните микрофонизвуковите вълни оказват механично въздействие върху мембраната на микрофона и я принуждават да трепти. Трептенията на мембраната създават в електрическата верига на микрофона променливи токове или напрежения със същата честота, каквато са имали звуковите трептения.
Почти всички микрофонипредставляват пасивни електромеханични четириполюсници. Изключение е въгленовият микрофон. Той е активен електромеханичен четирчполюсник, който има усилвателно действие. В електроакустическата наука зависимостите във въгленовия микрофон се изразяват главно с нелинейни уравнения.
Както се досещаме, приложението на микрофонитее доста обширно. Те се използват в радиоразпръскването, звукозаписването и в много други специални области.
Според физическия принцип, на който е основано получаването на променливите токове (напрежения), или според начина на преобразуване на акустичната енергия в електрическа се различават следните видове микрофони:
а. Въгленови или контактни. В тях се използва свойството на въгленовите зрънца да изменят контактното си съпротивление в зависимост от променливото звуково налягане върху контактната повърхност.
Видове микрофони Vidove mikrofoni
б. Електродинамични или индукционни. В тях се използува принципът на електромагнитната индукция: действието на звуковите вълни предизвиква трептения на закрепения в магнитното поле проводник, при което в него се индуктира електродвижеща сила със звукова честота. Според формата на проводника се различават лентови микрофони(трептене на проводник-лента в магнитно поле) и микрофони с подвижна бобинка (трептене на бобинка в магнитно поле).
Видове микрофони Vidove mikrofoni
в. Електростатични или кондензаторни. В тези микрофони се използват променливите токове, които се получават във веригата на зареден кондензатор, чийто капацитет се изменя при изменяне на разстоянието между плочите му под действието на звуковите вълни.
Видове микрофони Vidove mikrofoni
г. Пиезоелектрически или кристални. Действието на тези микрофонисе основава на директното използуване на пиезоелектрическия ефект, т. е. на създаването на електрическо напрежение при налягане, на звукови вълни върху пиезокристала.
Видове микрофони Vidove mikrofoni
Известни са и следните видове микрофони: електромагнитни, термични, газови, капилярни, лазерни, магнитострикционни, фотоелектрически и електронномеханични.
3. Видове микрофони от акустично гледище
Според начина на приемане на звука, който характеризира естеството на силите, действуващи върху микрофона и определящи неговата пространствена (насочена) характеристика, микрофоните се разделят на следните три групи:
а. Микрофониза налягане. При тези микрофони силата, която действа върху подвижната система на микрофона, е пропорционална на звуковото налягане (напр. едностранен въгленов микрофон).
б. Микрофониза градиент на налягане. При тях силата, която действува върху трептящата система на микрофона, е пропорционална на градиента на звуковото налягане, т. е. на разликата на налаганията, които действуват от двете страни на мембраната. Тези микрофони се наричат още микрофониза скорост, тъй като електродвижещата им сила се определя от скоростта на трептене на мембраната (напр. лентов микрофон).
в. Комбинирани микрофони. Те представляват комбинация от микрофон за налягане и микрофон за градиент на налягане.
Звуковата вълна се характеризира с периодични изменения на налягането и скоростта на трептенията на въздушните частици, които въздействат на микрофона. Получената от микрофона електрическа енергия съответствува на трептенията на средата. При микрофоните за налягане получената електродвижеща сила отговаря на измененията на налягането, а при микрофоните за скорост — на трептенията на частиците на средата или на колебателната скорост.
Съгласно разгледаната електроакустическа аналогия микрофонът за налягане в акустичната система е аналогичен на волтметъра в електрическата верига, а микрофонът за скорост е аналогичен на амперметъра.
4. Видове микрофониспоред други признаци
Всички микрофонисе разделят на:
а. Микрофони-релета, в които електрическата енергия се получава от страничен източник. Към тези микрофони спадат въгленовите и кондензаторните микрофони.
б. Микрофони-генератори, които непосредствено превръщат механичната енергия на звуковите трептения в електрическа. Към тези микрофони спадат електродинамичните и пиезоелектрическите микрофони.
5. В зависимост от мястото на резонансната честота в честотната характеристика, която определя тембъра на микрофона, с който той предава музиката и говора, видовете микрофони може да са три групи:
а. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в началото на честотната характеристика. В трептящата система на тези микрофонипреобладава масата. Микрофоните предават много добре при ниските честоти и запазват тембъра на говора и музиката. Такъв микрофон е двустранният лентов микрофон, който предава говора и музиката с мек, приятен тон.
б. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в горния край на честотната характеристика. Трептящата система на тези микрофони се управлява от еластичността. Тези микрофони предават много добре при високите честоти. Такива микрофониса кондензаторните и клетъчните пиезоелектрически. Те предават говора и музиката с остър, рязък тон.
в. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в обхвата на честотната характеристика. В механичната трептяща система преобладава активното съпротивление. Типичен микрофон от тази група е електродинамичният микрофон с трептяща бобинка. Честотната характеристика на тези микрофониима няколко резонансни върха. Микрофонитепредават добре при високите честоти, но при високи звукови налягания не могат да възпроизвеждат добре преходните явления, поради което изкривяват тембъра на гласа и на музикалните инструменти.
Лампите с повече от пет електрода се наричат сложни и се делят на многорешетъчни и комбинирани. Многорешетъчните лампи освен функциите на простите лампови системи имат и други — специални, в светлината на които ще бъде разгледано тяхното устройство и действие. Докато комбинираните лампи, както е видно от името им, представляват комбинация от две и повече лампови системи с познато действие. По тези причини те ще се разгледат само информативно.
Познавайки свойствата им, лесно е да направим извода, че всяка следваща от тях може да изпълнява функциите на предната, но обратното не винаги е възможно.
Лампите с повече от пет електрода се наричат сложни и се делят на многорешетъчни и комбинирани. Многорешетъчните лампи освен функциите на простите лампови системи имат и други — специални, в светлината на които ще бъде разгледано тяхното устройство и действие. Докато комбинираните лампи, както е видно от името им, представляват комбинация от две и повече лампови системи с познато действие. По тези причини те ще се разгледат само информативно.
ШЕСТЕЛЕКТРОДНА ЛАМПА (хексод)
Хексодъте най-простата многорешетъчна лампа. Нейното предназначение в електронните устройства е да извърши смесване на две различни по честота напрежения, в резултат на което да се получи трето, отличаващо се по честотата от първите две.
Поради това си действие хексодътспада към смесителните лампи.
Устройството на хексодае показано на фиг. 2. Видно е, че той има 6 електрода: катод, анод и 4 решетки. Характерно за него е, че двете от решетките му са управляващи, което дава възможност за осъществяване на двойно управление на анодния ток. Другите две са заслоняващи и имат общ извод върху цокъла на лампата.
Хексод, хептод, октодHeksod, heptod, oktod
Наличието на две управляващи решетки в хексодаопределя неговите две решетъчни характеристики Iа = f1 (U/P1) и Ia = f2 (Up) при
постоянни напрежения на другите електроди. Характерно за тези характеристики е, че стръмността на всяка от тях, означена съответно с S1 и S3 е в зависимост от другата и става по-голяма, колкото потенциалът на решетката, определяш другата характеристика, е по- малко отрицателен. От тази зависимост се определя така наречената константа на смесването (KС), която има измерение mA/V2 и показва с колко mA/V се изменя стръмността на едната характеристика, когато потенциалът на другата решетка се изменя с 1 V.
Нормално при хексодастръмността S1, определена от първата управляваща решетка, е по-голяма и затова при действие на хексода като смесител на нея се подава по-слабият сигнал (входният), а на р3 — сигналът на местния осцилатор (автогенератор), който е с по-големи амплитуди.
СЕДЕМЕЛЕКТРОДНА ЛАМПА (хептод)
Хептодътима същото предназначение както хексодът— да извърши смесване на две напрежения с различни честоти.
Хептодътима седем електрода: катод, анод и пет решетки, поради което се нарича още пентагрид. Той се явява в две разновидности — хептод смесител и хептод преобразовател.
Хептодът смесител проилиза от хексода, на който е вградена още една решетка между анода и катода. Тази решетка както третата решетка на пентода има предназначение да премахне динатронния ефект, който може да възникне в процеса на работата на смесителя, и се нарича също спираща или антидинатронна. Освен това тази решетка подобрява значително и параметрите на лампата, като увеличава вътрешното й съпротивление и намалява проходните капацитети. Предназначението и устройството на останалите електроди са същите както на хексода. Устройството на хептодасмесител е показано на фиг. 3, а.
Хексод, хептод, октодHeksod, heptod, oktod
Хептодът преобразовател има конструкция, различна от тази на смесителя (фиг. 3, б). Той е приспособен не само да извършва смесване на две честоти, но и да създаде едната от тях, т. е. той действа и като автогенератор (осцилатор). За включване като авто- генератор се използува триодната му система (катод, р1 и р2), в която р2 играе роля на анод. Входният сигнал се подава на втората управляваща решетка (р4), а р3 и р5, които имат общ извод, са заслоняващи.
Действието на хептодасе заключава в това. че създаденото в триодната система високочестотно напрежение е приложено върху р1 и чрез нея въздейства на общия емисионен ток на лампата. Посредством влиянието и на входния сигнал, приложен върху р4, се осъществява двойното въздействие върху анодния ток.
ОСЕМЕЛЕКТРОДНА ЛАМПА (октод)
Хексод, хептод, октод Heksod, heptod, oktod
Октодъте преобразователна лампа с осем електрода: катод, анод и 6 решетки. Отличава се от хептодапреобразувател по това, че има и антидинатронна решетка. Освен това по-късните октодиимат редица вътрешноконструктивни подобрения, които осигуряват пълна независимост на двете системи — входната и генераторната. Например при него р1 има подходящо закрепване в 4 точки, р2 е видоизменена като плочка или пръстен и др. Означението на октодае показано на фиг. 4, а и б.
Използвана литература:
Атанасов, Александър, и др. Учебник за радиолюбителя. София, Медицина и физкултура, 1962.
Илиев, Максим, и др. Слаботокови елементи. За IV и V курс на отдел „Слаби токове“ при техникумите по електротехника. София, Нар. просвета, 1953.
Топалов, Минко. Електронни лампи. Ч. 1. София, 1953.
Темата днес в Сандъците – Sandacite e електронната емисия.
Електронна емисия
Електронната емисия представлява излъчване на свободни електрони от повърхността на металите при определени условия. Действието на електронните лампи се основава именно на принципа на електронната емисия и на протичане на електрически ток във вакуум. Затова електронните лампи общо се наричат електровакуумни прибори.
Възможността за излъчване на такива електрони от металите се обуславя от тяхната структура. Както е известно, атомите на металите в твърдо състояние са подредени правилно и образуват кристалната решетка на метала. Външните електрони на металните атоми са слабо свързани с ядрата, което позволява лесното им отделяне под формата на свободни електрони. При нормални условия свободните електрони се движат хаотично в междуатомното пространство на метала. Практически те не напускат неговата повърхност, тъй като кинетичната им енергия не е достатъчна да преодолее притегателното действие на повърхностните положителни метални йони. За да се предизвика излъчване на тези електрони, необходимо е да им се придаде допълнително енергия отвън, която да увеличи скоростта им, а с това и кинетичната им енергия. В зависимост от вида на приложената енергия електронната емисия бива:
а) Термоелектронна емисия — когато излъчването на електроните се предизвиква от загряването на метала.
б) Вторична електронна емисия — когато излъчването на електроните се предизвиква чрез избиване на същите от повърхността на метала при бомбардиране на последната с бързо движещи се електрони.
Електронна емисия Elektronna emisiya
в) Фотоелектронна емисия — когато излъчването на електроните се предизвиква чрез облъчване на металната повърхност с лъчиста енергия.
г) Автоелектронна (студена) емисия— когато излитането на електроните се осъществява чрез поставяне на металната повърхност под действието на силно електрическо поле.
Класическите електронни лампи са устроени и действат по принципа на термоелектронната емисия. Те представляват система от електроди, поставени във вакуум, един от който има предназначение да излъчва електрони, за която цел същият се загрява посредством електрически ток до определена температура. Този електрод се нарича термокатод или само катод. Количеството на емитираните електрони или силата на емисионния ток е в зависимост от температурата на катода, която зависимост се изразява, както е посочено графически на фиг. 2.
Електронна емисияElektronna emisiya
За изследване на тази зависимост и построяване на графика й необходимо е излъчените електрони да се поставят под действието на ускоряващо електрическо поле. За целта на един от електродите на електронната лампа се подава сравнително висок положителен потенциал, който насочва движението на излъчените електрони и предизвиква протичането на електрически ток от катода през вакуума към този електрод. Във всички електронни лампи този електрод се нарича анод.
В Сандъците – Sandacite представяме видовете мълниезащитни инсталации преди половин век.
Мълниезащитни инсталации
Предназначение. Мълниезащитните(гръмоотводните) инсталацииса предназначени да предпазват хората, сградите и електрическите уредби във и около тях от повреди или пожар вследствие на удари от мълния. Те служат постепенно да изравняват потенциалната разлика между земята и наближаващ наелектризиран облак или околното статично електричество, като отвеждат електрическите заряди безопасно- към земята. Падане на мълния върху дадена мълниезащитна инсталацияпоказва, че инсталацията не е изправна.
Главни съставни части. Една мълниезащитна инсталацияима следните главни части;
хващател (гръмоотвод), който се състои от стърчащи над сградата метални тела, плоскости и проводници, монтирани на най- опасните за удар от мълния места, напр. на покрив, по комини, на върха на кули и др.
отводни проводници, които свързват хващателите със заземителите и отвеждат електрическите пълнежи към земята:
заземители, които свързват гръмоотводната инсталация със земята.
Освен тези части за мълниезащитната инсталация са необходими още подпорни дюбели и скоби, предпазни стоманени тръби и съединителни части. За подобряване ефикасността на мълниезаитната инсталация външните метални части на сградата, а особено такива с широки допирни плоскости към земята трябва по възможност да се свържат помежду си и с гръмоотводната инсталация.
Видове гръмоотводи. Според устройството се различават следните видове гръмоотводи:
Гръмоотвод на Франклин. Представлява стоманен прът със заострен връх, който се закрепва на билото на покрива и се свързва тоководно със земята. Този гръмоотвод служи за отвеждане на най- близките електрически пълнежи на околните въздушни пластове в земята. Предпазното му действие е слабо.
Гръмоотвод тип Фарадеев кафез. Състои се от няколко къси стоманени пръта, прикрепени по билото на сградата и съединени с метални жици или ленти помежду си и към металните части на покрива. Тази обща метална мрежа се съединява тоководно към земята, заема доста голяма площ и затова такъв гръмоотвод е по-ефикасен от първия вид.
Радиоактивен гръмоотвод (фиг. 4) Той е най-ефикасен и технически най-издържан. Състои се от месингов прът, съединен и долния си край тоководно със земята, а на горния си край има порцеланова полусфера. Полусферата е покрита отвътре с неразтворима дълготрайна радиева сол, а под нея има изолиран от пръта метален диск. Към диска тоководно са прикрепени три извити нагоре метални пръчки, които са покрити на върховете също с радиева сол. Чрез тези пръчки металният диск получава потенциала на околните въздушни пластове, който винаги е по-голям от този на свързания със земята метален прът. При повишаване на потенциалната разликата става бе опасно прехвърляне на електрическите заряди от металния диск през месинговия прът към земята. Радиоактивният гръмоотвод има най-силно предпазно действие, което стига до 500 — 600 м в радиус около сградата.
Проект и монтиране на мълниезащитна инсталация. При изработване на проект за мълниезащитна инсталация се използва планът на сградата с точните й размери, формата видът и металните части на покрива (особено изпъкналите части), главните подходящи места за заземители до и около сградата (водопровод, жп. релси, помпи и др.), северната посока и предназначението на сградата. Например за предпазване от мълнии на складове за бойна техника се увеличава броят на покривните проводници и заземителвте, които се полагат на известно разстояние и сградите. Гръмоотводите се поставят на 5 от покривните ъгли.
Броят и видът на хващателите, покривните проводници и използването иа металните части от покрива зависят от формата и строителни те особености на последния. Тогава се установяват и местата на отводните проводници и заземителите, като се използуват всички метални части по и в сградата, включително и водопроводът. Така мълниезащитната инсталация, разклоненията й и всички метални части на сградата и около нея образуват обща метална мрежа от билото на сградата до земята.
Ha фиг. 5 е показан нагледен проект за мълниезащитна инсталация, където с 1 са означени хващателите, с 2— покривните проводници, с 3 — отводните проводници и с 4 — заземителите.
При монтажа на мълниезащитната инсталация важат следните технически правила и норми за отделните съставни части.
Хващатели. Това са къси пръти от кръгла или четвъртита плътна поцинкована стомана или тръба от същия материал, която е запушена горе, за да не влиза вода. Формата на върха е без шачение и не е необходимо да бъде от благороден метал. Хващатели са особено необходими за високи сгради и съоръжения (кули, камбанарии, фабрични комини, антенни мачти и др.). Ако изпъкващите над сградата метални части имат достатъчно сечение, те също се използват за хващатели или се полага хващателна мрежа ог проводици. В такъв случай проводниците се прекарват по билото и ръбовете на покрива и стряхата. Ако покривът е с наклон над 25 °, проводниците по ръбовете на стряхата отпадат. При наклон под 35 разстоянието между хващателите трябва да е 15-20 м, което определя и броя им. Хващателите се прикрепят обикновено към комини или към билото на покрива и се съединяват с покривните проводници чрез малка плочка а основата на пръта или чрез съединителна муфа.
Покривни проводници. Полагат се на изложените на мълния северни места и служат и за хващатели. Ако билото на сградата е дълго над 20 м и по него се прокара проводник, той трябва да има разклонение към отводните проводници на всеки 15 — 20 м. Проводниците се прикрепват със стоманени подпорки на всеки 1—2 и са на 5— 10 см от покрива, а на билото — на 20 см. При меко покрити (слама, тръстика) покриви разстоянието от покрива се удвоява.
Отводни проводници. Те трябва да са най-малко два и водят от покрива към заземителите. Броят им се определя от покривните проводници, които са прокарани наклонено от билото до стряхата. Разстоянието между отводните проводници трябва да е над 20 м. Те се полагат също към стоманени подпорки на 2 — 5 см от стените. Разстоянието между подпорните е около 1,5 м. За отводни проводници се използват и водопроводни или водосточни тръби, ако частите им са сигурно тоководно свързани. Тогава те се свързват към мълниезащитната инсталация. За предпазване от механични повреди отходните проводници се поставят на 2 — 2,5 м от земята в стоманени грьби, които влизат най-малко на 20—30 см в земята, а горният им край е свързан тоководно с проводниците. Съединенията се предпазват от атмосферни влияния чрез намазване с миниум и безир или с асфалтов лак.
Отводните проводници са обикновено от медно въже с най-малко течение 25—50 мм2. Поцинковани стоманени проводници намират малко приложение, като се използват само стоманени въжета със сечение 50 — 100 мм2 и диаметър на отделните жици, не по-малък от 3 мм. Отводните проводници трябва да са възможно най-къси, с най-малък брой съединения и добре свързани, за да има силен електрически и механичен контакт.
Заземители. Те трябва да са най-малко два: главен и допълнителен. Главните заземители са медни или поцинковани стоманени плочи, водопроводни или изворни тръби под нивото на подпочвената вода и др. Допълнителни заземители са забити в земята стоманени тръби, изтеглени ленти или проводници, съединения с жп. релси или със заземители на силнотокови инсталации с работно напрежение до 1 кв.
Дебелината на стоманените заземителни плочи е минимум 3 мм, и на медните — 1,5 мм. За заземителни проводници могат да се използват водопроводни тръби на сградата или до 10 м от нея. Съединенията в земята трябва да са сигурни (спойки или занитване) и се покриват със защитно асфалтово покритие. Такова покритие на заземители не се прави за избягване на лош контакт (голямо земно съпротивление). При високолежаща подпочвена вода се използват плочи или тръби, а при дълбоко ниво — заземителна мрежа от дълги и разклонени проводници.
Особени случаи. Близки до сградите дървета представляват опасност и затова се отсичат или отводните проводници се поставят близо до тях, или дърветата се предпазват с гръмоотводна инсталация. Отводни проводници се полагат и близо до увода на електрически проводници в сграда или до положени покрай нея такива. Ако въздушните електрически проводници към сградата имат заземен проводник, той и металните му подпори се свързват към гръмоотводната инсталация.
При проверка на мълниезащитна инсталация най-много се внимава за съединителните връзки и за земното съпротивление, което е над 1 ом. В неблагоприятни случаи се допуска 5 — 25 ом, като се внимава то да бъде по-малко от това на близкостоящи заземени иредмети.
Мълниезащитни инсталации трябва да имат сградите, които:
служат за многолюдни събрания — учебни заведения, болници, казарми, затвори, кина и театри, хотели, фабрики и заводи, учреждения и др.;
служат за производство, обработка и складиране на леснозапалими или експлозивни материали — хартия, текстил, кибрит, бензин, динамит, барут и др.;
при разрушаване ще затруднят населението — електроцентрали, станции, трафопостове, водни резервоари за водопроводи и др. п.;
съдържат предмети с голяма научна, историческа или художествена стойност — музеи, библиотеки, изложбени сгради и др.;
поради местоположението си са изложени на опасност от мълния— кули, фабрични комини, къщи по височини и пр.;
вече са ударени от мълния или близо до които често пада мълния.
Литература:
Андреев, Асен, Б. Костов. Наръчник за проектиране на вътрешни електрически инсталации. София, Наука и изкуство, 1956.
Петров, Ал., А. Василев. Електроинсталационно дело. София, Техника, 1963.
Божков, Хр. Вътрешни електрически инсталации. София, Техника, 1962.