Борис Кудрявцев: О неслышимых звуках

Ультразвуки помогают следить за ходом химических реакций, узнавать состав различных смесей.

Изучение неслышимых звуков развивается настолько быстро, что почти каждый номер различных физических журналов приносит известия о новых достижениях в деле изучения свойств ультразвуков и их использования на помощь человеку.

Ультразвуки все шире применяются в различных областях человеческой деятельности. Уже сейчас их с успехом используют в своей работе не только физики, но и химики, биологи, инженеры, врачи…

В многочисленных лабораториях институтов ученые открывают все новые и новые способы использования ультразвуков для блага человечества.

После выхода из печати первого издания этой небольшой книги было получено много писем, в которых читатели спрашивали, как можно устроить ультразвуковой генератор. Учитывая большой интерес к ультраакустике, автор дополнил новое издание описанием конструкции простейшего пьезоэлектрического генератора. Приводимые ниже схемы отнюдь не претендуют на техническое совершенство, что может быть оправдано их простотой и тем, что в опытных исследованиях стоимость ультраакустической энергии и, следовательно, коэффициент полезного действия генератора не играет решающей роли.

Необходимо, однако, предупредить читателей о том, что работа пьезоэлектрических генераторов связана с получением относительно высоких электрических напряжений, иногда представляющих опасность для человеческой жизни. Поэтому при устройстве, если так можно выразиться, «любительских» ультразвуковых генераторов рекомендуется ограничиться применением обычных приемно-усилительных ламп, требующих напряжения 250 вольт. В этом случае устройство ультразвукового генератора будет представлять опасность, не большую, чем устройство лампового радиоприемника. Устройство мощных пьезоэлектрических излучателей, требующих напряжений порядка нескольких тысяч вольт, возможно только при наличии соответствующих знаний и при соблюдении необходимых мер предосторожности.

Схема очень простого генератора, вполне надежного в работе, изображена на рис. 76.

На этой схеме Л — простейшая радиолампа — триод (например, лампа 6С5), называемая так потому, что у нее три электрода: отрицательный электрод, или катод; положительный электрод, или анод, и третий электрод — расположенная между ними сетка. Существуют и более сложные лампы, содержащие две сетки — тетроды или три сетки — пентоды. Из этих ламп для устройства ультразвуковых генераторов часто пользуются тетродом 6ПЗ. В этом случае имеющуюся в лампе вторую сетку, называемую экранной, присоединяют к аноду через сопротивление, которое для лампы 6ПЗ можно взять приблизительно равным 40 000–50 000 ом.

Первую, или, как ее называют, управляющую, сетку лампы надо соединить с катодом опять же через сопротивление R . Если при постройке генератора используется лампа 6С5, R берут около 50 000–60 000 ом. Сила анодного тока при этом будет примерно 8 миллиампер. Желая получить более мощные колебания, применяют лампу 6ПЗ. В этом случае сопротивление R можно уменьшить до 20 000–30 000 ом, но так как сила тока будет значительна, надо применять проволочное сопротивление.

Как явствует из схемы, управляющая сетка, помимо катода, соединяется через конденсатор постоянной емкостью приблизительно 1000 пикофарад [3] Пикофарада равна одной миллионной доле микрофарады, или 0,9 сантиметра. с концом C катушки самоиндукции, которую надо приготовить самому, сообразуясь с желаемой частотой ультразвуковой волны, создаваемой генератором.

Обычно катушка самоиндукции наматывается из изолированной проволоки на фарфоровом или пластмассовом каркасе. Чаще всего каркас бывает цилиндрической формы. Можно изготовить каркас и из картона. Катушки из очень толстой проволоки наматываются без каркаса.

Данные, необходимые для приготовления катушки генератора на разные интервалы частот, указаны в таблице.