Журнал «Юный техник»: Юный техник, 2015 № 10

Волчок висит в воздухе благодаря магнитному подвесу.

В 1840 году англичанин Ирншоу, как уже сказано, развивая утверждения Гильберта, обосновал принцип неустойчивости неуправляемой магнитной системы. Но ученый тогда не знал о таких материалах, как диамагнетики, которые намагничиваются в направлении, противоположном внешнему полю. Именно с их помощью спустя 100 лет немецкий физик Браунбек осуществил магнитную левитацию и предсказал усиление этого эффекта для сверхпроводников. Прогноз основывался на том, что сплошной сверхпроводник проявляет свойства идеального магнитного зеркала — выталкивает из себя силовые линии магнитного поля (эффект Мейснера — Оксенфельда). Это аналогично тому, что реальный магнит симметрично поверхности сверхпроводника имеет своего двойника — магнит-изображение.

Помимо эффекта Браунбека есть еще один способ, позволяющий осуществить магнитную левитацию. Впервые он был обнаружен теоретически в 1975 году, а затем экспериментально подтвержден И. Колодеевым, М. Крюковым, Г. Караваевым и О. Чебориным. Он состоит в том, что только за счет сближения 2 неизменно ориентированных магнитов сила их притягивания не увеличивается, как это должно быть в соответствии с известными представлениями, а уменьшается! При дальнейшем же сближении вместо притяжения между ними возникает отталкивание! Такое поведение магнитной силы аналогично работе обычной пружины или рессоры. То есть магнитное тело попадает во взвешенное, устойчивое положение — в «яму», из которой не вывалишься! Таким образом, получается, что гвоздь все-таки может зависнуть в воздухе? Может, но при соблюдении определенных условий.

Любителям звукотехники, особенно высококачественной, хорошо известно, что входные цепи усилителей звуковой частоты (УЗЧ) надо тщательно экранировать, а входные сигналы к ним подводить только экранированными проводами, «шнурами», или кабелями. При плохой экранировке громкоговорители или акустические системы (АС) воспроизводят трудноустранимый фон переменного тока, отнюдь не способствующий качественному прослушиванию речи или музыки.

Фон этот обусловлен электромагнитными наводками от проводов сети, которыми фактически «опутана» любая современная квартира. Амплитуда наводки немалая — я прикоснулся ко входу осциллографа рядом с компьютером, на котором пишутся эти строки, и получил сильно искаженную синусоиду с частотой 50 Гц и амплитудой около 20 В!

Представьте, что ваши УЗЧ и АС воспроизводят частоты от 30…40 Гц и имеют чувствительность по входу в милливольты, и дальнейшие пояснения станут излишними.

Радиолюбителям хорошо известен старинный способ проверки УЗЧ вообще без приборов — надо прикоснуться пальцем, пинцетом или отверткой ко входному разъему — раздался в громкоговорителе громкий рев — значит, все в порядке, усилитель «жив».

Особенно важна хорошая экранировка микрофонов, ведь развиваемое ими напряжение звукового сигнала очень мало — единицы, а то и доли милливольта. В то же время микрофон желательно подключать достаточно длинным кабелем, как раз и подвергающимся наводкам.

Простейший экранированный кабель содержит только один изолированный провод, окруженный экранирующей оплеткой, которая соединяется с корпусом (землей) УЗЧ и служит вторым проводом. Такое решение еще допустимо для электретных бытовых микрофонов, развивающих значительное напряжение ЗЧ, но часто бывает неприемлемо для более качественных и менее чувствительных (т. е. развивающих меньшее напряжение) динамических и ленточных микрофонов.

Дело в том, что напряжение помехи, наводимое на внешней поверхности оплетки, оказывается приложенным с одной стороны к земле УЗЧ, а с другой — через катушку микрофона и центральный провод — ко входу УЗЧ.

Для решения проблемы для микрофонов и в ряде других ответственных случаев используют двойной экранированный провод, по сути, витую пару, заключенную в оплетку (рис. 1).

Рис. 1

Катушка микрофона или другой источник сигнала с симметричным выходом подключается к выводам «+» и «-» в левой части рисунка и не имеет контакта с оплеткой. Если у микрофона металлический корпус, то его как раз и следует соединить с оплеткой (вывод «0»). На стороне УЗЧ (приемник, справа на рисунке), и только там, один из сигнальных проводов (в данном случае «-») уже можно соединить с оплеткой и корпусом УЗЧ. Напряжение помех, наводимое на оплетку, в этом случае не попадает на вход УЗЧ.