Մագնիսական ալեհավաք՝ սարք, աշխատանքի սկզբունք, նպատակ

2024 Հեղինակ: Trinity Chesterton | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-16 15:00

Օգտակար տեղեկատվություն պարունակող ազդանշան կարող է ստեղծվել գեներատորի միջոցով: Դրա հզորությունը կարող է մեծացվել ուժեղացուցիչի օգնությամբ և զգալի հեռավորության վրա փոխանցվել մեկ այլ թղթակցի։ Ազդանշանը փոխանցվում է ալեհավաքով։

Անտենան սարք է, որը էլեկտրամագնիսական ալիքը փոխակերպում է էլեկտրական ազդանշանի որոշակի հաճախականությամբ ընդունման ուղու վրա, ինչպես նաև հակադարձ փոխակերպում փոխանցման ուղու վրա:

Անտենաների շատ տեսակներ կան: Նրանք կարող են դասակարգվել ըստ դիզայնի կամ շահագործման սկզբունքի, օրինակ. Վերջին դեպքում առանձնանում են էլեկտրական և մագնիսական ալեհավաքները։ Առաջինները կառավարվում են էլեկտրամագնիսական դաշտի էլեկտրական բաղադրիչով (այսուհետ՝ EMF), իսկ երկրորդները՝ համապատասխանաբար մագնիսականով։

Այս հոդվածը կկենտրոնանա մագնիսական ալեհավաքի, դրա դիզայնի, ինչպես նաև աշխատանքի սկզբունքի վրա:

Ռադիոալիքներ

Բոլոր ալեհավաքներն աշխատում են ալիքների որոշակի տիրույթով: Ալիքները կարելի է դասակարգել ըստ երկարության կամ հաճախականության: Հարկ է նշել, որ երկարությունը հակադարձ համեմատական է հաճախականությանը։

Ստորև ներկայացված է ռադիոալիքների տեսակների և դրանց երկարության և հաճախականության պարամետրերի համապատասխանության աղյուսակը:

Ալիքների տեսակ	Ալիքի երկարություն, m	Հաճախականություն
Էքստրա երկար	105-104	3-30 կՀց
Երկար	104-103	30-300 կՀց
Միջին	103-102	300 կՀց - 3 ՄՀց
Կարճ	100-10	3-30 ՄՀց
մետր	10-1	30-300MHz
Դեցիմետր	1-0, 1	300 ՄՀց – 3 ԳՀց
սանտիմետր	0, 1-0, 01	3-30GHz
Միլիմետր	0, 01-0, 001	30-300ԳՀց

Հաճախ ալիքների անունները փոխարինվում են տիրույթի անուններով: Օրինակ, կարճ ալիքի գոտին կոչվում է HF գոտի:

մետր, դեցիմետր, սանտիմետր և միլիմետր ալիքները ներառված են VHF տիրույթում՝ գերկարճ ալիքներ: Դեցիմետրային ալիքներով աշխատող սարքերը կոչվում են UHF ալեհավաքներ (այսուհետ՝ անալոգիայով):

Դիմում

Ալեհավաքների տեսակը, որոնք արձագանքում են դաշտի մագնիսական բաղադրիչին, գտել են լայնկիրառություն ցանկացած արդյունաբերության մեջ փոքր չափսերի և ընդունող-հաղորդող հատկությունների շնորհիվ: Նրանց դիզայնը հաճախ իսկապես շատ պարզ է և իրենից ներկայացնում է ձողային ալեհավաք (հաճախ օգտագործվում է որպես մեքենայի ալեհավաք), որը փոքր է, օրինակ, լոգարիթմական ալեհավաքների համեմատ: Վերջին տեսակի ալեհավաքը հաճախ հանդիպում է բնակելի շենքերում, որտեղ դրանք ապահովում են հեռուստատեսային հեռարձակումներ:

Մագնիսական ալեհավաքների հիմնական առավելությունը էլեկտրական միջամտությունների նկատմամբ անձեռնմխելիությունն է: Վերջին փաստը թույլ է տալիս դրանք օգտագործել ցանկացած քաղաքում, որտեղ առկա են էլեկտրական ազդանշանների բարձր կոնցենտրացիան։

Դիզայն

Ամենապարզ մագնիսական ալեհավաքը պարունակում է՝

• միջուկ;
• ինդուկտոր;
• կծիկ շրջանակ։

Միջուկի վրա դրվում է շրջանակ, իսկ շրջանակի վրա փաթաթվում է ինդուկտոր։

Նման ալեհավաքի միջուկը պատրաստված է մագնիսական նյութից։ Առավել հաճախ ֆերիտից, որն ունի լավ մագնիսական հատկություններ, որոնք կքննարկվեն ավելի ուշ:

Փաթաթումը պատրաստված է պղնձի նման հաղորդիչ նյութից, մինչդեռ շրջանակը պատրաստված է մեկուսիչ նյութից՝ կծիկի և միջուկի պտույտների միջև ավելորդ շփումներից խուսափելու համար:

Իրականում պարզվում է, որ մագնիսական ալեհավաքը տիպիկ խեղդուկ է, որը ծանոթ է յուրաքանչյուր ռադիոսիրողի կամ մարդու, նույնիսկ անուղղակիորեն կապված էլեկտրոնիկայի հետ:

Դաշտի տեսություն

Նման ալեհավաքի աշխատանքի սկզբունքը հասկանալու համար պետք է կրկնել հիմնականըտեղեկատվություն հեռավորության վրա ազդանշանների փոխանցման հետ կապված ամեն ինչի մասին։

Նախ՝ էլեկտրամագնիսական դաշտը, ինչպես ենթադրում է անվանումը, ներառում է երկու բաղադրիչ՝ մագնիսական և էլեկտրական, որոնք անքակտելիորեն կապված են, և այդ դաշտերի հարթությունները (եթե խոսենք, տերմինաբանական մանրամասները բաց թողնելով) ուղղահայաց են միմյանց։

Երկրորդ, այս դաշտի տարածման ուղղությունը որոշվում է արագության վեկտորով, որն ուղղահայաց է և՛ էլեկտրական ինտենսիվության (ինդուկցիոն) վեկտորին, և՛ մագնիսական ինտենսիվության (ինդուկցիոն) վեկտորին եռաչափ տարածության մեջ։

Ինչու՞ կարող է ինտենսիվության վեկտորը փոխարինվել ինդուկցիոն վեկտորով: Քանի որ այս պարամետրերի արժեքները հավասարապես բնութագրում են այս կամ այն տեսակի դաշտը և համաչափ են միմյանց:

L-աձև ալեհավաքի աշխատանքի սկզբունքը

Տատանումները (դրանք փոխանցվում են ալեհավաքով) արտանետվում են ցանկացած առարկայով՝ և՛ փայտե փայտով, և՛ մետաղական մետաղալարով։ Միակ տարբերությունն այն է, որ մետաղն ավելի լավ է փոխանցում էլեկտրաէներգիան, ուստի մետաղալարի արձակած թրթռումները ավելի նկատելի են։

Հետևաբար, ամենապարզ ալեհավաքը կարելի է հավաքել ամրացման կտորից: Կստացվի բոլորին ծանոթ L-աձև ալեհավաք: Էլեկտրամագնիսական դաշտի ազդեցությամբ խարիսխում առաջանում է էլեկտրաշարժիչ ուժ, որն ինչ-որ կերպ (բաց թողնելով տեսական մանրամասները) տատանումների պատճառն է, ինչպես նաև ազդանշանի ուժեղացման հիմքը։

Մետաղը լավ էլեկտրական հատկություններով նյութ է: Այդ իսկ պատճառով արմատուրայում առաջանում է էլեկտրաշարժիչ ուժ (EMF): հետևաբար,դաշտի էլեկտրական բաղադրիչի L-աձև ալեհավաքը կառավարվում է։

Մագնիսի դաշտին արձագանքող ալեհավաքի աշխատանքի սկզբունքը

Տրամաբանորեն, եթե L-աձև մետաղական ալեհավաքը արձագանքում է դաշտի էլեկտրական բաղադրիչին, ապա մագնիսական ալեհավաքն արձագանքում է էլեկտրամագնիսական դաշտի մագնիսական բաղադրիչին: Այս փաստի պատճառով սարքն ստացել է իր անվանումը։

Անտենա, իհարկե, կարելի է պատրաստել ֆերոմագնիսի երկայնական կտորից, բայց ավելի արդյունավետ է այս նյութին շրջանակի ձև տալ։

Այս դիզայնում մագնիսական դաշտը կստեղծի նաև EMF, բայց փոփոխական: Ալեհավաքը կվերածվի ինդուկտորի, որտեղ EMF էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի (սա ալեհավաքի հիմնական խնդիրն է):

Ինդուկացված EMF-ի արժեքը շրջանակում կախված է կառուցվածքի դիրքից՝ դաշտային հարթության նկատմամբ: EMF-ն առավելագույնն է, եթե կառուցվածքի պարույրների հարթությունն ուղղված է ազդանշանով աշխատող կայան։ Եթե դուք պտտեք ալեհավաքը ուղղահայաց առանցքի շուրջը (վերևի տեսք), ապա մեկ պտույտով այն կունենա EMF-ի երկու առավելագույն և երկու նվազագույն (զրոյական արժեք):

Նման ալեհավաքի ճառագայթման օրինաչափությունը կլինի անսահմանության կամ ութ թվի տեսքով:

Ճառագայթման օրինաչափությունը որոշակի հարթության վրա ալեհավաքի ուղղությունից ստացման կախվածության գրաֆիկական պատկերն է:

Gain-ը արժեք է, որը հաշվարկվում է որպես ելքային ազդանշանի արժեքի հարաբերակցություն մուտքային ազդանշանի արժեքին: Օրինակ, ելքային հզորության հարաբերակցությունը մուտքայինհզորությունը կամ ելքային լարումը դեպի մուտք:

Ուղղորդության գործոնը բնութագրում է ալեհավաքի կարողությունը՝ ազդանշանը կոնկրետ կետ ուղղելու: Օրինակ՝ մեքենայի համար որպես ալեհավաք օգտագործվող փին ալեհավաքի համար այս գործակիցը ցածր մակարդակի վրա է։ Այն բոլոր ուղղություններով շողում է տորուսաձեւ ալիք: Բայց ուղղորդված ալեհավաքների համար, ինչպիսիք են լոգարիթմական կամ ռեֆլեկտիվ, այս գործակիցը շատ ավելի բարձր է:

Շրջանակի տեսքով ալեհավաքը նույնպես լավ ուղղորդություն ունի։ Այս հատկությունը թույլ է տալիս նման սարքեր օգտագործել հատուկ սարքավորումներում, ինչպիսիք են աղվեսների որսի սարքավորումները:

Դիզայնի առանձնահատկություններ

Սադրված EMF-ի մեծությունը մեծապես որոշվում է ալեհավաքի չափսով: Նույնիսկ եթե դրա վրա պտտվող պտույտների թիվը զգալի է, ապա փոքր չափերի դեպքում EMF-ի արժեքը դեռևս անբավարար կլինի որոշակի ընդունիչների աշխատանքի համար:

Բայց եթե մագնիսական ալեհավաքների ներսում ներմուծեք ֆերիտի միջուկներ, EMF-ի արժեքը զգալիորեն կբարձրանա: Միջուկը կնպաստի իր վրա ավելի շատ դաշտային գծեր փակելուն, այսինքն՝ միջուկի շնորհիվ դաշտը կկենտրոնանա ալեհավաքի վրա՝ ստեղծելով ավելի հզոր մագնիսական հոսք և առաջացնելով զգալի EMF։

Մագնիսական նյութական միջուկ

Որպեսզի հասկանաք, թե որ մագնիսական միջուկը պետք է տեղադրվի ալեհավաքում, դուք պետք է ուսումնասիրեք մագնիսական թափանցելիության պարամետրը, որը ցույց է տալիս, թե կոնկրետ նյութի մագնիսական դաշտը քանի անգամ է ուժեղ արտաքին դաշտից:

Որքան բարձր է դրույքաչափըթափանցելիություն, այնքան ավելի լավ է մագնիսական նյութը կենտրոնացնում դաշտն իր վրա։

Ստացող մագնիսական ալեհավաքի միջուկը սովորաբար ունի ուղղանկյուն կամ կլոր հատված: Նախ, արտադրության հեշտության պատճառով: Երկրորդ, այն պատճառով, որ այս ձևի միջուկներն ավելի լավ են կենտրոնացնում մագնիսական գծերը իրենց վրա։

Վերջին փաստը ազդում է այնպիսի պարամետրի վրա, ինչպիսին է արդյունավետ մագնիսական թափանցելիությունը: Այն կարող է չհամընկնել նախնական մագնիսական թափանցելիության հետ, որը սովորաբար նշվում է միջուկի փաստաթղթերում: Այնուամենայնիվ, արդյունավետ թափանցելիությունը կախված է սկզբնականից:

Այսպիսով, միջուկի արդյունավետ թափանցելիությունը կախված է հետևյալ ցուցանիշներից՝

• միջուկի չափսեր;
• միջուկի ձև;
• նյութի սկզբնական մագնիսական թափանցելիություն, որից պատրաստված է այս միջուկը:

Օրինակ, եթե դիտարկենք միջուկները նույն խաչմերուկի տարածքով, բայց տարբեր երկարություններով, ապա ավելի երկար երկարությամբ նմուշը կունենա արդյունավետ թափանցելիության ավելի մեծ արժեք:

Ի դեպ, արդյունավետ թափանցելիության կախվածությունը ֆերիտի միջուկի երկարությունից, օրինակ, ոչ գծային է։ Մինչև միջուկի երկարության որոշակի արժեք, թափանցելիությունը մեծանում է ֆերիտի մեծ մասի համար, բայց հետո դրանցից մի քանիսը անցնում են հագեցվածության և աճը դադարում է: Օրինակ՝ 1000НН, 600НН և 400НН մակնշումներով ապրանքները երկար ժամանակ չեն անցնում հագեցվածության՝ ի տարբերություն 100НН և 50ВЧ։ Սա կարևոր է հաշվի առնել տնական ալեհավաք ստեղծելիս:

Անտենայի արդյունավետություն

ընդունիչ ալեհավաքի արդյունավետությունը, որն արձագանքում է մագնիսական դաշտին,ուղղակիորեն կապված է իրական բարձրության հետ: Սա այն կետի բարձրությունն է, որտեղից դուրս է գալիս ալեհավաքի արձակած տատանումները՝ երկրի մակերևույթի որոշակի կետից վեր։

Փաստացի բարձրությունը ազդում է ալեհավաքում առաջացած EMF-ի վրա: Համապատասխանաբար, որքան բարձր է դրա արժեքը, այնքան մեծ է EMF-ն, այնքան ավելի թույլ ազդանշաններ կարող է ստանալ ալեհավաքը:

Ի՞նչն է որոշում ալեհավաքի արդյունավետ բարձրությունը, որն արձագանքում է EMF-ի մագնիսական բաղադրիչին:

1. Արդյունավետ թափանցելիությունից.
2. միջուկի հատվածի տարածքը:
3. Կծիկի պտույտների քանակը։
4. Ոլորման երկարությունը, որը կազմում է կծիկը:
5. Փաթաթման տրամագիծ.
6. Օպերացիոն ալիքի երկարություն.

Ալեհավաքի արդյունավետ բարձրությունը կլինի որքան բարձր, այնքան մեծ կլինեն վերը նշված ցանկի առաջին չորս պարամետրերը, ինչպես նաև որքան փոքր կլինի ալեհավաքի միջուկի և ոլորուն հաղորդալարի տրամագծերի տարբերությունը: Որքան կարճ է ալիքի երկարությունը, այնքան բարձր է նաև բարձրությունը։

Անտենայի կծիկ

Վերոնշյալ տվյալներից մենք կարող ենք եզրակացնել ինդուկտորի ազդեցության կարևորության մասին ցանկացած ալեհավաքի (օրինակ՝ HF մագնիսական ալեհավաք) ընդունող և փոխանցող հատկությունների վրա, որոնք արձագանքում են մագնիսական դաշտին:

Որքան բարձր է ինդուկտորի որակը, այնքան լավ է աշխատում ալեհավաքը: Կծիկի որակի պարամետրը գնահատվում է դրա որակի գործակիցով: Որակի գործակիցը պարամետր է, որը հաշվարկվում է որպես կծիկի դիմադրության հարաբերակցություն AC-ին ինդուկտիվ տարրի դիմադրությանը DC-ին:

AC կծիկի դիմադրությունը կախված է երկուսիցբուն կծիկի ինդուկտիվությունը և հոսանքի հաճախականությունը: Կծիկի որակի գործակիցը, և դրա հետ մեկտեղ ալեհավաքի հաղորդիչ-ընդունիչ հատկությունները, որոնք արձագանքում են մագնիսական դաշտին, կարող եք փոխել դրա դիմադրությունը ուղղակի հոսանքի նկատմամբ: Օրինակ՝ մեծացնել կծիկի կամ հենց մետաղալարի ստացված պտույտների տրամագիծը, որից այն փաթաթված է։

FM ալեհավաք

Սա ալեհավաքի տեսակ է, որն արձագանքում է մագնիսական դաշտին: FM ալիքը ազդանշան է 88-ից 108 ՄՀց հաճախականությամբ:

Այս դիզայնը պատրաստելու համար ձեզ հարկավոր է՝

• ամրացումներ, որոնց վրա կտեղադրվի ալեհավաքը (օրինակ՝ խողովակ);
• ֆերիտի միջուկ, որը կարող է տեղադրվել կառուցվածքի վրա (խողովակի վրա);
• պղնձե մետաղալար ոլորման և կոնտակտների համար;
• միացնող կապանքներ ալեհավաքն ընդունող սարքին միացնելու համար;
• պղնձե փայլաթիթեղ.

Կծիկը փաթաթելուց առաջ անհրաժեշտ է այն մեկուսացնել միջուկից էլեկտրական ժապավենով կամ ֆերիտի շուրջը փաթաթված թղթով։ Այնուհետեւ մեկուսացման վրա դրվում է փայլաթիթեղի շերտ: Այն համընկնում է 1 սմ շրջադարձի վրա և մեկուսացված է համընկնման տարածքում՝ օգտագործելով նույն էլեկտրական ժապավենը, օրինակ: Ահա թե ինչպես է ստեղծվում FM ալեհավաքի էկրանը, որի վրա այնուհետև փաթաթվում են 25 պտույտներ՝ ձևավորելով կծիկ՝ 7-րդ, 12-րդ և 25-րդ պտույտների լարերով։

Վերևից ոլորուն ծածկված է նմանատիպ փայլաթիթեղով: Էկրանները՝ արտաքին և ներքին, փոխկապակցված են:

Լարի ծայրերը պետք է դասավորված լինեն միացնող կոնտակտներով: 12-րդ և 25-րդ պտույտներից եզրակացությունները պետք է միացնել ընդունիչին, իսկ 7-րդ շրջադարձից՝ գետնին։

Օղակային ալեհավաք

Coaxial մալուխի և մի քանի աքսեսուարների օգնությամբ կարող եք պատրաստել այս ալեհավաքը, որը կարող է աշխատել տարբեր հաճախականությունների տիրույթներով։ Ամեն ինչ կախված է կառուցվածքի չափերից: Այս սարքի հիման վրա դուք կարող եք ստեղծել UHF ալեհավաք:

Այն կարող է օգտագործվել մինչև 80 մ հեռավորության վրա ազդանշան փոխանցելու համար, և դրա առավելություններից են արտադրության և տեղադրման հեշտությունը, ինչպես նաև ազդանշանի փոխանցման բարձր կայունությունը:

Ի՞նչ նյութեր են անհրաժեշտ օղակաձև ալեհավաք պատրաստելու համար:

1. Coaxial մալուխ.
2. Փայտե ձողեր.
3. 100pF հզորությամբ կոնդենսատոր:
4. Coaxial միակցիչ.

Որպեսզի ալեհավաքը կայուն աշխատի, անհրաժեշտ է ապահովել կոնդենսատորի կայունությունը, այսինքն՝ մեկուսացնել այն մեխանիկական, եղանակային և այլ ազդեցություններից։

Ալեհավաքը մալուխի հանգույց է, որը միացված է կոնդենսատորին: Այն կարող է աշխատել բազմաթիվ հաճախականությունների միջակայքերով: Օրինակ, HF խմբի հետ: Որքան մեծ է օղակի տարածքը (ավելի լավ, եթե այն կլոր է), այնքան ավելի մեծ է ստացված ազդանշանի ծածկույթը:

Դիզայնը տեղադրված է ձողերից պատրաստված փայտե տակդիրի վրա։ Ինչպե՞ս միացնել ալեհավաքը: Ելքային լարին միացված կոաքսիալ միակցիչով:

Նաև, երբեմն շղթայում ներառվում է համապատասխան տրանսֆորմատոր:

GSM ստանդարտ

Հիմք ընդունելով ալեհավաքը, որն արձագանքում է մագնիսական ալիքներին, սարքերը ստեղծվում են GSM ստանդարտի ազդանշան ստանալու համար,որն օգտագործվում է բջջային կապի մեջ։

Շատ ռադիոսիրողներ ինքնուրույն հավաքում են մագնիսական GSM ալեհավաքներ և տեղադրում այնտեղ, որտեղ բջջային ազդանշանը վատ է ստացվում: Օրինակ՝ ամառանոցներում։

GSM կապի ստանդարտով աշխատելու ալեհավաք կարելի է պատրաստել պլաստմասե ջրատարից, միակողմանի փայլաթիթեղից ապակեպլաստե (հաստությունը՝ 1,5-2 մմ, լայնությունը՝ 10 մմ) և պղնձե մետաղալարից (տրամագիծը՝ 1,5-2):, 5 մմ).

Ալեհավաքի ձևաչափը պարբերական է: Նման տնական ալեհավաքն ունի բարձր հզորություն և նեղ ճառագայթման ձև:

Հաջորդը, դուք պետք է միացնեք ալեհավաքի թրթռիչները (կտրված մետաղալար) հավաքող գծերի հետ (ապակյա ապակեպլաստե երկու ժապավեն): Վիբրատորները պետք է զոդված լինեն հավաքման յուրաքանչյուր գծի վրա, այնուհետև գծերը միացվեն միմյանց հետ կոաքսիալ մալուխի միջոցով: Գծերը ամրացված են պլաստիկ խողովակի վրա։

Ինչպե՞ս միացնել այս տեսակի ալեհավաքը: Մալուխի վարդակից կարելի է միացնել բեռին հեռուստացույցի սարքի տեսքով:

Եզրակացություն

Այսպիսով, ամենևին էլ դժվար չէ հավաքել ձեր սեփական ալեհավաքը, որն արձագանքում է EMF-ի մագնիսական բաղադրիչին: Բավական է հետևել վերը նկարագրված բոլոր առաջարկություններին և հաշվի առնել տարբեր նյութերի էլեկտրամագնիսական բնութագրերը։

Ավելին, նման կառույց ստեղծելու համար հատուկ գիտելիքներ չեն պահանջվում։ Տարբեր տարրերում, օրինակ՝ ինդուկտորում տեղի ունեցող ֆիզիկական գործընթացների մասին հիմնական տեղեկատվությունը բավական է: