"Бывает нечто, о чём говорят: "смотри, вот это новое"; но это было уже в веках, бывших прежде нас"
Екклезиаст гл.1 ст. 10

четверг, 31 мая 2012 г.

О ДИВНЫЙ НОВЫЙ МИР | XXI ВЕК НА КАРТОЧКАХ XX ВЕКА


Я, словно старый осёл Бенджамин из "Скотского хутора" Джоржа Оруэлла, скептически отношусь к "Дивному новому миру", ожидающему нас. Но человеку свойственно мечтать и надеяться, поэтому смею предполагать, что карточки столетней давности, отображающие век современный, будут интересны моему читателю.





























Источники:

Paleo-future | Postcards Show the Year 2000 (circa 1900) Das Jahr 2000 aus der Sicht von 1910
misterhonk.de
Hildebrands Deutsche Schokolade




среда, 30 мая 2012 г.

ПОЛУПРОВОДНИК СВОИМИ РУКАМИ


Судя по количеству просмотров, технология изготовления источников электроэнергии в домашних условиях актуальна и в XXI веке. Данная же статья о том, как можно изготовить радиоприёмник в полевых условиях. Речь пойдёт о детекторном приёмнике. Главным преимуществом этого приёмника является то, что он не требует источника питания и его можно собрать из подручных средств.


ВВЕДЕНИЕ

Детекторный радиоприёмник классифицируется как радиоустройство, в котором принятые сигналы радиостанций не усиливаются, а лишь детектируются. Под процессом детектирования понимается преобразование модулированных высокочастотных колебаний в исходный НЧ модулирующий сигнал. Устройство для осуществления детектирования называют детектором. Детекторы в зависимости от амплитуды электрических колебаний делят на два типа: работающие под влиянием максимального уровня электрических колебаний (когерер, магнитный детектор) и детектирующие все амплитуды электрических колебаний (кристаллический, ламповый и электролитический детекторы).

Детекторные радиоприёмники могут иметь источник питания, а могут и вообще его не иметь, смотря какой тип детектора используется в их схемах. Источник питания необходим для работы когерера, магнитного и электролитического детекторов.

Для хорошей работы детекторного радиоприёмника главное установить качественную антенну и заземление. От типа и качества антенны зависит эффективность приёме радиостанций радиоприёмником. Для детекторного приёмника лучше всего использовать внешние антенны, оптимальная длина антенны составляет 40...50 м, а высота её подвеса 10...15 м.

Входные цепи являются основными избирательными элементами детекторных приёмников, с помощью которых осуществляется настройка на заданную частоту. Детекторные приёмники с одним настраиваемым контуром отличает простота устройства и высокая чистота звука.

Наибольшие расстояния, на которых возможен надёжный и регулярный приём радиовещательных станций, зависит в основном от мощности передающей радиостанции, длины волны приёма и времени суток.

По материалам: Схемотехника детекторного радиоприёмника за 100 лет


ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПРИЁМНИКА

Приёмник состоит из антенны и заземления, подключённых к колебательному контуру из катушки L1 с отводами и конденсатора Cн, детектора VD1, фильтра , образованного Cбл и наушников.

ДЕТАЛИ И КОМПОНЕНТЫ

Почти все детали приёмника можно изготовить самостоятельно, из подручных средств, без специального оборудования.

Антенна - любой длинный провод, желательно медный, чем длиннее и толще, тем лучше. От высоты подвеса антенны зависит качество приёма, чем выше, тем лучше. Антенна крепится на изоляторах. Изолятор можно изготовить, например, из пластиковой бутылки.

Заземление. Для устройства заземления необходимо закопать в землю массивный металлический предмет, на глубину не менее полутора метров.


Катушка колебательного контура (L1) - состоит из 100-300 витков провода диаметром 0.3 - 0.8 мм, намотанных на жёстком каркасе виток к витку. После каждого 20 витка необходимо делать петельки - отводы. После окончательной намотки петельки отводов надо освободить от изоляции. По простой формуле L=2пR можем определить общую длину провода для нашей катушки 15.7 см - один виток, тогда на 100 витков потребуется 15,7 метров провода.


Конденсаторы (С), так же как и катушки, можно изготовить своими силами. Легче всего изготовить конденсатор постоянной ёмкости. Для самодельных конденсаторов ёмкостью до нескольких сотен пикофарад используется алюминиевая или оловянная фольга, тонкая писчая или папиросная бумага, упаковочный полиэтилен. Схема сборки на картинке.

По материалам публикации: Сергей Рябокрас. Радиоприёмник своими руками из подручных материалов


КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР

Работа самодельного кристаллического детектора в значительной степени зависит от его конструктивного исполнения.

Контактные пары в зависимости от их природы обладают различной способностью односторонний проводимости тока, которая может быть охарактеризована зависимостью вида I=f(U), где I - ток, U - напряжение. В результате касания острого конца пружинки поверхности кристалла образуется контакт. У такого контакта электрическое сопротивление при направлении тока от пружины к кристаллу значительно отличается от электрического сопротивления, когда ток течёт от кристалла к пружинке. Другими словами, в такой конструкции детектора ток проходит только в одном направлении. Свойство пропускать ток в одном направлении имеют многие вещества, но наилучшими являются природные минералы гален, пирит, халькопирит и др. Основным недостатком кристаллического детектора с подпружиненным остриём является возможность нарушения контакта во время работы. Небольшое механическое (тряска) или электрическое воздействие способны нарушить стабильность контакта и тем самым привести к потере рабочей детекторной точки. В этом случае приём вообще исчезает и для его возобновления необходимо вручную переставить остриё пружины на поверхности кристалла, то есть устанавливать новую детекторную точку.

В зависимости от типа кристалла, используемого в детекторе, выбирают и наушники. Головной телефон (наушники) - самостоятельно изготовить практически невозможно. В детекторном приёмнике могут быть использованы электромагнитные наушники с сопротивлением звуковых катушек в 1000 Ом и более, низкоомные -сопротивление катушек менее 300 Ом, а также пьезоэлектрические наушники. Наибольшее распространение имеют высокоомные наушники. Низкоомные наушники применяются в приёмниках с низкоомным детектором, например, карборунд-сталь, но такие детекторы имеют малое распространение. В отдельных случаях, когда радиопередача слышна достаточно громко, появляется возможность подключить вместо наушников абонентский громкоговоритель и тем самым расширить слушательскую аудиторию. Усилить звучание наушников при отсутствии такого громкоговорителя можно, если прикрепить к наушникам рупор определённой формы и размеров. Рупор можно изготовить из любых материалов, например бумаги или картона, но лучше использовать дерево.


ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТЕКТОРА


Рис. 1. Конструкция самодельного галенового детектора.

Одна из конструкций самодельного детектора показана на рис. 1. Основанием детектора служит колодочка длиной 35 мм, шириной 15 мм и толщиной 3-5 мм. Выпили её из прочного изоляционного материала - эбонита, текстолита, фибры или из сухой фанеры. Углы колодочки закругли напильником. Просверли в ней два отверстия для ножек от штепсельной вилки. Расстояние между центрами отверстий должно быть 20 мм. К одной ножке под гайку прикрепи чашечку, свитую из медной проволоки толщиной 1-1,5 мм. В эту чашечку плотно вставь кристалл галена (свинцового блеска), обёрнутый фольгой.

Рычажок сделай из двух полосок, вырезанных из любого металла толщиной 1-1,5 мм. Стойку рычажка в нижней части согни под прямым углом. Просверли отверстие, через которое стойка крепится на контактной ножке под гайку. Обе части рычажка скрепи болтиком. Конец рычажка, на который надевается деревянная ручка, заточи, чтобы ручка при её надевании не трескалась и хорошо держалась.

Спираль можно свить из балалаечной или гитарной струны на гвозде. Конец спирали, соприкасающийся с кристаллом, должен быть очень острым. Рекомендуем расплющить его молотком и срезать наискось ножницами.

Рычажок должен опускаться и подниматься свободно и в то же время удерживаться в нужном положении. При этом спираль должна только слегка прикасаться к поверхности кристалла.

Такой детектор работает не при всяком положении острия спирали на кристалле. На поверхности кристалла есть так называемые чувствительные точки - места, где образуется запорный слой при соприкосновении с ними острия.

Чтобы найти чувствительную точку, острие спирали нужно переставлять на кристалле с места на место, поднимая и опуская рычажок. Дело это очень кропотливое: стоит только чуть толкнуть приёмник, острие сбивается с чувствительной точки и её снова нужно искать.

Кристалл свинцового блеска - гален можно изготовить самому. Для этого потребуются чистый свинец, сера в порошке (так называемый серый цвет) и стеклянная пробирка.

Кусок свинца наскобли ножом или напили крупным напильником. Полученные опилки смешай с серой. Примерная пропорция свинца и серы должна быть такая: свинцовых опилок 20-30 г, серы 5-8 г. Если нет весов, можно смешать порции, равные по объёму, например один напёрсток свинцовых опилок и столько же серы. Смесь насыпь в пробирку, и слегка утрамбуй деревянной палочкой. К пробирке приделай проволочную ручку, чтобы при нагревании пробирки не обжечь пальцы (рис. 2).

Рис. 2. Пробирку со смесью серы и свинцовых опилок подогревают на огне.

Пробирку со смесью нагревай на огне спиртовки, керосинки или примуса (это нужно делать на воздухе или в каком-либо нежилом помещении). Вначале пробирку держи высоко над пламенем, а затем, когда сера расплавится, поднеси пробирку ближе к огню. Когда смесь накалится, сними пробирку с огня и, держа в вертикальном положении, дай ей постепенно остынуть. Кристалл можно достать, только разбив пробирку.

Получившаяся масса похожа на шлак. В местах излома она имеет блестящую зернистую поверхность. Такая поверхность кристалла и обладает хорошими детектирующими свойствами. В детекторе она должна быть обращена к острию стальной пружинки.

Надо сказать, что с первого раза не всегда удаётся получить кристалл хорошего качества. Если нагрев пробирки производить на сильном огне, она может лопнуть и смесь свинца с серой сгорит. При неудаче не отчаивайся, а повтори опыт ещё раз.

Рис. 3. Графитовый детектор.

Если нет свинца и серы, можно сделать графитовый детектор. Его устройство показано на рис. 3. В нём детектирует контакт между графитом от твёрдого (марки Т) простого (не химического) карандаша длиной 20-25 мм и кусочком стального незаржавевшего лезвия от безопасной бритвы. Изоляционная колодочка и контактные ножки - точно такие же, как в конструкции галенового детектора. Кусочек лезвия от безопасной бритвы зажат под гайку контактной ножки. Под гайку второй контактной ножки поджат конец медной проволочки, другой конец которой обмотан 3-4 раза вокруг графитового стерженька. Остро заточенный конец графита соприкасается с поверхностью лезвия. Длина проволочной петли, удерживающей графитовый стержень,

должна быть достаточной для того, чтобы остриё графита можно было перемещать по всей поверхности лезвия и тем самым находить наиболее чувствительную точку детектора.

Графитовый детектор работает вполне удовлетворительно. Недостаток его - малая устойчивость чувствительной точки и необходимость частой заточки острия графита.

Рис. 4. Самодельный детектор с постоянной чувствительной точкой.

Можно попробовать сделать детектор с постоянной чувствительной точкой. Его устройство (в сильно увеличенном виде) показано на рис. 4. Возьми кусочек медной проволоки толщиной 2,5-3 мм и длиной 20-30 мм. Зачисти её до блеска мелкой шкуркой, накали докрасна на спиртовке, газовой горелке или на примусе и быстро опусти в нашатырный спирт. На проволоке образуется тонкий слой окиси. Он является полупроводником. Очисти осторожно один конец проволоки от слоя окиси и прикрути к нему кусок медной проволоки. К другому концу окисленной проволоки, не зачищая его, прикрути кусок неокисленного медного провода. Свободные концы этих проводников будут служить выводами детектора. Изготовить хороший детектор с первого раза не всегда удаётся. Поэтому советуем изготовить несколько таких детекторов и отобрать из них тот, который даст лучшие результаты.

Источники:
Л.Троицкий. Первый радиоприемник. Издательство ДОСААФ. Москва - 1956
САМОДЕЛЬНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ, "Юный радиолюбитель", В.Борисов, 1959 (МРБ 330)


ГОТОВЫЙ ПРИЁМНИК


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из своего опыта хочу добавить, что вполне возможно приёмник будет работать и без конденсатора в колебательном контуре, так как его роль будет выполнять межвитковая ёмкость катушки (есть такое явление в радиотехнике), точную же настройку на станцию можно выполнить передвижением в каркасе катушки феритового (или железного) сердечника.
Описанный выше вариант приёмника является экстремальным, если же собирать его из современных деталей (миниатюрный конденсатор переменной ёмкости, катушка на ферритовом сердечнике, высокочастотный диод), то размер приёмника будет не больше размера зажигалки, а приём будет возможен даже на метровую антенну без заземления. Существуют схемы сложных радиоприёмников на операционных усилителях (микросхемах) где в качестве источника питания используется энергия радиосигнала – почти по Тесле.




суббота, 26 мая 2012 г.

ЗАКОН ОМА

Как Георг Симон Ом открыл закон Ома

Закон Ома выглядит настолько просто, что трудности которые пришлось преодолеть при его установлении, упускают из виду и забывают. Закон Ома нелегко проверить, и его нельзя рассматривать как очевидную истину; действительно, для многих материалов он не выполняется.

В чем же всё-таки заключаются эти трудности? Разве нельзя проверить, что дает изменение числа элементов вольтова столба, определяя ток при разном числе элементов?

Дело в том, что, когда мы берём разное число элементов, мы меняем всю цепь, ибо дополнительные элементы имеют и дополнительное сопротивление. Поэтому необходимо найти способ изменять напряжение, не меняя самой батареи. Кроме того, разный по величине ток нагревает проволоку до разной температуры, и этот эффект тоже может влиять на силу тока. Ом (Georg Simon Ohm, 1787—1854) преодолел эти трудности, воспользовавшись явлением термоэлектричества, которое открыл Зеебек (1770—1831) в 1822 г.

Явление наблюдается при нагревании спая из двух различных материалов: возбуждается небольшое напряжение, которое способно создать ток. Зеебек открыл этот эффект, экспериментируя с пластинками сурьмы и висмута, а в качестве детектора тока использовал катушку с большим числом витков, внутрь которой был вставлен маленький магнит. Зеебек наблюдал отклонение магнита только тогда, когда сжимал пластинки друг с другом руками, и вскоре понял, что эффект давало тепло его руки. Тогда он стал нагревать пластинки лампой и получил гораздо большее отклонение. Зеебек не вполне понял открытый им эффект и назвал его «магнитной поляризацией».

Ом использовал термоэлектрический эффект в качестве источника электродвижущей силы. При неизменной разности температур напряжение термоэлемента должно быть весьма стабильным, а поскольку ток мал, заметного нагрева происходить не должно. В соответствии с этими соображениями Ом изготовил прибор, который, видимо, следует считать первым настоящим прибором для исследований в области электричества. До этого использовались лишь грубые приборы.

Верхняя цилиндрическая часть прибора Ома представляет собой детектор тока — крутильные весы, ab и а'b' — термоэлементы, изготовленные из двух медных проволок, припаянных к поперечному стержню из висмута; m и m' — чашечки со ртутью, к которой можно было подключать термоэлементы. К чашечкам подсоединялся проводник, концы которого каждый раз зачищались перед тем, как погружались в ртуть.

Ом отдавал себе отчет в важном значении чистоты материалов. Ом держал спай а в кипящей воде, а спай а' опускал в смесь льда с водой и наблюдал отклонение гальванометра.

Типичную немецкую тщательность и внимательное отношение к деталям, характерные для Ома, можно противопоставить почти мальчишескому энтузиазму, который проявлял в своей работе Фарадей. В физике нужны оба подхода: последний обычно дает толчок к изучению какого-либо вопроса, а первый требуется, чтобы тщательно изучить его и на основе точных количественных результатов построить строгую теорию.

Ом использовал в качестве проводников восемь отрезков медной проволоки различной длины. Сперва ему не удалось получить воспроизводимые результаты, но неделю спустя он, очевидно, отрегулировал прибор и получил серию отсчётов для каждого из проводников. Эти отсчёты представляли собой углы закручивания нити подвеса, при которых стрелка возвращалась на нуль. Ом показал, что при надлежащем выборе постоянных А и В длина х и угол закручивания X нити связаны соотношением Х = (А / B+z)

Можно проиллюстрировать это соотношение, построив график зависимости х от 1/Х.

Ом повторил свой эксперимент с латунной проволокой и получил такой же результат при другом значении А и том же значении В. Он взял для спаев термоэлемента температуры 0 и 7,5° по Реомюру (9,4° С) и обнаружил, что регистрируемые им отклонения уменьшились примерно в 10 раз.

Таким образом, если предположить, что напряжение, которое дает прибор, пропорционально разности температур — как мы теперь знаем, это приблизительно верно,— то получается, что ток пропорционален этому напряжению. Ом показал также, что ток обратно пропорционален некоей величине, зависящей от длины проволоки. Ом назвал её сопротивлением, и следует предположить, что величина В представляет собой сопротивление остальной части цепи.

Таким образом, Ом показал, что ток пропорционален напряжению и обратно пропорционален полному сопротивлению цепи. Это был замечательно простой результат для сложного эксперимента. Так по крайней мере должно казаться нам сейчас.

Современники Ома, в особенности его соотечественники, полагали иначе: возможно, именно простота закона Ома вызывала у них подозрение. Ом столкнулся с затруднениями в служебной карьере, испытывал нужду; особенно угнетало Ома то, что не признавались его труды. К чести Великобритании, и в особенности Королевского общества, нужно сказать, что работа Ома получила там заслуженное признание. Ом входит в число тех великих людей, имена которых часто встречаются написанными с маленькой буквы: название «ом» было присвоено единице сопротивления.


Georg Simon Ohm (17 March 1789 – 6 July 1854) was a German physicist. Using equipment of his own creation, Ohm determined that there is a direct proportionality between the potential difference (voltage) applied across a conductor and the resultant electric current. This relationship is known as Ohm's law.
Although Ohm's work strongly influenced theory, at first it was received with little enthusiasm. However, his work was eventually recognized by the Royal Society. He became a foreign member of the Royal Society in 1842, and in 1845 he became a full member of the Bavarian Academy of Sciences and Humanities.


Источник:

Great Experiments in Physics by Henry S. Lipson | Г.Липсон, "Великие эксперименты в физике"






четверг, 17 мая 2012 г.

ПОЧТОВАЯ РАКЕТА


ИСПЫТАНИЕ ПОЧТОВОЙ РАКЕТЫ

В Германии (возле Оснабрюка) были произведены недавно пробные испытания первой почтовой ракеты. Модельная ракета, длиною в 1,5 м, поднялась на высоту 2 км. При падении ее два укрепленных на ней крыла раскрылись, и ракета плавно опустилась на землю. В настоящее время проектируется пересылка почты из Европы в Америку при помощи ракеты-аэроплана. Предполагается, что полет этих аэропланов, будет производиться на огромной высоте (в стратосфере), благодаря чему будут развиты такие скорости, которые позволят ракетному аэроплану перелететь через Атлантический океан в течение нескольких часов.

«Наука и техника» 1931 год №31-32


ПОЧТОВАЯ РАКЕТА

Реактивный двигатель, или ракета может быть применен для переброски почты на далекие расстояния. Больших успехов в этом направлении достиг германский инженер Тилинг. Его крылатые почтовые ракеты на порохе неоднократно в Оснабрюке покрывали высоту в несколько километров и благополучно спускались на землю при помощи особых парашютов, доставляющих ракету вместе с ее почтовым грузом.
Австрийским инженером Шмидлем недавно была переброшена "ракетная почта" в виде 333 писем за 20 км от места "отправления". Уже разработаны пути и расчеты для переброски почты при помощи особых почтовых ракет.
При этом скорости намечаются такие: Москва — Берлин — 11 мин., Москва — Владивосток — 35 мин., Москва—Нью-Йорк (через океан) — 1 час, Москва — Париж — 17 мин., Москва — Ленинград — 4 мин.
В Германии утверждают, что ракетная почта при повсеместном ее применении окажется в недалеком будущем дешевле телеграфной связи и целиком обещает заменить телеграф.
.........
За "лунными", "почтовыми" и "высотными" ракетами скрываются лихорадочно развивающиеся капиталистические вооружения.

И.Фортиков "Ракета и ее применение", "Знание-сила" №23-24 1932


Статьи опубликованые более восмидесяти лет назад, по прежнему актуальны для современной России. Бандероль, полученная мной недавно и отправленная Экспресс-доставкой EMS Russian Post, шла из Москвы до Владивостока более месяца.


СПРАВКА

В 1931 году австрийский инженер Фридрих Шмидль (Friedrich Schmiedl) организовал "ракетную почту" в Штирии, между населенными пунктами Шёккель и Радегунд. Он использовал для этого двухметровые пороховые ракеты собственного производства, которые незадолго до падения выбрасывали снабженный парашютом почтовый мешок. После успешных опытов в 1932 году Шмидль пытался составить регулярное расписание ракетной почтовой связи, но правительство Австрии неожиданно заставило его прекратить работу и уничтожить пусковую установку. Работы Фридриха Шмидля показали возможность и рентабельность применения "почтовых ракет" для пересылки корреспонденции.

Источники:

80 Jahre Raketenpost
Friedrich Schmiedl, Raketenkonstrukteur
ПОЧТОВАЯ РАКЕТА




пятница, 11 мая 2012 г.

Гигабайт весом в 22 тонны




Перфокарта - носитель информации, предназначенный для использования в системах автоматической обработки данных.

Сделанная из тонкого картона, перфокарта представляет информацию наличием или отсутствием отверстий в определённых позициях карты. Перфокарты впервые начали применяться в ткацких станках Жаккарда (1808). С появлением компьютерных языков программирования и до середины 1980-х годов, большинство программистов создавали, редактировали и хранили свои программы на перфокартах с помощью табуляторов - оборудования для обработки перфокарт. По данным Британского музея науки и технологий производство табуляторов было свёрнуто примерно в 1965 г. Однако устройства переноса информации на перфокарты и ввода их в компьютер прожили еще два десятка лет.




По приблизительным подсчётам, гигабайт информации, представленной в виде перфокарт, весил бы примерно 22 тонны.

Дополнительно:

From Wikipedia, the free encyclopedia
An Illustrated History of Computers
Newcastle University | Computing Science