Техника - молодёжи 1953-11, страница 9

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ МОЩНОСТИ И ВРЕМЕН ДЕЙСТВИЯ СО СТАТИЧЕСКИМ ЗАПАСАНИЕМ ЭНЕРГИИ

Уровень воды в нише и напряжение на конденсаторе повышается со скоростью, которая прямо пропорциональна водяному давлению или электрическому напря~ жени к» источника питания.

Когда уровень воды в чаше достигает верха изгиба сифона, то последний начинает действовать и опорожняет чашу. Разряд конденсатора начинается, когда на-пряжение на нем достигнет значения, при котором разрядник пробивается.

нее молотком, а не каким-либо приспособлением, которое действует плавным давлением.

Молот является родоначальником многочисленных механических, гидравлических, а в последнее время и электрических преобразователей мощности и времени действия, которые работают сначала накапливая медленно энергию на каком-то «промежуточном складе», а затем уже быстро расходуя эту энергию.

«ЧАША ТАНТАЛА» И РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

flo древнегреческой легенде лидийский царь' Тантал был низвергнут богами в Тартар за то, что похитил на Олимпе немного нектара и амброзии и дал их отведать людям. Тантал был осужден в подземном царстве на нестерпимые муки голода и жажды. Стоя по горло в воде, он не мог достать ее* Только он наклонялся к воде, как она уходила.

Этой легенд© обязано своим названием гидравлическое устройство — «чаша Тантала», которое превращает слабую, но непрерывно, длительно текущую струю в мощный поток, изливающийся отдельными импульсами, с большими перерывами. Как только уровень жидкости в «чаше Тантала* поднимется до верха изгиба сифона, чаша быстро опустошается через сифон. Затем она снова постепенно наполняется, и снова, не достигнув краев, жидкость быстро уходит через сифон.

Уровень воды <в «чаше Тантала» периодически поднимается и опускается. Это колебательная система. Колебания уровня жидкости в «чаше Тантала» во многом отличаются от тех колебаний, которые совершает, например, маятник часов. При затухании колебаний маятника меняется размах качания, но сохраняется постоянным время качания. И когда размах велик и когда размах мал, время качания одно и то же. Во время колебаний скорость движения маятника меняется плавно, по закону синуса. Колебания, подобные качанию маятника, принято называть гармоническими. В «чаше Тантала» при изменении -мощности входящей струи изменяется длительность периода колебаний, а размах их (разность верхнего и нижнего уровней жидкости) остается неизменным. Колебания в «чаше Тантала» происходят по принципу «все или «ничего». Разряд не начнется, пока вода не достигнет самого верхнего уровня, и разряд не прекратится, пока вода не выльется до самого нижнего уровня. Переход от заряда к разряду происходит не плавно, а резким скачком. Такие колебания часто называются колебаниями релаксации (по-латыни — ослабление, расслабление). «Чаша Тантала» - пример гидравлического релаксационного генератора.

Принцип «чаши Тантала» применяется в различных гидравлических устройствах.

Подобно тому как воду можно собирать в чашу, так электрические заряды можно накапливать в электрическом конденсаторе. Конденсатор, заряжаемый через большое сопротивление и разряжаемый через маленькое, - это электрический релаксационный генератор, электрическое подобие «чаши Тантала».

Длительность накопления воды или электрического заряда зависит от величины емкости и сопротивления в цепи заряда. Кроме того, длительность накопления зависит от напряжений (напора воды или электрического (напряжения), при которых происходит заряд, а также начинается и кончается разряд.

В гидравлике применяются «чаши Тантала» с временем заряда, измеряемым десятками секунд. В релаксационных схемах с электрическими конденсаторами и сопротивлениями время заряжения бывает от десятых долей и до десятимиллионных долей секунды. Время разряда бывает в десятки и сотни раз меньше времени заряда*

В качестве разрядников в электрических релаксационных схемах применяются разнообразные приборы: электронные лампы, ионные лампы (тиратроны с накаленным и холодным катодом), кристаллические (германиевые) триоды.

Электрические релаксационные схемы работают в приемных и передающих телевизионных установках, в радиолокаторах, ю самой разнообразной измерительной аппаратуре.

Иногда в электротехнике применяются релаксационные схемы с накоплением не электрических зарядов, а тепла в биметаллической пластинке. При достижении определенного нагрева пластинка выгибается, происходит «разряд» - переключение цепи. В подобных конструкциях удобно получать период колебания от десятых долей секунды до нескольких секунд. Электротепловые релаксационные схемы хороши, например, для

получения мигающего (проблескового) света для автомобильных указателей поворота (мигающих подфарников), рекламных и маячных огней.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТАРАН И ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА

Гидравлический таран является устройством, которое довольно широко применялось к еще применяется в сельском хозяйстве для подъема воды. В этом аппарате многоводный, но текущий под низким напором поток преобразуется в маловодную, но с высоким давлением струю. Это преобразование происходит вследствие периодических резких остановок водяного потока.

Резкая остановка водяного потока вызывает явление гидравлического удара: проявляется инерция водяного потока, стремление его сохранить свое движение. Часто гидравлические удары вызывают нежелательные вредные последствия. Полное объяснение процессов, происходящих при гидравлическом ударе, было дано великим русским ученым Н. Е. Жуковским.

В 1897 году строители нового московского водопровода столкнулись с частыми разрывами труб. Чтобы объяснить это явление, был приглашен профессор Московского высшего технического училища Н. Е. Жуковский. Он провел опыты над ударами воды в водопроводных трубах,

«Эти опыты дали интересные результаты, — писал Жуковский, - которые, насколько мне известно, до сих пор еще не указаны в технической литературе; оказалось, что явления при гидравлическом ударе объясняются возникновением и распространением в трубах ударной волны, происходящей от сжатия ©оды и от расширения стенок. Инженеры, которые занимались этой задачей, не обратили внимания на то, что при весьма быстром закрытии задвижки вода останавливается, давление повышается, и это состояние воды

7

9Х0ДНАЯ ТРУБА

ВЫХОДНАЯ , TPV6A

СОПРОТИВЛЕНИЕ

емкость

раэродлик

ПРИХОД НАКОПЛЕНИЙ ак«*ьгни

--РАСХОД

«гдача *н*1*гии