Техника - молодёжи 2007-06, страница 16

Патенты

ния) 4 и 5, и управления 6. При подаче постоянного напряжения между электродами 6 (цепь управления) резистивный материал переносится с одного электрода на другой, увеличивая сопротивление одного электрода и уменьшая другого. Регулируемые цепи 4 и 5 питают переменным током. При смене полярности в цепи управления 6 происходит обратный перенос резистивного материала между электродами.

Известно свойство жидкостей замерзать при низкой температуре и превращаться в лёд. То, что замораживание может управлять сопротивлением электрической цепи, использовали А.П. Вахонина, В.Г. Карпов и Д.А. Тайц (а.с. № 228117, 1966 г., рис. 17). Для этого в цепь тока включают электроды 1 и 2, помещённые в смесь 3 воды и льда, температуру которой изменяют в районе точки замерзания. Температуру воды они предлагают изменять с помощью полупроводниковой термоэлектрической батареи 4, холодный спай которой имеет тепловой контакт с электродами. Режим «холод — тепло» осуществляют переключателем ПК, который изменяет направление тока в цепи термоэлектрической батареи. Меняя соотношение между водой и льдом, имеющими различные удельные сопротивления, изменяют сопротивление электрической цепи.

Известны и «горячие» способы регулирования электрического сопротивления. Так электронная вакуумная лампа по сути своей является переменным управляемым электрическим сопротивлением. Нить накала — катод испаряет электроны, которые направляются к положительно заряженному электроду — аноду. Для управления потоком электронов вблизи катода расположен дополнительный электрод — сетка.

Испарение электронов при высокой температуре и прохождение их сквозь вакуумное пространство обнаружил Алва Томас Эдисон (1847 — 1931), знаменитый американский изобретатель и предприниматель, занимаясь усовершенствованием электрической лампы накаливания, изобретённой в 1873 г. русским электро

техником А.Н. Лодыгиным (1847 — 1923). Проделав более 6000 опытов и истратив на это мероприятие свыше 100 тыс. долларов, Эдисон сумел создать электрическую лампу накаливания с угольным электродом с продолжительностью 800 — 1000 ч непрерывного горения. Эдисоном также были изобретены патрон, цоколь, выключатели, предохранители и другие элементы электрического освещения, сохранившиеся без изменения до наших дней.

Однако будущее было за лампочками с металлической нитью. Ещё в 1890 г. Лодыгин придумал заменить угольную нить металлической проволокой из тугоплавкого вольфрама, имевшего температуру накала 3385°С. Но промышленное изготовление таких лампочек началось только в XX в.

Электронная вакуумная лампа с «сеткой» была сконструирована американским инженером Де Фор-рестом. Лампу он назвал аудином, но на практике за ней закрепилось другое название — триод. На рис. 18 показана её схема. Управление анодным током, связанным с внутренним сопротивлением, осуществляется путём подачи очень небольшого напряжения по сравнению с напряжением на аноде между катодом и сеткой.

При положительном относительно катода напряжении на сетке анодный ток достигает максимального значения, следовательно, внутреннее сопротивление лампы минимально. При отрицательном напряжении на сетке её отрицательный заряд создаёт тормозящее поле, уменьшая анодный ток, что равносильно увеличению сопротивления лампы. Когда тормозящее поле сетки превышает ускоряющее поле анода, то анодный ток уменьшается до нуля, лампа «запирается», и сопротивление триода становится бесконечно большим.

Электронная лампа по сравнению с реостатом имеет ещё очень полезное свойство: так как сравнительно небольшое изменение напряжения на сетке вызывает значительное изменение анодного тока, лампа позволяет усиливать электрический сигнал.

Изобретатели А.А. Степанян, Е.И. ЗагудаевиВ.П. Иванов предложи

ли совместить достоинства бесконтактного электронного управления сопротивлением с достоинством реостата (а.с. № 216819, 1968 г., рис. 19). Однако вместо электронной лампы они используют электроннолучевую трубку 1, в колбе которой на месте светящегося экрана размещён реостат 2. В предлагаемой конструкции в качестве подвижного контакта используется сам электронный луч. Управление лучом осуществляется путём подачи напряжения на отклоняющие пластины электронно-лу-чевой трубки. Такой «электронный реостат» требует наличия вакуума, так как в воздухе электроны не распространяются. Как поступить, если необходимо управлять реостатом и на расстоянии и в воздушной среде, придумал В.А. Иванцов («фотонный реостат», а.с. № 118550, 1957 г., рис. 20). Устройство содержит диэлектрическую подложку 1, резистивный элемент 2 в виде прямоугольной плёнки из высокоомного резистивного материала с выводами 3 и 4. По всей длине резистивного элемента 2 нанесена плёнка фоточувствительного материала 5, используемая при изготовлении фоторезисторов и находящаяся в непосредст- венном электрическом контакте с резистивным элементом. На противоположную по отношению к резистивному элементу сторону фоточувствительного слоя нанесён низкоомный электрод — коллектор 6. При освещении (засветка) фоточувствительного слоя источником света 8 в месте засветки образуется проводящий мостик. Его сопротивление на несколько порядков меньше сопротивления затенённых участков. Величина выходного сопротивления будет функцией коорди- на-ты центра светового зонда 7, выполняющего ту же роль, что и движок в обычном реостате.

Завершая нашу краткую экскурсию в мир идей переменных сопротивлений, можно отметить, что эта тема неисчерпаема. Неугомонное племя изобретателей из любых физических и даже химических явлений создаёт столь необходимые переменные сопротивления, делающие наш мир более гармоничным и комфортным. ПИ

Продажа копировальной техники RICOH

___^ Техническое обслуживание и ремонт копировальной,

на воиковской множительной и факсимильной техники RICOH

/ Обеспечение расходными материалами для офисной техники ведущих ^ производителей CANON, KYOCERA, HP, SHARP, EPSON, PANASONIC, XEROX

VT" j 125171, Москва, Ленинградское шоссе, д. 16 Тел.: 156-1638,156-4174,156-4034 w http: www.ivk-ricoh.ru e-mail: ivk@ivk-ricoh.ru

14 2007 №06 ТМ