Юный техник 1960-03, страница 43

ских колебаний используется свойство некоторых материалов менять свси геометрические размеры в электрических и магнитных полях. Так, иикель в магнитном поле тем больше укорачивается, чем сильнее поле. Это явление называется магнитострикцией. Никелевый стержень, помещенный в переменное электромагнитное поле, будет вибрировать — попеременно укорачиваться и удлиняться в соответствии с изменениями поля. Намного интенсивнее, чем никель, изменяют свои размеры в магнитном поле некоторые ферромагнитные сплавы, специально применяемые в магнито-стрикциоиных вибраторах. На таких вибраторах построены генераторы ультразвуковых частот.

Магнитострикционные вибраторы могут иметь частоту от 20 до 100 килогерц (верхний предел — это уже, собственно, не повышенные, а высокие частоты), а мощность до нескольких десятков киловатт. Коэффициент полезного действия преобразования электрической энергии в механическую в магнитострикционных вибраторах достигает 50о/ц, а интенсивность потока механических колебаний — до неско!%ких ватт на один квадратный сантиметр.

Кристаллы кварца, сегиетовой соли и ещр некоторых веществ способны изменять свои размеры в электрическом поле. Это свойство называется пьезоэлектрическим эффектом. Пластинка ивар-ца. помещенная между металличе

скими обкладками, к которым подведено высокое переменное напряжение, будет вибрировать в такт кзменениям напряжения. Так можно получить механические колебания еще более высоких частот, чем с помощью магнитострикционных вибраторов. В последнее время в качестве пьезоэлектрических вибраторов-излучателей приме

няются пластинки из титаиата бария.

Ультразвуковые колебания распространяются в газах, жидкостях и твердых телах с такой же скоростью, как и звук. В воздухе эта скорость равиа 332 метрам в се "УНДУ- Длина волны равна скорости распространения колебаний, поделенной на частоту. Длины волн звуковых колебаний находятся в пределах от 20 м (наиболее низкая слышимая частота 16 герц) до 1,7 см (наиболее высокая слышимая частота 20 кгц). Длины волн ультразвуковых колебаний значительно меньше (при частоте 50 кгц, например, 0,66 см). Благодаря малой длине волны ультразвуковые колебания легко можно собрать в направленный поток — луч. Такие ультразвуковые лучи используются для гидролокаций — измерения глубин, обнаружения косяков рыбы, а также для выявления дефектов в изделиях из металла, пластмасс, резины.

Трансформаторы для токов повышенных частот такие же. как и для токов низкой частоты. Чтобы избежать потерь на вихревые

токи в сердечнике трансформатора повышенной частоты, сердечник делают из очень тонких листов или проволок. Иногда оказывается выгодным вовсе отказаться от ферромагнитного сердечника — замыкать магнитный потек через воздух. Такие трансформаторы называются воздушными.

Токи повышенных частот широко применяются в электронагревательных устройствах. Из медной трубки, охлаждаемой проточной водой, делают цилиндрическую спираль — нагревательный иидук-тор. Этот индуктор можно рассматривать как первичную обмотку воздушного трансформатора. Короткозамкнутой вторичной обмоткой служит нагреваемый объект, помещаемый внутрь медной спирали. Под действием переменного магнитного потока первичной обмотки в нагреваемом объекте возникают вихревые токи, иоторые и нагревают объект до требуемой температуры.

Можно поместить внутрь индуктора тигель, в котором производится плавка. Если тигель выполнить из электропроводного материала, например графита, платины, то вихревые токи возникают в самом тигле и в нем можно плавить и неэлектропроводные материалы. Если же тигель сделан из материалов, которые сами ток ие проводят, например из кварца, то в таком тигле можно плавить только электропроводные материалы.