Л. — Если ты ничего не имеешь против, вернемся к нашим обмоткам. Полагая, что зубья пилы тока, который через них проходит, будут совершенно линейными, можно сказать, что напряжение, возникающее благодаря индуктивности, тем больше, чем меньше продолжительность времени t изменения тока I.
Н. — Я бы не сказал, что очень люблю формулы. Но думаю, что. обозначив через и напряжение, вызываемое индуктивностью на зажимах обмотки, я могу сказать, что
Л. — Браво, Незнайкин. Твоя формула совершенно правильна. Значит, ты можешь высчитать напряжение для индуктивности L = 0,15 гн и тока I = 0,12 а.
Н. — Но чему равно время t? Мне кажется, что все же надо различать два случая: случай сравнительно длительного возрастания тока и случай его быстрого уменьшения (рис. 59).
Рис. 59. Период отклоняющего тока, состоящий из времени t1 прямого хода и значительно более короткого интервала времени t2 обратного хода.
Л. — Это верно. Возьмем же случай отклонения по строкам. Для 25 кадров в секунду и 625 строк мы имеем 15 625 зубьев пилы в секунду. Это значит, что каждая строка длится только 0,000064 сек, или 64 мкcек, причем время прямого хода пятна (возрастание тока) равно 53 мкcек, а время обратного хода — 11 мкcек. Вот у тебя все цифровые данные. Постарайся не ошибиться.
Н. — Напряжение, возникающее во время прямого хода,
а напряжение, возникающее во время обратного хода,
Но ведь это потрясающе!
Л. — Самое потрясающее не перенапряжение, а то, что ты но ошибся в расчетах.
Н. — Я думаю, что ты прав, называя это «перенапряжением». Никогда бы не поверил, что сравнительно небольшие, хотя и быстрые изменения токов могут вызвать напряжения такого порядка.
Л. — Это еще ничего. Ведь для трубок большего диаметра нужно использовать значительно большие токи. И тогда перенапряжения достигают нескольких тысяч вольт. Даже в нашем случае они в действительности гораздо больше, так как действительной форме зубьев пилы соответствуют гораздо более быстрые изменения тока, чем в принятом нами предположении линейности обратного хода.
Н. — А разве это не опасно?
Л. — Перенапряжения, возникающие из-за резких изменений тока в индуктивных цепях, представляют одну из самых больших опасностей в электротехнике! Много катастроф происходит в результате этого явления. В нашем случае отклоняющие обмотки находятся но меньшей мере в сложном положении. Их весьма ограниченные габариты пе позволяют использовать для намотки провода с достаточно толстой изоляцией. Приходится довольствоваться сравнительно слабой изоляцией, которая может не выдержать перенапряжения и, в случае пробоя, вызвать прекрасный фейерверк.
У НЕЗНАЙКИНА ПРЕКРАСНАЯ ИДЕЯ
Н. — Вот какая печальная перспектива! Нельзя ли помочь делу, уменьшал количество витков обмотки, c тем чтобы повысить настолько же величину тока с целью сохранения числа ампер-витков?
Л. — Конечно, ото можно было бы сделать. Но какое это даст преимущество?
Н. — Если уменьшить, например, в 5 раз количество витков, то индуктивность уменьшится в 25 раз. Таким образом, несмотря на то, что ток нужно увеличить в 5 раз, перенапряжение уменьшится в конце концов тоже в 5 раз.
Л. — Прекрасно придумано, Незнайкин. Решительно, сегодня ты в чудесной форме!
Н. — Однако я предвижу и трудности. Уменьшив в 5 раз количество витков, мы должны увеличить в том же соотношении величину тока. И это даст нам 0,12 5 = 0,6 а. Придется прибегнуть бог знает к какой лампе, чтобы получить подобный ток в анодной цепи.
Л. — Для этого существует более простой способ. Так как у нас теперь в 5 раз меньше витков и индуктивность упала в 25 раз, мы получим в 5 раз больший ток, подавая на обмотки напряжение, тоже в 5 раз меньшее.
Н. — Подожди, Любознайкин, у меня начинается путаница в голове.
Л. — Подумай сам, Незнайкин. Индуктивное сопротивление обмотки уменьшается в 25 раз. Следовательно, при том же напряжении на ее зажимах ток будет в 25 раз больше. Это слишком много. Уменьши напряжение в 5 раз и получишь желаемый ток.
Н. — Теперь я понял. Но как же снизить напряжение?
Л. — Разве ты никогда не слышал о том, что называют трансформатором?
Н. — Прости, но я не подумал об этом старом знакомом. Очевидно, понижающий трансформатор даст идеальное решение (рис. 60). Таким образом, на вторичной обмотке получится напряжение во столько раз меньшее, во сколько раз увеличится ток.
Рис. 60. Схема трансформаторной связи между лампой усилителя и отклоняющими катушками Б.
Л. — Связь через трансформатор используется для отклонения как по строкам, так и по кадрам. Правда, в кадровой развертке применяется в качестве нагрузки также и индуктивность. Иногда даже заменяют катушку индуктивности А (рис. 58) простым сопротивлением.
ДРУГИЕ НЕПРИЯТНЫЕ СЛЕДСТВИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
Н. — А разве при вертикальном отклонении не приходится опасаться перенапряжений?
Л. — В значительно меньшей степени по двум соображениям. С одной стороны, необходимое изменение магнитного поля несколько меньше, чем для строчного отклонения, так как размер изображения в ширину больше, чем в высоту. Таким образом, путь, проходимый пятном в вертикальном направлении, короче его горизонтального перемещения.
Н. — Ну, разница тут невелика.
Л. — Да, конечно. Таким образом, с другой стороны, главной причиной гораздо меньших перенапряжений является значительно меньшая скорость изменения тока. В то время как на горизонтальной развертке должно быть 625 зубьев пилы, на развертке кадров их будет только 2. Это показывает, что вертикальное отклонение не требует особых предосторожностей. Но перенапряжения в процессе горизонтального отклонения усложняют вес, включая и работу усилителя.
Н. — Я не вижу, в чем тут дело.
Л. — Разве тебе не ясно, что перенапряжения суммируются с анодным напряжением. И ото независимо от схемы выхода. В случае связи через индуктивность (рис. 58) перенапряжения проходят через конденсатор С. В случае же трансформаторной схемы (рис. 60) они образуются на первичной его обмотке. Ясен теперь тебе смысл этого?
Н. — В то время как ток возрастает, т. е. во время прямого хода пятна, ток самоиндукции идет в направлении, обратном направлению анодного тока, и препятствует его увеличению. Следовательно, приток электронов на анод настолько же уменьшает его положительное напряжение. В нашем примере перенапряжение было равно 340 в. Таким образом, чтобы на аноде оставалось соответствующее напряжение, скажем 100 в, нужно, чтобы напряжение питания было по крайней мере 440 в.
Л. — Все эти рассуждения вполне правильны. Рассмотрим теперь процессы во время обратного хода пятна.
Н. — При этом получается резкое уменьшение анодного тока. Чтобы воспрепятствовать этому, самоиндукция вызывает значительный ток в том же направлении, который уносит электроны с анода, делая его таким путем более положительным. Перенапряжение, появляющееся при обратном ходе, добавляется к анодному напряжению. В нашем случае 1 640 в перенапряжения вместо 440 в питания дадут на аноде 2 080 в.
Л. — В связи с этим используются предпочтительно лампы, имеющие вывод анода на самой колбе.
Н. — Я спрашиваю себя, как работает усилитель при столь значительных изменениях анодного напряжения.
Л. — Практически искажения, являющиеся их следствием, не очень значительны, если используются лампы, анодный ток которых мало зависит от анодного напряжения.
Н. — То есть лампы с высоким внутренним сопротивлением, так как оно по определению является отношением изменения анодного напряжения к соответствующему изменению анодного тока.
Л. — Можешь ты мне сказать, какие лампы имеют большое внутреннее сопротивление?
Н. — Да пентоды же, дружище! В заключение, если только я правильно понял, для отклонения по строкам применяют пентодный усилитель, присоединенный к отклоняющим катушкам через понижающий трансформатор; все должно быть хорошо изолировано за-за этих несносных перенапряжений.
