Home » MK » Манчо екранира – 1973-10

Манчо екранира – 1973-10

Цели два месеца Манчо Конструкторски събираше части, изработваше печатни платки, навиваше бобинки и се ровеше в литературата за радиолюбители. Като голям стратег, той обръщаше внимание на всички подробности. Беше решил да си направи радиоприемник. Всички в станцията знаеха това и този път той нямаше намерение да се излага, както с оня злополучен токоизправител …
Още един месец, и настъпи „пусковият” срок. На тържеството се бяха събрали всичките мечти, нетърпението, безпокойството на Манчо и самият той, който щеше да пререже трикольорната лента… Манчо включи радиоприемника, завъртя няколко пъти променливия кондензатор от единия до другия край… и изпъшка. Приемникът мълчеше.
„Все на мене ми се случват тези работи” — промърмори раздразнено той. — Тези схеми са опърничави. Когато трябва да мълчат, бръмчат, а когато трябва да запяват, онемяват”.
Без да усети, че започва да говори, в рим.и той взе сигналоподавача, който Панчо му беше дал, и започна да търси мястото на повредата. Оказа се, че повредата е в междинночестотния усилвател.
Но колкото и да се мъчеше, Манчо не успя да открие на какво се дължи тя. Монтажът беше правилен, елементите на усилвателя бяха сменени до един, а приемникът все така отказваше да оживее.
Като го видя на другия ден посърнал, със сенки под очите, Панчо веднага разбра каква е работата и тактично поиска да види новото му творение.
— Приемникът ти се самовъз-бужда — каза Панчо след кратък оглед „на местопроизшествието”. — Причината е, че твоите междинночестотни трансформатори не са екранирани. По този начин част от енергията от последните стъпала се излъчва, попада в първите стъпала, усилва се, отново се излъчва от последните стъпала и усилвателят се превръща в генератор.
— Това ли било! — въздъхна Манчо. — Ще му сложа екрани колкото щеш.
— Не бива да правиш това сляпо и безразборно. При екранирането трябва да се знаят определени правила, без следването на които неговата ефикасност намалява. Най-напред трябва да направиш подходящ избор на материал за екрана. Знаеш ли на какво се основава екраниращият ефект?
— Не съвсем, — призна Манчо.
— При честоти над няколко килохерца електромагнитното поле, като пресича екрана, индуктира в неговите стени вихрови токове. Те от своя страна създават електромагнитно поле, което се противопоставя на смущаващото поле и възпрепятствува затварянето на неговите силови линии през стените на екрана.
— Законът на Джаул-Ленц, — вметна Манчо.
— Нещо такова. Освен това, както всяко друго електромагнитно трептение (например светлината), радиовълните при достигане на границата между две среди частично се отразяват, като степента на отразяването е толкова по-висока, колкото е по-голяма разликата във вълновите съпротивления на двете среди. В случая отразяване се извършва на двете граници между екрана и обкръжаващите го от двете страни диелектрични среди. Разликата във вълновите съпротивления на алуминия и въздуха например е от 100 до сто милиона пъти в зависимост от типа на електромагнитната вълна.
— Следователно при електромагнитното екраниране вълните на смущаващото поле многократно се отразяват от повърхността на екрана и затихват в стените му, тъй като индуктират в последните вихрови токове, които се преобразуват в топлина, — завърши Манчо.
— Точно така. Оттук следват повечето от основните правила при конструирането на електромагнитните екрани. За да се увеличи възможността за отразяване, екранът трябва да се изработва от материал, чието вълново съпротивление най-силно се различава от вълновото съпротивление на околния диелектрик. В това отношение най-добра е медта, а след нея се нареждат алуминият, оловото и стоманата. За да се увеличи възможността за поглъщане, екранът трябва да се изработва от материал, който има най-малко съпротивление за вихровите токове, т. е. най-висока електрическа проводимост и магнитна проницаемост. В това отношение най-добра е стоманата, а след нея се нареждат медта, алуминият и оловото.
— Но нали екраниращият ефект се дължи както на поглъщането, така и на отразяването? — попита Манчо. — Тогава кой материал е общо взето по-добър?
— Ето ти една графика (фиг. 1), от която лесно можеш да направиш избора си. Тя представлява зависимостта на екранизиращото действие А от честотата f за екрани от магнитен (1) и немагнитен (2) материал. Тъй като при тебе f= 468kHz, за предпочитане е да избереш немагнитен екран. А от казаното по-горе следва, че най-добри са медните екрани, после алуминиевите.
— А каква трябва да бъде дебелината на стените на екрана?
— Ето ти една таблица, където е дадена дълбочината на проникването при различни честоти за екрани от различни материали. Дебелината на екрана трябва да бъде най-малко равна на дълбочината на проникването.
— Значи ако избера меден екран, в моя случай той трябва да бъде дебел около 0,7 — 0,8 мм, тъй като моята честота е по средата между 105 и 106 Hz нали? — бързо изчисли Манчо, като гледаше таблицата.
— Именно.
— Ами има ли значение формата на екрана?
— Намерено е, че най-добро екраниращо действие има електромагнитният екран с квадратно сечение, след това — цилиндричният и накрая — сферичният (ако диаметрите на последните два екрана са равни на страната на квадрата на първия).
Манчо усещаше как ръцете започват да го сърбят.
— Това’ли е всичко? — нетърпеливо запита той.
— Чакай! — възпря го Панчо. — При конструирането на екрана трябва да се внимава по пътя на вихровите токове да няма процепи, шевове и отвори.
— Мислех че вихровите токове протичат хаотично.
— Не е съвсем така. Вихровите токове, общo взето, протичат успоредно на токовете, които ги пораждат. Ето един начин за неправилно екраниране на бобина (фиг. 2а) и ето как е правилно да се постави екранът (фиг. 26). Избягвай шевовете, а там, където те са неизбежни, добре запоявай целия шев с по-мощен поялник.
— Това ли е всичко? — повтори въпроса си Манчо. Ръцете го сърбяха все по-силно.
— Не сме говорили още за размерите на екрана. Той не бива да бъде много голям, защото изисква много място, но не бива да бъде и много малък, защото екранът тогава ще влияе много силно върху екранираните вериги.
— ?!
— Не се учудвай. Нали екраниращият ефект се дължи на поглъщане и отражение. Индуктираните в екрана вихрови токове създават противодействуващо поле. Отразените вълни съвместно с последното изменят картината на електромагнитното поле и условията за преминаване на сигналите по екранираните вериги. При трептящите кръгове индуктивността намалява, а активните загуби нарастват, тъй като вихровите токове в екрана се преобразуват в топлина. Изменя се и взаимната индуктивност между кръговете, а капацитетът на кръга се увеличава, тъй като към него се прибавя паразитният капацитет спрямо екрана. Ако допуснем влошаване на параметрите с не повече от 10—20%, тогава диаметърът на екрана трябва да бъде поне 1,5—2 пъти по-голям от диаметъра на екранирания обект.
— Това ли е всичко? Довиждане, довиждане! — възкликна Манчо, който усещаше, че ръцете вече нетърпимо го сърбят.
С. В.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *