Электронные качели

Рассказ пойдет, конечно не о настоящих качелях, а о модели-игрушке. Как и настоящие качели, наша игрушка действующая, в движение ее приводит… электрический ток. А раскачиваться на них будет, скажем, фигурка медвежонка. Обратите внимание на принципиальную схему качелей, приведенную на рисунке 1. На транзисторе VТ1 собран электронный ключ, через который подается питание на обмотку катушки L2 электромагнита. Управляющий сигнал на ключ поступает с обмотки катушки L1, размещенной на том же каркасе, что и L2.

При замыкании выключателя SА1 на транзистор будет подано напряжение питания. Транзистор окажется закрытым, поскольку его база соединена с эмиттером через катушку индуктивности L1 и напряжение смещения на базу отсутствует. В эмиттерной цепи транзистора будет протекать сравнительно небольшой обратный ток коллектора.

Но стоит приблизить к сердечнику электромагнита постоянный магнит (скажем, северным полюсом), как в обмотке катушки L1 начнет наводиться электродвижущая сила (ЭДС). На базе транзистора появится отрицательное напряжение смещения, которое будет увеличиваться с приближением магнита. Транзистор откроется, и через катушку L2 потечет ток. Вокруг сердечника электромагнита образуется магнитное поле, которое начнет притягивать постоянный магнит. Наибольшее напряжение смещения будет тогда, когда постоянный магнит окажется над сердечником электромагнита. При дальнейшем же его продвижении над сердечником окажется другой полюс магнита, и ЭДС изменит свое направление. На базе транзистора появится положительное напряжение, а транзистор закроется. Ток через обмотку электромагнита прекратится. Итак, при определенном положении постоянного магнита относительно сердечника электромагнита появляется сила, подталкивающая магнит. Она и будет раскачивать игрушечные качели.

Диод VD1, шунтирующий обмотку катушки L2, предупреждает возникновение в ней колебаний с частотой, определяемой индуктивностью электромагнита, ёмкостью монтажа и транзистора. Дело в том, что при открывании транзистора возникает колебательный процесс, который из-за сильной связи между базовой и эмиттерной цепями может быть незатухающим. Управляющее действие постоянного  магнита может  прекратиться,  и качели остановятся. Диод же, срезая положительную полуволну уже первого колебания, препятствует возникновению этого явления.

Журнал Мастерилка №44.

Оставить комментарий:

XHTML: Вы можете использовать теги: