Ламповый электроскоп с электронно-оптическим индикатором

Электронная лампа 6Е5С, называемая электронно-оптическим индикатором настройки или, иначе, «магическим глазом», по своему устройству, действию и назначению существенно отличается от прочих радиоламп. Эта лампа является триодом, имеющим следующую особенность: катод несколько длиннее анода и управляющей сетки и выступает над ними. С выступающей части катода во время работы лампы выбрасываются свободные электроны в верхнюю часть лампового баллона.

Между этим выступом катода, анодом и сеткой лампы помещен конусообразный экран (анод индикатора), внутренняя поверхность которого обращена к вершине лампового стекла. Когда подается положительный потенциал, экран бомбардируется электронами, исходящими от верхней, выступающей части катода; эта электронная бомбардировка вызывает яркое зеленое свечение вилломита, которым покрыта внутренняя поверхность конуса — анода индикатора. На пути кругового веера летящих электронов (между катодом и экраном) помещен управляющий электрод индикатора— «нож», на который подается положительный по отношению к катоду потенциал.

Если потенциалы экрана и «ножа» равны, то экран светится сплошным кольцом, если же потенциал «ножа» меньше потенциала экрана, то электрическое поле в области «ножа» искажается, на экране индикатора появляется тень — затемненный сектор, раствор которого зависит от степени искаженности поля в области «ножа», то есть от разности потенциалов «ножа» и экрана.

Такое устройство лампы делает ее удобной для применения не только в качестве индикатора настройки приемника, но и для электронного электроскопа, поскольку в одном баллоне заключены и управляющая часть — триод — и индикатор.

На рисунке 50 представлена схема электронного электроскопа с применением лампы 6Е5С. Сопротивление R₁ порядка 1 —2 Мом, включенное в цепь анода триода (а следовательно, и управляющего электрода — «ножа», соединенного с анодом триода непосредственно внутри лампы), создает разность потенциалов на электродах «нож» — анод индикатора. Напряжение на анод индикатора подается и регулируется потенциометром R₂. этим регулируется яркость свечения индикаторного экрана.

Действует прибор так. Поднесем ж шарику О, например, положительно заряженное тело. На управляющей сетке лампы будут индуцироваться отрицательные заряды. Электризация сетки в свою очередь вызовет изменение анодного тока триода. Следствием изменения анодного тока явится изменение напряжения на управляющем электроде индикаторной части — «ноже». В зависимости от знака приращения потенциала «ножа» затемнение сектора на экране индикатора увеличится или уменьшится.

Если на управляющей сетке индуцируется отрицательный заряд, то анодный ток уменьшается, уменьшается и разность потенциалов на электродах, это и вызывает уменьшение электронной тени на экране, то есть сужение сектора. Если поднести к шарику электроскопа положительно наэлектризованное тело, то разность потенциалов на электродах «нож» — экран увеличится, искажение электрического поля в зоне «ножа» увеличится, ширина затемненного сектора тоже увеличится.

Описанный ламповый электроскоп с электронно-оптическим индикатором также достаточно чувствителен, но возможности использовать его на уроках физики значительно меньше. Этот электроскоп полезно изготовить и использовать на занятиях физического или радиотехнического кружка.

Демонстрация переменного магнитного поля вокруг замкнутого сердечника трансформатора. Подготовка к демонстрации заключается в следующем: учебный разборный трансформатор устанавливают так, чтобы съемное ярмо 1 с надетым на него белым картонным экраном 2 находилось в вертикальном положении (рис. 51).

Вторичную катушку 3 на 12 в замыкают медным проводом с малым сопротивлением. На экран насыпают через марлевое сито железные (или чугунные) опилки ровным негустым слоем. Через первичную катушку 4, рассчитанную на 220 в, пропускают ток от городской сети. На экране получится картина силовых линий магнитного поля (рис. 52). Силовые линии окончательно формируют, постукивая легкой деревянной палочкой снизу по экрану. Подобную картину силовых линий магнитного поля можно получить вокруг любой части замкнутого сердечника нагруженного трансформатора.

Если же через первичную катушку пропустить постоянный ток той же силы и насыпать на экран железные опилки, то они не изменят своего расположения на экране, не создадут никакой картины силовых линий магнитного поля. Постоянный электрический ток при прохождении через сердечник не образует вокруг него магнитного поля. Однако в момент размыкания постоянного тока силовые линии магнитного поля вокруг замкнутого сердечника вновь возникают. То же происходит и в момент замыкания тока.

Описанные явления можно демонстрировать с помощью зеркала, поставленного рядом с экраном наклонно к аудитории.

Опыт интересен тем, что силовые линии магнитного поля возникают не вокруг разомкнутых полюсов, а вокруг замкнутого сердечника.