Весьма важным достоинством переменного тока является возможность его преобразования из высокого напряжения в низкое, и наоборот, почти при одной и той же мощности. Такое преобразование тока называют трансформацией, а приборы, при помощи которых она осуществляется, — трансформаторами. Трансформаторы бывают повышающими и понижающими. В повышающих трансформаторах происходит преобразование переменного тока низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения (до 200, 400 и 500 тысяч вольт). С помощью понижающих трансформаторов преобразуют переменный ток высокого напряжения в переменный ток низкого напряжения (до 120, 220 и даже до 1 вольта и меньше). Более подробно мы рассмотрим трансформаторы ниже, в главе «Домашняя электромастерская пионера».

Электрическая энергия может быть получена за счет преобразования химической энергии (в гальванических элементах и аккумуляторах), преобразования тепловой энергии угля (тепловые электростанции), преобразования механической энергии рек и энергии ветра (гидро- и ветроэлектростанции), преобразования тепловой энергии, выделяющейся при распаде ядер урана (атомные электростанции), за счет непосредственного превращения атомной энергии в электрическую (атомные батареи), за счет непосредственного превращения солнечной энергии в электрическую (солнечные батареи) и, наконец, за счет непосредственного превращения тепловой энергии в электрическую (термоэлектробатареи, термоэлектрогенераторы).

Вы получили источник тока, который называется гальваническим элементом. Цинковая пластинка в элементе является отрицательным полюсом, или отрицательным электродом, так как она в растворе заряжается отрицательным электричеством. Медная пластинка служит положительным полюсом, или положительным электродом.

Присоедините проводами лампочку от карманного фонаря к электродам вашего элемента. Она даст слабый, быстро угасающий свет. Этот источник имеет напряжение около 1 вольта. Если соединить проводами четыре или пять таких элементов последовательно, то получится батарея элементов.

Последовательное соединение элементов производится так: положительный электрод первого элемента соединяют проводником с отрицательным электродом второго элемента, а положительный электрод второго элемента соединяют с отрицательным электродом третьего элемента, и т. д.

Таким образом, у полученной батареи будет два свободных электрода, один из них — отрицательный (от первого элемента) и положительный (от четвертого или пятого элемента). К этим электродам (полюсам батареи) следует подключать какой-либо потребитель электрического тока, например лампочку от карманного фонаря. Она даст яркий свет, который постепенно будет становиться все слабее и слабее и, наконец, совсем померкнет. Как объяснить причину этого явления?

Установлено, что между цинковой пластинкой и раствором происходит химическая реакция. Под действием этой реакции на цинковой пластинке скапливаются отрицательные заряды, и она заряжается отрицательно. При химической реакции, происходящей в элементе, цинк растворяется, а цинковая пластинка постепенно становится все тоньше и тоньше.

На медной пластинке выделяются пузырьки газа водорода, которые постепенно покрывают ее. Покрытие пластинки водородом и является причиной ослабления действия элемента. Это явление называется поляризацией элемента.

Чтобы не происходило поляризации элемента, надо не допускать покрытия положительного электрода водородом. С этой целью в элемент вводят вещества, которые, химически соединяясь с водородом, поглощают его. Такие вещества называются деполяризаторами.

Элементы, в которых не происходит поляризации, называются неполяризующимися.

Элементы Лекланше бывают мокрые, если электролит у них жидкий, и сухие, если электролит сгущен в виде пасты.

Элемент Лекланше относится к неполяризующимся элементам. Он состоит из стеклянного сосуда, наполненного электролитом, и двух электродов. Отрицательным электродом в нем служит цинковая пластинка, изогнутая в виде цилиндра, а положительным — угольная палочка. Электролитом в элементе служит насыщенный раствор нашатыря в воде. В качестве деполяризатора применяется перекись (двуокись) марганца, смешанная с тонко измельченным углем и порошком графита. Эта смесь запрессовывается вокруг угольного электрода в мешочке, сшитом из бязи или холста. Такие элементы получили название мешочных. Общий вид и детали элемента показаны на рисунке 3.

Рис. 3. Гальванический элемент и его части: 1 — стеклянный сосуд; 2 — электролит; 3 — угольный электрод; 4 — цинковый электрод; 5 — агломерат; 6 — изоляционные прокладки; 7 — крышка; 8 и 9 — провода.

Смесь, запрессованную в мешочке, называют агломератом. Агломерат не должен соприкасаться с цинковым электродом, так как в этом случае произойдет замыкание электродов внутри электролита и элемент не будет давать ток во внешнюю цепь. Чтобы предотвратить случайное замыкание внутри элемента, мешочек с агломератом со всех сторон обвязывают бечевкой, на которую нанизаны стеклянные бусинки на небольшом расстоянии друг от друга. Эти бусинки являются изоляторами и предохраняют электроды от замыкания. Иногда вместо бусинок по бокам мешочка привязывают деревянные палочки, пропитанные смолой или парафином.

Электродвижущая сила (э. д. с.) одного элемента Лекланше равна 1,5 вольта. Следует иметь в виду, что э. д. с. элемента не зависит ни от величины элемента, ни от размеров его электродов.

Каждый гальванический элемент характеризуется емкостью, которая измеряется в ампер-часах. Емкость гальванического элемента зависит от его величины, размеров электродов и количества деполяризатора.

В продаже можно встретить элементы различной емкости, начиная от 0,35 ампер-часа и до 500 ампер-часов и более. Если элемент обладает емкостью в 20 ампер-часов, это значит, что в течение 20 часов от элемента можно брать ток величиной в 1 ампер или в течение 10 часов — ток величиной 2 ампера.

Казалось бы, что от элемента в 20 ампер-часов можно в течение 1 часа получить ток величиной 20 ампер. Однако на практике никогда этого не бывает. От элемента нельзя получить большой разрядный ток. Этому препятствуют сопротивление элемента и бурная реакция, вызывающая ускоренную поляризацию положительного электрода. Поэтому на гальванических элементах и батареях, выпускаемых промышленностью, указывается допустимая разрядная сила тока, то есть та величина тока, выше которой не рекомендуется разряжать элемент.

Мокрый элемент Лекланше можно изготовить так.

Возьмите стеклянную банку из-под кабачков, баклажанной икры или другую стеклянную банку такой же емкости. Из листового цинка вырежьте пластинку прямоугольной формы шириной 10 и длиной 20 сантиметров. Вдоль ее короткой стороны, отступив от края на 1 сантиметр, сделайте прорезь. Изогните пластинку в виде цилиндра, как показано на рисунке 3. Извлеките угольные электроды из старых накальных гальванических батарей. Прокипятите их минут пятнадцать в воде, добавив в нее немного соляной кислоты. Сшейте круглый мешочек из неплотного материала (мешочек удобнее всего шить на бутылке или деревянной болванке диаметром 6–7 сантиметров и длиной 15–20 сантиметров).

Теперь надо приготовить деполяризирующую смесь в следующей по весу пропорции: 10 частей перекиси марганца в порошке, 6 частей кокса в порошке (можно взять угольный порошок в той же дозе), 2 части графита в порошке, 1 часть нашатыря в порошке.

Чтобы заполнить мешочек указанных размеров, потребуется приблизительно следующее количество составных частей массы (в граммах): перекиси марганца — около 500, кокса — 300, графита — 100 и нашатыря — 50. Приготовление смеси надо производить в следующем порядке: сначала возьмите перекись марганца и графит и тщательно перемешайте их между собой в глубокой тарелке или миске до получения однообразной массы, затем прибавьте кокс и нашатырь и все хорошенько перемешайте, слегка спрыскивая смесь водой.

После приготовления однородной смеси надо произвести набивку мешочка. Для этого устанавливают угольный электрод в центре мешочка и насыпают смесь небольшими порциями, спрыскивая ее раствором нашатыря и утрамбовывая вокруг электрода деревянной палочкой.

По окончании набивки края мешочка загните к электроду и завяжите бечевкой. Для уплотнения смеси перетяните мешочек в нескольких направлениях прочными нитками, на которые нанижите круглые стеклянные бусинки. Если бусинок под руками не окажется, привяжите к агломерату три-четыре пластмассовые или деревянные палочки, пропитанные в парафине, выпустив их ниже дна мешочка на 5–6 миллиметров, чтобы он не касался дна сосуда, где могут оказаться проводящие ток осадки.

Пропитайте выступающий конец угольного электрода в расплавленном парафине, для чего опустите конец электрода в расплавленный парафин и подержите его 10–15 минут. За это время парафин заполнит поры в угле и не допустит впоследствии проникновения электролита из элемента вверх, через поры угля, как в ламповом фитиле. Если электролит дойдет до медного контакта, то последний окислится и разрушится. После пропитки угля плотно прикрепите к его концу проволочное контактное кольцо и соберите элемент.

В стеклянную банку вставьте цинковый электрод. В центр этого электрода поместите угольный электрод с агломератом. Приготовьте и залейте электролит, и ваш элемент готов к работе.

Электролит приготовляется так. Возьмите 500 граммов кипяченой остуженной воды и растворите в ней около 200 граммов нашатыря в порошке, добавьте в раствор 2–3 столовые ложки толченого сахара, 1 ложку глицерина и капель 20–30 крепкой уксусной эссенции. Эти добавления к нашатырю введены для того, чтобы препятствовать образованию вредных кристаллов внутри элемента.

Хорошие результаты дает электролит, составленный по следующему рецепту:

500 граммов кипяченой и остуженной воды, 100 граммов нашатыря, 50 граммов хлористого цинка, 25 граммов поваренной соли, 10–15 капель соляной кислоты.

Если под руками не окажется нужных веществ для электролита, можно взять один насыщенный раствор поваренной соли с добавлением по 4–5 чайных ложек крепкого уксуса на каждые 500 граммов воды.

Элемент надо заполнить электролитом так, чтобы цинковый электрод погрузился в него полностью.

Э. д. с. элемента равна примерно 1,5 вольта, а емкость составляет 20–30 ампер-часов. Чтобы в электролит элемента не попадала пыль и грязь, закройте сверху сосуд деревянной крышкой, пропитанной в парафине. В крышке сделайте отверстия для выводов. Крышка позволяет более прочно закрепить электроды внутри элемента. Таким способом можно изготовить любое количество элементов.

Уход за элементами мешочного типа весьма прост. Он заключается лишь в надзоре за чистотой всех частей, надежностью контактов и своевременным добавлением раствора. В процессе работы элемента из раствора выделяются кристаллы солей, которые осаждаются по краям банок и на поверхности угля, вызывая нарушение контакта. Для предотвращения этого смажьте края банок вазелином, а уголь в местах контакта залейте парафином.

Если раствор принимает мутно-молочный цвет, то это означает, что в нем недостает нашатыря, который необходимо добавить и размешать до тех пор, пока раствор не будет совершенно прозрачным. При этом полезно насыпать на дно элемента небольшое количество измельченного нашатыря, чтобы раствор был всегда им достаточно насыщен. Это уменьшает выделение кристаллов.

При весьма значительном образовании кристаллов внутри элемента необходимо оба электрода тщательно промыть в горячей воде и просушить.

Если напряжение элемента значительно упало, а электролит и электроды чистые, то это означает, что в марганце деполяризатора ощущается недостаток кислорода. В этом случае надо заменить деполяризатор или восстановить его.

Хорошие результаты по восстановлению перекиси марганца дает пропускание постоянного тока через элемент, подобно зарядке аккумуляторов. Для этого положительный электрод элемента надо соединить с плюсом постороннего источника, а отрицательный электрод — с минусом и пропускать ток в течение 15–20 минут. Чтобы не замкнуть посторонний источник, необходимо включить реостат в цепь элемента. Напряжение внешнего источника должно быть больше в 3–5 раз напряжения элемента. Зарядный ток должен быть меньше нормальной разрядной величины тока элемента. По мере испарения электролита в элементы следует доливать свежий раствор нашатыря.

Если соблюдать указанный уход, элементы будут работать надежно.

Изготовление элемента Попова

Элементы Лекланше работают устойчиво, но сравнительно непродолжительное время (при работе их э. д. с. заметно падает). Поэтому элементы Лекланше выгодно применять, когда цепь замыкается на короткое время, то есть при постановке опытов, испытании самодельных электрических приборов и моделей.

Указанного недостатка не имеют элементы, разработанные русским саперным инженером Поповым для военно-телеграфной связи. Хотя элементы Попова и принадлежат к категории слабых, но этот недостаток окупается весьма устойчивой работой при постоянном напряжении и величине тока. При правильном уходе элементы Попова могут непрерывно работать многие месяцы и даже годы.

Внешний вид и конструкция элемента Попова показаны на рисунке 4.

Рис. 4. Элемент Попова.

Он состоит из стеклянного сосуда 1, наполненного электролитом, состоящим из двух не смешивающихся между собой жидкостей, разных по удельному весу. Нижнюю часть сосуда занимает медный купорос 9 (с большим удельным весом), а верхнюю — цинковый купорос 2 (с меньшим удельным весом).

Отрицательным полюсом элемента служит укороченный цинковый цилиндрический электрод 3. Он прочно прикреплен к верхней крышке 4 и погружается только в слой цинкового купороса, не доходя до уровня медного купороса на 25–30 миллиметров.

Положительным электродом элемента служит тонкостенная медная или свинцовая трубка 5, покрытая лаком до некоторой высоты. Трубка туго вставлена в центральное отверстие крышки и проходит по центру сосуда сквозь электролит почти до дна. В нижний конец трубки вставлено деревянное дно 7 с мелкими отверстиями 6. На дно кладут кусочки кристаллов медного купороса 8, раствор которого стекает через отверстия в дне электрода.

Электрический ток в элементе Попова возникает благодаря химическим реакциям, при которых растворяется цинк и выделяются пузырьки водорода. Нам известно, что пузырьки водорода вызывают поляризацию элемента.

Попов в своем элементе остроумно разрешил задачу устранения поляризации. При работе элемента водородные пузырьки движутся к положительному электроду. Не доходя до него, водородные пузырьки попадают в раствор медного купороса, где возникает химическая реакция между водородом и медным купоросом. В результате реакции образуется серная кислота и выделяется чистая медь, которая отлагается на положительном электроде, то есть на непокрытой лаком части трубки. Отложение меди не оказывает вредного влияния, а, наоборот, увеличивает поверхность положительного электрода, повышая емкость элемента. Образовавшаяся серная кислота способствует растворению цинка.

В элементе Попова деполяризатором служит раствор медного купороса. Э. д. с. элемента равна примерно 1 вольту.

Раствор медного купороса в элементе не должен достигать цинкового электрода: в этом случае частички меди будут отлагаться уже не на положительном, а на отрицательном электроде, то есть на поверхности цинкового цилиндра. Медное покрытие будет затруднять растворение цинка, и элемент прекратит работу. Поэтому электролит в элементе Попова нельзя взбалтывать, а элементы не следует без надобности переносить с места на место и подвергать каким-либо сотрясениям.

Чтобы изготовить нужное количество элементов Попова, подберите необходимое количество одинаковых (пол-литровых) банок. Из цинкового листа толщиной 1,5–2 миллиметра нарежьте пластинки, изогните их по форме, показанной на рисунке 4. Деревянные крышки сделайте из тонкой фанеры. Для этого выпилите два кружочка: один по внутреннему диаметру горловины банки, а другой— диаметром больше на 10–15 миллиметров. Сложите кружочки так, чтобы их центры совпали, и скрепите мелкими сапожными гвоздями. В крышке сделайте нужные отверстия под электроды, а затем прокипятите ее в парафине.

Для положительных электродов подберите длинную медную, латунную или свинцовую трубку диаметром 10–20 миллиметров. Нарежьте из нее нужное количество трубок одинаковых размеров так, чтобы свободный конец каждой из них выступал из банки на 10–12 миллиметров. Покройте трубки на 3/4 их длины влагостойким лаком или краской и хорошо просушите.

Возьмите кусок плотного картона, положите его на дощечку и вырубите из него нужное количество кружочков. Для этого поставьте трубку на картон непокрашенным концом, а по другому концу ударяйте молотком до тех пор, пока стенки трубки не прорубят картон. Вырубленный кружочек будет прочно держаться в полости трубки, являясь ее дном. В дне проколите шилом одно или два небольших отверстия. К противоположному концу трубки припаяйте конец гибкого изолированного провода для соединения элемента в цепь. После этого приступайте к сборке элемента.

Прикрепите цинковый электрод к крышке. В центральное отверстие туго вставьте приготовленную трубку дном вниз так, чтобы ее конец не доходил до дна банки на 5—10 миллиметров. Заполните сосуд прокипяченной и остуженной водой с примесью 5—10 % глауберовой соли. Погрузите электроды в воду, закрывая элемент крышкой. Через верхнее отверстие трубки заполните всю ее полость мелкими кристалликами медного купороса. Для нормальной работы элемента потребуется около 200 граммов кристаллического медного купороса.

Спустя некоторое время кристаллы медного купороса, растворившись в воде, окрасят нижнюю часть жидкости в темно-синий цвет, тогда как верхняя ее часть останется светлой, прозрачной. Граница между двумя жидкостями обозначится весьма резко. Она должна всегда находиться не ближе 25–30 миллиметров от нижнего края цинка; поэтому сразу нельзя накладывать в трубку слишком много медного купороса.

Перед тем как использовать элемент, замкните его накоротко на два-три часа, то есть соедините между собой провода, идущие от положительного и отрицательного электродов. После этого элемент готов к действию.

Если элемент не работает, то уровень медного купороса повышается до тех пор, пока не растворятся все кристаллы медного купороса, находящегося на дне электрода. Когда элемент работает, то раствор медного купороса расходуется и его уровень в сосуде понижается. Можно практически так подобрать диаметр отверстий в дне положительного электрода, что через них будет вытекать столько растворившегося медного купороса, сколько потребуется на время работы элемента. В этом случае уровень медного купороса в сосуде будет постоянным.

Верхний раствор в элементе постепенно становится гуще, в результате чего из него начинают выделяться кристаллы. Чтобы не допустить этого, нужно время от времени вычерпывать или отсасывать резиновой «грушей» часть раствора, заменяя его 10-процентным раствором поваренной соли. Стенки сосуда надо смазывать вазелином, чтобы на них не оседали кристаллы соли.

Недостатком элемента Попова является значительный расход цинка, так как он все время должен быть включен в цепь или замкнут накоротко, когда не работает.

Огромным достоинством элемента Попова является его непрерывная и безотказная работа весьма продолжительное время. Поэтому такие элементы выгодно применять в телефонной и телеграфной связи, — для питания накала ламп батарейных радиоприемников, в сетях дежурного и аварийного освещения, в цепях сигнализации.

Элемент прекращает работу только тогда, когда цинк полностью растворится.

Соединение элементов в батареи

Имеются три способа соединения элементов в батареи: последовательное, параллельное (рис. 5) и смешанное.

По первому способу элементы соединяются между собой так, что цинковый электрод первого элемента присоединяется к угольному электроду второго. Иначе говоря, «минус» первого элемента соединяется о «плюсом» второго элемента, «плюс» второго соединяется с «минусом» третьего, и т. д. Такое соединение называют последовательным. При последовательном соединении элементов в батарею ее напряжение увеличивается во столько раз, сколько взято одинаковых по напряжению элементов. Это объясняется тем, что напряжение одного элемента как бы складывается с напряжением соседнего и общее суммарное напряжение батареи возрастает. Если, например, каждый элемент имеет напряжение 1,5 вольта, то батарея из 10 последовательно соединенных элементов будет иметь напряжение, равное 1,5х10=15 вольтам.

Рис. 5. Схемы соединения источников тока: а — последовательное; б — параллельное.

При последовательном соединении элементов емкость всей батареи будет равна емкости одного элемента. Внутреннее сопротивление батареи при последовательном соединении равно внутреннему сопротивлению одного элемента, умноженному на число элементов. Величина тока при последовательном соединении элементов определяется по формуле:

I = nE/(R+nr).

В этой формуле I — величина тока в цепи, n — число элементов, Е — напряжение одного элемента, r — внутреннее сопротивление одного элемента, R — сопротивление внешней части цепи.

Нередко элементы соединяют между собой в батареи параллельно. При таком соединении все угольные электроды соединяются между собой, образуя общий положительный электрод, а все цинковые — между собой, образуя общий отрицательный электрод.

Электрическая емкость такой батареи будет во столько раз больше емкости одного элемента, во сколько раз большее число элементов соединено в батарею. Например. если батарея составлена из 10 параллельно соединенных элементов и емкость каждого из них равна 0,35 ампер-часа, то емкость всей батареи будет равна 3,5 ампер-часа. При параллельном соединении элементов величина тока определяется по следующей формуле:

I = E/R+(r/n).

Внутреннее сопротивление батареи, составленной параллельно из n одинаковых элементов, будет в n раз меньше, чем у одного элемента. В работе этого большого «элемента» — батареи — принимает участие и большее количество деполяризатора, равное сумме деполяризатора всех элементов, из которых составлена батарея.

Мы уже говорили о том, что чем больше поверхность электродов и количество деполяризатора в элементе, тем больше его электрическая емкость. Но напряжение элемента, его электродвижущая сила не зависит от величины электродов, а зависит только от материалов, из которых они изготовлены. Поэтому при параллельном соединении элементов в батарею э. д. с. ее останется такой же, как у одного элемента.

На практике параллельное соединение элементов в батареи применяется при составлении батарей накала.

В продаже встречаются сухие батареи БНС-100, БНС-500 и другие. Буквенные обозначения читаются так: «батарея накала сухая, 100 ампер-часов».

В работе вам могут встретиться случаи, при которых придется применять смешанное соединение элементов, то есть несколько одинаковых последовательно соединенных групп элементов соединяется параллельно.

При таком соединении от батареи можно получить и большую величину тока и большее напряжение — в зависимости от числа элементов в соответствующих группах.

Соединяя элементы в батареи, вы должны помнить, что для последовательного соединения по возможности надо подбирать элементы с одинаковым внутренним сопротивлением. Если это условие не будет соблюдено, то среди элементов может оказаться такой, у которого внутреннее сопротивление будет большим, чем у всех остальных. Тогда на преодоление этого сопротивления будут расходовать свою энергию все другие элементы. При параллельном соединении необходимо, чтобы все элементы, входящие в него, имели одинаковое напряжение на своих полюсах. В противном случае среди элементов может оказаться такой, у которого напряжение больше, чем у остальных; тогда его энергия быстрее израсходуется и он раньше других выйдет из строя, ухудшая работу батареи.

Он состоит из стеклянного или железного сосуда 5, в котором расположены два мешочных электрода. В одном мешочке помещен угольный электрод 1 с активной массой 3 отрицательного полюса, а в другом мешочке — угольный электрод с активной массой положительного полюса. Активная масса в обоих мешочках одинакова по составу — смесь свинцового глета или сурика с порошком графита.

Электролитом служит раствор поташа в воде.

Сухой свинцово-поташный аккумулятор очень легко изготовить.

Подберите какую-либо банку емкостью около пол-литра. Из сухого дерева сделайте круглую или прямоугольную болванку таких размеров, чтобы она заняла примерно половину банки.

Сделайте два одинаковых мешочка 4 из фильтровальной или газетной бумаги. Для этого деревянную болванку неплотно оберните четырьмя-пятью слоями бумаги, не применяя клея. Нижний край бумаги загните на торце болванки подобно тому, как это делается при завертывании бумажки у конфет. Мешочки надо изготовить таких размеров, чтобы они, будучи вставленными в сосуд, плотно прилегали к его стенкам и друг к другу.

Теперь приготовьте активную массу. Для этого возьмите одну весовую часть свинцового глета или сурика в порошке, одну весовую часть графита в порошке и тщательно их перемешайте до получения однородной массы. Чтобы удобнее было обращаться со смесью, увлажните ее слегка электролитом (на 10 весовых частей смеси добавьте 1 весовую часть электролита), причем смесь не должна терять свойства сыпучести.

Подберите два угля от старых гальванических накальных элементов или дуговых фонарей и приступайте к сборке аккумулятора.

Уложите на дно сосуда 20–30 прокладок 6 из газеты. В сосуд вставьте мешочки и заполните их активной массой почти до краев, наблюдая за тем, чтобы не запачкать верхних краев бумажных мешочков. К верхним концам углей прикрепите металлические колечки с отводами. В центры мешочков вставьте угли слегка закругленным концом вниз, при этом угли должны доходить до дна мешочков. При вставке углей не следует сильно нажимать на них, чтобы не прорвать дно мешочка. Массу нельзя подвергать прессовке.

Электролит приготовьте по следующему рецепту. Возьмите 10 весовых частей холодной прокипяченной воды и добавьте в нее 5 весовых частей поташа, все это тщательно перемешайте и наливайте электролит порциями в сосуд до тех пор, пока он не перестанет впитываться. Спустя 1–1,5 часа, когда активная масса поглотит почти все количество залитого электролита, его снова доливают. Чтобы активная масса прочнее связалась с углями аккумулятора, сосуд встряхивают, слегка постукивая его дном по столу. Если в сосуде окажется избыток электролита, его нужно отсосать пипеткой.

Вставьте в активную массу по одной влажной спичке и залейте аккумулятор расплавленной смолой 2 или варом. Когда смола затвердеет, выньте спички. В образовавшиеся отверстия неплотно вставьте деревянные пробочки— и аккумулятор готов. Теперь его надо зарядить.

Средний зарядный ток для сухого аккумулятора 1 ампер на 1 кв. дециметр поверхности любого электрода, а разрядный ток в 5 раз меньше. Емкость достигает до 1,5 ампер-часа на 100 граммов веса аккумулятора. Внутреннее сопротивление — от 0,08 до 0,15 ома на 1 кв. дециметр любого электрода.

Перед тем как приступить к зарядке аккумулятора, надо включить его в зарядную цепь. Один полюс аккумулятора соедините с плюсом источника зарядного тока, а другой полюс — с минусом источника через реостат. Первый электрод аккумулятора обозначьте плюсом (+), а второй — минусом (—). Эта полярность должна строго сохраняться при эксплуатации и последующих зарядках аккумулятора.

Зарядку следует прекратить, как только э. д. с. аккумулятора достигнет 2–2,4 вольта. Перед каждой зарядкой открывают пробочки и заливают по нескольку капель воды. Чтобы получить аккумуляторную батарею, необходимо изготовить несколько таких аккумуляторов и соединить их последовательно.

Известно, что при зарядке обычного кислотного аккумулятора на его аноде выделяется кислород, окисляющий этот электрод, а на катоде выделяется водород. Во время разрядки аккумулятора пластины анода и катода взаимодействуют и происходит обратная реакция, при этом газы водород и кислород играют только вспомогательную роль. Когда аккумулятор отключается от источника зарядного тока, газы бесследно улетучиваются.

В современном газовом аккумуляторе при зарядке газы запасаются в электродах и хранятся в них, как на. «складах», до момента разрядки. Сами электроды не участвуют в химических процессах.

Газовые аккумуляторы относятся к новым источникам постоянного электрического тока. Их достоинством является исключительная простота конструкции, весьма высокая экономичность, так как они не требуют цветных металлов и дорогостоящих материалов. Они очень удобны в эксплуатации: их можно хранить продолжительное время как в заряженном, так и в разряженном состоянии. Эти аккумуляторы не боятся больших зарядных и разрядных токов, что резко сокращает время их зарядки. На такие аккумуляторы не оказывают никакого вредного влияния быстрые разрядки и короткое замыкание.

По конструкции газовый аккумулятор (рис. 7) напоминает свинцово-поташный аккумулятор.

Рис. 7. Простейший газовый аккумулятор и его части (а — общий вид аккумулятора; б — конструкция основных частей): 1 — сосуд; 2 — электролит; 3 — электроды; 4 — крышка; 5 — зажимы; 6 — распорка.

Ввод проводов в квартиру производят в большинстве случаев от переходной коробки, помещаемой обязательно вне квартиры.

Очень часто к зданию подводятся три провода. Каждый провод называют фазой. Переходные коробки обычно устанавливаются для перехода с трех проводов на два, реже — с трех на три. Кроме того, на переходных коробках устанавливаются плавкие предохранители на случай короткого замыкания в сети. Короткое замыкание происходит при соединении оголенных проводников и при неисправностях в сети.

Рассмотрим устройство переходной коробки с трех фаз на две (рис. 9).

Рис 9. Переходная коробка и ее части: 1, 6 — провода трехфазной сети; 2 — крепежный болт; 3 — медные шины; 4 — предохранительная пробка; 5 — контакты двухфазной сети; 7 — провода двухфазной сети.

Основанием переходной коробки служит доска из хорошего изолятора — шифера или мрамора, на которой расположены пять металлических пластинок, называемых шинами. Три пластинки укреплены на доске, а две — перпендикулярно к первым трем, на некотором расстоянии от них, на изолирующих подставках.

К трем нижним шинам присоединяются провода, подводящие ток с электростанции. От двух других шин провода идут в квартиру.

В нижних пластинках закреплены два металлических стержня, на концах которых имеется винтовая нарезка. Эти стержни проходят через круглые отверстия в изолированных верхних пластинках, не касаясь их. На стержни надевают предохранительные пробки, которые закрепляют навинчивающейся на концы стержней крышкой.

Предохранительная пробка 4 представляет собой фарфоровый цилиндрик с продольным отверстием в нем по оси. На основании цилиндра имеются металлические пластинки, соединенные тонкой проволочкой, которая проходит через узкое отверстие в цилиндре. Ток из нижней шины проходит через стержень, крышку, тонкую проволочку, верхнюю шину в провод, идущий в квартиру. Переходная коробка закрывается крышкой.

Бывают и другие виды промышленных предохранителей — это плавкие вставки (рис. 10) и трубчатые предохранители (рис. 11).

Рис. 10. Виды плавких предохранителей: 1, 3 — контактные зажимы; 2, 4, 5, 6 — плавкие вставки, рассчитанные на различную величину тока.

Рис 11. Трубчатый предохранитель (а): 1 — фарфоровый корпус; 2 — предохранительная проволока; 3 — ножевой контакт. Щиток (б) с трубчатыми предохранителями: 4 — основание щитка; 5, 6 — контакты.

В квартире электрические провода сначала подводятся к счетчику электроэнергии. Место для счетчика выбирают сухое, на капитальной стене, не подвергающейся сотрясениям. Устанавливают его на уровне среднего человеческого роста. Провода для защиты от повреждений укладывают обычно в латунные трубки. От счетчика провода поступают в групповой распределительный щиток, как показано на рисунке 12, б.

Рис. 12. Монтаж квартирного распределительного щитка: а — установка щитка; б — установка электросчетчика с электромагнитным ограничителем.

Перед групповым щитком включается ограничитель тока.

Основанием группового щитка служит доска из изолирующего материала, на который укреплены патроны для предохранительных пробок. На доске закреплены две шины. К шинам присоединены провода, по которым подводится ток к щитку. Шины соединяют с контактами, укрепленными на основании патронов. К патрону присоединяются провода, отводящие ток в квартиру. В фарфоровом корпусе патрона имеются отверстия, через которые пропускаются концы проводов, идущих в квартиру. В патроны ввинчиваются предохранительные пробки. Их схема показана на рисунке 13.

Рис. 13. Предохранительная пробка в разрезе: 1 — фарфоровый корпус; 2 — вывод осветительного шнура; 3 — выводной контакт; 4 — корпус плавкого предохранителя; 5 — ввод осветительного шнура; 6 — стеклянное окошко; 7 — нить плавкого предохранителя.

К каждой группе присоединяют не более 10–12 ламп. Групповой щиток помещают неподалеку от счетчика. От щитка прокладывают электрические линии осветительным шнуром.

Монтаж квартирной электропроводки можно свести к следующим основным операциям: разметка проводов, установка роликов, крепление проводки, установка патронов, выключателей и розеток.

Электрические провода прокладывают внутри помещения по стенам и потолку на роликах параллельно архитектурным и строительным линиям. При этом, если параллельно будет проходить несколько линий, необходимо, чтобы они шли на одинаковом расстоянии друг от друга (от 3 до 5 сантиметров). Ролики размещают симметрично друг к другу на всех линиях.

Чтобы не допустить неточности в прокладке линий, их сначала размечают с помощью бечевки и отвеса. Для этого натирают бечевку мелом, затем ее натягивают в намеченном направлении и отбивают черту будущей линии. На каждой отбитой черте размечают карандашом места установки роликов. Расстояние между роликами на стене должно быть 70–80 сантиметров, а на потолке— от 80 до 100 сантиметров. Разметку начинают от места ввода или от группового щитка. Углы поворота проводов размещают так, как показано на рисунке 14, а.

Рис. 14. Способы прокладки проводов на роликах: а — с угловыми поворотами; б — выполнение отводов от сети; в — прокладка проводов через стены.

В месте отводки один провод может перекрещиваться с другими. Провод, перекрещивающийся при отводе, защищается эбонитовой трубкой. Чтобы трубка не спадала, устанавливают дополнительный ролик, который не дает ей сдвинуться (рис. 14, б).

Крепление роликов производится различными способами, в зависимости от материала стен здания. На деревянной стене их крепят с помощью шурупов. Если же стена каменная, кирпичная или бетонная, то в ней сначала пробивают отверстие. Затем шуруп обвивают проволокой так, как показано на рисунке 15, а, и вмазывают густым гипсовым или алебастровым раствором.

Рис. 15. Различные способы крепления роликов на кирпичной стене: а — при помощи проволочной спирали; б — при помощи деревянных пробок; в — при помощи дюбеля.

Можно укрепить ролик на кирпичной стене и другим способом. В пробитое отверстие плотно загоняют деревянную пробку из твердого просушенного куска дерева.

Чтобы пробка держалась в стене прочнее, один ее конец слегка пропиливают и в пропил вставляют небольшой клинышек, вместе с которым пробку загоняют в отверстие. В деревянную пробку ввинчивают шуруп с роликом (рис. 15, б).

Нередко при монтаже проводки приходится соединять концы одножильных и многожильных проводов.

Одножильные провода соединяют скручиванием.

Если это медные провода, то их в местах соединения пропаивают. Алюминиевые провода воздушных линий иногда соединяют с помощью специальных алюминиевых же трубок. Для этого сначала очищают концы проводов от изоляции, пропускают их через трубочку, затем скручивают ее.

Различные виды соединения и ответвления одножильных проводов показаны на рисунке 16.

Рис. 16. Различные способы соединения и ответвления одножильных проводов.

Многожильные провода соединяют между собой следующим образом. Концы проводов очищают от изоляции на 20–30 миллиметров. Затем, отступив на 2/3 очищенного конца, делают временную перевязку тонкой проволочкой, после чего все жилы наружного слоя расплетают до перевязки, а середины вырезают. Тщательно очищенные концы присоединяют в стык. С помощью пассатижей отогнутые концы скручивают, причем направление скручивания концов должно совпадать с направлением заводской скрутки провода. После скрутки места соединения пропаивают и обматывают изоляционной лентой. В сырых помещениях места спайки проводов сначала покрывают слоем натуральной (сырой) резины, а затем обертывают изоляционной лентой.

При ответвлении многожильных проводов на месте отвода с провода счищают изоляцию. В обнаженном проводе жилы делят на две равные части и разводят их, образуя между ними щель. Конец ответвляемого провода зачищают, разводят вилкой и пропускают в щель первого провода. Выступающие из щели концы обвивают вокруг первого провода. Соединение пропаивают и покрывают изоляционной лентой (рис. 17).

Рис. 17. Способы соединения и ответвления многожильных проводов: а — разделка соединяемых концов; б, в — способы скрутки; г — соединение провода; д — покрытие изоляционной лентой участка соединенных проводов; е, ж — подготовка провода для отвода; з, и, к — подготовка конца ответвленного провода; л — способ ответвления; м — выполнение ответвления.

Ответвления шнуров производится по обеим сторонам ролика.

При подвешивании шнур сначала укрепляют на крайних роликах, а потом на промежуточных. Необходимо, чтобы он был натянут по прямой линии. Шнур привязывают к роликам толстыми прочными нитками. Нельзя привязывать его проволокой, так как она может прорезать изоляцию.

Способ завивки крепежной нитки вокруг ролика показан на рисунке 18, а.

Рис. 18. Способ крепления шнура к ролику при помощи ниток (а); общий вид вязки шнура (б).

Одножильные провода прикрепляются к роликам и изоляторам двумя способами: на оконечных роликах, на отпайках и углах применяют комбинированную вязку «крестом с хомутиком», на промежуточных роликах вязка делается только «крестом». На рисунке 19 показаны последовательные операции вязки «крестом» и «крестом с хомутиком».

Рис. 19. Способы крепления провода к ролику при помощи проволоки: 1, 2 — способ вязки «крестом с хомутиком» на шейке ролика; 3, 4 — способ вязки «крестом» на шейке ролика; 5 — способ вязки провода на головке ролика.

На изоляторах вязку можно производить как на головке, так и на шейке.

Чрезвычайно опасно короткое замыкание проводов, которое возникает при неисправности проводки. Короткое замыкание может произойти и при неаккуратном обращении с нагревательными приборами или штепсельной розеткой. При коротком замыкании сила тока, проходящего по проводам, увеличивается в сотни и даже тысячи раз, вследствие чего может возникнуть пожар в квартире или даже авария на электростанции.

Чтобы избежать опасных последствий короткого замыкания, устанавливаются предохранители. Действие предохранителей состоит в следующем. Как только произойдет короткое замыкание, предохранительная проволочка расплавится, цепь разорвется, и в квартире погаснет свет.

Концы проводов, присоединяемые к электроосветительной арматуре, должны быть правильно и тщательно заделаны.

Существуют два способа заделки концов: петелькой и тычком.

Петелькой заделывают концы в том случае, если зажимы в арматуре имеют вид винтов с шайбами и гайками. Если же зажимы в, виде трубок с боковыми винтами, то концы проводов заделывают тычком.

Заделку концов петелькой производят следующим образом. С одного провода шнура сдвигают хлопчатобумажную оплетку на 30–35 миллиметров (рис. 20, а), надрезают резиновую изоляцию вокруг провода и снимают ее. Лезвием ножа счищают остатки изоляции и окись на медных жилах (рис. 20, б).

Рис. 20. Способы закладки концов проводов: а, б, в, г — подготовка конца провода для заделки петелькой и тычком; д — заделка провода петелькой; е — пропайка; ж — провод, заделанный тычком; з — провод, заделанный петелькой.

Так же обрабатывают и второй конец шнура. Очищенные жилы концов скручивают сначала пальцами, а потом плоскогубцами. Затем эти концы круглогубцами поочередно скручивают петелькой и пропаивают тинолем или оловом с канифолью.

После пропайки концов нужно сдвинуть оплетку снова до конца и обмотать изоляционной лентой.

При заделке провода тычком снимают хлопчатобумажную изоляцию на 20–25 миллиметров, тщательно очищают жилы шнура, скручивают их, пропаивают и обматывают изоляционной лентой.

Электрические лампочки ввинчивают в патроны. Конструкция патронов позволяет быстро заменить одну лампочку другой. Существует несколько конструкций патронов (рис. 21).

Рис. 21. Различные конструкции патронов осветительной сети: а — патрон с металлическим корпусом; 6 — патрон с карболитовым корпусом; в — патрон с фарфоровым корпусом; г — патрон для дежурного освещения; д — присоединение.

В сухих и отапливаемых помещениях применяют патроны с латунным, железным и карболитовым корпусом, настенный — для дежурного освещения и герметический— для установки в сырых помещениях.

При установке нового или замене испорченного патрона обязательно вывинчивают предохранительные пробки, после чего разбирают испорченный патрон. У патрона с латунным корпусом вывинчивают фарфоровое кольцо, отвинчивают корпус, отсоединяют концы шнура от зажимов в цоколе патрона, сматывают изоляционную ленту с концов шнура, снимают крышечку патрона и вынимают провод.

Чтобы присоединить новый патрон, его разбирают. Концы шнура продевают через отверстие в крышечке и заделывают их соответственно тычком или петелькой. Если же прежние заделанные концы будут пригодны и для нового патрона, тогда с них снимают старую изоляционную ленту и покрывают новой. После присоединения заделанных концов к зажимам цоколя патрона его снова собирают.

Выключатели всегда соединяют последовательно с лампочкой. Провод, идущий от лампочки, разрезают и заделывают его концы тычком или петелькой. У выключателя снимают крышку и поджимают заделанные концы под соответствующие зажимы в основании выключателя (рис. 22).

Рис. 22. Выключатель в разобранном виде и деревянная розетка.

На стене устанавливают розетку (деревянный кружочек).

Место для выключателя намечают заранее. В большинстве случаев выключатель устанавливают в комнате возле входной двери на высоте 150–170 сантиметров от пола.

После того как концы провода будут закреплены зажимами выключателя, их укладывают в бороздки. Основание выключателя устанавливают посередине деревянной розетки, прикрепляют его двумя шурупами и закрепляют на нем крышку. Установка и замена испорченного выключателя новым производятся только при вывернутых пробках на предохранительном щитке.

Штепсельная розетка служит для включения дополнительных потребителей тока: настольной лампы, нагревательных приборов и проч. Розетки бывают разных видов: фарфоровые с карболитовыми крышками и карболитовые. Розетка состоит из основания, в котором закреплены трубчатые контакты. Эти контакты соединены с зажимами.

У большинства розеток один контакт соединяют с зажимом через предохранитель, смонтированный на основании сверху. Основание розетки закрывают крышкой, которую прикрепляют с помощью шурупа или винта с гайкой. Два других отверстия, находящиеся в крышке против трубчатых контактов, служат для включения вилки шнура. Они защищают эти контакты от случайного замыкания.

Штепсельные розетки (рис. 23, а), как и выключатели, устанавливают на деревянных розетках. Установка розеток производится обязательно при вывернутых пробках. На стене укрепляют деревянную розетку. У штепсельной розетки снимают крышку, заделывают концы шнура и закрепляют зажимами. Поджатые концы должны быть тщательно изолированы друг от друга изоляционной лентой. Провода, идущие от розетки, укладывают в желобки. Основание штепсельной розетки устанавливают в середине деревянной розетки и прикрепляют двумя шурупами. Тонкой проволочкой соединяют два выступа предохранителя. Установленную розетку закрывают крышкой.

Шнур любого потребителя электрического тока заканчивается штепсельной вилкой. Вилку разбирают. Шнур продевают в отверстие колодки. Концы шнура заделывают петелькой и обматывают изоляционной лентой. Заделанные концы укладывают в углубления колодки петельками против отверстий для контактных ножек. Затем контактные ножки вставляют в отверстия изоляционной прокладки и петелек и плотно завинчивают сначала пальцами, потом плоскогубцами (рис. 23, б).

Рис 23. Штепсельная розетка с вилкой: а — способ присоединения штепсельной розетки к осветительной сети; б — зарядка концов шнура под вилку.

Если вилка вставляется в розетку очень свободно, надо расширить прорези ножек отверткой или лезвием ножа.

Следует помнить, что при включении и выключении вилки ее необходимо держать за середину колодки. Нельзя выключать вилку из розетки, дергая за шнур, так как это приводит к быстрому обрыву концов шнура возле колодки или контактных ножек.

В продаже встречается переходная вилка (рис. 24), с помощью которой в штепсельную розетку можно одновременно включить вилку еще одного электронагревательного прибора.

Рис. 24. Общий вид переходной вилки.

Выпускаются также и трехсторонние переходные вилки, каждая из которых дает возможность одновременно включить в штепсельную розетку три электроприбора, например плитку, утюг и настольную лампу.

На этом мы и закончим ознакомление с основными правилами и приемами электромонтажных работ.

Зная эти правила и приемы, вы сможете, если в этом возникнет необходимость, самостоятельно отремонтировать осветительную проводку в своей квартире или в школе, сумеете заменить неисправный патрон или выключатель.

Помните только, что перед тем, как приступать к ремонту электросети, обязательно надо вывернуть предохранительные пробки, то есть обесточить сеть.

Основание прокипятите в олифе или пропитайте в парафине. Это повышает изоляционные качества дерева. Возьмите кусок медной проволоки диаметром 1–1,5 миллиметра и тщательно зачистите ее стеклянной бумагой. Загните кончик проволоки маленькой петелькой и навейте несколько витков, укладывая проволоку в бороздки цоколе лампочки. Пропаяйте проволочные витки с внешней стороны, не вывинчивая лампочки. Вы получили винтовой цоколь, который является одним контактом патрона. Второй контакт изготовьте из упругой металлической полоски, желательно из фосфористой бронзы или латуни по форме и размерам, приведенным на рисунке 26, а.

Прикрепите цоколь и контактную пластинку к основанию патрона. Припаяйте выводы к контактам патрона. С противоположной стороны основания прикрепите скобочку, согнутую из стальной проволоки или тонкого гвоздя для подвески патрона к потолку.

Чтобы свет падал на рабочее место более сосредоточенно, надо сделать простейший конический рефлектор, отражающий свет пучком, как в автомобильной фаре. Внешний вид и заготовка рефлектора показаны на рисунке 26, б, е.

Возьмите тонкий лист белой жести или лист плотной бумаги, вычертите на нем окружность и вырежьте ножницами круг, удалив из него небольшой сектор. Сделайте прорези от центра круга по радиусам, сверните круг в конус и склейте его края. Если конус сделан из белой жести, то края пропаяйте.

Отогните в конусе прорезанные лепестки наружу, проткните в них отверстия и прикрепите к основанию патрона мелкими сапожными гвоздями. Подвесьте патрон к потолку на шнурке или бечевке, присоедините его выводы к осветительной сети через выключатель.

Если потребуется осветить всю комнату, то можно изготовить специальную люстру с несколькими параллельно включенными лампочками. Простейшая конструкция люстры показана на рисунке 26, г.

Подберите сухую дощечку или тонкую фанеру, сделайте из нее основание люстры и пропитайте его олифой или парафином. Зачистите длинный кусок медной проволоки диаметром 1–2 миллиметра и навейте из нее нужное количество винтовых цоколей на расстоянии от 100 до 200 миллиметров друг от друга. Изогните проволоку в кольцо и спаяйте ее концы. Это кольцо будет служить одним общим контактом всех патронов.

Приложите кольцо к основанию и разметьте места, где будут установлены лампочки. Из консервной банки нарежьте нужное количество контактных пластинок, проколите по два отверстия в каждой из них и припаяйте по одному выводу. Прикрепите контактные пластинки на размеченных местах, а выводы от них пропустите через отверстия на другую сторону основания. Соедините их вместе и припаяйте к ним отвод. Нарежьте необходимое количество резиновых прокладок и прикрепите их к основанию люстры, как показано на рисунке 26, д.

Наложите кольцо на прокладки и прикрепите его скобочками к основанию так, чтобы винтовые цоколи были против контактных пластинок. Припаяйте к кольцу отвод и пропустите его через отверстие на другую сторону основания. Прикрепите скобочки с четырех сторон основания для подвешивания люстры к потолку. Для люстры можно сделать конический рефлектор или абажур.

Подвесьте люстру к потолку, присоедините ее выводы к осветительной сети через выключатель, вверните лампочки в цоколи — и люстра готова. Вы можете придумать и сделать люстру своей конструкции с большим или меньшим числом лампочек.

Для освещения большой комнаты или класса школы потребуются более мощные автомобильные лампочки. Для них непригодны патроны с винтовым цоколем. К этим лампочкам надо изготовить патроны другой конструкции. При этом возможны два варианта патронов в зависимости от конструкции лампочек. Если в лампочке один конец нити накала выведен на корпус цоколя, а другой — снизу на отдельный контакт, то пригодится патрон, показанный на рисунке 27, а.

Рис. 27. Самодельные патроны для автомобильных лампочек. 1 — деревянное основание; 2 — металлический цоколь; 3 — контактные пластинки; 4 — резиновая подкладка; 5 — соединительные провода; 5 — цоколь лампочки.

Если в лампочке оба конца от нити накала выведены на отдельные контакты, то пригодится патрон, конструкция которое го показана на рисунке 27, б.

Эти патроны имеют большое внешнее сходство. Изготавливаются они одним и тем же способом, а разница состоит только в конструкции их контактов. Мы расскажем, как изготовить патрон первого варианта, а патрон второго варианта вы сделаете сами по приведенному рисунку.

Приготовьте такое же деревянное основание, как к винтовому патрону. Изготовьте цилиндрический цоколь из жести или листовой меди, пользуясь рисунком 27, а. Сделайте из жести крестовидную контактную пластинку с отогнутыми вниз краями.

Прикрепите цоколь и контактную пластинку к основанию патрона мелкими сапожными шурупами. Подложите под отогнутый конец контактной пластинки прямоугольный кусочек резины, вырезанный из ученической эластичной резинки. Припаяйте выводы к цоколю и контактной пластинке, пропустите их через отверстия на другую сторону основания, и патрон готов.

Лампочку следует вставлять так, чтобы один выступ на ее корпусе пошел по прорези патрона до нижнего края. Затем надо слегка нажать на лампочку сверху и повернуть ее, чтобы выступы вошли в углубления на цоколе патрона. Этот патрон не боится тряски и ударов, так как резинка постоянно давит на контакты.

Во втором варианте патрона (рис. 27, б) контактами служат две металлические пластинки, изогнутые в виде скобочек с лапками, а конструкция других деталей такая же, как в первом варианте патрона.

Если вам потребуется осветить лишь небольшую площадь рабочего места в электромастерской или часть письменного стола, то можно изготовить удобную настольную лампу или бра простейшей конструкции.

Самодельная деревянная настольная лампа и ее детали показаны на рисунке 28.

Рис. 28. Самодельная настольная лампа.

Основание 1 для лампы сделайте из сухой толстой доски по размерам, приведенным на рисунке. Изготовьте стойку 2 тоже из сухого дерева. С одного конца стойку пропилите, а другой конец сточите, как показано на рисунке.

Выпилите кронштейн 3 из фанеры толщиной 3–4 миллиметра и просверлите в нем нужные отверстия. Изготовьте две одинаковые стойки 4 из жести или кровельного железа и прикрепите их к самодельному патрону 5 со стороны его выводов. Теперь надо собрать лампу.

Вставьте в отверстие основания нижний конец стойки и закрепите его при помощи клея или клинышка.

Скрепите шурупами нижний конец кронштейна с верхним концом стойки. К свободному концу кронштейна прикрепите патрон на шарнире, то есть при помощи болтика 6, шайбочек 7 и гаечек 8. Шарнирное соединение позволяет поворачивать патрон с лампочкой на нужный угол вокруг оси (болтика 6) на верхнем конце кронштейна.

Свейте в виде веревочки два гибких изолированных провода, прикрепите их скобочками сбоку кронштейна и сзади стойки и заделайте концы в вилку. Для настольной лампы можно взять гибкий соединительный шнур от утюга или электроплитки. Провода, идущие от патрона к кронштейну, возьмите с некоторым запасом — они не должны натягиваться при различных поворотах патрона.

Изготовьте из белой бумаги конический рефлектор и прикрепите его к патрону, чтобы направлять свет от лампы ярким пучком.

Бра имеет устройство, подобное настольной лампе. Его конструкция отличается тем, что стойка сделана гораздо короче, а кронштейн изготовлен другой формы.

Внешний вид простейшего бра показан на рисунке 29.

Рис. 29. Конструкция бра.

Вы можете сами придумать конструкцию бра. Его кронштейн можно выпилить из фанеры и разрисовать электровыжигателем.

Для осветительной сети потребуется несколько выключателей. Простейшая конструкция выключателя, его детали и схема включения в осветительную сеть показаны на рисунке 30.

Рис. 30. Самодельный выключатель.

Подберите сухую дощечку, обработайте ее поверхность, сделайте из нее основание 1 и пропитайте его олифой или парафином. Изготовьте по выкройке подвижный ползунковый контакт 2 из упругой бронзовой пластинки или контактной латуни. Сделайте из пластмассовой расчески или линейки рукоятку 3 с двумя отверстиями, приклепайте ее к ползунковому контакту. Изогните конец ползунка с рукояткой под углом 90° и отогните его края в ту же сторону по пунктирным линиям. Вырежьте из металлической пластинки два одинаковых контактных лепестка 4 и шайбочку 5. Подберите болтик с гаечкой 6, небольшой шуруп 7 и два мелких гвоздика-ограничителя 8. Прикрепите к основанию ползунок и неподвижный контакт 9, как показано на рисунке. По бокам подвижного контакта вбейте два гвоздика 8. При повороте ползунка влево цепь размыкается (разрывается), что соответствует положению «выключено», а при повороте вправо до отказа цепь замыкается, что соответствует положению «включено».

Выключатель прикрепляется к стене при помощи четырех небольших шурупов.

Для включения в сеть настольной лампы, паяльника, моделей и приборов необходимо установить розетку.

Простейшая конструкция розетки, ее детали и схема включения показаны на рисунке 31.

Рис. 31. Самодельная розетка и ее части.

Из сухого дерева сделайте основание розетки 1 с отверстиями для контактных гильз 2 и крепежных шурупов 3 и пропитайте олифой или парафином. Из тонкой листовой латуни или жести изготовьте две гильзы, обогнув их по контактным штифтам вилки. На одном из концов каждой гильзы сделайте лепестки. Оберните гильзы снаружи полосками тонкой резины 4, туго вставьте их в отверстия основания розетки и отогните наружу лепестки обеих гильз. Припаяйте к лепесткам гильз отводы 5 из гибкого изолированного провода, уложите их в бороздку — и розетка готова.

Сделайте подрозетник 6 из сухой доски или фанеры, прикрепите его на стене в нужном месте и установите розетку.

Чтобы включить в сеть электролобзик, электровыжигатель, настольную лампу, паяльник или какой-либо прибор, нужно концы соединительного шнура заделать в вилку. Конструкция простейшей вилки и ее части показаны на рисунке 32.

Рис. 32. Самодельная штепсельная вилка и ее части.

Сделайте из сухого дерева колодку 1 с двумя углублениями и отверстиями для штифтов и крышку 2 с тремя отверстиями. Два из них — крайние — для вывода проводов 3 от штифтов 4, а среднее — для стягивающего винта 5. Колодку с крышкой пропитайте олифой или парафином. Из толстой медной проволоки изогните два штифта, пропустите через отверстия концы соединительного гибкого шнура, припаяйте их к изогнутым концам штифтов и оберните изоляционной лентой.

Вставьте штифты в отверстия колодки и прикрепите крышку шурупом. Если вилка свободно входит в гильзы розетки, ее штифты следует слегка расплющить молотком или облудить оловом.

В дальнейших работах вам потребуется некоторое количество надежно работающих звонковых кнопок. Весьма простая звонковая кнопка показана на рисунке 33.

Рис. 33. Конструкция самодельной кнопки: а — внешний вид; б — конструкция деталей кнопки.

Основание 1 кнопки сделайте из сухого дерева по рисунку и пропитайте олифой или парафином. Крышку 2 кнопки вырежьте из жести от консервной банки по выкройке, просверлите в ней нужные отверстия и изогните края по пунктирным линиям. Из упругой медной или латунной пластинки (можно из жести) сделайте контакты кнопки: неподвижный контакт в виде двух пластинок 3 и подвижный 4. Навейте пружину 5 из стальной проволоки диаметром от 0,3 до 0,6 миллиметра. Выточите из сухого дерева кнопку 6 с головкой, пропитайте ее в парафине или олифе. К венчику кнопки прикрепите подвижный контакт 4, а к основанию — пластинки неподвижного контакта, припаяв к ним выводы из гибкого изолированного провода. Вставьте верхний конец кнопки в отверстие крышки, а на нижний конец наденьте пружину. Прикрепите крышку к основанию — и кнопка готова.

Уложите керамику на свое место, проверьте контрольной лампочкой, нет ли замыкания между штифтами и корпусом плитки. Для этого соедините поочередно каждый штифт проводником с одним контактом розетки, а другой контакт розетки соедините с корпусом через контрольную лампочку. Если лампочка не загорится, то штифты плитки укреплены правильно. Если же лампочка будет гореть, то необходимо разобрать плитку, отвинтить штифты, проложить изоляционные прокладки между корпусом и штифтами, закрепить их снова, проверить наличие замыкания штифтов на корпус. Убедившись в отсутствии замыкания, полностью соберите плитку. При замене перегоревшей спирали стремитесь к тому, чтобы витки новой спирали были равномерно размещены по густоте во всех бороздках керамики. На концы спирали наденьте фарфоровые бусы. Каждый конец заделайте петелькой, присоедините к штифтам, проверьте плитку на замыкание и окончательно соберите ее.

Сначала отвертывают гайку 1 и приподнимают корпус 2 чайника, придерживая его основание. Концы нагревательного элемента 3 отсоединяют от зажимов и снимают корпус вместе с нагревательным элементом, прикрепленным гайкой 4 ко дну чайника. Затем отвинчивают гайку 4 и снимают металлический диск 5 и металлическую пластинку 6 вместе с изоляционной (слюдяной) прокладкой 7, которая предохраняет концы нагревательного элемента от соприкосновения с металлической пластинкой 6. После того как нагревательный элемент будет освобожден, его нужно тщательно проверить на обрыв. Убедившись, что нагревательный элемент перегорел, его заменяют новым.

При сборке нужно строго придерживаться той последовательности, в которой были уложены все части. Сборка должна производиться так.

Сначала ко дну 9 чайника прикладывают первую слюдяную пластинку, затем укладывают на нее нагревательный элемент так, чтобы он не касался дна и стенок корпуса чайника. После этого нагревательный элемент покрывают второй слюдяной пластинкой. На эту пластинку накладывают металлическую пластинку 6, под которую подкладывают изоляционную прокладку 7, надежно защищая концы нагревательного элемента от соприкосновения с пластинкой. Затем надевают на болт 10 металлический диск 5 и завинчивают гайку 4, плотно прикрепляя все части ко дну корпуса. После этого концы нагревательного элемента присоединяют к зажимам штифтов 11, причем следят за тем, чтобы они не касались корпуса и металлических частей. Основание с изоляционными подкладками 12 прикрепляют к корпусу, завинчивая гайку 1.

После сборки необходимо испытать, не касается ли корпуса утюга какой-нибудь вывод от нагревательного элемента.

Для этого берут контрольную лампочку и пробуют ее включать так, как показано на рисунке 38.

Если лампочка загорится при касании корпуса и одного контакта, это означает, что вывод от нагревательного элемента, присоединенный к этому контакту, касается корпуса утюга. Если же лампочка горит так же ярко при касании и второго контакта, тогда и второй вывод от нагревательного элемента тоже касается корпуса. Это означает, что в утюге короткое замыкание, которое нужно немедленно устранить. После этого снова производят проверку исправности, пользуясь контрольной лампочкой. Подобную проверку нужно производить после ремонта любого электронагревательного прибора.

Рис. 38. Проверка утюга на короткое замыкание.

Он состоит из электромагнита 1; против его полюсов на расстоянии 2–3 миллиметров расположен якорь 2, состоящий из железной пластинки, к которой прикреплена контактная упругая тонкая пластинка 3. Один конец пластинки якоря 2 изогнут дугой и заканчивается молоточком 4, а другой его конец прикреплен к контактной пластинке 3, которая отогнутым концом касается контактного винта 5, а вторым концом прикреплена к корпусу звонка 6. Против молоточка 4 установлена чашечка 7 при помощи стойки с гайкой 8. Все детали звонка укрепляются на деревянном основании 9.

Когда кнопка 10 не нажата, электрическая цепь разомкнута. При этом якорь отведен в сторону контактного винта.

Если нажать кнопку, то плотно соприкоснутся ее контакты 11 и замкнут цепь звонка.

Ток от плюса батарейки 12 потечет по соединительному проводу через металлическую планку 13, регулировочный винт, контактную пластинку на корпус звонка. С корпуса звонка ток попадает в обмотку электромагнита и возвращается на минус батарейки через зажим 14, соединительный провод и контакты кнопки.

Когда ток проходит по обмотке электромагнита, сердечник 15 намагничивается и притягивает к своим полюсам якорь. Молоточек якоря ударяет по чашечке.

Как только к электромагниту притянется якорь, вместе с ним отойдет от контактного винта и пластинка 3, электрическая цепь в этом месте разомкнется, и движение тока прекратится. При исчезновении тока электромагнит мгновенно размагничивается. Якорь под действием упругости контактной пластинки отходит от полюсов электромагнита, снова замыкая электрическую цепь звонка в том месте, где она была разорвана. Когда замкнется цепь якоря, он снова притянется к электромагниту, вызывая второй удар молоточка о чашечку. В этот момент цепь звонка разомкнется, и все повторится снова. Таким образом, пока нажата кнопка, молоточек будет ударять о чашечку звонка. Если отпустить кнопку, то движение тока в цепи прекращается, и звонок перестает издавать звук.

Теперь приступайте к регулировке звонка. Сделайте зазор 3–4 миллиметра между якорем и полюсами электромагнита путем ввинчивания контактного винта и отгибания свободного конца контактной пластинки. Нажмите на кнопку, и звонок должен звонить. Если звонок не будет звонить, попробуйте уменьшить зазор между якорем и полюсами электромагнита или ослабить давление якоря на контактный винт, отгибая якорь в сторону электромагнита. Силу удара молоточка надо регулировать отгибанием молоточка в ту или другую сторону, при этом регулируется зазор между молоточком и краем чашечки. Готовый звонок можете использовать для различной сигнализации.

Чтобы не напутать в проводке и получить линию наиболее короткой, надо сначала составить схему на бумаге. Составляя схему звонковой проводки с питанием от элементов или аккумуляторных батарей, надо учитывать, чтобы источники тока были расположены близко от звонковой линии и находились в промежутке между звонком и кнопкой. В этом случае на проводку тратится меньше провода, а в цепи звонка тратится меньшая электрическая мощность.

На схеме (рис. 45, а) для проверки правильности ее составления стрелочками указаны направление движения тока по проводам. Схема будет тогда правильно собрана, когда ток, следуя от плюса источника по проводам, проходит поочередно все детали и снова возвращается в источник через провод, соединенный с минусом.

Перед прокладкой звонковой сигнализации изготавливают ящики для гальванических элементов и укрепляют их на заранее размеченных местах.

Если для звонковой установки приходится вести длинные линии, а в помещении имеется центральное отопление и водопровод, то проводку можно сделать однопроводной. Роль другого провода будет выполнять металлическая водопроводная труба. Схема однопроводной сигнализации показана на рисунке 45, б.

В сельской местности, когда приходится вести длинную линию сигнализации из одного дома в другой, используется тоже однопроводная сигнализация.

В этом случае на обоих концах линии закапывают в землю железные или медные листы, к которым припаивают выводы. Для лучшего контакта на листы насыпают соли, поливают их водой, засыпают землей, смачивая ее соленой водой. Схема подобной сигнализации показана на рисунке 45, б.

Звонковая проводка может быть выполнена от сети переменного тока. При этом возможны три варианта звонковых цепей:

1. Прокладка провода с использованием отдельного понижающего трансформатора для звонковой цепи, как показано на рисунке 45, в.

В этом случае электрическая линия от сети ведется на роликах, перед трансформатором устанавливается щиток с предохранительными пробками. Проводка звонковой цепи низкого напряжения производится с помощью скобочек.

2. Проводка звонка со своим понижающим трансформатором внутри. При этом отвод от электрической сети прокладывается на роликах до звонка. Перед звонком устанавливается щиток с предохранителями. А провода, идущие к звонковой кнопке, прокладываются на скобочках, как показано на рисунке 45, г.

3. Прокладка линии для звонка с использованием лампы накаливания вместо понижающего трансформатора, как показано на рисунке 45, д. Эта проводка прокладывается осветительным шнуром на роликах, а вместо кнопки устанавливается обязательно выключатель. Такая проводка делается только в исключительных случаях и в сухих деревянных помещениях. При этой проводке применяется лампочка самой малой мощности.

Во многих учреждениях имеются кабинеты, например секретариат, где устанавливается звонок. К этому звонку присоединяются кнопки из нескольких кабинетов. Схема подобной сигнализации показана на рисунке 45, г, где вызов одного лица может быть произведен из двух пунктов. Подобная сигнализация может быть установлена в школе и пионерском лагере.

Очень часто встречается звонковая сигнализация, когда один человек может вызвать к себе трех человек из разных кабинетов, например из трех. Схема такой сигнализации показана на рисунке 45, е.

Он состоит из гибких контактов 1, укрепленных на деревянном основании 2 и тяги 3. Когда открывается верхняя крышка, закрывающая прорезь для писем и газет, то при помощи тяги (узкой резинки, привязанной к нижнему контакту и проволочному кольцу) контакты замыкаются, и звонок оповещает о приходе почты.

Изготовьте основание из сухой доски и пропитайте его олифой или парафином.

К основанию прикрепите два контакта. Один из них — верхний — сделайте из толстой медной пластинки, а нижний — из упругой латунной полосочки с отверстием для кольца. Сделайте кольца из тонкой проволоки.

В верхней откидной крышке ящика сделайте два отверстия, проденьте через них проволочную петельку и прикрепите к ней один конец резинки.

Прикрепите сигнализатор ко дну ящика, привяжите к кольцу нижнего контакта свободный конец резинки. Отрегулируйте сигнализатор так, чтобы при закрытой верхней крышке его контакты были разомкнуты, а при открывании крышки — надежно замкнулись. Присоедините к контактам два гибких изолированных провода и подключите их параллельно звонковой кнопке, и сигнализатор готов к действию.

Если потребуется выключить сигнализатор, то в его цепь введите выключатель.

При желании вы можете придумать и другую конструкцию сигнализатора.

Он состоит из неподвижного контакта — медного шурупа, к которому присоединяется один провод от цепи сигнализации. Другой провод присоединен к упругому подвижному латунному контакту в виде скобы. Контакты устанавливаются либо на стене, либо на специальной деревянной планке.

Подвижный контакт в свободном состоянии должен плотно прижиматься к неподвижному, замыкая цепь сигнализации. К кольцу подвижного контакта привяжите тонкую длинную нитку и протяните ее вдоль стен и потолков, натягивая так, чтобы контакты были разомкнуты. В случае возникновения пожара нитка перегорает, контакты замыкаются и включается противопожарная сирена, или автомобильный сигнал, или обычный звонок.

Другие весьма простые конструкции противопожарной сигнализации показаны на рисунке 47, б, в. В одной из них (рис. 47, б) контакты разомкнуты кусочком воска. При возникновении пожара повышается температура, воск расплавляется, а подвижный упругий контакт плотно соприкасается с неподвижным, замыкая цепь.

Контакты можно разъединять не воском, а тонкой ниточкой, которая прикрепляется одним концом к рукоятке рубильника, включающегося в цепь автоматически под действием специальной пружины. Второй конец ниточки прикрепляется к стене (рис. 47, в). Ниточка натянута так, что нож рубильника не касается неподвижного контакта. Ниточная сеть протянута в местах возможного очага пожара. В случае пожара ниточка быстро перегорает, и рубильник под действием пружины замкнет цепь сигнализации. На рисунке 47, г показан способ натягивания ниточкой «паутины» на потолке или на стене.

Противопожарный сигнализатор можно сделать при помощи специального термометра (рис. 47, б), у которого цепь сигнализации замкнется при помощи ртутного столбика. На шкале такого термометра имеется два зажима от контактов. Один из них соединен с ртутной головкой, а другой установлен против цифры, указывающей на аварию. При повышении температуры до угрожающего значения ртутный столбик поднимается вверх и соприкасается с верхним контактом, замыкая цепь сигнализации.

Такой термометр надо установить в месте вероятного очага пожара и включить его в цепь сигнализации.

Другим сигнализатором пожара может быть специальный предохранитель (рис. 47, а), сделанный из легкоплавкого материала. При повышении температуры окружающей среды предохранитель расплавится, и упругий контакт замкнет цепь сигнализации.

Предохранитель можно изготовить из сплавов следующего состава: олова — 3 части (по весу), свинца — 2, висмута — 5 или олова — 3 части, свинца — 5, висмута — 8.

Первый сплав плавится при температуре около 100 °C, а второй при 80 °C.

Врежьте контактные пластинки в косяк окна или двери с таким расчетом, чтобы обвязка оконного переплета или двери в закрытом положении надавливала на выступающий кончик упругой пластинки 1 и отводила ее от пластинки 2, разрывая цепь сигнализации.

При открывании окна или двери пластинка 1 под действием своей упругости плотно прижмется к пластинке 2, замкнет цепь сигнализации, и звонок или сирена оповестят о появлении человека в недозволенном месте.

Другие конструкции контактов сигнализаторов у входных дверей показаны на рисунке 48, б, в, г, д.

Если дверь или окно открывается наружу, то сигнализатор значительно упрощается.

Привинтите к косяку окна или двери со стороны комнаты один контакт — медную скобу 1, как показано на рисунке 48, б, и на некотором расстоянии от скобы привинтите второй контакт — упругую скобу 2 несколько большей длины так, чтобы ее свободный конец плотно прижимался к скобе 1, когда дверь открыта. После этого в обвязку двери или оконного переплета против конца упругой скобы 2 вбейте гвоздь или укрепите деревянный упор, размыкающий контакты сигнализатора, если дверь закрыта. Стоит только немного приоткрыть дверь, как контакты замкнут цепь сигнализации, приводя в действие звонок или сирену. Если дверь открывается внутрь помещения, то контакты надо установить так, как показано на рисунке 48, в.

Принцип работы этого вида сигнализации состоит в следующем. Охранные контакты между собой замкнуты, по обмотке электромагнита переключателя все время проходит электрический ток, и якорь переключателя притягивается электромагнитом. В это время цепь звонка разомкнута пластинкой на переключателе.

При размыкании охранных контактов ток в цепи переключателя прекращается, якорь под действием упругой пластинки отходит в сторону контактного винта, замыкая цепь звонка, который оповещает о появлении человека. Если «подозрительное лицо» умышленно перережет провода охранной цепи, то звонок и в этом случае немедленно зазвонит.

Такая сигнализация позволяет установить множество охранных контактов, которые соединяются между собой только последовательно, как показано на рисунке 49, в. Это значительно повысит надежность охраны.

Автоматический переключатель можно сделать из старого звонка. Удалите его чашечку и установите упор так, чтобы якорь не касался полюсов электромагнита. На основании переключателя установите две пары контактных зажимов и соедините их в цепь, как показано на рисунке 49, г.

Юные пионеры-электротехники могут широко использовать звонковую сигнализацию в лагерной жизни, в школе и дома. Надо только проявить инициативу и побольше подумать.

Для оттягивания крючка вперед прикрепите к его верхнему концу тонкую резинку или пружинку. Контакты для включения соленоида сделайте из упругой бронзовой или латунной пластинки и прикрепите их к ложе. Предохранительную скобу сделайте из мягкой стальной пластинки. Ствол прикрепите к ложе двумя хомутиками. На конце ствола укрепите мушку 11 с кольцом 12. Соберите электрическую схему винтовки по рисунку 56, в. Заделайте концы проводов в вилку, включите винтовку в сеть понижающего трансформатора Тр напряжением 36–48 вольт и проверьте ее действие.

Изготовьте мишени из бумаги, наклейте их на фанерные дощечки и установите в специально приготовленном электрическом тире.

При нажатии спускового крючка в винтовке замыкаются контакты 9 и 10, включающие в цепь соленоидную катушку. Пуля 13, сделанная из железного гвоздя или мягкой стали, под действием сильного электромагнитного поля с большой скоростью выбрасывается из ствола и поражает цель. Концы пули сделайте тупыми.

Чтобы электромагнитное поле не тормозило вылет пули из ствола, цепь катушки замыкается через корпус пули, контакты 14 и 15.

Кроме винтовки, можно изготовить электрический пистолет или электрическую пушку. Ствол и рукоятка у пистолета или пушки должны быть короче и сделаны по другой форме.

Соблюдайте порядок стрельбы из электровинтовки. Сначала вставьте пулю в контакты. Нацельтесь в мишень и плавно нажмите на спусковой крючок.

Принцип работы электрического замка основан на свойстве соленоида втягивать железные предметы. Если кнопка не нажата, то железный сердечник под действием пружинки входит в замочные скобы, надежно запирая дверь. При нажатии кнопки замыкается цепь катушки соленоида, которая втягивает внутрь железный сердечник, преодолевая упругость пружины, и дверь открывается.

Обработайте железный сердечник по форме, показанной на рисунке 57, б. Изготовьте из жести направляющий желоб. Изогните две замочные скобы из толстых стальных полос, просверлите на концах скоб по два отверстия и прикрепите их на размеченных местах. Подберите стальную пружину и закрепите ее на свободном конце железного стержня. Свободный конец пружины прикрепите к упору. Каркас катушки и соленоида сделайте из фанеры и намотайте на него 250–300 витков изолированным проводом диаметром 0,5–0,6 миллиметра. Сделайте электропроводку, соберите электрическую схему и проверьте действие замка. Замок можно включить в сеть постоянного и переменного тока напряжением 12–24 вольта. Под замок подложите металлическую пластинку, чтобы нельзя было открыть его ножом или каким-либо другим приспособлением.

Склейте из фанеры каркас катушки. На одной из дощечек с внешней стороны укрепите два зажима. Намотайте на каркас 550–600 витков обмоточного провода диаметром 0,5–0,7 миллиметра. Присоедините концы от обмотки к зажимам.

Подожмите под зажимы два изолированных проводника для включения соленоида в цепь.

Изготовьте сердечник из полосок кровельного железа или жести. Полоски должны быть одинаковых размеров. Соберите их в пакет толщиной 15 миллиметров и скрепите заклепками в трех-четырех местах.

Возьмите лампочку на 6—12 вольт, мощностью около 20 ватт, изготовьте для нее патрон.

На деревянном основании укрепите патрон, катушку соленоида, розетку — и вы получите прибор для регулирования яркости света.

Яркость свечения лампочки будет изменяться путем введения сердечника внутрь катушки на разную глубину.

Он состоит из электрической винтовки I, соленоидного реле II, охраняющего лису, переключателя схемы III, силуэтов лисы, петушка и дерева с норой.

Принцип работы аттракциона легко проследить по его электрической схеме (рис. 59, в). Когда переключатель замыкает контакты а-а, то поразить лису невозможно. В этом случае при нажатии спускового крючка 16 сначала включается в цепь соленоидное реле II, втягивающее железный сердечник 5 внутрь катушки К1. Вместе с сердечником уходит в глубь норы прикрепленный к его верхнему концу силуэт лисы.

Как только сердечник погрузится в катушку реле, его якорь замкнет контакты г и в, включающие цепь винтовки, и катушка К2 с силой втягивает пулю, производя выстрел. Однако пуля не достигает цели, так как лиса скрывается в нору раньше выстрела. Если отпустить спусковой крючок, то разъединяются все контакты схемы, отключается ток, и лиса под действием резинки снова «выходит» из норы. Если сделать еще одну попытку поразить лису, то она окажется также безуспешной. Следовательно, пока переключатель будет замыкать контакты а-а, все попытки поразить лису не дадут результатов.

Замкнув контакты б-б переключателя, стрелок отключает соленоидное реле, охраняющее лису. Теперь ее легко можно поразить одним выстрелом.

Изготовление аттракциона начинайте с соленоидного реле охраны лисы по рисунку 59, г. Склейте каркас 1 катушки со щечками 2 из 3-миллиметровой фанеры, просушите его и намотайте 300–400 витков провода диаметром от 0,6 до 1 миллиметра. Прикрепите катушку к деревянному основанию 10. Для сердечника нарежьте полосок из кровельного железа или жести по выкройке 3. Сложите их вместе и просверлите нужное количество отверстий. Толщина набора должна быть 6–8 миллиметров. Из упругой листовой латуни сделайте два контактных упора 4 по указанной форме и размерам. Вырежьте из фанеры силуэт лисы и прикрепите его вместе с контактными упорами к верхнему концу сердечника 5, как показано на рисунке 59, г. Скрепите сердечник заклепками. Сделайте две одинаковые контактные стойки 6 из толстой медной или латунной пластинки. Вставьте сердечник в полость катушки выступом с лисой вверх. Прикрепите контактные стойки к основанию с противоположных боков катушки так, чтобы сердечник с силуэтом лисы свободно перемещался вверх и вниз без заеданий и перекосов.

Из листа фанеры выпилите лобзиком силуэт дерева с норой. Прикрепите реле внизу с задней стороны дерева против норы. Подвесьте силуэт лисы на резинке 20 вместе с сердечником реле так, чтобы он оказался против дыры, изображающей нору. При этом следите за тем, чтобы сердечник висел против отверстия катушки реле. Силуэт лисы будет подвешен правильно в том случае, когда он, опускаясь вниз вместе с сердечником, позволит контактным выступам реле плотно соприкоснуться с верхними концами контактных стоек. Этого можно добиться, меняя точку подвески силуэта с сердечником, а также перемещением основания реле в ту или другую сторону. Нижний конец сердечника не должен выходить из отверстия катушки, когда силуэт лисы поднят вверх и находится против отверстия норы.

В качестве переключателя можно использовать школьный двухполюсный перекидной рубильник или четырехконтактный перекидной тумблер. Переключатель надо установить на основании 10 реле, включить его в схему и тщательно замаскировать. Если под руками не окажется готового переключателя, его можно изготовить самому. На рисунке 59, б показана конструкция простейшего перекидного рубильника. Основание 7 рубильника сделайте из сухой дощечки, ножи 8 изготовьте из медной или латунной пластинки толщиной 1–2 миллиметра, шесть одинаковых контактов 9 вырежьте из упругой бронзовой или латунной пластинки, сделайте в них нужные отверстия и изогните их, как показано на рисунке. На основании рубильника разметьте места и установите на них три пары контактов так, чтобы расстояния от средних контактов до крайних были бы одинаковы как в одну, так и другую стороны.

Прикрепите к средним контактам свободные концы ножей рубильника при помощи мелких болтов с гайками и шайбами, проложенными с двух сторон каждого ножа и под гайками. Ко всем контактам припаяйте гибкие изолированные провода — и рубильник готов к действию.

Теперь необходимо изготовить электрическую винтовку по описанию, приведенному на стр. 87, и по рисунку 56. Конструкция изготавливаемой винтовки отличается от описанной выше только устройством контактов в ложе 15, замыкающих цепь при нажатии спускового крючка. В винтовке для аттракциона необходимо установить три контакта 11 и 12, укрепленных на общем основании 13 изолированно друг от друга. Эти контакты плотно соприкасаются между собой при нажатии спускового крючка 16, установленного в скобе 17. Такие контакты можно взять от старого телефонного реле.

Простейшее контактное устройство винтовки показано на рисунке 59, в. Из упругой контактной листовой бронзы вырежьте три пластинки по выкройке 11 и 12. Сделайте основание 13 из фибры или пластмассовой пластинки. Вырежьте из пластмассы накладку 14. Наложите накладку на основание и просверлите по концам два отверстия. Вставьте контактные пластинки выемками в отверстия основания и прижмите накладкой. Пластинки будут прочно сидеть на своих местах. Подберите два тоненьких длинных шурупа и прикрепите основание с контактами в выемке, сделанной в ложе 15, где размещается спусковой крючок. При этом стремитесь так укрепить контактное устройство 18, чтобы контакты надежно замыкались только при нажатии крючка. Для оттягивания крючка прикрепите к его свободному выступу маленькую пружину 19 или резинку. Теперь следует припаять к нижнему концу каждой пластинки по одному гибкому изолированному выводу для составления схемы.

Силуэт петушка выпилите лобзиком из фанеры. Раскрасьте все силуэты масляной краской, закрепите их на своих местах и приступайте к соединению электрической схемы аттракциона, пользуясь рисунком 59, в.

Винтовку включите в цепь длинными изолированными проводами или шнуром. Питание для аттракциона следует брать от понижающего трансформатора 22, дающего напряжение 48–50 вольт, или от аккумуляторных батарей на 12–24 вольта. После сборки аттракциона проверьте еще раз правильность всех его цепей и приступайте к пробным испытаниям.

Установите силуэт дерева вместе с понижающим трансформатором возле розетки осветительной сети. Включите аттракцион в сеть низкого напряжения и кратковременными рывками нажимайте указательным пальцем на спусковой крючок. При нажатии крючка лиса должна мгновенно исчезать, опускаясь вместе с сердечником реле вниз.

Если этого не происходит, необходимо проверить, нет ли где-либо перекосов или заеданий между сердечником и трущимися стенками реле, протекает ли ток через катушку, надежно ли замыкаются контакты при нажатии спускового крючка. Выяснив и устранив все причины, вы добьетесь четкой работы реле охраны лисы. После этого отойдите на несколько шагов от силуэта дерева, положите пулю 21 на контакты патронника и с расстояния 8— 10 метров произведите выстрел в лису, предварительно замкнув контакты а переключателя. Если пуля не долетает до цели, то надо уменьшить расстояние до силуэта дерева, кроме этого, необходимо исследовать пулю. В качестве пули можно взять кусок железной проволоки или толстого гвоздя. Изготовьте несколько пуль, разных по размеру и весу, и проверьте, какая из них летит дальше. Пуля, показавшая лучшие результаты, будет служить образцом для изготовления других пуль.

Аттракцион будет долго и надежно работать в том случае, если вы будете за ним тщательно следить и не допускать сильного нагревания катушки реле и винтовки, продолжительного нажатия на спусковой крючок. Помните, что при продолжительном нажатии крючка по катушке реле будет проходить большой ток, нагревая ее обмотку до высокой температуры, при которой может сгореть изоляция обмоточных проводов. Поэтому после каждых 30 минут работы надо проверять, сильно ли нагрелись катушки реле и винтовки.

Каждый раз после работы аттракциона проверяйте состояние контактов, очищайте их от нагара, а трущиеся части смазывайте тавотом или солидолом.

Этот аттракцион привлекает к себе очень большое количество любителей-охотников, поэтому заранее надо спланировать его работу, изготовить большое количество пуль и соблюдать порядок стрельбы.

Электрическую дорогу можно сконструировать в различных вариантах. Ее можно изготовить для движения вперед и назад по прямому пути внутри одних и тех же соленоидов. На конечных пунктах такой дороги ставят возвратные пружины. Вагончик, ударяясь о пружины, получает скорость для обратного движения. Конструкция подобной дороги показана на рисунке 60, в. Такая дорога занимает гораздо меньше места, чем круговая, но зато придется расположить контакты с обеих сторон каждого соленоида так, чтобы вагончик, двигаясь в одну сторону, замыкал по паре контактов с одной стороны каждого соленоида, а возвращаясь обратно, замыкал контакты, расположенные с другой стороны этих соленоидов.

В этом случае контакты удобнее сделать подвесными. Одну пару контактов, соединенных параллельно, укрепляют на деревянной рейке неподвижно, а другую пару контактов изготавливают из латунной или медной фольги и подвешивают. Неподвижные контакты желательно сделать угольными и расположить их, как показано на рисунке 60, в.

Теперь приступайте к изготовлению дороги. Основание для прямого пути сделайте из сухой толстой доски. Деревянные опоры (столбики) сделайте из сухих реек по форме и размерам, приведенным на рисунке 60, г. Количество опор подбирается практически. Для рельса тщательно обработайте длинную деревянную рейку. Ее можно сделать из коротких реек. После склеивания рейку необходимо выверить и устранить все скосы и извилины ее граней и ребер. Сделав ребра и грани рельса прямыми, необходимо отшлифовать только его верхнюю грань.

Склейте каркас катушек из тонкой фанеры по форме и размерам, показанным на рисунке 60, а. На каждый каркас намотайте обмотку (около 500 витков) изолированным проводом толщиной 0,7–1 миллиметр.

Обмотки соленоидов рассчитаны на низкое напряжение 48–50 вольт, получаемое от понижающего трансформатора. Сначала изготовьте два соленоида. Остальные соленоиды сделайте после изготовления и пробного испытания вагончика. Вагончик состоит из рамы и корпуса (кузова). Внешний вид вагончика показан на рисунке 60, а, конструкция рамы и ее размеры на рисунке 60, д.

Изготовьте две одинаковые пластины из мягкой стали, просверлите в них нужные отверстия. Подберите два шариковых подшипника с внутренним диаметром 4–5 миллиметров (можно взять подшипники других размеров). Изготовьте две оси с резьбой на концах. На оси туго насадите шарикоподшипники (рис. 60, л), которые будут служить колесами вагончика (рис. 60, к). Чтобы вагончик устойчиво двигался, нужно его центр тяжести вынести ниже точек опоры. Для этого к внешним сторонам рамы снизу необходимо прикрепить дополнительные балансовые грузики и сбалансировать раму на рельсе.

Установите рельс горизонтально на опорных столбиках, поставьте на него раму. Если рама будет стоять на рельсе неустойчиво и накренится в какую-либо сторону, следует сточить балансный грузик с той стороны, в которую она накренилась.

Корпус вагончика изготовьте из тонкой жести и придайте ему внешний вид современного автобуса. Готовый корпус установите на раму так, чтобы его можно было легко снять во время балансировки вагончика. После изготовления вагончика приступайте к пробному испытанию.

Установите первый соленоид на основании дороги, поставьте вагончик на рельс вблизи соленоида. Включите ток в соленоид и определите, с какого места вагончик будет получать наибольшую скорость движения. В этом месте, против передней части вагончика перед соленоидом подвесьте контакты, если путь прямой. Для кругового пути отметьте на рельсе места, на которых будут врезаны контакты. Расстояние между соленоидами определите практически, пропуская вагончик через соленоид и замечая место, где он остановится. Определив расстояние между двумя соленоидами, вам станет ясно, сколько потребуется соленоидов для всей дороги. После изготовления всех частей дороги приступайте к ее сборке.

На основании дороги укрепите опорные столбики при помощи клея. Прикрепите соленоиды к основанию на размеченных местах. Установите подвесные контакты на каждом соленоиде. Пропустите рельс сквозь соленоидные катушки и прикрепите его к опорным столбикам. Соберите электрическую схему дороги по рисунку 60, е или ж и присоедините к контактам искрогасительные конденсаторы с. Монтажные провода проложите под основанием дороги.

Оформление дороги можно сделать в виде метро или туннелей внутри горных перевалов. Чтобы оформить дорогу в виде туннелей, покройте соленоиды сверху «горами», сделанными из папье-маше. Сверху на горы наклейте мох с мелким гравием. Полотно дороги покройте клеем и насыпьте на него мелкий речной песок.

Раскрасьте вагончик — и дорога готова. Вы можете придумать любую конструкцию электрической соленоидной дороги и построить ее по своим чертежам.

В качестве удилища возьмите круглую палочку диаметром 20–30 миллиметров и длиной около 2–3 метров. На конце удилища закрепите при помощи прочной тонкой нитки крючок, сделанный из жести (рис. 61, б). Электромагнит сделайте с составным магнитопроводом, как показано на рисунке 61, в. Сердечник изготовьте из полосок мягкой стали по форме и размерам, показанным на рисунке 61, г. Полюсные наконечники изготовьте в виде стоек с отверстиями на нижних отогнутых концах (рис. 61, д). Крепежные лапки (рис. 61, е) изготовьте из медной, латунной или алюминиевой пластинки. Склейте каркас катушки из тонкой фанеры, просушите его и покройте каким-либо изоляционным лаком. На каркас намотайте 1500 витков обмоточного провода диаметром 0,2–0,5 миллиметра. Припаяйте гибкие выводы к концам обмотки и прикрепите их к катушке нитками.

В отверстие катушки туго вставьте сердечник. Прикрепите полюсные наконечники к сердечнику при помощи крепежных лапок и болтов с гайками. Готовый электромагнит (рис. 61, ж) установите на деревянном основании и соберите электрическую схему аттракциона, как показано на рисунке 61, з, и проверьте ее действие. Замаскируйте электромагнит и установите рыбку так, чтобы петля на ее спине находилась против полюсов электромагнита. Прикрепите к основанию при помощи клея мелкий речной песок, ракушки, искусственные водяные растения и водоросли. Замаскируйте выключатель так, чтобы к нему был свободный доступ, — и аттракцион готов к действию.

Испытание работы аттракциона проводите так. Сначала установите рыбку, чтобы ее петля находилась между полюсами электромагнита. Если сила притяжения магнита окажется малой, переместите рыбку к одному из полюсов электромагнита.

Аттракцион может непрерывно работать 1,5–2 часа.

Чтобы аккумулятор продолжительно работал и катушка электромагнита не сильно нагревалась, надо время от времени выключать ток. Вы должны предлагать рыболовам поймать рыбку за 5—10 минут, когда электромагнит включен. Затем выключаете электромагнит на 5 минут и снова предлагаете поймать рыбку, и т. д.

Вы можете изготовить его из сухих досок. Самой главной частью стола является П-образная половина сердечника трансформатора с катушкой первичной обмотки.

Подберите трансформаторные пластины П-образной формы от старых накальных или маломощных сварочных трансформаторов. Приблизительные размеры пластин показаны на рисунке 62, б. Вам нужно набрать пакет толщиной около 40 миллиметров. Для этой цели будет пригоден любой сердечник от старого силового радиотрансформатора с П-образными пластинами. Важно, чтобы площадь поперечного сечения сердечника была не менее 20–30 кв. сантиметров. Если под руками не окажется нужных трансформаторных пластин, вы можете изготовить их из кровельного железа по выкройке, показанной на рисунке 62, б. Вам нужно изготовить две половины сердечника трансформатора: первую половину для первичной обмотки, а вторую — для вторичной. Причем вторую половину сердечника надо сделать в трех экземплярах. Один — для «кота», другой — для «мишки», а третий — для «волшебной лампы».

Пластины следует изготавливать в таком порядке. Сначала по выкройке сделайте одну пластину — шаблон. А затем по шаблону на листе кровельного железа разметьте шилом или гвоздем остальное количество пластин. Вырежьте пластины с помощью зубила и ножниц по металлу, просверлите в пластинах нужные отверстия. Удалите заусенцы с краев пластин и отверстий. Прокалите пластины до темно-красного цвета и медленно остудите их. Не удаляйте окалины с поверхности пластин, так как она будет служить изоляционной прокладкой между соседними пластинами. Сердечник из таких пластин нагревается слабо даже при продолжительной работе. Соберите пластины в пакет и скрепите их заклепками с изолированными корпусами. Для этого стержень каждой заклепки покройте изоляционным лаком или оберните двумя слоями топкой бумаги, пропитанной парафином.

Среднюю часть пакета оберните плотной бумагой, смазанной изоляционным клеем или лаком. Это будет гильза каркаса катушек. Вырежьте щечки катушки из толстого картона и приклейте их по краям гильзы. У вас получился каркас катушки, на который намотайте около 1000 витков обмоточным проводом типа ПЭ или ПЭЛ диаметром 0,5–0,7 миллиметра. Припаяйте гибкие выводы к концам обмотки и закрепите их нитками. Прикрепите пакет с катушкой к крышке стола снизу при помощи лапок, пропуская концы пакета сквозь отверстия в крышке так, чтобы они были на уровне верхней плоскости крышки. Прикрепите крышку к столу, а сверху наклейте на нее по всей поверхности лист фанеры толщиной 1,5–2 миллиметра; зачистите его поверхность шкуркой, покрасьте черным лаком — и стол готов.

В середине между роликами укрепите изготовленные контактные пластинки. Пластинку в виде скобы, дважды изогнутой под прямым углом, укрепите вблизи одного ролика. Вторую упругую пластинку прикрепите одним концом к основанию при помощи шурупов, а свободный ее конец должен находиться на некотором расстоянии от отогнутого первого контакта. На шейках роликов туго натяните тонкую нихромовую проволоку диаметром 0,10—0,15 миллиметра. Такую проволоку можно извлечь из старых проволочных остеклованных или открытых сопротивлений, которые продаются в магазинах радиотоваров. К середине проволоки прикрепите проволочный крючок и зацепите его за перемычку, сделанную из старой расчески. Второй крючок прикрепите к подвижной контактной пластинке и зацепите за перемычку с другой стороны, как показано на рисунке 63, б. Подожмите под шурупы гибкие изолированные проводники длиной 10–15 сантиметров каждый. Такие же проводники присоедините к концам нихромовой проволоки на шейках роликов. Между основанием и свободным концом подвижной контактной пластинки прикрепите оттяжную пружинку — и реле готово к действию.

Принцип работы реле состоит в следующем. Туго натянутая холодная нихромовая проволока поднимает вверх свободный конец подвижной пластинки, который плотно соприкасается с неподвижным контактом, замыкая электрическую цепь. При этом по цепи потечет электрический ток, нагревая нихромовую проволоку. При нагревании проволока удлиняется и провисает между роликами. В это время оттяжная пружина отводит вниз подвижную контактную пластинку, размыкая электрическую цепь. Движение тока в цепи прекращается, нихромовая проволока, охлаждаясь, сокращается. При охлаждении она снова туго натягивается между роликами, поднимая вверх подвижную пластинку, свободный конец которой снова замыкает электрическую цепь, и весь процесс повторяется снова.

Теперь нужно приобрести пищик (зуммер). Его можно купить в магазинах радиотоваров или электросвязи.

Если под руками не окажется готового зуммера, его легко изготовить самим.

Внешний вид зуммера и конструкция его деталей показаны на рисунке 63, в. Он состоит из корпуса, электромагнита, якоря, контактно-регулировочного винта с контргайкой и изоляционных прокладок. Схема включения зуммера показана на рисунке 63, г. Он работает точно так же, как электрический звонок. При замыкании электрической цепи зуммера по катушке электромагнита проходит ток, и сердечник электромагнита намагничивается, притягивая к себе якорь. В этот момент размыкается цепь между острием контактно-регулировочного винта и якорем, движение тока в цепи прекращается, электромагнит размагничивается, и якорь под действием своей упругости отходит в первоначальное положение, замыкая снова цепь зуммера.

Регулируя винтом расстояние между якорем и сердечником электромагнита, можно подобрать такую частоту колебания якоря, при которой он будет издавать звук. Высота тона звука зависит от частоты колебания якоря, и ее можно изменять контактно-регулировочным винтом.

Зуммер надо изготавливать в следующем порядке. Сделайте сердечник электромагнита из мягкой стали по форме и размерам, показанным на рисунке 63, в. Корпус зуммера изготовьте из мягкой листовой стали толщиной 1,5–2 миллиметра и приклепайте к нему сердечник на расстоянии 16 миллиметров от одной его стенки. Из плотной бумаги вырежьте полоску шириной 17 миллиметров, оберните ее вокруг сердечника, склейте, обвяжите нитками, и вы получите гильзу. Когда она просохнет, снимите ее с сердечника.

Из картона вырежьте две щечки, приклейте их по краям гильзы и просушите. Полученный каркас катушки покройте несколько раз изоляционным лаком и просушите.

Намотайте на каркас катушки 300–400 витков обмоточного провода марки ПЭЛ-0,3 — ПЭЛ-0,4.

Якорь изготовьте из листовой тонкой упругой (закаленной) стали толщиной 0,08 — 0,1 миллиметра. В качестве якоря можно взять старое лезвие от безопасной бритвы. Подберите небольшие кусочки изоляционного материала (плексигласа, гетинакса, карболита, текстолита, пластмассы и проч.) и сделайте из них три изоляционные прокладки.

На рисунке 63, в размеры прокладок показаны ориентировочно, их можно изменять в зависимости от толщины якоря. Вам нужно взять такую толщину двух прокладок, между которыми укрепляется якорь, чтобы расстояние от якоря до электромагнита было бы около 3 миллиметров.

Крышку зуммера изготовьте из медной, алюминиевой или латунной пластинки по форме, показанной на рисунке 63, в. В качестве контактно-регулировочного винта возьмите латунный или бронзовый винтик с двумя гаечками. Конец винтика остро заточите напильником.

Сборку зуммера надо производить в следующем порядке. Наденьте на сердечник электромагнита катушку. Уложите на отогнутые концы корпуса две изоляционные прокладки: тонкую и толстую. На конец корпуса, расположенный дальше от центра сердечника, положите тонкую прокладку, на нее — конец якоря и прижмите его второй прокладкой. Сверху на прокладки уложите крышку зуммера так, чтобы все отверстия совпали, и скрепите с корпусом стяжными болтиками с гайками. Под гайки стягивающих болтов подожмите металлические крепежные лапки, изготовленные по форме, показанной на рисунке 63, в. Болтики, крепящие якорь, надо изолировать от верхней крышки, подкладывая под их головки изоляционные шайбы, а стержни обернуть бумагой.

Закрепите контактно-регулировочный винт на крышке при помощи двух гаек. Припаяйте к якорю один вывод от обмотки электромагнита. Другой вывод от обмотки надо оставить свободным. Подожмите гибкий изолированный проводник под головку стягивающего болтика со стороны толстой изоляционной прокладки — и зуммер готов. Теперь его нужно отрегулировать.

Соберите электрическую схему, как показано на рисунке 63, г. Ваш зуммер будет работать от источника тока с напряжением в 6 вольт. Нажмите кнопку и, завинчивая или развинчивая отверткой контактно-регулировочный винт, регулируйте звучание зуммера. В положении наибольшей громкости туго затяните гайки контактно-регулировочного винта — и зуммер готов к работе.

Разберите схему, укрепите зуммер на основании возле катушки вторичной обмотки и приступайте к изготовлению головы, туловища и лап для кота. Все эти части сделайте из тряпок или папье-маше. Вместо глаз укрепите электролампочки. Припаяйте к цоколям лампочек гибкие длинные изолированные проводники.

После изготовления всех частей для кота приступайте к сборке электрической схемы макета (рис. 63, д, е).

Присоедините один вывод от вторичной обмотки к неподвижной контактной пластинке при помощи пайки. Второй вывод от обмотки трансформатора присоедините к одному концу нихромовой проволоки на шейке ролика. Лампочки, закрепленные вместо глаз, и зуммер соедините параллельно между собой и припаяйте один отвод от них к концу подвижной контактной пластинки, а другой присоедините к свободному концу нихромовой проволоки на шейке второго ролика — и схема готова.

Теперь испытайте макет в действии. Установите основание кота так, чтобы совпали концы обеих половин сердечника трансформатора. Включите первичную обмотку в сеть переменного тока и наблюдайте за работой всех приборов. Если все приборы исправны и схема составлена правильно, макет будет работать сразу после включения в сеть. Если же зуммер работает и лампочки горят, а реле не размыкает контакты, надо заменить нихромовую проволоку более тонкой. Если реле будет размыкать и замыкать контакты очень часто, увеличьте длину нихромовой проволоки. Для этого установите ролики дальше друг от друга и натяните между ними нихромовую проволоку меньшего диаметра.

Вы можете подобрать опытным путем длину и диаметр нихромовой проволоки, при которой реле будет медленно замыкать и размыкать электрическую цепь. Если нихромовая проволока будет перегорать или нагреваться до красного цвета, ее надо заменить более толстой.

После испытания соберите каркас макета, обтяните его материалом так же, как мишку. Проверьте работу макета окончательно тем же способом, которым проверяли макет мишки.

На этом же столе «электрических чудес» вы можете продемонстрировать весьма занимательные опыты. Для этого вам надо сделать еще несколько простых приборов. Прежде всего изготовьте прямоугольный стержень.

Нарежьте из кровельного железа по выкройке, показанной на рисунке 64, д, такое количество пластинок, чтобы получился пакет толщиной около 40 миллиметров. Пластинки отожгите на огне, соберите их в пакет и скрепите заклепками. Снаружи сердечник обклейте картоном или плотной бумагой.

Теперь изготовьте кастрюлю специальной конструкции (рис. 64, в).

Возьмите невысокую жестяную консервную банку большого диаметра. Вырежьте отверстие в середине дна с таким расчетом, чтобы через него свободно проходил сердечник. Сделайте заготовку из тонкой жести по выкройке, показанной на рисунке 64, г, согните ее по пунктирным линиям, пропаяйте шов, и вы получите коробку. Вставьте коробку в отверстие банки, так, чтобы отбортовки касались ее дна, и тщательно пропаяйте все швы. Прикрепите к банке ручку при помощи заклепок или пайки — и кастрюля готова. Она потребуется вам для демонстрации индукционной плавки и закалки металлов.

Возьмите толстую медную проволоку и сделайте из нее соленоид, имеющий 15–20 витков. Диаметр соленоида должен быть таким, чтобы в него свободно входил сердечник. Соленоид потребуется для демонстрации электросварки.

Сделайте из тонкого алюминиевого листа кольцо. Удалите с его краев заусенцы напильником с мелкой насечкой и приступайте к демонстрации опытов.

Включите первичную обмотку стола в сеть и поставьте сердечник на стол так, чтобы его нижний конец совпал с одним из концов сердечника первичной катушки трансформатора. Признаком точного совпадения концов будет служить сильное притягивание прямолинейного сердечника к столу.

Налейте в кастрюлю немного воды, наденьте ее на сердечник, как показано на рисунке 64, ж, и через 10–15 минут вода начнет кипеть. Этот опыт показывает, что у вас получилась простейшая индукционная электрическая печь, в которой можно не только вскипятить воду, но и расплавить свинец или олово. Индукционная плавка широко используется в промышленности. Ваша кастрюля представляет собой один короткозамкнутый виток, являющийся вторичной обмоткой трансформатора. В этом витке наводится вихревой электрический ток большой силы, который, проходя по кастрюле, сильно нагревает ее. Кастрюлю без воды нельзя надевать на сердечник, так как у нее может быстро нарушиться пайка.

Выключите ток и наденьте на сердечник легкое алюминиевое кольцо, а затем снова включите ток, и кольцо мгновенно взлетит к потолку. Этот опыт наглядно показывает, что магнитное поле вихревого тока в кольце отталкивается от магнитного поля первичной обмотки трансформатора.

Подержите немного кольцо надетым на сердечник, и вы почувствуете, что оно сильно нагревается.

Снимите с сердечника кольцо и наденьте на него соленоид, к концам которого присоедините лампочку от карманного фонаря, и она будет загораться всякий раз, когда вы будете надевать на сердечник соленоид и опускать его на стол. При этом чем ближе вы будете подносить соленоид к столу, точнее — к первичной обмотке трансформатора, тем ярче будет светиться лампочка. Возьмитесь пальцами за кольца соленоида, и вы не почувствуете наличия на них напряжения. Попробуйте накоротко замкнуть концы соленоида, и вы будете наблюдать сильные трески и искры. Это свидетельствует о том, что на соленоиде находится низкое напряжение, но большой величины индукционный ток. Аналогичное явление имеет место при электросварке. Этот опыт дает наглядное представление о принципе работы трансформатора и способе электросварки.

Вокруг двигателя установите четыре настенных патрона, соедините их между собой параллельно осветительным шнуром, присоедините их к проводам от электродвигателя и подключите к сети через предохранители и рубильник или выключатель. В патроны вверните лампочки мощностью по 14–40 ватт. Скрепите стойки между собой деревянными рейками. Обтяните боковые стенки ящика красной материей или полупрозрачной красной бумагой.

Верхнюю сторону ящика сделайте в виде решетки из тонких деревянных реек. Нарежьте несколько полосок из папиросной бумаги, лучше из кальки, шириной 3–5 сантиметров и длиной 25–30 сантиметров. Наклейте полоски на решетку и покрасьте их в красный цвет. Обложите ящик хворостом так, чтобы не прижать бумажные полоски, — и костер готов.

Включите вентилятор в сеть и погасите свет в помещении. Перед вами окажется любопытное зрелище: струя воздуха от вентилятора, набегая на бумажные полоски, заставляет их шуметь и шуршать, напоминая треск и шум пламени настоящего костра, а красный свет, проходящий через материю, напоминает огонь.

Простейший электрический костер вы можете сделать из табуретки, повернув ее крышкой вниз. В табуретке установите лампочки и электровентилятор, обтяните ее с боковых сторон тем же материалом. Сверху прикрепите рейки и наклейте на них бумажные полоски.

Все инструменты нужно хранить в шкафу или в ящике, располагая их в определенном порядке. Если нет шкафа или ящика для хранения инструментов, надо сделать специальные полочки и на них, как в готовальне, расположить инструменты. После работы инструменты протирайте сухой тряпкой. Кисти, кроме клеевой, надо тщательно отмыть от краски в керосине, а затем в воде с мылом. Затупившиеся инструменты надо своевременно затачивать.

Кроме инструментов, для работы потребуются различные материалы: фанера, доски, рейки, жесть, цинк, медь, графит, проволока, обмоточные и гибкие изолированные провода, гвозди, шурупы, болтики с гаечками, винты, клей, разные лаки, краски, припой, канифоль, парафин, изоляционная лента, наждачная или стеклянная бумага, стеклянные и жестяные банки, бутылки и проч. Все перечисленные материалы надо тщательно очистить от грязи, пыли и ржавчины и хранить в сухом помещении в специальных ящиках.

Для хранения гвоздей и шурупов сделайте ящик с ячейками, в которые сложите по сортам гвозди, винты, гайки, шайбы, болты и проч.

Во время работы соблюдайте экономию материалов. Прежде чем отпилить кусок от большой доски или от листа фанеры, посмотрите, нет ли подходящего куска среди обрезков.

Значительную часть весьма ценного оборудования для электромастерской вы можете изготовить сами.

Закрепите на станке гибкие изолированные провода и присоедините их к концам нихромовой проволоки. Свободные концы проводов от лобзика присоедините через выключатель к зажимам понижающего трансформатора на 2 или 4 вольта. Если взята толстая нихромовая проволока, ее надо присоединить к зажимам на 2 вольта, тонкую проволоку — на 4 или 6 вольт. Вы можете практически подобрать толщину проволоки, чтобы она раскалялась до ярко-красного цвета.

При работе проволока несколько охлаждается, поэтому водите лобзиком медленно. Нельзя долго держать лобзик включенным, когда не производится выпиливание, так как проволока может быстро перегореть. Для лобзика пригодится нихромовая проволока от электроплитки и электроутюга.

Если у вас окажется лобзик с металлическим станком, то проволоку надо натянуть на фарфоровых бусинках, которые применяются для заделки концов спирали в электроплитках и электроутюгах.

Концы шнура, идущие от зажимов электровыжигателя, присоедините к клеммам понижающего трансформатора. При включении трансформатора в сеть проволочка накалится до светло-красного цвета. Слегка прижав конец накаленной проволочки к дереву, выжгите на нем рисунок, предварительно нанесенный карандашом или переведенный с помощью копировальной бумаги.

Электровыжигатель продолжительно и надежно работает, если у него правильно подобрано накальное напряжение. Нельзя раскалять проволочку до белого цвета, так как она быстро окисляется и перегорает. Если проволочка раскаляется до ярко-красного цвета, считают, что напряжение и длина проволочки подобраны правильно (до ярко-красного цвета должна накаляться дужка заостренного изгиба).

Чтобы добиться нормального накала проволочки, измените ее длину и величину напряжения электротока.

Первая обмотка 1, к которой подводится ток от генератора, называется первичной. Вторая 2, от которой ток поступает к потребителю, называется вторичной. Если число витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной, трансформатор называют повышающим, то есть в его вторичной обмотке напряжение выше, чем в первичной. Если же число витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, трансформатор называют понижающим, то есть напряжение во вторичной обмотке меньше, чем в первичной.

Мощность тока во вторичной обмотке меньше, чем в первичной. Напряжение на обмотках пропорционально числу витков. Если во вторичной обмотке число витков в десять раз больше, чем в первичной, то и напряжение во вторичной обмотке будет в десять раз больше, чем в первичной. Если же число витков во вторичной обмотке в десять раз меньше, чем в первичной, то и напряжение во вторичной обмотке будет в десять раз меньше, чем в первичной.

Большое значение имеют трансформаторы при передаче электроэнергии на далекие расстояния. Передавая ток большой мощности при обычном напряжении (120–220 вольт), можно потерять много электроэнергии на бесполезное нагревание проводов. Эти потери будут тем меньше, чем выше будет напряжение передаваемого тока.

Для повышения напряжения применяют трансформаторы, которые повышают передаваемое напряжение до 220 тысяч и даже до 500 тысяч вольт. Такое высокое напряжение опасно для жизни. На месте потребления напряжение понижают до 120–220 вольт. А для моделей и приборов, изготовляемых юными электротехниками, напряжение надо понижать до 2—24 вольт.

Трансформатор изобрели ученый Павел Николаевич Яблочков и лаборант Московского университета Иван Филиппович Усагин.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, проходя по первичной обмотке, создает в железном сердечнике переменное магнитное поле. Это поле действует на вторичную обмотку трансформатора, создавая в ней электрический ток.

Рассмотрим упрощенный расчет трансформатора на конкретном примере.

Допустим, что у нас имеется пакет трансформаторного железа Ш-образной формы (рис. 72, б). Нас будут интересовать размеры той части пакета, на которую надевается катушка с обмоткой. Эта часть называется сердечником. Ширина одной пластинки нашего сердечника равна 50 миллиметрам, а толщина его набора — 60 миллиметрам. Ширина окна равна 26 миллиметрам, длина — 85 миллиметрам. Надо определить количество витков для первичной и вторичной обмоток, а также определить толщину провода для них.

Весь расчет производится в следующем порядке.

1. Сначала находим площадь поперечного сечения сердечника: 5х6 = 30 кв. сантиметрам.

2. Определяем количество витков для напряжения в 1 вольт, для чего постоянный коэффициент 60 делим на площадь поперечного сечения (в квадратных сантиметрах) трансформатора: 60:30 = 2 виткам.

3. Подсчитываем полное количество витков для первичной обмотки на сеть 220 вольт: 220х2 = 440 виткам.

4. Определяем полное количество витков для вторичной обмотки 48 вольт: 48х2 = 96 виткам.

Теперь надо определить диаметр изолированного обмоточного провода, применяемого для первичной и вторичной обмоток. Диаметр провода подбирают в зависимости от мощности, которую желают получить от трансформатора.

Для наших опытов можно ограничиться мощностью в 200 ватт. Для получения такой мощности нужно по первичной обмотке в 220 вольт пропустить ток величиной: I1=200/220=0,9 ампера, где I1 — ток, проходящий по первичной обмотке.

Обмоточный провод сечением 1 кв. миллиметр выдерживает нагрузку в 2 ампера. Сечение провода первичной обмотки можно определить простым подсчетом: величина тока, проходящего по обмотке, в два раза меньше, чем допустимая величина тока, приходящаяся на 1 кв. миллиметр. Значит, площадь поперечного сечения провода для первичной обмотки равна 1:2=0,5 кв. миллиметра. Этому сечению соответствует диаметр провода приближенно 0,8 миллиметра.

Во вторичной обмотке мощность будет приблизительно 180 ватт. Значит, величина тока I2 во вторичной обмотке может достигнуть I2 = 180/48 = 3,75 ампера, где 180 — мощность во вторичной обмотке, 48—напряжение во вторичной обмотке, I2 — величина тока во вторичной обмотке.

Значит, для вторичной обмотки можно было бы вполне ограничиться проводом, сечение которого равно 3,8 кв. миллиметра. При таком сечении провод имеет диаметр 2,2 миллиметра.

После определения диаметра провода для намотки приступим к изготовлению каркаса катушки, на который будут намотаны сетевая (первичная) и понижающая (вторичная) обмотки.

Каркас катушки склейте из плотного картона (рис. 72, в). Сначала определите размеры щечек 4. Для того чтобы щечки можно было плотно надеть на основу каркаса 5, вырежьте в них отверстия 6 несколько больших размеров, чем площадь сердечника, а именно: по толщине основы каркаса. Затем вырезайте и склеивайте основу из того же плотного картона. После этого на основу наденьте щечки и приклейте их.

Склеенную катушку желательно несколько раз покрыть изоляционным лаком и дать ей просохнуть. Потом возьмите катушку и измерьте внутреннее расстояние от щечки до щечки, а также высоту щечки. Эти измерения делаются для того, чтобы проверить, уложатся ли обе обмотки, если их намотать тем проводом, который мы выбрали по расчету. Предварительный подсчет производится следующими последовательными вычислениями.

1. Определите, какое количество витков уложится в одном ряду, если их плотно укладывать виток к витку. Для этого внутреннее расстояние от щечки до щечки, выраженное в миллиметрах, разделите на диаметр провода, которым производится намотка. В нашем примере внутреннее расстояние равно 80 миллиметрам, а высота щечек—18 миллиметрам. Следовательно, в одном ряду первичной обмотки проводом с диаметром 0,8 миллиметра уложится 100 витков: 80:0,8 = 100 виткам.

2. Подсчитайте количество слоев во всей первичной обмотке. Для этого полное количество витков первичной обмотки разделите на число витков в одном ряду. Получается: 440:100 = 4,4 слоя.

Берем округленно пять слоев, учитывая, что с увеличением числа слоев количество витков в каждом из них уменьшается, то есть не доматывается по одному-два витка до щечек с каждой стороны. Это делается для того, чтобы избежать межвитковых замыканий.

3. Определите, какую высоту займут пять слоев: 5х0,8 = 4 миллиметрам.

При намотке каждый слой изолируйте друг от друга тонкой бумагой, пропитанной парафином. Ее толщину примем равной 0,25 миллиметра. Значит, изоляция (пять слоев) займет 5х0,25 = 1,25 миллиметра.

К этому же следует прибавить толщину изоляционной прокладки между первичной и вторичной обмотками, которая займет 0,8 миллиметра высоты.

Таким образом, первичная обмотка вместе с изоляцией займет 6 миллиметров: 4+1,25+0,8=6,05 миллиметра.

На долю вторичной обмотки остается часть окна высотой 12 миллиметров: 18—6=12 миллиметрам.

4. Определите количество витков, которое уложится в одном слое, если вторичную обмотку наматывать проводом в хлопчатобумажной изоляции диаметром (вместе с изоляцией) около 2,5 миллиметра: 80:2,5=32 виткам.

5. Определите число всех слоев вторичной обмотки, для чего 96:32 =3 слоям.

Вторичную обмотку наматывайте с отводами для получения различного напряжения. Поэтому для отводов от первичного слоя надо дополнительно взять не менее 2,5 миллиметра высоты на каждый слой.

6. Подсчитайте высоту трех слоев вместе с отводами: 2,5 + (2,5х3) = 10 миллиметрам.

Однако не всегда можно найти обмоточный провод с диаметром 2,5 миллиметра. Поэтому иногда приходится подбирать нужное сечение провода из отдельных изолированных проводников меньшего диаметра. В таком случае вряд ли останется свободная часть «окна», предназначенного для вторичной обмотки.

Мы предположим, что во вторичной обмотке трансформатора мощность будет не менее 180 ватт. При 24 вольтах во вторичной обмотке величина тока будет равна 7,5 ампера. При мощности 180 ватт и напряжении 4 вольта во вторичной обмотке величина тока будет 45 ампер: 180: 4 = 45 амперам.

Но провод диаметром в 2,5 миллиметра не может продолжительное время выдержать такого тока, начнет быстро нагреваться, вследствие чего может сгореть изоляция, и трансформатор станет непригодным к употреблению. Поэтому для получения тока большой величины при напряжении в 4, 6 и 12 вольт необходимо сечение провода значительно увеличить.

Если же от трансформатора брать кратковременно ток большой величины, то 1 кв. миллиметр выдерживает ток до 5 ампер. Значит, провод сечением в 2,5 миллиметра может кратковременно выдержать около 27 ампер.

Существует формула, по которой можно определить диаметр провода для вторичной обмотки при плотности тока в 2 ампера на 1 кв. миллиметр.

Эта формула выражается так: I2 =0,8√d2, где d2 — диаметр провода вторичной обмотки, 0,8 —постоянное число, I2—величина тока во вторичной обмотке.

Эту величину легко определить, зная мощность и напряжение во вторичной обмотке.

Для того чтобы можно было изменить сечение проводов при получении желаемых величин напряжения и тока, нужно обмотку на 12 вольт составить из трех отдельных секций по 4 вольта.

На каждую секцию наматывается 8 витков провода диаметром 2,5 миллиметра. Тогда для получения тока большой величины при напряжении в 4 вольта можно все три обмотки соединить между собой параллельно, то есть выводы от начала этих обмоток соединяют вместе, а выводы от концов обмоток соединяют тоже вместе. В этом случае отдаваемая величина тока будет в три раза больше, чем у одной 4-вольтной секции.

Если нужно получить напряжение в 12 вольт, надо все три секции соединить последовательно, то есть конец первой секции с началом второй, а конец второй секции с началом третьей. Оставшиеся свободные концы явятся началом и концом уже 12-вольтной обмотки. При последовательном соединении секций можно брать с 12-вольтной обмотки в три раза меньший ток, чем с тех же секций, соединенных параллельно. Для того чтобы со всей вторичной обмотки можно было получить напряжение в 24 вольта, нужно добавить еще одну секцию на 12 вольт. Тогда, соединив все секции последовательно, можно получить 24 вольта. Чтобы получить с первой секции 2 вольта, нужно сделать отвод от четвертого витка. Чтобы получить 48 вольт, надо намотать еще одну секцию на 24 вольта и присоединить ее последовательно.

На рисунке 72, г показана схема соединения секций между собой. Жирными линиями показано последовательное соединение, а пунктирными — параллельное соединение только трех первых секций. Четвертая секция дает 12 вольт, и ее нельзя включать параллельно с секциями, дающими только по 4 вольта. Для удобства в составлении последовательных и параллельных соединений нужно зажимы, соединенные с выводами от начала каждой секции, расположить в горизонтальный ряд. А против этих выводов, ниже их, следует расположить соответствующие выводы от концов секций. Отвод О от первой секции выводим в середине между выводами Н1 к К1 (начало и конец обмотки секции).

При последовательном соединении всех секций можно получить с соответствующих зажимов следующие напряжения:

Между зажимами H1 и K1 снимается напряжение 4 вольта.

Н1 и К2 — 8 вольт.

H1 и К3 — 12 вольт.

H1 и К4 — 24 вольта.

Н2 и К4 — 20 вольт.

Н1 и О — 2 вольта.

О и К2 — 6 вольт.

H1 и К5 — 48 вольт.

Так производятся простейшие расчеты обмоток трансформатора.

Теперь можно приступить к работе.

Сначала намотайте первичную обмотку. Для этого сделайте отверстие у основания щечки и проденьте через него кончик изолированного гибкого провода. Этот провод припаяйте к обмоточному проводу и намотайте обмотку ровными слоями, виток к витку, изолируя один слой от другого бумагой, пропитанной парафином. Подсчитывайте число витков в каждом слое и результаты записывайте на бумаге.

Закончив намотку первичной обмотки, просверлите в щечке катушки отверстие для вывода второго конца обмотки. Его тоже припаяйте к гибкому проводу, который проденьте в отверстие в щечке катушки. Затем всю обмотку изолируйте бумажной прокладкой так, чтобы первичная обмотка не касалась вторичной.

Вторичную обмотку составьте из пяти отдельных секций. Первые три секции намотайте по восьми витков в каждой. В четвертой секции, рассчитанной на 12 вольт, уложите 24 витка. Все секции наматывайте в одном и том же направлении. В первой секции от четвертого витка сделайте петлеобразный отвод на ток напряжением 2 вольта. На последнюю, пятую, секцию намотайте 48 витков.

Отводы от начала и конца каждой секции помечайте, чтобы не перепутать их между собой при параллельном и последовательном соединении.

После укладки обмоток приступайте к сборке трансформатора. Его пластины собирайте вперекрышку, то есть пластины замыкаются перемычками поочередно с одной и другой стороны.

Для крепления трансформатора к подставке изготовьте лапки. Эти лапки подожмите под болты, стягивающие трансформаторный пакет после сборки (см. рис. 72, д).

Теперь остается изготовить ящик для трансформатора. На передней панели ящика монтируются зажимы, к которым присоединяются соответствующие отводы и сетевая предохранительная пробка.

Вывод шнура к осветительной розетке можно сделать в нижнем правом углу. Над вторичной обмоткой сделайте надпись «Низкое напряжение». Отводы каждой секции обозначьте соответственно: Н1 — начало первой секции, К1 — конец первой секции, Н2 — начало второй секции, К2— конец второй секции, и т. д.

Кроме того, на передней панели в левом углу поместите схему соединения обмоток трансформатора на различное напряжение и силу тока (рис. 72, е).

Мы описали расчеты и изготовление понижающего трансформатора, для которого было использовано готовое трансформаторное железо. Если трудно найти готовое трансформаторное железо, можно в крайнем случае использовать отожженную железную проволоку троса.

Особенность в изготовлении такого трансформатора заключается в том, что каркас катушки делается более прочным. Верхнюю часть обмотки катушки надежно изолируйте, покрывая плотной бумагой, кембриковым полотном и в отдельных случаях изоляционной лентой.

На выводы обмоток надеваются кембриковые или резиновые трубочки. Щечки и отверстия в катушке для сердечника делаются круглой формы.

Сначала произведите намотку катушки, а потом плотно заполните заготовленными и отожженными проволоками отверстия в катушке. После этого сердечник у щечек с обеих сторон скрепите, расплетите проволоки и сгибайте их с одной и другой стороны катушки в направлении друг к другу. Затем эти концы плотно укладывайте друг на друга и расположите так, чтобы по всей окружности щечек получались ровные и аккуратные слои. На первые слои накладываются вторые, на вторые — третьи и т. д. При этом следите, чтобы выводы от обмоток не замкнулись на железную проволоку. После того как все слои проволоки будут уложены, их стягивают в поперечном направлении тоже отожженной проволокой. Затем длинные концы проволок обрезают ножницами (рис. 73).

Рис. 73. Трансформатор ежового типа: Н и К — выводы от сетевой обмотки; Н1, Н2, Н3, Н4 — выводы от начала понижающих обмоток; К1, К2, К3, К4— выводы от концов понижающих обмоток.

Она представляет собой цепь, содержащую переменное проволочное сопротивление — ползунковый реостат R, батарею конденсаторов постоянной емкости С. Такую цепь называют контуром RC. Параллельно этому контуру включены металлический стол М для обрабатываемых деталей, установленный в подвижной ванне В с рабочей жидкостью, электрод-инструмент Э, прикрепленный к сердечнику, установленному в соленоидной катушке К. Питание схемы можно производить постоянным или переменным током напряжением от 24 до 200 вольт.

Устройство станка показано на рисунке 74, б. Он состоит из соленоидной катушки 5, сердечника электрода-инструмента 3, каретки 6, направляющей стойки 7, штурвала 8, кронштейна 9, крепежного болта с зажимным барашком 10, ванны 2, столика 1, вибрационной пластинки 11, прикрепленной к нижней щечке соленоидной катушки при помощи скобы 21 и стягивающих болтов с колонками 12. Сердечник заканчивается направляющим стержнем 13, скользящим в отверстии металлической накладки 14.

Для включения соленоидной катушки в сеть переменного тока имеется зажим 15, укрепленный на верхней щечке катушки. Станок включается в контур при помощи зажима 16 и барашка 10, навинченного на болт, крепящий скобу столика 9 к стойке. Ванна устанавливается на основании 17 и перемещается при помощи стойки 18. которая укреплена зажимным винтом 19, установленным на штативе 20.

Соленоидная катушка с сердечником предназначены для создания вибрации электроду-инструменту.

Каркас катушки можно изготовить следующим образом. Отрежьте гильзу длиной 7 сантиметров от трубки с внутренним диаметром 10–11 миллиметров. В гильзе сделайте прорезь для уменьшения паразитных токов. Щечки сделайте квадратными (7х7 сантиметров) из фанеры или доски толщиной 7—10 миллиметров и приклейте их к гильзе при помощи клея БФ-2 или БФ-4. Покройте гильзу несколько раз изоляционным лаком, просушите и оберните двумя-тремя слоями бумаги. В верхней щечке сделайте отверстие возле гильзы.

Припаяйте гибкий проводник к обмоточному проводу марки ПЭЛ или ПЭ диаметром 0,15 миллиметра и про пустите его через отверстие в щечке катушки. Намотайте на каркас катушки 4200 витков обмоточного провода. К концу обмотки припаяйте гибкий проводник и пропустите его через второе отверстие в верхней щечке. Для удобства включения катушки в схему закрепите выводы от обмотки при помощи клеммных зажимов.

Сердечник для катушки сделайте из мягкой стали. Один конец сердечника сточите на токарном станке до диаметра 7–8 миллиметров, а на другом его конце просверлите сквозное отверстие диаметром 5–6 миллиметров. Сделайте скобу 21 из латуни по форме, показанной на рисунке 74, в, и просверлите в ней отверстия.

Переходную втулку 22 выточите из бронзы или латуни. С одного торца втулки просверлите отверстие и нарежьте резьбу под упорный болт. С другого торца просверлите отверстие на глубину 15–20 миллиметров под электрод-инструмент 3. Отступите на 10 миллиметров от нижнего края втулки, просверлите боковое отверстие и нарежьте в нем резьбу под стопорный винт 23, которым закрепляется хвостовик электрода-держателя. Вибрационную пластинку 11 сделайте из стальной упругой полоски, кронштейн 9 — из медной или стальной шины толщиной 5—б миллиметров и шириной от 30 до 60 миллиметров. К отогнутому концу кронштейна прикрепите металлический столик 1 с деталедержателями 24 в виде упругих стальных или бронзовых пластинок, прикрепленных к столику винтами. Столик можно сделать из мягкой стальной плиты или из листовой меди в виде прямоугольника произвольных размеров. Направляющую стойку 7 сделайте из сухих деревянных брусков, как показано на рисунке 74, б, г.

Каретку 6 для катушки сделайте из сухих досок по форме, показанной на рисунке 74, д. Причем каретка должна туго входить в паз направляющей стойки. Прикрепите каретку к щечкам катушки при помощи металлических угольников. Для перемещения каретки вдоль паза вверх и вниз сделайте прижимной валик 26 со штурвалом или маховиком 8. Для этого выточите из стальной мягкой заготовки валик по форме, показанной на рисунке 74, е. С одного конца валика нарежьте резьбу под гайку, которой крепится штурвал — круг, вырезанный из толстой фанеры или сухой доски. Наденьте на тонкую часть валика 26 кусок резиновой трубки 27, прикрепите к нему штурвал и установите валик в выемке направляющей стойки. Чтобы валик не перемещался вверх, прикрепите металлические накладки 25 с обеих сторон направляющей стойки, как показано на рисунке 74, г.

Ванну сделайте из жести или подберите готовый небольшой тазик. Основание 17 для ванны можно сделать прямоугольной формы из доски. В центре основания закрепите деревянную стойку 18. Штатив сколотите из досок в виде столика, как показано на рисунке 74, б. В центре крышки штатива сделайте отверстие для прохода стойки. По центру возле отверстия прикрепите зажимной винт 19.

После изготовления всех частей приступайте к сборке станка.

Прикрепите к вибрационной пластинке скобу и переходную втулку. Разметьте и просверлите отверстия на нижней щечке катушки для стяжных болтов с колонками. Скрепите сердечник со скобой болтом с гайкой. Пропустите сердечник внутрь катушки и прикрепите вибрационную пластину к нижней щечке катушки. На верхней щечке катушки закрепите металлическое кольцо. Прикрепите направляющую стойку к крышке штатива и вставьте в ее паз каретку с катушкой.

Прикрепите к направляющей стойке кронштейн с металлическим столиком при помощи зажимного болта с барашком.

Закрепите в отверстии переходной втулки электрод-инструмент. Установите на основание 17 ванну, укрепите на столике деталь, в которой требуется просверлить отверстие, и приподнимите ванну так, чтобы в нее погрузился столик. Наполните ванну керосином или минеральным маслом — и станок готов.

Ванну следует заполнять так, чтобы обрабатываемая деталь была погружена в жидкость на глубину не более 3–4 миллиметров.

Теперь приступайте к сборке электрической схемы станка. Вам потребуется источник электрического тока от понижающего трансформатора с напряжением 48 вольт — можно пользоваться как переменным, так и постоянным током. Однако целесообразнее пользоваться постоянным током, так как электрод-инструмент при этом изнашивается меньше и скорость прошивки отверстии несколько повышается.

Электрическую схему собирайте по рисунку 74, а. Выводы от конденсаторов сделайте толстой медной проволокой или изолированной шиной. Один вывод присоедините к зажиму, прикрепленному к вибрационной пластинке, а другой зажмите между шайбой и барашком крепежного болта кронштейна. Для регулировки рабочего режима станка в цепь разрядного контура включены вольтметр на 50–75 вольт и амперметр со шкалой до 200 ампер. Регулировка режима осуществляется проволочным реостатом, пропускающим ток до 10–15 ампер.

Емкость конденсаторов можно подбирать в пределах от 20–30 до 600 микрофарад. Конденсаторы следует брать только бумажные (электролитические конденсаторы непригодны — они легко пробиваются и сильно нагреваются в момент работы, то есть не выдерживают импульсных напряжений и токов). Рабочее напряжение конденсаторов надо брать в два раза выше напряжения источника электрического тока. Так как подобрать промышленные конденсаторы на нужную величину емкости трудно, вам следует составлять конденсаторные батареи, включая параллельно в группы отдельные конденсаторы малой емкости.

Для прошивки отверстий в деталях при помощи промышленных станков применяются три основных рабочих режима:

1. Жесткий (или грубый), при котором напряжение равно 150–200 вольт, величина тока короткого замыкания берется в пределах от 10 до 60 ампер, емкость конденсаторов выбирается от 400 до 600 микрофарад.

2. Средний, характеризующийся напряжением 80—120 вольт, величиной тока 5—10 ампер, емкостью конденсаторов 100–300 микрофарад.

3. Мягкий, характеризующийся напряжением 25–50 вольт, величиной тока 0,1–1 ампер и емкостью конденсаторов 10 микрофарад.

Ваш станок будет работать на мягком режиме, дающем хорошую чистоту обработки поверхности. Следует учесть, что наибольшую производительность дает жесткий режим, но при этом получается плохая чистота поверхности и низкая точность отверстия. А мягкий режим отличается самой низкой производительностью, но качество и точность обработки получаются наилучшими.

Чтобы повысить скорость прошивки, вы можете практически подобрать наиболее подходящий режим. Для этого надо несколько увеличить емкость конденсаторной батареи, величину тока в разрядной цепи и напряжение.

Работа на станке производится следующим образом. Сначала установите обрабатываемую деталь на металлическом столике. Затем погрузите столик в ванну и заполните ее жидкостью. Включите катушку в сеть переменного тока и вращением штурвала опустите каретку вниз, чтобы электрод-инструмент прикоснулся к поверхности детали. Оставьте каретку в этом положении и включите разрядный контур, в это время вы услышите характерное потрескивание искр, проскакивающих между электродом-инструментом и деталью. Когда поток искр становится редким или прекращается, необходимо вращением штурвала сблизить электрод-инструмент с деталью. Если при дальнейшем сближении треск не возобновляется, то это является признаком того, что в детали получилось сквозное отверстие и инструмент прошел в отверстие столика. Теперь опустите ванну вниз так, чтобы столик вышел из жидкости. Подождите, пока она стечет с детали. Отделите деталь от столика, протрите ее ветошью или тряпочками и приступайте к прошивке следующего отверстия.

Принцип работы станка состоит в следующем (см. рисунок 74, а). Условимся считать, что электрический ток от отрицательного зажима источника поступает на электрод-инструмент, а затем через заполненный керосином промежуток (зазор) к поверхности детали и от детали течет по столику, кронштейну, соединительной шине к плюсу источника и снова к отрицательному зажиму, и т. д.

Когда электрод-инструмент приблизится к детали так, что зазор станет очень маленьким, между электродом-инструментом и деталью проскочит искра. При этом произойдет эрозия детали — небольшой кусочек металла будет вырван из ее поверхности. При вибрации электрода-инструмента все время будет возникать электрическая искра, увеличивая углубление в детали, а вырванные мельчайшие частички металла будут оседать на дно ванны в виде мути. Так будет происходить до тех пор, пока в детали не получится сквозное отверстие. Жидкость, находящаяся в ванне, препятствует образованию электрической дуги и как бы вымывает частички металла из отверстия во время работы станка.

Электрод-инструмент должен иметь профиль, подобный профилю прошиваемого отверстия.

Для прошивки отверстий очень малого размера пользуются медной проволокой соответствующего диаметра. Чтобы тонкая проволока не изгибалась, ее помещают в стеклянную трубку с соответствующим отверстием. В этом случае стеклянная трубка выполняет роль кондуктора. Для отверстий фасонного профиля электроды изготавливают из латунных листов толщиной от 0,4 миллиметра и больше. Если диаметр отверстия больше 6 миллиметров, электрод лучше делать пустотелым, в виде трубки. Пустотелыми электродами можно не только прошивать отверстия, но и вырезать из листового материала детали сложной конструкции, как показано на рисунке 74, з.

Вы тоже можете сделать фасонный электрод для вырезания деталей из листового материала.

Диск при этом постепенно углубляется в металл. Скорость резания регулируется изменением емкости конденсаторной батареи, силы тока и скорости вращения диска.

На листе кровельного железа начертите окружность и вырежьте диск. Просверлите в центре круга отверстие. Из стального прутка выточите ось На выступающей части оси нарежьте резьбу под стягивающие гайки. Из бронзовой заготовки выточите подшипники 11, как показано на рисунке 75, в.

Ванну можно сделать из кровельного железа. Размеры ее зависят от размеров разрезаемых заготовок. Вдоль боковых стенок надо укрепить направляющие рейки 16 для перемещения рамки 17 (рис. 75, г). В качестве ванны можно использовать также готовый металлический тазик или кастрюлю. К задней стенке ванны или к основанию пилы прикрепите электродвигатель при помощи хомутиков 13. Из толстой фанеры выточите два шкива 14 и 15. Шкив меньшего диаметра туго закрепите на оси диска при помощи клея БФ-2 или БФ-4 и гайки, а шкив большего диаметра закрепите на валу электродвигателя, причем шкивы должны находиться в одной плоскости, чтобы ремень не спадал.

Электрод-держатель сделайте по рисунку 75, г. Рамку 17 с зажимами 18 надо изготовить из листовой латуни, а направляющие рейки 16 сделайте из пластмассы или из другого изоляционного материала. Ось 19 держателя изготовьте из латунного или бронзового прутка и нарежьте резьбу по всей ее длине под направляющую гайку 20, которую прочно закрепите в отверстии изоляционной прокладки 21. Прокладку укрепите на передней стенке ванны так, чтобы гайка была в центре окна.

После изготовления всех частей электроискровой пилы приступайте к ее сборке. Установите на ванне электрод-диск 1 и соедините ременной передачей его шкив со шкивом электродвигателя. В качестве электродвигателя можно взять любой электродвигатель на 6—12 вольт мощностью от 3 до 10 ватт. В крайнем случае можно использовать электродвигатель от швейной машины или вентилятора.

Соберите электрод-держатель и прикрепите его к передней стенке ванны. Этот электрод должен иметь поперечную подачу заготовки к диску, что обеспечивается вращением оси 19 держателя по часовой стрелке. Конец этой оси свободно вращается в зажимах рамки 17 и толкает рамку с зажимами вперед поступательно. К оси держателя плотно прижимается латунная щетка соединенная с зажимом 23 на изоляционной прокладке 21.

Вторая такая же щетка 24 прижимается к оси диска. Она соединена с зажимом, укрепленным на боковой стенке ванны. Защитный козырек 6 сделайте из топкой жести и прикрепите его к задней стенке при помощи пластинки шарнирно, чтобы козырек легко откидывался назад (рис. 75, д).

Сбоку возле ванны на деревянном основании укрепите конденсаторную батарею и реостат, соберите электрическую схему по рисунку 75, б. Наполните ванну рабочей жидкостью — и пила готова к работе.

Для нормального рабочего режима электроискровой пилы необходимо установить следующие величины: скорость вращения диска 15–20 метров в секунду, напряжение 20–28 вольт, емкость выбирается от 20 до 100 микрофарад.

Величина тока выбирается в зависимости от диаметра разрезаемой заготовки. При диаметре заготовки до 10 миллиметров величина тока должна быть от 5 до 15 ампер, а при диаметре 10–20 миллиметров — 20–40 ампер.

Следует учесть, что для электроискровой резки металлов требуются постоянные токи большой величины. Поэтому необходимо изготовить выпрямитель, обладающий большой мощностью, то есть выпрямитель должен отдавать в цепь ток до 50—100 ампер. Такой выпрямитель нужно собирать из селеновых шайб с большой рабочей площадью. Для включения постоянного тока в разрядный контур укрепите двухполюсный рубильник.

Электроискровая пила может работать и от переменного тока, но качество ее работы будет несколько хуже и быстрее изнашивается электрод-диск.

Вы можете сами придумать конструкцию и построить электроискровую пилу по своим чертежам. При этом следите за тем, чтобы диск был с ровной поверхностью и не имел бы изогнутых краев. Электрод-держатель надо тщательно изолировать от корпуса ванны, а диск не должен перемещаться в осевом направлении.

Сварочный трансформатор отличается от понижающего главным образом мощностью и величиной напряжения, снимаемого со вторичной обмотки. Если понижающий трансформатор для питания приборов и моделей потребляет от сети электрическую мощность около 200 ватт, то сварочный трансформатор потребляет от сети напряжением 220 вольт мощность приблизительно 5 киловатт. А с обмотки низкого напряжения можно снимать от 100 до 25 вольт: ступенями через каждые 5 вольт — от 25 до 50 вольт и через каждые 10 вольт — от 50 до 100 вольт, то есть 100, 90, 80, 70, 60, 50, 45, 40, 35, 30 и 25 вольт.

Для сварочного трансформатора надо взять железо от старого дросселя. Трансформаторные пластинки имеют прямоугольную форму и собираются в пакет магнитопровода, как показано на рисунке 76, а. Те части сердечника, на которые надеваются катушки с обмоткой, называются кернами, части сердечника, замыкающие магнитопровод, называются ярмами. Наш магнитопровод содержит два керна А и А1 и два ярма Б и Б1 (рис. 76, б).

Мы рассмотрим изготовление сварочного трансформатора, магнитопровод которого показан на рисунке 76, а.

Предположим, что вы располагаете подобным магнитопроводом. Вам предстоит изготовить два одинаковых каркаса для катушки. Гильзы изготовьте из фанеры толщиной 3 миллиметра, а щечки — из фанеры толщиной 5 миллиметров по размерам, показанным на рисунке 76, в. Каркасы склейте столярным или казеиновым клеем, просушите их и приступайте к намотке катушек. Сначала определите, сколько витков надо намотать на первичную и вторичную обмотки.

Расчеты показывают, что один виток дает напряжение 1,01 вольта. Тогда на всю вторичную обмотку, рассчитанную на 50 вольт, надо уложить примерно 50 витков. А для первичной обмотки на 220 вольт надо намотать на каркас 218 витков.

При сварке необходимо регулировать ток и напряжение. Для этой цели в первичной обмотке надо предусмотреть отводы от соответствующих витков, чтобы получить во вторичной обмотке указанные выше значения напряжения.

Из расчета известно, что величина тока, проходящего по первичной обмотке, равна 7 амперам, а по вторичной обмотке при напряжении в 50 вольт — 30 амперам. Поэтому первичную обмотку надо наматывать обмоточным проводом, сечение которого равно 1,4 кв. миллиметра (этому сечению соответствует диаметр провода 1,35 миллиметра), а вторичную — 7,6 кв. миллиметра (этому сечению провода соответствует диаметр 3 миллиметра).

Если провода с таким сечением не окажется, можно взять обмоточный провод меньшего диаметра, сложить его вдвое или втрое и более, то есть сделать многожильным, и производить намотку как одножильным проводом.

Возьмем конкретный пример. Предположим, что мы имеем обмоточный провод марки ПЭЛ сечением 0,7 кв. миллиметра, что соответствует диаметру 0,98 миллиметра с изоляцией и 0,93 миллиметра без изоляции. Чтобы получить нужное сечение провода для вторичной обмотки, надо взять 7:0,7 = 10 проводов (жил).

У нас обмотка низкого напряжения расположена на двух катушках, соединенных параллельно. Поэтому на каждую катушку надо намотать по 50 витков обмоточного провода, состоящего из пяти проволок. На каждой катушке уложится два слоя. Сначала надо наматывать вторичную обмотку. На первой катушке укладывайте витки по часовой стрелке. Вывод от начала обмотки обозначьте через Н21 (что означает: Н — начало, 2 — вторичной обмотки, 1 — на первой катушке), а конец обмотки обозначьте через К21 (К — конец, 2 — вторичной обмотки, 1 — на первой катушке).

На вторую катушку наматывайте вторичную обмотку, укладывая витки против часовой стрелки, и выводы соответственно обозначьте: Н22 — от начала обмотки и — от конца обмотки. Пропустите выводы сквозь отверстия в щечках катушек, как показано на рисунке 76, г, к. Закройте вторичную обмотку двумя-тремя слоями плотной бумаги или одним слоем картона и приступайте к намотке первичной обмотки.

Сначала намотайте первичную обмотку на первую катушку, укладывая витки по часовой стрелке. Вывод от начала обмотки пропустите через отверстие в щечке катушки и обозначьте его цифрой 1, как показано на рисунке 76, д. Затем уложите 68 витков, сделайте петлеобразный вывод, пометьте его цифрой 5 и продолжайте обмотку в том же направлении до 77-го витка от начала обмотки; снова сделайте петлеобразный вывод, пометив его цифрой 6. Продолжайте намотку до 83-го витка от начала обмотки, сделайте третий петлеобразный вывод, обозначьте его цифрой 7 и далее наматывайте до 102-го витка, снова сделайте петлеобразный вывод, обозначьте его цифрой 8 и производите намотку до конца, то есть до 218-го витка. Вывод от конца обмотки обозначьте цифрой 3. Причем намотку производите одним проводом марки ПЭЛ диаметром 0,98 миллиметра.

Точно таким же способом наматывайте первичную обмотку на вторую катушку, делая отводы от 68. 77, 88 и 102-го витков от начала обмотки. Вывод от начала обмотки обозначьте цифрой 4 и пропустите его сквозь отверстие на щечке катушки. Вывод от конца обмотки пропустите через отверстие в щечке катушки и обозначьте его цифрой 2. Для крепления магнитопровода сделайте четыре бруска из сухого дерева по форме и размерам, показанным на рисунке 76, е.

Из железной полоски сделайте скобы (рис. 76, ж) для крепления клеммной колодки. Изготовьте из сухой доски клеммную колодку (рис. 76, з) и пропитайте ее олифой. Подберите 16 одинаковых клеммных зажимов или болтов с гайками и приступайте к сборке трансформатора.

Сначала соберите магнитопровод. Возьмите пластину А (для керна) и вставьте ее в отверстие первой катушки, а к ней приложите в стык пластину Б (для ярма). Затем к пластине Б приложите пластину А, пропустив ее через отверстие во второй катушке. При этом расположите катушки так, чтобы их выводы были с одной стороны. К пластине А1 приложите в стык пластину Б1, и вы получите замкнутый магнитопровод. Следующие четыре пластины собирайте в обратном порядке, а именно: пластину А1 пропустите через отверстие во второй катушке, наложите ее сверху на пластину Б и приложите в стык с пластиной Б1. Пластину же Б1 наложите на пластину А, и т. д., пока не соберете полностью пакет магнитопровода. После сборки магнитопровода скрепите его пластины деревянными брусками, поджимая под гайки верхнего ярма скобы, как показано на рисунке 76, и.

Заделайте все выводы от обмоток петельками и присоедините их зажимами клеммной колодки снизу, туго зажимая между металлическими шайбами. Прикрепите клеммную колодку к скобам и сверху возле каждого зажима сделайте соответствующие надписи, как показано на рисунке 76, з, л.

Сделайте из медной пластинки перемычки, закорачивающие соответствующие зажимы. На листе чертежной бумаги аккуратно вычертите тушью таблицу, приведенную ниже.

Отрежьте от прутка красной меди диаметром 7—10 миллиметров кусок весом 35–50 граммов. Один его конец запилите напильником, как показано на рисунке 77. По внешнему диаметру сердечника подберите железную или алюминиевую трубку длиной 12–15 сантиметров. Отступите от одного конца на 6 сантиметров и сделайте сквозное отверстие, через которое будут пропущены концы соединительного шнура. Удалите заусенцы с краев отверстий, чтобы не повредить изоляцию проводов.

Из сухого дерева сделайте ручку и просверлите по ее центру сквозное отверстие диаметром 10–12 миллиметров, чтобы трубка туго входила в него. Закрепите свободный конец трубки в отверстии ручки и проденьте через нее концы соединительного шнура. На свободный конец трубки намотайте два слоя тонкой листовой слюды и закрепите ее нитками, чтобы не раскручивалась.

Возьмите кусок проволоки длиной около 1 метра от перегоревшей спирали для электроплитки на 220 вольт и намотайте спираль на паяльник. Сначала сделайте один-два витка из толстой медной проволоки на слюдяной изоляции около отверстий в трубке. Это будет первый отвод. Присоедините к нему два конца — один от соединительного шнура, а другой от нихромовой проволоки — и прочно скрепите их, чтобы они не касались трубки. Намотайте один слой нихромовой обмотки с принудительным шагом, то есть располагая виток от витка на некотором расстоянии. Для этого возьмите обмоточный провод такого же диаметра и длины, как нихромовая проволока, сложите их вместе и произведите намотку, укладывая виток к витку. После того как намотаете слой, размотайте обмоточный провод, а нихромовую обмотку оберните двумя слоями листовой слюды и закрепите тонкими нитками, чтобы не раскручивалась. Затем намотайте второй слой нихромовой обмотки и вывод ее соедините с другим концом соединительного шнура, закрепляя их на второй слюдяной прокладке возле отверстий трубки двумя-тремя витками толстой Медной проволоки. Верхний слой обмотки оберните несколькими слоями слюды или веревочным асбестом и закройте обмотку кожухом от старого паяльника. Простейший кожух вы можете сделать сами из жести от консервной банки. Теперь можно испытать работу паяльника.

Если паяльник будет быстро нагреваться, надо включать его на меньшее напряжение, например на 20 или 18 вольт, или взять более длинную нихромовую проволоку. Медленное и слабое нагревание паяльника говорит о том, что надо увеличить напряжение или уменьшить длину нихромовой проволоки.

Можно практически подобрать такую длину и диаметр нихромовой проволоки, при которой паяльник нормально нагревается и продолжительно работает. Вы можете сами изготовить электропаяльник на любое низкое напряжение.

Нередко приходится ремонтировать перегоревшие паяльники, приобретенные в магазинах.

Чаще всего паяльник портится от сильного перегревания, особенно когда его долго держат включенным без употребления.

От перегревания сгорают концы соединительных проводов возле выводов от нагревательной проволоки или же перегорает проволока.

Иногда паяльник не работает из-за неисправности соединительного шнура. Перед тем как приступить к ремонту паяльника, надо проверить, нет ли обрыва в шнуре, а также заделку концов в штепсельной вилке. Убедившись в их исправности, приступают к разборке паяльника для определения повреждения и ремонта.

Разборка производится в следующем порядке.

Сначала снимают крепительные кольца с кожуха. Затем отнимают обе половины кожуха и осторожно снимают асбестовый и слюдяной слои изоляции. Особенно осторожно снимают слюду, так как она очень хрупкая и легко ломается на мелкие части. После этого осматривают надежность соединения выводов от проволоки с проводами соединительного шнура. Нарушенное соединение восстанавливают и снова собирают паяльник.

Если окажется, что перегорела проволока в верхнем слое, в месте неисправности снимают один виток и скручивают плоскогубцами концы перегоревшей проволоки, отрезают лишние концы после соединения и снова собирают паяльник. Если же обрыв произошел в первом слое, конец верхнего слоя отсоединяют от вывода и сматывают проволоку на деревянную палочку.

После того как кончится первый слой, осторожно снимают слюдяную изоляцию и продолжают размотку до места обрыва. Потом концы разорванной проволоки скручивают и производят вновь намотку, укладывая виток от витка на расстоянии около 1–1,5 миллиметра.

Для предохранения слюды от поломки на нее накладывают небольшой листочек папиросной бумаги и затем вместе с бумагой покрывают слюдой намотанный слой. Чтобы слюда не раскручивалась, ее в нескольких местах перевязывают тонкой ниткой, а затем наматывают второй слой. По окончании намотки конец проволоки снова присоединяют к выводу.

Всю намотку покрывают слюдой и асбестом и производят сборку, то есть закрывают нагревательный элемент крышками и скрепляют их кольцами. После сборки паяльника с помощью контрольной лампочки проверяют, не замкнулись ли провода на корпус паяльника.

Пропуская переменный ток через выпрямитель, получают ток постоянный по направлению, но изменяющийся по величине, то есть пульсирующий. Чтобы уменьшить пульсации тока, в цепь выпрямителя включают дроссель низкой частоты и конденсатор большой емкости. Цепь, состоящая из дросселя и конденсатора, называется фильтром. Схема выпрямителя с фильтром показана на рисунке 78, б.

Различают следующие виды выпрямителей: механические, кенотронные, электролитические, селеновые, купроксные, ртутные, газотронные и тиратронные. В последнее время наиболее широкое распространение получили ртутные, газотронные и полупроводниковые (селеновые, германиевые, кремниевые и др.) выпрямители. Некоторые виды выпрямителей вы можете сделать сами.

Сосудом выпрямителя может быть стеклянная банка емкостью не менее пол-литра. Если в качестве сосуда взять железную банку, ее корпус будет служить электродом. В подобном случае изолированно от банки устанавливают лишь один алюминиевый электрод. В качестве электролита для выпрямителя берут раствор обыкновенной питьевой соды в дистиллированной или прокипяченной и остуженной воде. Раствор составляют в такой пропорции: на каждые 100 граммов дистиллированной воды берут 5–8 граммов питьевой соды.

Порядок изготовления и сборки электролитического выпрямителя ничем не отличается от изготовления гальванических элементов.

Алюминиевая пластинка у поверхности электролита сильно разъедается. Чтобы предотвратить разрушение пластинки, ее в этом месте покрывают влагостойким лаком или варом.

Только что изготовленный выпрямитель пропускает ток в обоих направлениях. Поэтому его сначала надо отформовать. Формовка производится просто. Составляют электрическую цепь из лампочки мощностью 40–50 ватт, соединенной последовательно с выпрямителем, и включают в сеть переменного тока. Первоначально лампочка будет гореть почти нормальным накалом, но через некоторое время накал ее начнет постепенно ослабевать, и лампочка может совсем погаснуть. Это свидетельствует о том, что выпрямитель сформовался. В сформованном выпрямителе алюминиевый электрод покрывается тонким слоем окиси алюминия. Окись обладает свойством пропускать ток, идущий через электролит, только в одном направлении— от свинцового или железного электрода к алюминиевому. Поэтому для внешней цепи алюминиевый электрод будет служить положительным полюсом выпрямителя, а свинцовый или железный электрод — отрицательным.

Величина выпрямляемого тока зависит от размеров алюминиевого электрода. Можно предварительно определить величину тока, даваемого выпрямителем. Нормальной нагрузкой электролитического выпрямителя считается плотность тока 0,005 ампера (5 миллиампер) на 1 кв. сантиметр алюминиевого электрода, учитывая его поверхность с обеих сторон. При большей плотности тока выпрямитель будет работать плохо: быстро нагревается электролит, действие выпрямителя значительно ослабевает и даже совсем прекращается.

Чтобы электролит меньше нагревался, сосуд для него берут большей емкости.

Для более полного использования переменного тока выпрямитель составляют из четырех выпрямителей, соединенных по схеме, показанной на рисунке 80. Эта схема получила название двухполупериодного выпрямителя.

Рис 80. Схема двухполупериодного выпрямления переменного тока: 1, 2, 3, 4 — электролитические выпрямители; 5 — реостат; 6 — аккумуляторная батарея; 7 — предохранительные пробки.

В современной технике очень широкое распространение получили полупроводниковые селеновые выпрямители. Известно, что кристаллический селен является полупроводником, то есть пропускает ток только в одном направлении. Селеновый выпрямитель представляет собой столбик (рис. 81, в), состоящий из отдельных выпрямительных элементов — селеновых шайб, насаженных на изолированную стальную шпильку 9 и скрепленных стяжными гайками 11.

Внешний вид селеновой шайбы и ее конструкция показаны на рисунках 81, а, к.

Рис. 81. Устройство полупроводникового выпрямителя: а — конструкция селеновой шайбы; б — условное обозначение шайбы на схемах; в — устройство селенового столбика; г — условное обозначение столбика на схемах; д — набор селеновых шайб с выводом от средней точки; е — набор селеновых шайб для мостовой схемы выпрямителя; ж — однополупериодная схема выпрямителя; з — двухполупериодная схема выпрямителя; и — мостовая схема выпрямителя; к — внешний вид деталей селеновой шайбы, R — сопротивление нагрузки. I и II — концы вторичной обмотки трансформатора.

Электрический щиток изготовьте в следующей последовательности.

Из фанеры толщиной 5–6 миллиметров вырежьте основание по рисунку 82, разметьте на нем места для крепления всех частей, просверлите нужные отверстия и пропитайте парафином. Прикрепите к основанию сначала все зажимы, затем рубильники, предохранительные пробки, реостат и, наконец, амперметр.

Установленные части соедините по схеме, показанной на рисунке 82, б, — и щиток готов. Прикрепите его на высоте 150–170 сантиметров от пола при помощи шурупов с роликами, установленными по углам основания.

Монтаж щитка надо делать толстыми изолированными проводами. Предохранительные пробки следует устанавливать на ток не более 10 ампер. При включении моделей и приборов, потребляющих ток более 10 ампер, нужно заранее поставить на щитке предохранительные пробки, рассчитанные на больший ток. Понижающий трансформатор и выпрямитель желательно установить на полу под щитком и соединить их с соответствующими входными зажимами изолированными проводами большого сечения.

Если вам потребуется изменять напряжение постоянного или переменного тока, то на щитке можете установить вольтметр рядом с амперметром и присоединить его к выходным зажимам с монтажной стороны.

Каждый такой телефон устроен очень просто. Он состоит из постоянного магнита I, на концы которого насажены две катушки с обмотками II, перед полюсами магнита на небольшом расстоянии укреплена мембрана III — кружок, вырезанный из мягкой листовой жести. Телефоны пунктов А и Б соединяются между собой проводами, иначе говоря, линией связи Л1 и Л2, показанной на рисунке пунктиром.

Рассмотрим, как производятся переговоры между двумя пунктами, пользуясь схемой, приведенной выше.

Предположим, что из пункта А речь передается, а в пункте Б она принимается. Когда разговора нет, мембрана в пункте А неподвижна. В линии связи Л1 и Л2 тока нет. В обмотку телефона пункта Б ток не поступает. Стоит, однако, заговорить перед мембраной в пункте А, как она начнет колебаться. Звуковые волны, созданные голосовыми связками, ударяясь о мембрану, заставляют ее совершать колебания. Колеблясь, мембрана будет то приближаться, то удаляться от постоянного магнита. Ее колебания вызовут соответствующие периодические изменения магнитного поля вокруг катушки, в результате чего в витках катушки возникает электрический ток. Колебания мембраны совершаются в такт со звуковыми колебаниями — значит, и ток, возникающий в катушке, меняет свою величину и направление в такт с этими колебаниями. Ток, вызванный звуковыми колебаниями, называется током звуковой частоты.

Электрический ток, созданный в пункте А, поступает в линию связи и приходит в пункт Б, где попадает в катушку телефона. Проходя по обмотке катушки, электрический ток создает свое дополнительное магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита. Когда ток течет по катушке в одном направлении, его магнитное поле усиливает действие поля постоянного магнита, в результате чего мембрана сильнее прогибается в сторону полюсов постоянного магнита. Когда же ток течет по катушке в другом, обратном направлении, его магнитное поле ослабляет действие поля постоянного магнита, и мембрана слабее прогибается в сторону его полюсов. Таким образом, постоянный магнит притягивает мембрану то сильнее, то слабее, заставляя ее колебаться. Так как изменение силы магнита происходит в такт с колебаниями электрического тока, созданного в пункте А, то и мембрана в пункте Б в точности и почти одновременно повторяет те же самые колебания, которые совершает мембрана в пункте А.

Колебания мембраны в пункте Б создают в воздухе звуковые волны. Если телефон пункта Б поднести к уху, то можно услышать речь, переданную с пункта А и воспроизведенную мембраной в пункте Б.

Такая схема крайне неудобна для ведения переговоров, так как в данном случае один телефон, используемый в качестве передатчика речи, обладает очень небольшой мощностью, вследствие чего передаваемую речь воспроизведет второй телефон-приемник на небольшом расстоянии. При устройстве подобной связи один и тот же телефон используется и как приемник речи. При малой мощности ток имеет малую величину и незначительное напряжение, позволяющее вести переговоры на небольшом расстоянии.

Чтобы усовершенствовать телефонные аппараты и увеличить дальности связи, надо применить повышающие трансформаторы. Такие трансформаторы называются телефонными. Первичная обмотка телефонного трансформатора содержит небольшое число витков (около 250), а вторичная намотана более тонким проводом и содержит около 2500–3000 витков.

Вместо телефонного трансформатора можно взять выходной трансформатор от любого радиоприемника или от громкоговорителя.

Кроме того, можно в схему аппаратов включить специальные трубки, на каждой из которых укрепить микрофон для передачи речи и телефон для приема телефонного разговора.

Схема такого аппарата показана на рисунке 83, б. На этой схеме приведено два одинаковых аппарата, один из них установлен в пункте А, а другой — в пункте Б.

В первичной обмотке трансформаторов и включены головные телефоны, выполняющие роль микрофонов МК. Они служат для передачи речи из одного пункта в другой. Во вторичные обмотки этих трансформаторов включены тоже головные телефоны Т. Они соединены с зажимами линии связи и предназначены для приема речи, передаваемой из одного пункта в другой.

Микрофон и телефон каждого аппарата можно закрепить на специальной деревянной рукоятке так, чтобы телефон находился против уха, а микрофон против рта. Такая трубка называется микротелефонной. Ее конструкция показана на рисунке 83, в, а схема включения в аппарат— на рисунке 83, б.

Все части аппарата смонтируйте на нижней стороне деревянного основания, а линейные зажимы (клеммы) и микротелефонную трубку выведите на верхнюю сторону основания. Из сухих досок или фанеры сделайте ящик для аппарата.

Соединение всех частей аппарата производите по схеме, показанной на рисунке 83, б.

В данном аппарате не хватает только устройства для подачи и приема вызова. Это вынуждает все время держать трубку возле уха. Чтобы избежать этого недостатка, надо усовершенствовать аппарат. Рассмотрим конструкцию более совершенного аппарата.

Работу телеграфных аппаратов проследим по приведенной схеме, где показаны два пункта, соединенные между собой двухпроводной линией передачи (Л1 и Л1).

На каждом пункте имеется электромагнит 1, телеграфный ключ 2 и батарея питания КБС (карманная батарея сухая), включенная между контактами и ключа. Контакт 5 ключа в пункте А соединен линией Л1 с контактом 5 ключа, установленного в пункте через обмотки электромагнитов. Контакт 3 ключа в пункте А соединен линией Л2 с контактом 3 ключа в пункте Б.

Пусть из пункта А ведется передача, а в пункте Б производится прием переданных сигналов.

При нажатии на ключ в пункте А замыкаются его контакты 4 и 7 и размыкаются контакты и В этот момент электрический ток от одного полюса батареи последовательно пойдет через контакты 4 и 7, коромысло ключа 9, контакт 5, пройдет обмотку магнита аппарата в пункте А и через линию Л1 поступит в обмотку электромагнита 1 аппарата в пункте Б и дальше через контакты 5, коромысло ключа 9, контакты 8 и 3 и линию Л2 возвратится к другому полюсу батареи.

Ток будет идти до тех пор, пока нажат ключ в пункте А. В момент прохождения тока по обмотке электромагнита его якорь притянется к сердечнику и поднимет вверх противоположный конец коромысла с пишущим колесиком до соприкосновения с валиком, к которому прижимается бумажная лента.

Пишущее колесико, нижняя часть которого находится в чернильнице, при движении ленты по валику наносит на ней тире или точку. Тире будет получаться при продолжительном нажатии ключа, точка — при коротком. В телеграфной азбуке буквы состоят из сочетания точек и тире.

Если ключ не нажат, то электрическая цепь разомкнута, ток в линию не поступает, и пружинка поднимает якорь вверх и опускает противоположный конец коромысла вниз, отводя пишущее колесико от бумажной ленты и погружая его в чернильницу.

То же самое происходит при передаче из пункта в пункт А. Разница в данном случае будет состоять в том, что ток в линию пойдет от батареи КБС при нажатии ключа в пункте Б.

Телеграфист передающего пункта может производить контроль правильности передаваемой телеграммы. Для этого он должен передвигать ленту своего аппарата.

Все части телеграфного аппарата монтируют на деревянном основании 1 размером 350х160х20 миллиметров. Форма и размеры деталей телеграфного аппарата показаны на рисунке 85. В таком аппарате телеграфная лента протягивается телеграфистом.

Электромагнит 2 аппарата состоит из двух катушек, намотанных в противоположные стороны проводом ПЭ-02. На каждую из катушек уложено по 600 витков. На всю обмотку электромагнита берут 60–70 метров провода.

Сердечники 3 катушек электромагнита изготовляют из мягкой железной трубки. Их размеры приведены на рисунке. Сердечники прикрепляют к железной пластинке 4 с помощью шурупов 5. Под головки шурупов подкладывают квадратики 6 из мягкого железа. Они служат полюсными надставками, которые уменьшают рассеивание магнитных линий, идущих из одного полюса электромагнита в другой. Якорь 7 электромагнита делают тоже из мягкого листового железа.

Каркасы катушек 15 электромагнита склеивают из плотного картона по размерам сердечника. На одном каркасе обмотку наматывают в одну сторону, а на другом — в противоположную Затем конец обмотки одной катушки соединяют с началом другой, как показано на рисунке.

Рис. 85. Примерная конструкция деталей телеграфного аппарата.

Коромысло 8, на концах которого крепятся якорь и пишущее колесико, можно сделать в виде бруска из сухого дерева размером 170х15х10 миллиметров. Для пишущего колесика 9 вырезают кружок диаметром 15 миллиметров из алюминия, меди или мягкого железа. В центре кружка просверливают сверлом или же пробивают гвоздем отверстие для оси, на которой он должен свободно вращаться.

Колесико устанавливают в прорези коромысла так, чтобы оно находилось против середины чернильницы и при вращении не качалось из стороны в сторону. Для этого между колесиком и стенками прорези ставят небольшие втулки. Вместо пишущего колесика можно взять мягкий простой карандаш и закрепить его в отверстии на конце коромысла.

Чернильницей 10 может служить карболитовая крышка от флакона из-под одеколона. Хомутик 11 делают из жести. Валики 12 можно сделать из дерева.

Кронштейн 13 изготовляют из листовой латуни, меди или железа толщиной 1,5–2 миллиметра и прикрепляют к вертикальной стенке 16.

Пружину 14 (8—10 витков) изготовляют из стальной проволоки или из балалаечной струны.

Бобины 20 для телеграфной ленты делают из дерева. Щечки 19 бобины вырезают из фанеры толщиной 1–3 миллиметра или же из плотного картона. Сердечник бобины 18 — деревянный цилиндр диаметром 30 миллиметров и длиной 25 миллиметров (по ширине телеграфной ленты).

Стойку 17, на которой крепятся бобины, делают из дерева.

Телеграфный ключ и его детали показаны на рисунке 86.

Рис. 86. Общий вид телеграфного ключа и его детали.

Он состоит из деревянного основания 1, стойки ключа 2, сделанной из медной пластинки толщиной 1,5–2 миллиметра, и деревянного коромысла 3, обтянутого с трех сторон жестяным кожухом 4. На одном конце коромысла ставят головку ключа 5, прикрепленную винтом 6 и гайкой 7. На противоположном конце коромысла крепят передний контактный винт 8, закрепленный гайками 9. В отверстие, расположенное на коромысле ближе к стойке, пропускают регулировочный винт 10 ключа с гайкой 11. На винт надевают пружину 12, одним концом ее прикрепляют к основанию ключа скобочкой 13.

Пружину ключа (6–8 витков) изготовляют из стальной проволоки диаметром 0,3–0,5 миллиметра.

Стойку 2 крепят в середине основания ключа, а по обеим сторонам от нее, против переднего и заднего контактных винтов, ввинчивают в качестве переднего и заднего контактных упоров шурупы 14 и 15. Снизу к ним припаивают гибкие изолированные провода, для которых в основании ключа делают специальные бороздки. К стойке тоже припаивают гибкий провод, который снизу основания прокладывают в бороздке и закрепляют железными скобочками.

Регулировка собранного ключа заключается в установлении нужного зазора между нижними концами контактных винтов 8 и 6 и контактными упорами 14 и 15. Этот зазор должен быть от 3 до 5 миллиметров. Упругость хода ключа регулируют натяжением пружины 12 с помощью винта 10 и гайки 11.

После изготовления всех частей аппарата приступают к его сборке.

На вертикальной стенке б (рис. 84, а) сначала укрепляют валики 7, 8 и 9. Затем к концам коромысла 12 прикрепляют якорь 13 и пишущее колесико 14.

После этого надо приложить коромысло к вертикальной стенке и разметить места для крепления электромагнита и чернильницы.

Чернильницу 10 крепят к вертикальной стенке хомутиком 11. Для перемещения чернильницы вверх и вниз в хомутике делают вырезы под стягивающие шурупы.

На деревянном основании укрепляют электромагнит 2. Затем закрепляют на оси коромысло 12 и подвешивают его с помощью пружины 17 к кронштейну 15. Расстояние между якорем и наконечником электромагнита подбирают путем подтягивания винта 18 пружины 17. Ориентировочно зазор между якорем и электромагнитом должен быть 3–4 миллиметра.

На основании аппарата со стороны электромагнита прикрепляют телеграфный ключ 3. Провода от обмотки электромагнита и от ключа пропускают в бороздки под основание аппарата и закрепляют их скобочками. Между электромагнитом и ключом прикрепляют зажимы Л1 и Л1 для присоединения линии.

Схема соединения двух аппаратов была приведена на рисунке 84, б. После монтажа схемы прикрепляют стойку с бобинами так, чтобы телеграфная лента ложилась на валики без перекосов. В противном случае лента при движении будет спадать. Бобины должны свободно вращаться на своих осях.

На этом сборка аппарата заканчивается.

Работа на ключе

Чтобы научиться быстро и правильно передавать телеграммы, а также свободно читать принимаемый текст, надо соблюдать следующие правила:

1. Продолжительность передачи одного тире должна быть в три раза больше, чем продолжительность одной точки.

2. Промежуток времени между элементами передаваемой буквы должен равняться времени передачи точки.

3. Промежуток времени между передаваемыми буквами или цифрами должен быть больше, чем при передаче одного тире.

4. Промежуток времени между передаваемыми словами должен быть больше трех тире.

5. При передаче не работать всей рукой, а только кистью.

6. Не сжимать туго пальцами головку ключа, но и не отрывать пальцев от нее.

7. Опускать и поднимать кисть руки энергично.

8. Не раскачивать ключ влево и вправо.

9. Сидеть прямо, чтобы правая рука была против ключа, и не класть ногу на ногу.

10. Никогда не торопиться при передаче, а работать спокойно.

11. Для выработки четкой и правильной передачи знаков надо контролировать себя так: передачу точки следует производить под счет «раз», а промежуток между передаваемыми элементами под счет «и»; тире следует передавать под счет «раз, два, три».

12. Первоначальное чтение передаваемой телеграммы следует производить вместе с записью на бумаге принятых букв.

Прежде чем научиться читать передаваемые телеграммы, надо хорошо изучить телеграфную азбуку.

Оно состоит из держателя инструмента 1, стержня 2, колонки 3 с осью, закрепляемой барашком 4.

Главной частью приспособления является держатель. Он состоит из основания 1, прижимной пластинки 6, стягивающих болтов 7 и 5, стопорного болта 9 и стержня 2.

Все детали держателя изготавливаются из мягкой стали по форме и размерам, показанным на рисунке 88, б. В отверстиях основания нужно нарезать сквозную резьбу под соответствующие болты. Стержень изготавливается из стального прутка, колонка — из стального бруска, в котором вдоль оси просверливается отверстие для оси — болта и с зажимом в виде барашка.

В колонке просверливается отверстие под стержень и нарезается резьба. На конце стержня тоже нарезается соответствующая резьба. Сборка приспособления производится по рисунку, приведенному выше.

Если вырубить отверстие в металле диаметром 25–35 миллиметров, то потребуется зубило 5 с режущей кромкой шириной 4 миллиметра; для отверстий с диаметром 50 и 100 миллиметров потребуется зубило с шириной режущей кромки соответственно 6 и 9 миллиметров.

Такое зубило можно изготовить из квадратного напильника. Его режущую кромку надо заточить под углом в 60° на высоту 10–15 миллиметров, после чего зубило следует закалить.

Приспособление используется следующим образом. Намечается центр вырубаемого отверстия, циркулем вычерчивается его окружность. Затем в центре высверливается отверстие диаметром 4 миллиметра. Через это отверстие пропускается ось, на которую надевается колонка и завинчивается не очень туго барашек. В держатель вставляется зубило 5, туго закрепляется стягивающими болтами 7 и 8. Режущую кромку зубила надо установить на линии окружности и застопорить держатель болтом 9.

После этого производят вырубку отверстия, передвигая по окружности зубило и нанося по нему сильные удары тяжелым молотком.

Края вырубленного отверстия зачищаются полукруглым напильником.

Аналогичным образом можно вырубить отверстие в доске или фанере. Для этого зубило вынимается и вставляется стамеска. Чтобы вырубить отверстие большего диаметра, надо взять стержень большей длины.

Работы с помощью дрели. При изготовлении приборов и моделей очень часто приходится пользоваться ручной дрелью для высверливания отверстий различных диаметров.

Прежде чем сверлить с помощью дрели, надо наметить место будущего отверстия. Разметку делают не торопясь, точно учитывая все особенности конструкций той части аппарата, в которой сверлится отверстие. Отверстие, просверленное не на месте, заделать почти невозможно, оно будет портить внешний вид детали, а подчас и препятствовать ее нормальному использованию.

Предварительную разметку центров отверстий обычно наносят остро отточенным карандашом, но по такой разметке сверлить нельзя. Сверло, установленное на ровной поверхности, при вращении может соскользнуть с намеченной точки, и отверстие будет просверлено не там, где требуется. Чтобы этого не произошло, на месте карандашной отметки делают углубление керном. Острие керна ставят на карандашную отметку и ударяют молотком по его обушку. Керн при этом должен быть установлен строго перпендикулярно к поверхности, иначе при ударе он может соскользнуть (рис. 89, а).

Рис. 89. Применение дрели для различных видов работ.

Отверстия примерно до 4–5 миллиметров делают сразу сверлом нужного диаметра. Если необходимо отверстие большего диаметра, то сверление его производят в два приема — сначала 2—3-миллиметровым сверлом, а затем уже сверлом нужного диаметра. Такая последовательность вызывается тем, что сверла большого диаметра съезжают с точки, на которую их установили, даже в том случае, если эта точка наколота или накернена.

Дрель при сверлении устанавливают строго перпендикулярно к поверхности, в которой делают отверстие, (рис. 89, б).

Диаметр сверла подбирают так, чтобы сделанное отверстие получилось чуть больше того, которое нужно. Если, например, сверлится отверстие под болт 4 миллиметра, надо применить сверло 4,1 или 4,2 миллиметра, иначе болт может не пройти, в особенности если отверстие сделано в дереве.

Сторона детали, противоположная той, в которой сверлится отверстие, должна быть плотно прижата к другой, плоской поверхности, иначе возможно откалывание или отламывание материала вокруг отверстия при выходе сверла. Если сверлится плоская деталь, то она прижимается к подложенной доске с помощью ручных тисков или струбцинки (рис. 89, б). При малых размерах детали нужно сделать на доске упор, ввинтив в нее шуруп (рис. 89, в), без этого деталь начнет вращаться вместе со сверлом.

Чтобы просверлить отверстие в цилиндрической детали, в тиски зажимают круглую палку (рис. 89, г), на нее надевают деталь, закрепив ее струбцинкой, и лишь после этого просверливают. Без таких мер предосторожности можно испортить деталь, промяв ее стенки.

После сверления с противоположной стороны по окружности могут быть заусенцы. Их следует снять сверлом в полтора-два раза большего размера, чем то, которым проделано отверстие. Такое сверло устанавливают на отверстие с заусенцами и, не нажимая на дрель, делают несколько оборотов. Все заусенцы будут срезаны.

Под шуруп или болт с конической головкой надо дополнительно рассверлить, или, как говорят, раззенковать, отверстие, чтобы утопить головку заподлицо — вровень с поверхностью материала. Зенковку отверстия делают обычно сверлом вдвое большего диаметра (рис. 89, д).

Чтобы найти правильную глубину зенковки и подходящий для этого диаметр зенкующего сверла, надо предварительно произвести опыты на куске дерева, а затем уже зенковать отверстие в детали. При завертывании шурупа в зенкованное отверстие следует выбирать такую отвертку, чтобы ее лезвие не выходило за пределы шлица, иначе края отверстия после завертывания винта окажутся ободранными.

При сверловке двух парных отверстий надо разметить оба отверстия и, просверлив сначала только одно, вновь проверить разметку: отверстие при сверлении могло сместиться в сторону. Лишь убедившись в точности разметки, можно сверлить второе отверстие.

В патроны ручных дрелей небольших размеров можно зажимать сверла диаметром не свыше 8—10 миллиметров. Для сверления отверстий большего диаметра приходится пользоваться различными приспособлениями.

Например, наиболее простой способ сверления больших отверстий в дереве заключается в применении столярных перок. Конец перки квадратного сечения затачивают на цилиндр такого диаметра, который мог бы войти в патрон ручной дрели. Иногда применяют переставные перки. Разумеется, подгонять перки к дрели следует лишь в том случае, если нет коловорота. При наличии коловорота надо им и пользоваться для сверления больших отверстий.

Если необходимо проделать большое отверстие в металле, проще всего просверлить по окружности намеченного отверстия ряд отверстий, одно возле другого, как показано на рисунке 89, ж. Промежутки между ними и середину надо вырубить зубилом, а края отверстия выровнять полукруглым напильником. Отверстия сверлят на окружности так, чтобы внешние края примерно совпадали с намеченной линией.

Дрель может быть использована и в качестве намоточного станка. Для этого надо отвернуть у нее упорное плечико (или деревянную ручку) и этот ее конец зажать в тиски, а другой конец — около патрона — закрепить на упоре, как это изображено на рисунке 89, з. В таком виде дрель может быть, например, использована для быстрой навивки спиралей, пружин и проч. Для этого в патрон дрели зажимают вместе пруток нужного диаметра и конец провода. При вращении патрона натянутый провод будет очень аккуратно укладываться на прутке виток к витку. Следует иметь в виду, что после снятия с прутка спираль несколько раскрутится и ее диаметр увеличится. Поэтому пруток надо брать чуть меньше внутреннего диаметра готовой спирали. Подобным же способом очень удобно наматывать провод на электропаяльник.

Для намотки катушек трансформаторов и дросселей надо в патрон горизонтально укрепленной дрели зажать стержень, имеющий винтовую резьбу. Склеенный каркас катушки трансформатора насаживают на деревянную болванку с осевым отверстием под этот стержень. На стержень навертывают гайку, затем надевают шайбу, потом болванку с каркасом, затем опять шайбу и гайку (рис. 89, и), затяжкой которой болванка с каркасом укрепляется на оси стержня. Число витков считают по числу оборотов ручки дрели. Для этого предварительно определяют, сколько оборотов делает патрон при одном обороте ручки.

Соединение деталей заклепками. Очень часто приходится скреплять между собой различные металлические части моделей и приборов. При этом не всегда можно спаять эти части. Для этой цели нередко применяют болты и гайки. Болтами выгодно соединять детали в том случае, когда крепление должно быть разъемным. Во всех других случаях лучше ставить заклепки как более простой и дешевый вид скрепления.

При скреплении деталей заклепками сначала намечают места их расположения. Для каждой заклепки сверлят отверстие так, чтобы она проходила в него с некоторым усилием. Если заклепка будет очень свободно входить в отверстие, скрепление будет непрочным; поэтому диаметры сверла и заклепки должны быть одинаковы.

Заклепки удобнее ставить с помощью специальных приспособлений, приведенных на рисунке 90.

Рис. 90. Приспособления для установки заклепок.

Чтобы закладная головка заклепки не смялась, ее помещают в углубление, высверленное в металлической болванке или обжимке, как показано на рисунке 91. Высверленные углубления по диаметру и профилю должны соответствовать размерам головки заклепки. В сквозное отверстие скрепляемых деталей вставляют снизу заклепку, помещая ее головку в соответствующее углубление болванки.

Выступающий стержень заклепки не должен превышать 2–3 миллиметров. Лишнюю часть стержня откусывают кусачками.

Заклепки с плоскими головками расклепывают заостренной частью легкого молотка. Наиболее удобными являются алюминиевые или медные заклепки.

Рис. 91. Соединение деталей заклепками.

Заклепки из более твердых металлов не годятся. Заклепки можно делать и самому. Для этого берут металлическую планку с высверленными в ней отверстиями по диаметру и длине нужных заклепок. Планку укладывают на металлическую болванку или плиту, в каждое отверстие вставляют отрезок подходящего по диаметру алюминиевого или медного прутка (конец прутка должен выступать из отверстия на 2–3 миллиметра) и расклепывают его несильными ударами до тех пор, пока края «шляпки» не будут плотно прилегать к планке.

Склеивание деталей. Чтобы склеивание дало хорошие результаты, надо прежде всего выбрать подходящий, применительно к материалу склеиваемых деталей, сорт клея. Склеиваемые поверхности должны быть тщательно подготовлены. Без этого склейка не будет прочной.

Полная подготовка поверхности к склейке производится в следующем порядке. Сначала делают предварительную очистку. Для этого с поверхностей соскабливают ножом или очищают крупной шкуркой краску (если поверхность окрашена). Краску можно удалить и кусочками битого стекла. Затем надо выровнять поверхности. Широкие деревянные поверхности обрабатывают рубанком. Небольшие деревянные, пластмассовые детали и прочие обрабатывают напильником или стеклянной бумагой. При хорошей обработке между сложенными плоскостями не должно быть просвета.

После этого можно приготовить клей и приступить к склеиванию. Обе поверхности (а не одну, как иногда это делают) с помощью кисточки равномерно (не густо) покрывают клеем. Во избежание подсыхания клея его следует наносить широкой кистью, особенно при больших поверхностях. После нанесения клея проверяют взаимное расположение поверхностей, складывают их вместе и с помощью струбцинки или пресса прижимают друг к другу как можно плотнее. При этом надо следить, чтобы не была нарушена правильность сложенных деталей или клиньев, иначе соединение окажется непрочным. Склеенные поверхности должны оставаться стянутыми и неподвижными до полного засыхания клея. Не следует густо намазывать клей. Нанесение на склеиваемые поверхности большого количества клея не только не способствует надежности склейки, но, наоборот, понижает ее. Кроме этого, при плотном стягивании поверхностей излишки клея выходят наружу и загрязняют место склейки.

Приготовление клея. Столярный клей приготовляется так. Берут плитку клея, размельчают ее на кусочки и насыпают в металлическую банку с холодной водой. Уровень воды в банке должен незначительно превышать слой сухого клея. В таком виде его оставляют на сутки. За это время кусочки клея набухнут и превратятся в густую массу. Затем эту банку помещают внутрь другой, большего размера, в которую наливают немного воды, и ставят ее на огонь. Нагреваемый клей нужно время от времени помешивать. Вода во внешнем сосуде должна кипеть до полного растворения кусков. Получившаяся в результате этого однородная масса жидкого клея пригодна к употреблению.

Столярный клей применяется только в горячем виде, поэтому на протяжении всего времени склеивания клеянку держат на слабом огне или электроплитке. При необходимости использовать клей еще раз (остывая, он густеет) его разогревают вышеописанным способом с добавлением небольшого количества воды.

Казеиновый клей следует приготовлять в таком количестве, которое может быть сразу полностью израсходовано. Приготовляют клей следующим образом. Берут нужное количество свежего казеинового клея в порошке, насыпают в какую-нибудь посуду и постепенно вливают в нее кипяченую воду, охлажденную до комнатной температуры. По мере вливания воды смесь помешивают до получения однородной (без комков) массы. Такой массе дают отстояться в течение 10–15 минут, а затем снова подливают воду, делая клей более жидким. Готовому клею дают отстояться и снова перемешивают его.

Клей на склеиваемые поверхности наносят кистью и стягивают их струбцинами.

Эмалит можно приготовить самому. Для этого мелко нарезанный целлулоид (старая фото- или кинопленка, очищенная от эмульсии) помещают во флакон из-под одеколона или в бутылку, туда же вливают растворитель (ацетон или смывку для маникюра) в количестве, вдвое превышающем объем целлулоида. Посуду герметически закупоривают и содержимое периодически взбалтывают. Готовность клея определяется полным растворением целлулоида.

Склеивание карбинольным клеем производится в следующем порядке. Сначала склеиваемые поверхности тщательно очищают от загрязнений и жира и наносят клей ровным слоем стеклянной лопаточкой или палочкой и сразу же соединяют поверхности, плотно притирая их друг к другу, чтобы клей распределился равномерно. После этого надо сильно сдавить склеиваемые детали. Давление должно доходить до 3–5 килограммов на каждый квадратный сантиметр. Отвердевание клея происходит при температуре 20–25 °C в течение 24 часов.

Склеивание термопреновым клеем производится так. Склеиваемые поверхности тщательно зачищают, промывают растворителем и просушивают. Клей наносят кистью, поливом или окунанием и выдерживают на воздухе перед склеиванием около 20 минут. Затем склеиваемые поверхности складывают, плотно сжимают и помещают в духовку при температуре 120–130 °C в течение четырех часов.

Склеивание клеем БФ производится в таком порядке. Сначала склеиваемые поверхности очищают от загрязнений, протирая их марлей, смоченной в растворителе. Затем наносят клей кисточкой на склеиваемые поверхности и помещают детали в духовку на 15 минут, где температура должна быть около 55–60 °C. После этого детали вынимают, охлаждают и наносят второй слой клея с последующей сушкой в духовке при той же температуре в течение 15 минут, а затем температуру повышают до 90 °C и выдерживают детали около 1 часа. При этой температуре производят склеивание деталей, прочно сжимая их струбцинами, и снова ставят в духовку при температуре около 150 °C и выдерживают около 2–3 часов. Таким способом склеивают керамику, стекло, фарфор.

Склеивание тканей клеем БФ-6 производится при помощи утюга, нагретого до 100–120 °C. Утюг прижимают к склеиваемым поверхностям через увлажненную ткань.

Полировка дерева. Чтобы придать красивый и опрятный вид деревянным частям прибора или модели, их надо отполировать. Для этого необходимо сначала подготовить поверхность, то есть зачистить мелкой (№ 00 или № 000) наждачной бумагой. Перед полировкой возможно «морение» дерева, то есть окраска поверхности в более темные тона.

После этого производится полировка политурой. Политура имеется в продаже в готовом виде. Ее можно приготовить и самому. Для этого в бутылку на 100 весовых частей спирта всыпают 10–15 весовых частей сухого шеллака. Бутылку плотно закупоривают и ставят на хорошо освещенное место (окно). Время от времени содержимое взбалтывают. Политура считается готовой к употреблению, как только растворится весь шеллак и в бутылке будет мутная желтовато-бурая жидкость. Чтобы нанести политуру на дерево, потребуется 50—100 граммов ваты и небольшие куски чистой полотняной тряпки.

Гладко выструганную поверхность дерева сначала циклюют (выравнивают, сглаживают) куском стекла (рис. 92, а).

Рис. 92. Полировка дерева.

Стекло берут в руку и острым ребром его с некоторым нажимом проводят по дереву в направлении волокон, удаляя все неровности. После этого поверхность дерева зачищают мелкой стеклянной бумагой. Для этого надо обернуть листом наждачной бумаги прямоугольный деревянный брусок и его широкой стороной производить зачистку. В результате обработки поверхность дерева станет еще более гладкой, но будет все же матовой.

Окончательную доводку поверхности делают стеклянной бумагой, бывшей в употреблении. На такой отработанной бумаге остается только мельчайшая стеклянная пыль. Эта последняя операция придает поверхности дерева глянец.

Полировку следует делать с помощью завернутого в тряпку тампона из ваты. Кусок ваты берут такой величины, чтобы при довольно сильном сжатии он имел объем с куриное яйцо (рис. 92, б). Тряпку надо взять размером около квадратного дециметра. Затем ком ваты кладут в тряпку и на него с одной стороны наливают политуру так, чтобы пропиталась его верхняя часть (рис. 92, в): ком ваты должен впитать около чайной ложки политуры. Края тряпки довольно туго стягивают, при этом в средней части тампона сквозь тряпку начнет просачиваться политура. Эта сторона тампона и будет его рабочей поверхностью.

Столяры обычно наносят политуру кругообразным движением тампона, но для начала этот способ труден. Легче наносить политуру отдельными полосками прямолинейными движениями тампона, начав с одного какого-нибудь края и смещая их так, чтобы каждая полоса слегка перекрывала предыдущую (рис. 92, г). По каждой полосе можно проводить тампоном дважды — например от себя и к себе. При прохождении тампона на поверхности дерева остается тонкий слой политуры. Этот слой затем наращивается при дальнейшей полировке.

При полировке следует придерживаться следующих правил: тампон должен касаться поверхности дерева только во время движения. Никоим образом нельзя останавливать руку с тампоном, когда он касается поверхности дерева. Если это произойдет, то тампон сразу же прилипнет к поверхности, и его придется с усилием отрывать. Такое место очень трудно поддается полировке, иногда его совсем не удается выровнять. Тогда приходится обдирать всю поверхность и начинать полировку сначала. Если пренебречь этим, на поверхности дерева останется пятно. В подобных случаях столяры говорят, что в этом месте дерево «сожжено».

Смачивание ваты политурой повторяется только после того, как тампон станет совершенно сухим. В этом легко убедиться, проведя тампоном по листу бумаги. Если от тампона остается след, это значит, Что в нем еще имеется политура. Если не придерживаться этого правила и преждевременно смачивать тампон, поверхность получается полосатой; на ней, как говорят столяры, остаются «ласы». Такую поверхность можно выровнять, если после каждого смачивания тампона полировать им до тех пор, пока он не станет совсем сухим.

Для облегчения полировки рекомендуют растереть на рабочей поверхности тампона несколько капель подсолнечного масла.

Полировать надо не торопясь, проходя последовательно всю поверхность так, чтобы вернуться к начальному месту не ранее чем через несколько минут. Первая полировка продолжается с небольшими паузами, около 2 часов, затем надо сделать перерыв, лучше всего на сутки. На следующий день снова полируют часа два, и т. д.

Тампон с ватой следует хранить в плотно закрывающейся стеклянной или жестяной банке, иначе он сильно высыхает, склеивается и становится для дальнейшего употребления непригодным.

Восстановить старую, потускневшую полировку легко одним спиртом, без шеллака, теми же приемами, какими производится нормальная полировка. Если поверхность поцарапана, ее выравнивают и полируют, как обычно, политурой.

В тех случаях, когда слой полировки поврежден, лучше ободрать его совсем (стеклянной бумагой или стеклом), а затем заново подготовить поверхность и отполировать ее.

Менее прочная, чем полировка, но довольно красивая обработка поверхности дерева, особенно дуба, получается при его вощении. Для этого поверхность подготавливают так же, как и для полировки, после чего на нее наносят тонкий слой воска, прокипяченного со скипидаром (две части воска, одна часть скипидара), затем поверхность растирают суконкой до появления блеска.

Пайка. Прежде чем приступить к пайке, надо облудить жало паяльника. Облуживание производится так. Очищенное напильником и достаточно нагретое жало паяльника погружают сначала в канифоль (чистая канифоль встречается в продаже под названием «смычковой», ею очень удобно производить пайку), а затем касаются им кусочка припоя — припой быстро расплавляется и покрывает тонким слоем заточенное жало. В качестве припоя употребляют олово или третник (одна часть олова и две части свинца). К залуженному жалу хорошо прилипает расплавленный припой и удерживается на нем в виде расплавленной капли. Для того чтобы спаять какие-либо детали или провода, надо места спайки тщательно (до блеска) очистить и затем облудить.

Облуживание зачищенных мест состоит в том, что сначала горячим паяльником на них наносится расплавленная канифоль, а затем при помощи нагретого жала паяльника берут припой и наносят его на место спайки. Не следует сразу тереть паяльником, а надо приложить жало так, чтобы большая часть его поверхности участвовала в прогреве места спая. Теперь несколько раз следует провести паяльником, чтобы равномерно растекся припой, затем отнимают паяльник и дают припою затвердеть.

Следует помнить, что пайка электрических монтажей и электрических цепей производится только с канифолью. При пайке электрических проводов с паяльной жидкостью происходит быстрое окисление и разъедание контактов, вызывающее нарушение электрической цепи. Во всех других случаях можно применять паяльную жидкость и нашатырь.

Паяльную жидкость легко приготовить самому. Для этого надо взять соляную кислоту, разбавленную водой (желательно дистиллированной) пополам, или еще более слабый раствор. В продаже соляная кислота чаще встречается под названием «технической». Она тоже годится для приготовления паяльной жидкости.

Приготовление паяльной жидкости заключается в растворении в ней кусочков цинка (протравливание кислоты). Процесс растворения цинка в кислоте сопровождается «кипячением» и выделением пузырьков водорода, в результате чего образуется раствор хлористого цинка. Полученный раствор хлористого цинка называют паяльной жидкостью. Паяльная жидкость будет полноценной тогда, когда вся превратится в раствор хлористого цинка. Для того чтобы проверить, готова ли она, в кислоту погружают новые кусочки цинка. Если они не растворяются — значит, паяльная жидкость вполне пригодна для пайки, и ее надо профильтровать.

Для облуживания жала паяльника применяют и нашатырь. Его можно купить в аптеках. Он встречается в виде белого порошка или кусочков. Облуживание паяльника нашатырем производится так. Жало паяльника, достаточно нагретое, очищают напильником до блеска. Порошок нашатыря насыпают в коробку и утрамбовывают его. Затем натирают жало о порошок. При прикосновении достаточно нагретого жала к порошку выделяется густой белый дым с довольно неприятным запахом. После этого жало прикладывают к кусочку припоя, дав ему расплавиться. К жалу должна пристать небольшая расплавленная капелька припоя. Осторожно, чтобы не стряхнуть капельку, снова натирают паяльник о нашатырь. Припой растечется по жалу и покроет его ровным слоем (облудит). Эту операцию можно повторить несколько раз, чтобы хорошенько вылудить жало.

Места пайки тщательно очищают наждачной бумагой и смачивают паяльной жидкостью. Паяльником набирают припой и прикладывают жало к месту спайки. Паяльная жидкость испаряется. Паяльник держат до тех пор, пока прогреется место спайки. Затем несколько раз проводят паяльником взад и вперед по месту спая. После остывания спаянных мест их протирают влажной тряпочкой, иначе металл около спая окислится. Если при пайке канифолью нагретое жало паяльника погружают в канифоль, то при пайке паяльной жидкостью его протирают нашатырем. На рисунке 93, а, в показано, как надо держать паяльник при пайке швов в стык и внакладку подогревным паяльником. Пайка электрическим паяльником монтажных проводов показана на рисунке 93, б.

Рис. 93. Различные виды пайки: а — внакладку; б — пайка проводов; в — встык.

Затем навешивают детали на медный стержень 2 с помощью медной проволоки, при этом следят за тем, чтобы был надежный контакт, между деталями и стержнем. К другому медному стержню 3 подвешивают лист или кусочек чистой меди 8 и все подвешенные детали опускают в кастрюлю так, чтобы они висели в электролите. Затем через 1–2 минуты включают ток от одного сухого элемента 4 типа ЗТ-У-30, причем минус присоединяют к стержню с деталями 7, а плюс к стержню с медью. Для регулировки величины тока в цепь включают реостат 5 и амперметр 6. Устанавливают плотность тока 0,01 ампера на 1 кв. дециметр поверхности детали и точно следят за продолжительностью электролиза.

Если электролиз длится 2 минуты, то получается коричневый цвет, от 2 до 3,5 минуты — фиолетовый цвет, от 3,5 до 5,3 минуты — синий цвет, от 5,3 до 6,3 минуты — голубой, от 6,3 до 8,5 минуты — бледно-зеленый, от 8,5 до 12 минут — желтый, от 12 до 13 минут — оранжевый, от 15,5 до 17 минут — зелено-синий, от 17 до 21 минуты— зеленый, свыше 21 минуты — розово-красный цвет.

По мере испарения электролита из ванны производится добавление чистой воды.

Для получения более контрастных цветов окраски полезно добавить в приготовленный электролит 20 граммов углекислого натрия (безводной соды).

Если окрашенная пленка получится некрасивой, ее можно легко снять. Для этого деталь погружают в слабый раствор аммиака (нашатырного спирта) на 1–2 минуты.

После окрашивания детали промывают в воде, сушат и покрывают тонкой пленкой бесцветного лака.

Когда пластинка остынет, иглой процарапывают надпись и осторожно удаляют стружки воска. Затем приготовляют небольшое количество 20—30-процентного раствора поваренной соли. Этим раствором смачива-

<В оригинале отсутствует часть текста. Прим. авт. fb2.>.