Text
                    ЭПЕКТРИЧЕСТВО

Н. Давыдов азбука ‘хюктричоских сжеаа о
ГолоВно Предохрани тель a Предохранители Контакты патрона Рис. 4. Рис. 1. Соединение проводов Рис. 2. Виды предохранителей Рис. 3. Патрон для предохранителей Рис. 4. Относительные размеры контактов и «пробок» для разных предельных токов
Рис. 5. Наиболее употребительные выключатели и переключатели Выводы контактов Рис. 6. Галетный переключатель Рис. 7. Электромагнитное реле (схематический рисунок) В этой брошюре вы узнаете о назначении деталей электрические сеем, о том, как из отдельные элементов собирается сложная конструкция, вы узнаете, какими символами на сеемае обозначаются эти элементы, про* читаете об ие свойствае. Предоеранители и выключатели, реле и неоновые лампы, транс* форматоры и батареи питания — вот „кир* пичики“, из которые вам предстоит собрать много интересные и полезные устройств. ПРОВОДА Ни одна электрическая схема не возможна без про- водов. Провода — это кровеносные сосуды, по которым течет электрический ток. Разорвите провод хотя бы в одном участке схемы, и погаснет лампочка, перестанет вращаться ротор электродвигателя, умолкнет электро- звонок. На схемах одиночный провод обозначается сплош- ной линией, а соединение проводов — точкой. Если провода пересекаются, но не соединяются — точки нет (рис. 1). Каким типом провода лучше всего поль- зоваться электрику? Любым. Правда, наиболее удобен провод МГВ, МГШВ и другие многожильные с хлор- виниловой изоляцией. Они выдерживают многократ- ные перегибания (одножильный провод от этого лома- ется) и легко паяются, потому что каждая проволока их жилы тщательно залужена. Таким проводом можно подводить напряжение к мощным элементам схемы, ^гребляющим большой ток (электродвигателям, мно- говаттным электролампам и т. п.). Если в этом случае использовать одножильный тонкий провод, то он будет греться, и даже может расплавиться его изоляция. Монтируя схему, лучше всего пользоваться паяльни- ком. Опытные электрики говорят: «Горячая пайка всег- да холодная, а холодная пайка всегда горячая». И не зря. Контакт при «холодной пайке» (простой скрутке проводов) получается плохим, и по закону Джоуля- Ленца место скрутки нагревается сильнее, чем осталь- ная часть проводки. Ни в коем случае при пайке про- водов (и вообще всей электросхемы) не пользуйтесь кислотой. Она остается на местах пайки и разъедает их. «Международное» средство — канифоль. Купить ее всегда можно в музыкальных магазинах (скрипачи пользуются канифолью, натирая ею смычки). Цепи низкого напряжения можно монтировать тол- стым медным проводом, диаметром 1,5—2 мм. Монтаж получается жестким и, как говорят радиолюбители, «культурным». ПРЕДОХРАНИТЕЛИ Непременное и обязательное звено любой схемы, которая включается в осветительную сеть — плавкий предохранитель. Не будь его, электрический ток, вдруг по каким-либо причинам превысивший свою силу, в долю секунды мог бы наделать больших бед. Надолго погас бы экран телевизора, замолчал бы приемник. Не перегори в нужный момент пробки, задымили бы прово- да и пришлось вызывать пожарную команду. Устройство предохранителя очень престо. Это мед- ная или свинцовая проволочка, заключенная в изоли- рующую оболочку — картонную, стеклянную, фарфо- ровую — с двумя выводами, которыми предохранитель включается в цепь. Каждая такая проволочка рассчи- тана на определенный ток. При большем токе она пла- вится и разрывает цепь, последовательно с которой включена (предохраняя ее таким образом). Этот ток зависит от материала проволоки (медь, свинец) и от ее сечения. В приемниках и телевизорах, например, до- статочно тонкого волоска. В пробках на квартирном электрощитке — свинцовый прутик толщиной с гри- фель карандаша. Предохранители можно делать и самим, если точно знать, какую проволоку для какого тока подбирать. Но лучше пользоваться только покупными. Они дешевы и никогда не подведут. На рис. 2 вы видите несколько типов предохранителей, которые* могут встретиться в вашей практике. В электроприборах предохранители вставляются в специальные гнезда и патроны. Наиболее удобна кон- струкция с завинчивающейся головкой (рис. 3). Смон- тированный на передней панели схемы патрон обес- печивает легкий доступ к предохранителю и позволяет быстро его сменить. Конструкция предохранителя, который вы ставите в схему, может быть любой и никакого влияния на эту схему не оказывает. В квартирной электрс проводке используют «проб- ки», рассчитанные на токи 4, 6 и 10 а. Чтобы избежать опасной ошибки и не ввернуть 10-амперный предохра- нитель на место 4- или 6-амперного, центральный контакт патрона предохранителя ‘ изготовляют разной высоты. Наименьшую высоту имеет контакт 4-ампер- ного предохранителя. Далее они отличаются друг от друга на 2 мм (рис. 4). ВЫКЛЮЧАТЕЛИ Как и предохранитель, каждой электрической схеме необходим выключатель. Конструкции выключателей бывают самыми разнообразными (рис. 5) и так же не оказывают никакого влияния на схему. Самое важное, на что следует обратить внимание при выборе типа выключателя, это его предельный рабочий ток (он пи- шется на корпусе). Превышать его нельзя, в противном случае контакты выключателя обгорят, и он 'выйдет из строя. Необходимо также знать, что это условие справедливо лишь для безиндуктивных цепей, то есть цепей электроламп, нагревательных приборов и т. п. Выключатели, которые разрывают цепи питания электродвигателей, обмоток, трансформаторов, соле- ноидов, обгорают сильнее, потому что индуктивность (обмотка) в цепи возбуждает сильную искру. В этом случае выключатель следует выбирать мощнее в 1,5— 2 раза, чем получается по расчетам. Наиболее удобны для маломощных электросхем широко распространенные «тумблеры». Они применя- ются во многих промышленных приборах и пригодны для большинства конструкций юного электрика. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ Часто в схемах необходимо попеременно включать тот или иной участок цепи (в модели светофора, на- пример, зажигать одну из трех лампочек), менять на- правление вращения электродвигателя и т. д. В этом случае пользуются переключателями. Конструкции переключателей бывают самыми разнообразными: «тумблеры», галетные, пакетные, кулачковые (когда выступы на вращающемся барабане замыкают какую- либо группу контактов). Если вам потребуется поменять лишь полярность источника питания для изменения направления вращения электродвигателя, то вполне достаточно двухполюсного «тумблера». Для универ- сального измерительного прибора необходим галетный переключатель на 10—12 положений, где одновременно коммутируемых пар может быть и четыре и пять (в за- висимости от сложности схемы). При выборе типа переключателя помните о допу- стимом токе для контактов, тогда вы не станете для опытов с мощным электродвигателем брать радиопере- ключатель. На рис. 6 вы видите один из распространенных ти- пов — галетный переключатель. На рисунке показана только одна плата. Зачастую же необходимо иметь их несколько — в этом случае лишь удлиняется арматура (ось и болты). РЕЛЕ Одной из интересных разновидностей переключателя является реле. Это тоже переключатель, но управляв мый на расстоянии. Электрический ток, проходя через обмотку реле намагничивает металлический сердечник. Сердечник притягивает якорь, который, надавливая на контакты, замыкает, размыкает или переключает их. Схематично упрощенное устройство реле изобра- жено на рис. 7. Общий вид распространенного типа реле РСМ по- казан на рис. 8 (кожух снят). Наша промышленность выпускает настолько много разновидностей реле, самых различных типов и назначений, что рассмотреть в этой брошюре хотя бы десятую долю их числа не представ- ляется возможным. Как показала практика, наиболее популярные реле — РЭС-6, РС-13, РСМ, РПН, РКН, МКУ-48 и РП (разных номеров). Однако это вовсе не означает, что, имея реле другого типа, нужно с грустным вздохом отложить его в «общий» ящик. Для схем юного конструктора годится любое реле прием- лемых габаритов. Конечно, всегда следует отдавать предпочтение тем реле, которые потребляют меньший ток и у которых контакты массивнее. Они и экономичнее и надежнее. Для чего же нужны реле, спросите вы, если суще- ствуют и выключатели и переключатели? Не проще ли включить устройство непосредственно «тумблером»? Но не торопитесь с выводами. Истинную ценность реле вы поймете, когда потребуется управлять мощным электродвигателем, удаленным от вас на значительное расстояние (водяной насос вашего дома и т. п.). Вы ска- жете, для этого достаточно мощный выключатель и со-
РСМ-1 Рис. 8. Реле РСМ-1 Рис. 9. Схема управления электродвигателем на расстоянии ответственные ему провода. Мощный выключатель не всегда вписывается в квартирный интерьер, а длинный кабель к нему и дорог и не больно красив. Куда проще воспользоваться элементарной схемой (рис. 9). Нажми- те кнопку Кн. Ток от батареи побежит по тонким про- водам к реле Р, расположенному вблизи электродви- гателя, а замкнувшиеся контакты реле включат пита- ние двигателя. Часто же реле работает в таких схемах, где участие человека просто немыслимо. Это автоматические си- стемы, которые управляются сами по своему «разуме- нию». Пример — ваш домашний холодильник, которому лучше известно в какой момент времени щелкнуть соб- ственным «тумблером» и прекратить охлаждение. Кроме того, реле используются в сочетании с «не- онками», радиолампами и транзисторами, что является чистейшей автоматикой, за которой «тумблеру» просто не угнаться. Не всегда реле призвано служить включателем. Часто это выключатель и коммутатор нескольких це- пей. Поэтому и контакты у него бывают: нормально- разомкнутые, нормально-замкнутые и переключающие (рис. 10). У одного и того же типа реле бывают разные сочетания таких контактных групп. Это позволяет со- здавать самые сложные схемы. Имея две пары нормаль- но-разомкнутых контактов, можно собрать очень ин- тересную схему самоблокировки (рис. 11). Когда кноп- кой Кн-1 реле включается, контакты 1—2 замыкают уже разомкнутую кнопку, а контакты 3—4 включают исполнительную цепь (лампочку и т. п.). Теперь вы- вести схему из рабочего состояния можно только ра- зомкнув цепь питания обмотки реле. Эту роль выпол- няет «обратная» кнопка Кн-2, подобная тем, которые выключают свет в автомобиле и холодильнике при за- хлопывании их дверей. Чтобы включать лампочку, вряд ли кто будет применять довольно сложную, бло- кирующую схему. А вот в промышленности она при- меняется часто — на всех токарных станках, в реле времени для фотопечати и т. п. Если под руками у вас не окажется реле, совсем не трудно сделать его самому. Возьмите катушку от ниток. Намотайте на нее до заполнения тонкий изоли- рованный медный провод. Вставьте в отверстие гвоздь или болт (для него вам придется рассверлить отверстие). Закрепите якорь и контакты этим же болтом. Подробно конструкцию этого реле рассматривать не будем, вам интереснее сконструировать его самостоятельно. Пом- ните только, что якорь, сердечник и соединительные металлические детали должны составлять в целом замкнутый магнитопровод, похожий на вытянутую букву «о». ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ Немногим по виду от лампочек накаливания отли- чаются неоновые лампы. Два металлических стакан- чика, один в другом, две пластинки или две проволоч- ки, запаянные в баллон с инертным газом неоном (обычно смесью неона и аргона) — вот и все их нехитрое устройство (рис. 12). Но простота эта — кажущаяся! Физические процессы, происходящие в «неонках», неизмеримо сложнее, чем свечение б в Рис. 10. Разновидность контактных групп: а) нормально-разомкнутая; б) нормально-замкнутая; в) переключающая волоска в лампочках накаливания и делают «неонку» одним из самых удивительных, интересных и пер- спективных элементов электрических схем. Достаточно сказать, что на любой неоновой лампочке можно собрать множество схем. Это и усилитель низкой частоты и фотореле, ячейка электронной вычислительной машины и генератор «тона» для изучения азбуки Морзе, это различные сигнализаторы и измеритель- ные приборы. Если к неоновой лампе приложить небольшое напряжение (соберем простую схему, рис. 13) и по- степенно увеличивать его, то настанет момент, когда лампочка загорится. Сколько бы вы ни повторяли этот опыт, загораться лампочка будет при одном и том же показании вольтметра. Напряжение, при ко- тором лампочка загорается, называется напряжением зажигания. Для каждой «неонки» оно строго определенно. Од- нако вы, наверное, удивитесь, если взглянете на вольт- метр снова. Стрелка отклонилась влево, а» лампа горит. Это и есть характерное свойство всех неоновых ламп загораться при одном напряжении, а гореть при мень- шем, которое называется напряжением горения. В таблице напряжения горения неоновых ламп не при- водим, так как они имеют большой разброс для одного и того же типа ламп. Однако его нетрудно определить самостоятельно при помощи схемы на рис. 13. Взгля- ните на включенный последовательно с горящей «неонкой» миллиамперметр. Он отметит какой-то ток— ток горения. Можно и теперь повыгнать напряжение на электродах «неонки». Будет растЦ лишь ток, но не напряжение. Свойство неоновых ламп таким образом стабилизировать напряжение и легло в основу стаби- литронов — ламп, стабилизирующих напряжение в соответствующих участках схем. Выло бы неверно думать, что стабилитроны — принципиально новый вид газоразрядных ламп. От «неонок» они отлича- ются лишь намного большими размерами отрицатель- ного электрода-катода, что позволяет им пропу- скать через себя большие токи. Имея же стабилит- рон, смело ставьте его в схему, если под руками нет «неонки». Но вернемся к току горения. Если посмотреть в таб- лицу основных параметров неоновых ламп, то он не превышает 4—5 миллиампер. Это ток номинальный. «Неонка» способна пропустить и более сильный ток. Но электроды ее нагреются, и в конце концов лампа выйдет из строя. Поэтому, рассчитывая схему, пом- ните: если расчетный ток даже в 1,5—2 раза превышает ток горения вашей «неонки», ищите другую или ставьте стабилитрон. Говоря о расчетах, имеем в виду закон Ома, по ко- торому вычисляется величина добавочного сопротив- ления к «неонке» или сопротивление всей последователь- ной цепи (реле+резистор и т. п.). И, наконец, вопрос «жизни» или «смерти» неоновых ламп — добавочное (или балластное) сопротивление, которое включается с ними последовательно. Если вы попытаетесь обойтись без него, опыты закончатся неудачно в десяти из десяти случаев. «Свободная» неоновая лампочка пропускает через себя весь ток, который способе.! создать источник питания, и это ее моментально губит. На таблице 1 вы видите основные параметры распространенных неоновых ламп. Рис. 11. Схема самоблокировки электромагнитного реле Рис. 12. Неоновые лампы Рис. 13. Схема для снятия вольт-амперных характеристик газоразрядных приборов
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕОНОВЫХ ЛАМП Таблица 1 Тип лампы Новое обозначение U заж. в 1, ма СН-1 150 20 СН-2 654-82 80 МН—3 484-65 1 МН—4 80 1,5 42 МН-5 ТН-0,3 504-150 0,2 МН—6 604-.90 0,8 МН—6а 55 0,8 МН-7 87 0,44-2 МН-8 ТН—0,2 85 1 МНт-11 85 4±.1 МН-12 95 0,2 МН-15 220 ±15 0,45 95СГ—9 654-95 3 ПН-1 TH—0,9 200 1 ПН—2 115 1 ПН-3 TH-0,5 654-90 0,5-1 ФН—2 TH—1 140 1 ВМН-1 160 2 ВМН—2 126 — УВН-1 550 — ВН—1 — —— ВН-2 ——- —- ТМН—2 200 50 НД-2 220 485 Рис. 14. Тиратрон МТХ-90 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТИРАТРОНЫ Вы теперь хорошо знаете, что каждая «неонка» имеет свое постоянное напряжение зажигания. Изме- нить его простыми способами невозможно (разве что осветить «неонку» мощным пучком света или поместить под рентгеновское излучение). Но есть и более сложные «неонки», с тремя электродами. Этот-то третий электрод и совершает «революцию». Достаточно кратковремен- ного появления тока на нем, и «неонка», находящаяся под напряжением, не близким от ее напряжения зажи- гания, вдруг вспыхивает. Эта удивительная «неонка» называется тиратроном. («Тира» — по гречески «дверь» — третий электрод). Наша промышленность вы- пускает немало самых разнообразных тиратронов. Но говорить мы будем только об одном, самом удачном и универсальном — МТХ-90, на котором можно собрать большинство схем с неоновыми лампочками (рис. 14). Конструктор этого тиратрона — замечательный совет- ский ученый Лев Николаевич Кораблев. Введение в «неонку» третьего электрода сделало ее замечательным прибором с редкими свойствами. Ток 100 микроампер в цепи сетки (управляющего электрода, который по аналогии с электронными лампами и для краткости называют сеткой), снижает напряжение за- жигания тиратрона со 150 до 85 в. Если последователь- но с тиратроном включить электромагнитное реле, то оно сработает, как только слабый импульс подожжет лампу, и она начнет пропускать ток. Таким образом, мы получили усилитель, умножающий силу приходя- щего сигнала в несколько тысяч раз. Тиратрон МТХ-90 рассчитан на длительную работу с реле, срабатывающим от тока до 35 ма (РСМ, напри- мер). При условии, что сразу после срабатывания реле блокируется и отключает тиратрон, само при этом оста- ваясь включенным. Иначе электроды тиратрона разо- греваются. Нормальным рабочим током тиратрона мож- но считать ток до 10 ма. Это ток, при котором срок службы тиратрона достаточно велик (несколько тысяч часов). Основные параметры тиратрона МТХ-90 при- ведены ниже. ПАРАМЕТРЫ МТХ-90 1. Напряжение зажигания — не менее 150 в. 2. Напряжение горения при токе 10 ма — не бо- лее 65 в. 3. Наименьшее напряжение анода — 85 в. 4. Напряжение зажигания участка сетка-катод—65 в. 5. Напряжение зажигания участка анод-катод — 150—320 в. 6. Напряжение зажигания участка анод-сетка — 150—285 в. 7. Напряжение горения участка сетка-катод (при раз- ных токах) — 35—50 в. 8. Напряжение горения участка анод-катод —45—63 в. 9. Пусковой сигнал — 2—20 в. 10. Ток зажигания — 3—60 мка. 11. Наибольший средний ток — 20 ма. 12. Амплитуда анодного тока в течение 5—10 секунд— 40—100 ма. 13. Вес лампы — 2—2,5 г. 14. Диаметр лампы — не более 10—12 мм. 15. Длина баллона — 28—32 мм. 16. Длина с выводами — не более 42 мм. 17. Стоимость оптовая — 60 коп. Как видите, лампа МТХ-90 довольно стойкая. 5—10 секунд тока от 40 до 100 ма выдержит далеко не всякая «неонка». Это значит, что в крайних случаях, при условии самоблокировки, можно применять реле с током срабатывания до 100 ма. Но, подчеркиваем, в крайних случаях. Тиратрон с успехом заменяет почти все неоновые лампы. Их в нем, выражаясь упрощенно, целых три: сетка-катод, анод-катод и анод-сетка. Руководствуясь таблицей, вы можете выбрать любой участок по напря- жению его зажигания. Но, забегая вперед, заметим, что наиболее употребителен участок сетка-катод, т. к. катод МТХ-90 — самая хорошая часть тиратрона. Он обладает большой рабочей поверхностью и способен выдерживать большие токи. Наименее употребителен участок анод-сетка. Почему, подумайте сами. Наш рассказ о газоразрядных лампах будет неза- вершенным, если мы не опишем метод тренировки этих ламп. Включите неоновую лампу или какой-либо участок тиратрона МТХ-90 в схему на рис. 13. Запишите в тет- ради их напряжения зажигания и горения. Если вы оставите схему включенной и пойдете готовить уроки, то, вернувшись через четыре-пять часов и повторив опыт, заметите, что характеристики лампы изменились. Зажигание и горение стало происходить при меньших напряжениях. Больше этот многочасовой опыт вам провести не удастся. Сколько бы вы ни выдерживали лампу под напряжением, напряжение зажигания и го- рения не изменяется (а если и изменяется, то очень незначительно). В этом случае мы говорим, что лампа «оттренирована», так как параметры ее стабилизиро- вались. Для чего тренируют газоразрядные лампы? Если лампу не тренировать, она постепенно «оттре- нируетея» сама, работая в вашей схеме. А это значит, что изменившиеся ее параметры нарушат работу всей схемы. Естественно, что этого бы вам не хотелось. По- этому тренировку ламп считайте частью всей вашей творческой работы. Включая лампу на несколько часов, примите к све- дению, что чем больше тренирующий ток, тем скорее можно закончить процесс. Однако многочисленные опыты показали, что наилучший вариант, когда ток не превышает 20—30 ма, а время тренировки около 5—6 часов. Сопротивление, включенное последователь- но с лампой (на рис. 13 показано пунктиром), должно быть достаточно мощным. Иначе оно попросту может не выдержать пятичасовой «каторги». Проще всего такое сопротивление составить из трех двухваттных резисторов по 20 килоом каждый. Работая с электрическим током, вы рано или поздно почувствуете, что батарейка карманного фонаря и ос- ветительная сеть более чем скромный выбор. По ходу работы неминуемо появится необходимость в раз- личных напряжениях. В подобных случаях обычно выручают трансформаторы — нехитрые приборы, изме- няющие величину переменного напряжения и перемен- ного электрического тока. Трансформатор представ- ляет собой устройство, состоящее из расположенных близко одна от другой катушек. Обычно эти катуш- ки намотаны на общий железный сердечник (схе- матическое изображение трансформатора вы видите на рис. 15). Ту катушку, к которой подводят напряже- ние и ток для преобразования их величин, называют первичной обмоткой. Катушку, с которой снимают пре- образованные напряжение и ток, называют вторичной обмоткой. Напряжение и ток во вторичной обмотке при определенном напряжении и токе в первичной об- мотке зависят от коэффициента трансформации. В чис- ленном выражении коэффициент трансформации — это частное от деления количества витков первичной об- мотки на вторичную. Величину напряжения и тока во вторичной обмотке можно определить, у множив те же величины в первичной обмотке на коэффициент транс- формации. Например: Коэффициент трансформации равен 50; трансформатор понижающий, следовательно: 220 : 50=4,4 в. Каждый трансформатор имеет сердечник из набора стальных пластин. Пластины изолированы друг от дру- га лаком или тонкой бумагой, что уменьшает их нагрев и увеличивает КПД трансформаторов. Изготовить трансформатор можно и самому, если иметь трансфор- маторное железо и достаточное количество обмоточного провода. Но иногда этого можно не делать, поскольку почти всегда можно подобрать готовый трансформатор из предназначенных для телевизоров, магнитофонов, радиоприемников. Откроем маленький секрет, как получить самое «популярное» среди юных электриков напряжение — 6,3 в. В качестве понижающих можно использовать многие выходные трансформаторы приемников и теле- визоров. Так, например, выходной трансформатор от радиоприемника «Рекорд 53-М» при включении его в сеть 220 в развивает на вторичной обмотке до 7 вольт без нагрузки. Подключив электролампочку, вы пони- зите напряжение до 5,8—6,5 в. Электрозвонок — тоже готовый трансформатор. Подключите его к сети. На выводах с надписью «кнопка» будет около 6—7 вольт без нагрузки. Это относится только к современным звонкам, так называемого «трансформаторного» типа. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ Трансформатор сможет выручить вас только в том случае, если ваша схема требует переменного тока. Постоянный ток не трансформируется, и получать его нужно иными способами. Один из них — выпрямление. Самый распространенный в настоящее время метод выпрямленря ‘— при помощи полупроводниковых дио- дов (рис. 16).
Рис. 15. Схематическое изображение трансформатора Д7Ж,Д226 Д205 Рис. 16. Полупроводниковые диоды Рис. 17. Однополупериодное выпрямление Диод — прибор, пропускающий электрический ток только в одну сторону. Благодаря этому он «оставляет» только положительные полупериоды графика пере- менного тока (рис. 17) и таким образом превращает его в пульсирующий ток одного направления. Это очень по- хоже на постоянный и для некоторых электроустройств вполне подходит. Но щетки электромотора, питаемого таким током, искрят, а якорь реле дребезжит. Естест- венно, что наша первая задача — превратить его в «гладкий», без заметных пульсаций. Выход есть и из этого положения. Параллельно нагрузке подключите конденсатор с большой емкостью (рис. 18). Заряжаясь от предыдущего полупериода, он не успевает разря- диться до последующего и этим как бы «сглаживает» пульсацию. Для ваших конструкций подойдут диоды типов: Д7Ж, Д226, Д205. В пределах каждой группы дио- ды отличаются выпрямленным напряжением. Выбрать наиболее подходящий для вашей конструкции диод можете из таблицы 2. Таблица 2 Тип диода Ug в Jg ма Д7А 50 150 Д7Б 100 150 Д7В 150 150 Д7Г 200 150 Д7Д 300 150 Д7Е 350 150 Д7Ж 400 150 Д202 100 200 Д203 200 200 Д204 300 200 Д205 400 200 Д226 400 150 Д226А 300 150, где Ug — предельное обратное напряжение, в, Ig — предельный ток, ма. Лучше всего для электросхем применять кремневые диоды Д202—Д205. Они сохраняют «трудоспособность» вплоть до температуры корпуса 120° С. Тогда как для германиевых диодов группы Д7 температура уже 50°С крайне нежелательна. БАТАРЕИ ПИТАНИЯ Иногда вам приходится использовать в качестве источника питания батарею гальванических элементов. Батареи незаменимы в двигающихся моделях, которые не могут быть связаны с осветительной сетью, в перенос- ных приемниках и т. п. Можно насчитать немало раз- личных видов батарей, дающих напряжение от 1,2 в до 300 в. В первом случае это просто гальванический элемент, в остальных — то или иное число элементов, соединенных в единый блок (коюрый, собственно,5 и называется батареей). Простейший гальванический элемент состоит из двух пластин или стержней (электродов), погруженных в раствор какой-либо кислоты, щелочи или соли (элект- ролит). Электролит и металл химически взаимодейст- вуют, и на зажимах элемента.появляется разность элек- трических потенциалов или электродвижущая сила ОДС). Важной величиной, характеризующей элемент, яв- ляется его емкость. Емкость элемента определяет собой количество электричества при определенных условиях разряда. Емкость определяется произведением вели- чины разрядного тока на число часов работы элемента и измеряется в ампер-часах. Зная емкость и разделив ее на разрядный ток, можно определить длительность работы в часах. Так, имея батарейку от карманного фо- наря емкостью 0,5 ампер-часа, можно разрядить ее в те- чение одного часа, забирая по 500 миллиампер. Можно растянуть «удовольствие» на пять часов, расходуя по 100 миллиампер каждый час. На этикетках фабричных элементов и батарей име- ются обозначения из букв и цифр. В большинстве слу- чаев первая цифра указывает условно размеры и ем- кость. Чем больше цифра, тем они больше. Далее идет буква С, что означает «сухой». Буквы Л, X и У харак- теризуют внешнюю с)эеду, в которой элемент может нормально работать. Л—летний, X — холодостойкий, У — универсальный. Параллельное соединение элемен- тов увеличивает емкость батареи, последовательное — напряжение (рис. 19). Батареи, имеющиеся в продаже, предназначаются главным образом для питания карманных фонарей и радиоприемников. Они бьш от накальные и анодные. Разница между ними очень большая. Батареи накаль- ные сухие (БНС) могут при последовательном включе- нии питать анодные цепи схемы длительное время (цепи с тиратронами, «неонкамиЛ. Батареи анодные сухие (БАС) даже при параллельном включении не смогут заставить ’светиться лампочку накаливания. И хотя анодные батареи дают 60 в и выше, лампочка не пере- горит. Весь секрет различий БНС и БАС в их внутрен- нем сопротивлении. У БАС оно во много раз больше, чем у БНС. Поэтому анодные батареи более «терпимо» относятся к коротким замыканиям и разряжаются не столь скоро. Учитывая все сказанное выше, вы сможете выбрать тип батареи для своей схемы. I ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ До сих пор мы говорил^ о вспомогательных элемен- тах схемы, которые создает рабочие условия для ос- новных и управляют ими. Один из основных элементов электрических схем — электродвигатель. Двигатели бывают постоянного и переменного токов. Если двигатель постоянного тока подключить к источ- нику переменного, его щетки будут искрить. Если дви- гатель переменного тока подключить к источнику по- стоянного тока, то последний вращаться не будет (щеток в этом двигателе нет). Ротор двигателя перемен- ного тока — круглый кусок металла — вращается только потому, что его увлекает вращающееся ^тагнит- ное поле обмоток статора. Ротор двигателя постоянного Рис. 18. Сглаживание пульсаций при помощи конденсатора тока — рамка или множество рамок — сам создает магнитное поле. Взаимодействуя с магнитным полем статора, поле ротора пытается повернуть рамку, как магнитную стрелку, «севером» к «югу». Когда ему это удастся, вращение прекращается. Но здесь выручает несложное устройство — коллектор (рис. 20). Это два полукольца, которыми заканчиваются выводы рамки. Повернувшись вместе с полукольцами, рамка никак не может «севером» встйть против «юга», потому что коллектор каждые 180° меняет полюса источника пи- тания. Результат — рамка вращается. Так, в несколь- ких словах мы рассказали об электродвигателях. Рас- сказали очень упрощенно, потому что электродвигате- лям можно посвятить целые книги. И посвящают. Мы же пожелаем вам больше экспериментировать с «живыми» деталями. Со временем это выработает у вас известные навыки и «вкус» к конструкторской мысли. ЛАМПОЧКИ НАКАЛИВАНИЯ Еще один активный элемент электрических схем. Применяется для освещения, сигнализации и как гру- бый вольтметр, когда по свечению волоска судят’ о напряжении источника питания. Лампочки накалива ния могут с равным успехом гореть как от постоянного, так и от переменного тока. Каждая лампочка имеет свой «характер», который заключается в напряжении, на которое она рассчитана, и мощности, которую отдает. Чтобы делать простейшие расчеты схем с лампочками накаливания, необходимо знать формулу: Р P — U • 7 или I = у t где Р — мощность, вт; U — напряжение, в; I — ток, а. Напряжение, а также мощность или ток, всегда указывается на цоколе лампочки. Лампочки накаливания имеют примерно одинаковую конструкцию и различаются в основном только цоко- лями. На рис. 21 вы видите три разновидности цоколей. Вот и все, дорогой друг, что мы хотели тебе рассказать. Еще раз перечитай те места, которые с первого раза тебе показа» лись трудными, и смело берись за инстру» менты. Теперь ты конструктор!
Рис. 20. Рамка в магнитном поле — простейший электродвигатель Рис. 21. Лампочка накаливания
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 30/V-68 г. Бумага 70 X 1О8'/|в. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54913 Уч.-изд. л. 1,24. Тираж 100 000. Заказ ЛА 2167. Изд. ЛА 199 По оригиналам издательства «МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж-54, Валовая, 28
долю ui иля aielim рол аборатория
Вам, вероятно, не раз приходилось сталкиваться о неприятностью, когда вдруг в квартире погас- нет свет или по непонятно# причине перестает ра- ботать электрический чайник, утюг, электроплитка, полотер, пылесос, а у торшера, например, никак не загораются лампочки, сколько бы вы ни щелкали вы- ключателем. В чем же дело? Почему исправные до сих пор быто- вые электрические приборы неожиданно отказываются действовать? А дело в том, что все эти приборы, будь то пылесос и#и утюг, стиральная машина или электрический кипя- тильни# —- все они требуют внимательного ухода и время от времени профилактического, предупреждаю- щего серьезные повреждения ремонта, замены некото- рых частей — щеток, нагревательных элементов, кон- тактов и клемм. Большую часть повреждений в бытовых электриче- ских цриборах легко обнаружить и устранить самому, не обращаясь в ателье по ремонту, а более сложный ремонт лучше производить с помощью родителей или старших товарищей. Однако, чтобы быстро найти в приборе неисправ- ность и уметь ее правильно устранить, надо обяза- тельно хорошо знать, как устроен и работает данный электрический прибор, иначе вы рискуете потерять напрасно много времени на поиски повреждения и вы- яснения его причины. Кроме того, быстро и надежно произвести ремонт молено только при условии, если под рукой у вас ока- жутся необходимые для этого инструменты, простейшие контрольные приборы или приспособления. Поэтому неплохо иметь у себя в квартире постоянное рабочее место, нечто в виде домашней электролаборатории, оборудованной на первых порах самым необходимым. Как же организовать такую лабораторию? Прежде всего нужно обзавестись инструментом. Вот что потребуется для вашей электролаборатории: паяльник на 220 и 127 вольт мощностью 90 и 50 ватт, пинцет, нож, плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, ножницы по металлу, молоток весом 250-—350 г, набор надфилей, набор напильников, любительская ножовка с запасными полотнами, зубило, ручная дрель, набор сверл от 2 до 5 мм, керн, ручные тисочки, настольные тиски, отвертки, пробник, набор различных наждач- ных шкурок, набор проводов разных сечений и в раз- ной изоляции. Кроме всего прочего, необходимо всегда иметь ? «кладовой» лаборатории некоторый запас плавких предохранителей на тот случай, если понадобится сроч- но заменить перегоревшие, несколько выключателей, щтепсельных розеток и вилок, один-два электропатро- на, комплект электроламп. Ну и безусловно нельзя обойтись без изоляционной ленты, без нее не мыслим даже самый незначительный ремонт электроприборов. Такое инструментальное хозяйство надо где-то хранить и не только ^ранить, но и содержать всегда в порядке. Советуем вам оборудовать себе постоянное рабочее место. Это можцо сделать по-разному. Все за- висит от того, где оно будет у вас располагаться и что вы можете использовать под рабочий стол, за которым придется работать. Вот, и примеру, в вашем распоряжении есть обык- новенная табуретка. Ее можно приспособить под пере- дви^снрй рабочий стол, который легко на время работы поставить к окну или просто перенести к месту «ава- рии». Ничего, что табуретка низковата. К ней можно смастерить простенькую скамейку, и подучится вели- колепное рабочее место. Табуретку придется немного «дооборудовать» (рис. 1). Для этого обейте табуретку с трех сторон кусками фанеры или толстым упаковоч- ным картоном. Для хранения запасов материала сделайте полочку. Прибейте к каждой паре ножек сосновые брусочки се- чецием 20x30 мм (их хорошо видно на рисунке), а на брусочки положите вырезанную по размерам толстую фанеру или выструганные дощечки толщиной 10 мм. Чтобы полочка не сдвигалась с места, прибейте ее к брусочкам. Для инструмента сделайте еще одну полочку — ниже, на перекладинах табуретки. Такой инструмент, как напильники, плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, молоток, отвертки, ножницы, всегда должен находиться перед вами, так как им часто приходится пользоваться. Поэтому сделайте для него полояку-держалочку. Это гладко выструганная доска шириной миллиметров 150—200 и толщиной 15— 20 мм, прибитая к задней стенке табуретки. К доске прцбейте по брусочку размером 50x20x20 мм, а к брусочкам — рейку. Между доской и рейкой вставьте напильники, ножницы, кусачки и другой инструмент. рабочий стол можно сделать из тумбочки (рис. 2). Чтобы увеличить полезную площадь такого стола, с тумбочки снимите верхнее основание, а вместо него прибейте несколько выструганных досок толщиной 15—20 мм. Общая ширина прибитых досок должна на 150—160 мм быть больше ширины самой тумбочки. Длина же досок должна быть такой, чтобы под ними по бокам тумбочки можно было пристроить вместитель- ные ящики для хранения материала, деталей, инстру- мента. С каждой стороны сделайте по два выдвижных ящика, Материалом для них могут служить доски 150—200 мм шириной и толщиной 10—12 мм или десяти- миллиметровая фанера. Из такой же фанеры очень удобно сделать и карманы для ящиков, и внутреннюю перегородку (на рисунке показана пунктирными ли- ниями). Ящики лучше делать с отделениями — ячей- ками, в которых рассортируйте крепеж, мелкие запас- ные детали и т. п. Ящики, как и карманы для них, собирайте на гвоз- дях и клею (лучше казеиновом). На ящики и дверцу тумбочки не забудьте поставить ручки. Их можно выточить самому или купить готовые— от буфетов и шифоньеров. Занимаясь ремонтом бытовых электроприборов, часто приходится пользоваться различными справоч- никами, руководствами по ремонту. Эта, а также и другая техническая литература, специальные пособия всегда должны находиться поблизости от рабочего ме- ста. С этой целью сделайте в своем рабочем столе полку. Полка должна быть достаточно прочной, так как к ней хорошо прикрепить настольную лампу. Прочность полки обеспечивают угловые накладки. Выпилите их из тех же досок или фанеры, из которых собрали полку. Накладки промажьте в местах соеди- нения с частями полки клеем и прибейте. Под рабочий стол можно приспособить письменный стол, дополнив его полкой и двумя тумбами, в которых разместите мелкий инструмент, материалы, детали (рис. 3). На полке хватит места и для книг. Чтобы це портить поверхность стола, на время работы вам при- дется накрывать его плотным картоном или куском гетинакса. Тумбы делайте так же, как делали карманы для ящиков, только наружные стены тумб должны быть несколько длиннее внутренних, тогда вы сможете го- товую надстройку к письменному столу для надежности прибить или привернуть шурупами. Отшлифуйте свое изделие шкуркой, сначала крупной, затем мелкой и покройте полку ц боковые стенки тумб темным лаком (только не черным), а передние стенки ящиков и полки правой тумбы — светлым, в тон лакировки письменного стола. К ящи- кам подберите ручки по цвету, гармонирующему с об- щей лакировкой. Около письменного стола установите штепсельную розетку для паяльника и настольной лампы. А теперь несколько простейших приспособлений. Ремонт электроприборов домашнего пользования и квартирной электрической сети не обходится без провер- ки цепи. Такую проверку удобно производить конт- рольной лампочкой (рис. 4). Возьмите электрический ‘ патрон и присоедините к его контактным винтам два провода длиноц около полу- метра. Свободные концы проводов зачистите от изоля- ции, об л удите и припаяйте к двум латунным или мед- ным стержням. Стержни возьмите диаметром 3—4 мм. Место пайки и часть стержней оберните несколькими слоями изоляционной ленты. Вместо ленты хорошо на стержни надеть хлорвиниловые изоляционные трубки. В патрон вверните электролампочку на 220 вольт мощ- ностью не больше 15 ватт. При выполнении электроремонтных работ вам при- дется пользоваться электрическим паяльником. Для него нужно сделать подставку. Она представляет сосЪй прямоугольную выстру- ганную дощечку толщиной 10 мм, на которой двумя шурупами привернута скоба, согнутая из мягкой стали 1,5—2 мм (рис. 5). Концы скобы имеют вертикальные вырезы. В один вырез, когда вы кладете на подставку паяльник, ложится стержень паяльника, в другой — соединительная трубка, вделанная в ручку. Устройство другой подставки показано на рис. 6. Ее основанием является тоже выструганная дощечка. Но вместо металлической скобы укреплен фигурный кронштейн, выгнутый из трехмиллиметровой медной или стальной проволоки. Концы кронштейна заострены и вбиты в дощечку. Разместите на подставке две баночки (например, от вазелина), одну для канифоли, другую для олова. При ремонте бытовых приборов часто бывает необ- ходимо убедиться в целости электрического шнура или других проводов. Для этой цели хорошо собрать очень простое по устройству приспособление, которое полу- чило название «пробник». Он состоит из батарейки для карманного фонаря типа КБС, лампочки на 3,5 вольта, патрона для нее, двух отрезков изолированного много- жильного провода длиной по 700—800 мм и двух одно- полюсных вилок (рис. 7). На небольшой дощечке с помощью скобы, согнутой из полоски белой жести, прикрепите батарейку, рядом привинтите болтиками или шурупами патрон для лам- почки. Один цолюс батарейки припаяйте (предвари- тельно изогнув его) к контакту патрона. К другому полюсу и ко второму контакту патрона припаяйте про- вод. К свободным концам провода прикрепите одно- полюсные вилки. Выключатель на этот простейший прибор можно не ставить. Его функции может выпол- нять и савда лампочка, для чего ее придется, когда нужно, ввертывать или вывертывать. Чтобы проверить, нет ли в проводе повреждения, сначала до отказа вверните • лампочку, потом однополюсными вилками коснитесь концов провода. Если лампочка при этом не будет гореть, значит, где-то в проводе имеет- ся повреждение. Если же при касании вилками лампочка загорится, провод хороший и пригоден для эксплуатации. Пробником может быть и карманный фонарик. В нем надо только просверлить отверстие и вывести через него два провода. Чтобы провод не перетирался об металл, пропустите его через кусочек хлорвиниловой трубки. Один конец провода припаяйте к пластинке, к которой прижимается центральный контакт лампоч- ки. Другой конец провода соедините с батарейкой. Для этого тот полюс батарейки, который соединяется обычно с лампочкой, отогните, вложите в изгиб зачи- щенный от изоляции конец провода и зажмите его плоскогубцами. Этот пробник более удобен, так как в фонарике есть свой выключатель и вам не надо вкру- чивать и выкручивать лампочку. Основным инструментом при электромонтажных ра- ботах является электрический паяльник. Промышленность выпускает паяльники мощностью в 50, 90 и больше ватт. Для мелких электромонтажных работ больше подходит паяльник на 50 ватт. Он имеет прямой стержень диаметром 6—7 мм. Очень удобно иметь паяльники со сменными стержнями; чтобы легко можно было пользоваться стержнями, сделайте для них переходную муфту (рис. 8). Муфта — это отрезок трубки с толщиной стенки 4 мм. Внутренний диаметр трубки должен соответствовать диаметру стержня па- яльника. Распилите стержень так, чтобы он выступал из паяльника на 20 мм. Насадите на выступающий конец трубку и просверлите сквозное отверстие диаметром 2 мм. В отверстие вставьте штифт — кусочек гвоздя или стальной проволоки. Штифт должен входить в от- верстие достаточно туго, чтобы не мог сам выскочить. В том месте, где будет находиться конец сменного стер- жня, также просверлите отверстие и нарежьте в нем резьбу под 3-миллиметровый винт. Вставьте в муфту сменный стержень и зажмите его ввернутым винтом. Переходная муфта удобна еще и тем, что позволяет быстро менять стержни, имеющие разную форму (рис. 8). Применять паяльники надо в соответствии с их пря- мым назначением. Так, например, спаивать тонкие провода паяльником мощностью 90 ватт, значит, пере- греть и провод, и контакты. В то же время теплоот- дачи маломощного паяльника (на 50 ватт) будет недо- статочно для нормального прогрева, если вы спаиваете тонкие провода,— качество пайки получится низкое, соединение ненадежное. Какие же электромонтажные работы вы можете выполнить? Сращивание обмоточных проводов. При сращивании обмоточного провода, особенно при наматывании кату- шек электрического звонка, электроизмерительных приборов, обмотки статора электродвигателя и т. д. применяется скрутка, т. е. оборванные концы накла- дывается друг на друга и свиваются. Скрутка — самый простой вид соединения проводов. Надежность соеди- нения намного возрастет, если скрученные концы до- полнительно пропаять. Само собой разумеется, что перед скручиванием с провода надо тщательно счистить изо- ляционное покрытие. Сращивание проводов ПР и ШР. Сращиваемые кон- цы, предварительно очищенные от изодяции, положите один на другой крест-накрест, потом скрутите на два- три оборота и только после этого каждый конец обкру- тите вокруг другого провода так, чтобы витки плотно ложились друг к другу. Для абсолютной надежности сращивания следует провода пропаять. Места соедине- ния проводов обмотайте в два слоя изоляционной лен- той, причем лента должна миллиметров на десять-пят- надцать перекрывать изоляцию обоих проводов. Многожильный провод сращивайте так же, как и однопроволочный, только перед сращиванием сначала пальцами, а потом плоскогубцами туго скрутите вместе все проволочки провода (рис. 9). Захватывайте прово- лочки за самые концы. К сращиванию шнура относитесь серьезно. Очень важно правильно выбрать место сращивания, в против- ном случае может произойти короткое замыкание про- водов, чреватое очень серьезными последствиями. При- учитесь раз и навсегда обрезать провода шнура для сращивания ступенькой, то есть так, чтобы один конец подлежащего сращиванию провода был на 50—60 мм длиннее другого конца (рис. 10). Тогда у вас никогда не окажутся места соединения одно под другим, а следовательно, будет совершенно исключена возмож- ность короткого замыкания даже в том случае, если вдруг по какой-либо причине окажется поврежденной изоляционная лента. Приемы сращивания шнура ничем не отличаются от описанных выше для однопроволочных и многопрово- лочных (многожильных) проводов.
Рис. 4. Контрольная лампочка Рис. 8. Крепление муфты к паяльнику Рис. 9. Сращивание многожильного провода
Ответвление провода. Иногда бывает необходимо к одному проводу подсоединить под углом другой про- вод. Такая операция носит название ♦ответвление про- вода» (рис. 11). В том месте, где вы желаете сделать соединение проводов, удалите изоляцию. Конец подсое- диняемого провода обкрутите вокруг основного. Об- мотку произведите плотно, виток к витку. Ответвление от шнура. Ответвление от шнура де- лается для подключения лампочки, штепсельной ро- зетки, а также для подключения выключателя. В пер- вом случае ответвление ведется параллельной линией, во втором — последовательной (рис. 12). Это значит, что при параллельном ответвлении в электрическую цепь может подключаться несколько электрических приборов, действующих одновременно или в любой последовательности (торшер, утюг, лампа общего ос- вещения, приемник, холодильник, дополнительная штепсельная розетка и т. д.). При последовательном от- ветвлении все приборы могут работать или одновремен- но, или быть полностью выключенными. Поэтому в по- следовательную линию вводится только выключатель, размыкающий лампы (или лампу) общего освещения. Как же произвести ответвление параллельной линии? Раздвиньте скрученные провода основной линии так, чтобы можно было снять изоляцию. Снимите изоля- цию с концов дополнительных проводов и закрутите их вокруг основных проводов так, как было описано выше. Места соединений аккуратно обмотайте изоля- ционной лентой и, если надо, поставьте изоляцион- ный ролик, к которому привяжите провода. При последовательном ответвлении снимите изоля- цию только с одного основного провода, после этого перережьте его ножом или перекусите кусачками. С разорванными концами скрутите концы дополнитель- ного провода, места соединения изолируйте лентой и прикрепите провода к установленному ролику. Заделка концов провода. Концы проводов, подсое- диняемые к монтажной арматуре (штепсельные розет- ки, выключатели, патроны, вилки), заделывайте «коль- цом» или «тычком» (рис. 13). «Кольцо» применяйте тогда, когда токопроводящие части монтажной арма- туры имеют винты или болтики с гайками. Конец про- вода очистите от изоляции на расстояние около четы- рех сантиметров, туго скрутите проволочки и сделайте круглогубцами такую петлю, чтобы в нее вошел винт. Для предотвращения саморазвертывания петли остав- шийся за ней провод закрутите. Если у вас не окажется круглогубцев, то петлю сверните на самом винте (гвоз- де, сверле) такого же диаметра, что и у винта. После заделки петли обмотайте провод изоляционной лентой. «Тычком» подсоединяйте однополюсные вилки, раз- ного рода наконечники, некоторые конструкции вы- ключателей, переключателей и т. д. Для подготовки «тычка» конец провода очистите от изоляции, скрутите проволочки и опаяйте. Обрежьте конец провода и об- мотайте до нужной длины его изоляцией так, чтобы оставался один «тычок». Установка изоляционных роликов. На дереве (на потолке, на стене) ролики крепятся с помощью шурупов, имеющих полукруглые головки. Применять шурупы с кончиками (потайными головками) совершенно не- допустимо, так как такие головки, если сильно завер- нуть шуруп, могут расколоть ролик. Не следует при- бивать ролики гвоздями, В крайнем случае под шляпки гвоздей подложите кусочки резины, кожи, иначе при заколачивании гвоздя можно расколоть ролик. На кирпичном, каменном или бетонном основании ролики крепятся иначе. Сначала в основании шлямбу- ром (трубкой с зубчатыми краями) пробейте отверстие, в которое потом забейте деревянную пробку. Выступаю- щую часть пробки обрежьте ножом заподлицо со стеной и уже в пробку ввертывайте крепящий ролик шуруп. Можно и другим способом прикрепить ролик на твер- дом основании. Для этого отверстие заполните густым гипсовым или алебастровым раствором. Раствор уплот- ните нажатием пальцев и вдавливайте в него шуруп, который предварительно проденьте в отверстие ролика. Обмотайте проволокой его выступающую нарезанную часть. Дайте раствору затвердеть. Через 30—40 минут к роликам можно уже подвязать провода. Монтаж комнатной проводки начните с разметки линии. Установите на ней ролики и подвесьте к ним провод. Затем оснастите проводку патронами, выклю- чателями и штепсельными розетками. Ролики разме- щайте на равном расстоянии друг от друга по прямой линии. Перед розетками и выключателями и там, где провод поворачивает под углом, установите дополни- тельные ролики. Подвешиваемый провод натяните и подвяжите к крайним роликам, а затем уже привя- жите толстыми прочными (суровыми) нитками (но не проводом) к остальным. Штепсельные розетки и вы- ключатели устанавливайте па деревянных розетках, которые привинтите шурупами на высоте 150—170 мм от пола. Рис. 10. Сращивание сетевых проводов Рис. 12. Ответвление от шнура: а) параллельное, б) последовательное Ремонт плавких предохранителей. Назначение плав- ких предохранителей — разрывать автоматически элект- рическую цепь, когда в ней по какой-либо причине про- изойдет короткое замыкание. Плавкий предохранитель представляет собой (рис. 14) литой фарфоровый корпус, в котором находится нить — тонкая проволочка, при- паянная к резьбовому цоколю предохранителя и к его центральному контакту. Эта проволочка и перегорает при коротком замыкании. И хотя корпус от этого не страдает, предохранитель приходится выбрасывать. Научитесь восстанавливать предохранители, тогда вы сможете использовать их несколько раз. Пробейте шилом в центральном контакте маленькое отверстие, пропустите через него внутрь корпуса предохранителя медную проволочку диаметром не больше 0,2 мм и вытяните второй конец в отверстие, расположенное выше резьбового цоколя. Натяните проволочку и кон- цы ее припаяйте к центральному контакту и цоколю. Ремонт плавких предохранителей для приемников, телевизоров, магнитофонов (рис. 15) несколько отли- чается от ремонта предохранителей осветительной сети. Вот как это надо делать. Проколите в обеих кол- пачках предохранителя отверстия размером с толщину швейной иголки и пропустите через них медную про- волочку диаметром 0, 15 мм. Припаяйте ее снаружи к колпачкам, а лишние концы, как показано на рис. 15 пунктирными линиями, обрежьте ножницами. Плавкий предохранитель восстановлен, и его можно опять ис- пользовать. Если на щитке несколько предохранителей, как же обнаружить сгоревший? Коснитесь стержнями проб- ника центрального контакта и резьборого цоколя, если это сетевой предохранитель, или колпачков, если предохранитель предназначен для приемника. При исправном предохранителе лампочка пробника заго- рится. Ремонт бытовых приборов. Если прибор перестал работать, сначала проверьте пробником соединительный шнур, который предварительно отключите от прибора. Соедините один стержень пробника с любым штырьком штепсельной вилки, а другой попеременно вставляйте в трубчатые гнезда разъема. Затем соедините стержень с другим штырьком штепсельной вилки и проделайте то же самое. В обоих случаях, если провод не имеет механических повреждений, лампочка пробника за- горится. Если этого не произойдет, следовательно в шнуре или у самой вилки, или у разъема, или в тех местах, где провода заделываются под винты и болтики, есть обрыв провода. Сложней, когда повреж- Рис. 11. Ответвление провода дение где-то в шнуре. Здесь придется прощупать паль- цами и проверить на излом каждый сантиметр шнура. На переломе шнур легче гнется и не такой упругий. Однако таким приемом в мягком шнуре найти повреж- дение довольно трудно. Здесь поможет пробник, снаб- женный простым приспособлением — щупом из двух обыкновенных швейных иголок, вставленных в вилки пробника (рис. 16). С такой переделкой пробник при- обретает подлинную универсальность, так как теперь вы можете иголками прощупать шнур любого бытового прибора. В месте повреждения разрежьте провод и соедините полученные концы. Если проверка покажет, что шнур в полной сохран- ности, неполадки надо искать в самом приборе. Для всех приборов бытового пользования с нагревательным элементом (таких, например, как электрическая плат- ка, электрический утюг, электросамовар) чаще вс^го характер неисправностей бывает одинаковый, так как вызывается одной и той же причиной — ослаблением контакта между отводом нагревательного элемента! и винтом или гайкой, под которые этот отвод зажимается. Дело в том, что от времени и от большой температу- ры происходит окисление, частичное обгорание соеди- нения, и в результате этого затяжка винта, а такжд и гайки несколько ослабляется. Ослабление контакта, как всегда, влечет за собой его перегрев, от чего пере- горает и обламывается отвод нагревательного элемента. Поэтому после проверки электрошнура надо по- смотреть, целы ли отводы нагревательного элемента. Если окажется, что один отвод, а то и оба действитель- но перегорели, надо заняться их ремонтом. ( Отвод перегорает или около самого винта (гайки) или вблизи нагревательного элемента. Обычно длина отвода бывает достаточной для того, чтобы свернуть и, закрепить новую петлю. Но если длины отвода не хва- тает для свертывания новой петли, придется перегорев-1 ший кусок отвода наращивать. Возьмите кусочек тон-, кой белой жести (можно отрезать от крышки или ко- робки консервной банки) размером приблизительно 6x6 мм, сверните пополам, внутрь свернутой жес(ги, заправьте на 1—2 мм концы перегоревшего отвода, । зажмите, как можно туже, жесть плоскогубцами. Вы- ступающие концы загните, как показано на рисунке 17. Теперь хороший контакт будет обеспечен, и прибор снова будет работать безотказно. Так же надо ремонтировать и перегоревшие спирали электроплиток и утюгов, у которых нагревательный элемент состоит из спирали с нанизанными на нее изо- ляторами в виде чашечек. Неисправности в торшерах и настольных лампах возникают часто из-за переломов и перетираний шнура Рис. 14. Устройство плавкого предохранителя около вилки или у самого патрона. Поэтому, если в на- стольной лампе, в торшере нет света, причину этого надо искать в шнуре, но прежде проверьте, не перего- рели ли сами лампы. Если шнур целый, проверьте кнопочный выключа- тель. Если не слышится характерного щелчка при на- жатии на кнопку или кнопка не возвращается в перво- начальное положение, выключатель испортился. Заме- ните его новым. Отверните винт, который держит крышку розетки, и снимите ее. Между двумя металлическими пружинными стоечками вы должны увидеть натянутую проволочку. Если ее нет, значит, предохранитель сгорел. Удалите оставшиеся в стойках кусочки нити и натяните медную проволочку диаметром 0,2 мм. После этого поставьте на место крышку и вверните винт. Обычно гнезда штепсельной розетки сделаны в виде трубочек, на которые надеты пружинные полоски или проволочные кольца. Бывает, что эти кольца опуска- ются, и тогда гнезда расширяются. В таких гнездах вилка болтается и сильно греется. Подтяните кольца повыше и, если нужно, сожмите их немного плоско- губцами, и тогда вилка будет крепко удерживаться в розетке и перестанет нагреваться. Розетка подсоединяется к проводам при помощи небольших винтов. Если винты закручены не до отказа, слабо, розетка начинает греться. Прежде чем подвин- чивать винты, проверьте, не потемнела ли от перегрева проволочная петля, а то ее предварительно следует по- чистить лезвием ножа. В выключателе чаще выходят из строя перекидные контакты. Они обгорают от перегревания, и образовав- шаяся окалина не пропускает электрический ток. По- этому окалину и нагар нужно удалить мелкой шкуркой. Проверьте соединение контактов. Подвижные и непод- вижные контакты в момент срабатывания выключате- ля должны плотно соприкасаться друг с другом. В настоящей брошюре рассмотрены лишь некоторые случаи повреждений бытовых электрических приборов и арматуры осветительной сети. На самом деле причин, вызывающих повреждения, гораздо больше. Но при- обретенный постепенно практический опыт ремонта поможет вам справиться и с ними. Рис. 13. Заделка концов провода: а) «кольцом», б) «тычком» Рис. 16. Щупы для пробника Ребята! Будьте осторожны при работе с электриче- ским током! Ремонт осветительной сети, замену пат- ронов, выключателей, розеток производите только при вывернутых пробках. Обязательно следите за тем, чтобы они у вас были всегда исправными. Рис. 17. Сращивание перегоревших концов отвода
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 3/V1-68 г. Бумага 70Х 108’/ie. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54919 Уч.-изд. л. 1,12. Тираж 100 000. Заказ № 2167. Изд. № 200. По оригиналам издательства «МАЛЫШ* Комитета по печати при Совете Министров РСФСР Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж-54, Валовая, 28
И. Давыдов простые ii3.tiepiiitiO4biibie npubopbi
Рис. 1. «Пробник» на неоновой лампе Рис. 2. Отвертка-индикатор
Отложен паяльник. На столе готовая конструкция. Но готовая ли? Ведь собрать электрическую схему — только полдела. Про- верка, тщательная настройка — вот залог ее нормальной работы. И в этом помогут простые измерительные приборы, описание которых вы найдете в этой брошюре. Сразу построить тестер или вольтметр на много пределов измерений не каждому под силу. Да они и не нужны на первых порах юному электрику. Наличие напряжения, его полярность, обрыв цепей схемы можно опре- делить простейшими индикаторами. И уже немного позже, когда вы наберетесь опыта, а в плане вашей работы появятся сложные конструкции, вот тогда и придется поду- мать об измерительной лаборатории. ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ Тот, кто работает с напряжением выше 100 вольт, хорошо знает, как удобен для обнаружения различных неисправностей и ремонта аппаратуры индикатор на- пряжения — «пробник», как его иначе еще называют. Он помогает найти «фазу», узнать, где обрыв, заменяет контрольную лампу. При помощи такого индикатора можно легко про- верить исправность любого бытового электроприбора, включив штепсельную вилку одним штырьком в сеть и коснувшись другого шупом индикатора. Если прибор исправен, лампочка индикатора будет светиться как бы велико ни было сопротивление прибора. Как сделать такой индикатор, ясно из рисунка 1. Неоновая лампочка может быть любой — ТН-0,2, ТН-0,3 (старое обозначение МН-8, МН-5, МН-3). По- следовательно с ней необходимо включить резистор на 500 ком, чтобы не получить поражения током, если тело вдруг окажется заземленным. Лучше всего под- ходит резистор МЛ Т-0,5. Выводы его надо обрезать и опилить напильником до колпачков. К другому концу резистора припаяйте кусок медной проволоки диа- метром 2—3 мм и длиной 60—70 мм. Конец проволоки заострите напильником. На проволоку нужно надеть хлорвиниловую трубку, оставив неизолированным ко- нец длиной 8—10 мм. Это делается для того, чтобы при работе с индикатором не замкнуть случайно соседних цепей. Чтобы трубка сидела плотно, ее нужно взять не- сколько меньшего диаметра, чем проволоку. Трубку на 30 сек. отпустите в ацетон — она легко натянется на проволоку. После окончания пайки оберните резистор и часть цоколя лампы изоляционной лентой. Свободным долж- на оставаться лишь часть цоколя у стекла длиной 8— 10 мм, которую при работе индикатора вы будете дер- жать пальцем. В этом случае ваше тело служит как бы «земляной» обкладкой конденсатора, а лампу заставляет светиться емкостный ток. Полезно баллон лампы по- крыть черным лаком, оставив незакрашенным торец. Тогда свечение будет заметно даже при ярком свете. УНИВЕРСАЛЬНАЯ ОТВЕРТКА Более сложный, но зато и более универсальный ин- дикатор можно собрать в обыкновенной отвертке. По- добным инструментом пользуются даже опытные элект- рики. Для изготовления индикатора подойдет любая от- вертка с ручкой из изоляционного материала. В центре ручки просверлите отверстие диаметром 11—12 мм до металлического стержня (рис. 2). У резистора МЛ Т-0,5 сопротивлением 300 ком обрежьте выводы. Торцы очи- стите от краски и запилите надфилем до блеска. Под- готовленный таким образом резистор вставьте в отверт- ку, опустите на него пружинку от шариковой авторуч- ки и неоновую лампочку ТН-0,2 или ТН-0,3. Пружинка обеспечит хороший контакт лампочки и резистора со стержнем. Отверстие сверху заклейте кусочком плексигласа. В ручке отвертки против цоколя неоновой лампочки просверлите отверстие и вставьте в него кусочек толстой проволоки до контакта с цоко- лем. Он будет плюсовым выводом, который во время работы прижимается пальцем. Это нужно при проверке электрических цепей, когда тело служит обкладкой конденсатора, а лампу зажигает емкостный ток. Наш индикатор указывает лишь наличие напряже- ния в исследуемой цепи. Если же требуется определить полярность тока, нужна специальная «неонка» — УВН-1 или МН-6 (рис. 3), у которой хорошо виден в отдельности каждый электрод. Ручку отвертки в этом случае также просверлите с торца, но сбоку сделайте два отверстия, в которые будут видны электроды. У от- верстий поставьте знаки «4~» и «—». Контактный шты- рек выводится через пробку на торце. Полезно сделать под пробку защипку, и отвертку можно носить, как авторучку, в кармане. Если в проб- ке расклепать гильзу от малокалиберного патрона, то в получившееся гнездо можно вставлять ножку вилки испытуемого прибора (рис. 4). Коснувшись другой ножки пальцем, можно определить исправность прибора по свечению «неонки». Полярность в цепях постоянного тока определяется по электродам неоновой лампочки — светится всегда тот электрод, который находится под отрицательным напряжением. Коснитесь отверткой провода. Свечение отверстия «+» или «—» укажет полярность. При пере- менном токе светятся оба электрода. Это обстоятельство очень полезно при проверке выпрямительных диодов. Включите схему, где стоит диод, в сеть. Коснитесь от- верткой плюсового вывода диода. Если засветятся оба электрода «неонки», диод пробит. ИСПЫТАТЕЛЬ ИЗОЛЯЦИИ Причиной многих поражений электрическим током часто оказывается плохая изоляция электроприборов. Ее нужно проверять в первую очередь. Прибор на нео- новой лампочке поможет и здесь. Несмотря на предель- ную простоту, он очень эффективен и примечателен тем, что лампа зажигается лишь в случае некоторого предельного значения сопротивления изоляции (рис. 5). На выводах резистора Rr необходимая для зажигания лампы разность потенциалов возникает только тогда, когда ток через резистор достигает достаточной силы. Сопротивление резистора Rr нетруднр вычислить по формуле, несколько напоминающей формулу закона Ома: Виз— наименьшее допустимое сопротивление изо- ляции, мрм; С7с— напряжение сети, в; U3— напряжение зажигания неоновой лампы, в. Если резистор R1 заменить переменным, получится интересный прибор —измеритель сопротивления изо- ляции (рис. 6). На ось переменного резистора насадите ручку со стрелкой и по шкале определяйте сопротивление изо- ляции. Шкалу проградуируйте в мегомах по нашей формуле. Пользование прибором несложно. После подключе- ния питания и испытуемой цепи ручку переменного ре- зистора плавно вращайте до тех пор, пока «неонка» не загорится. Положение стрелки на шкале покажет сопротивление изоляции. Если вы не сможете достать высокоомный пере- менный резистор, придется «схитрить» и использовать переключатель с большим числом положений, подклю- чив к каждому его контакту по резистору. Получится ступенчатый магазин сопротивлений (рис. 7). Десять положений переключателя для испытателя изоляции вполне достаточно. ПРОБНИК НА ЛАМПОЧКЕ НАКАЛИВАНИЯ Пробник на неоновой лампочке позволяет опреде- лять наличие напряжения только выше 100 вольт. Для проверки электроприборов «на обрыв» необходимо участие осветительной сети. Это не всегда желательно и не всегда безопасно. Во всех случаях, когда сопро- тивление проверяемой цепи не превышает 20 ом, лучше пользоваться простой схемой из соединенных последо- вательно батарейки и лампочки от карманного фонаря (рис. 8). Коснитесь щупом пробника проверяемого участка цепи. Если лампочка загорится, обрыва в цепи нет и сопротивление ее ниже 20 ом. Таким методом проверя- ется целость нити накала ламп, низкоомных обмоток трансформаторов, электродвигателей и т. п. Пробник можно собрать в мыльнице, разместив в ней батарейку и укрепив в отверстии на крышке лам- почку. Лампочку и батарейку соедините последова- тельно. К свободным их концам припаяйте два провода и выведите через отверстия в крышке. Скрученные и залуженные концы проводов будут служить щупами. Если захотите иметь настоящие щупы, воспользуйтесь двумя цанговыми карандашами, вставив вместо гри- фелей заостренные отрезки медной проволоки диамет- ром 2,2 мм. Провода от лампочки и батарейки пропу- стите через отверстия их кнопок и припаяйте к метал- лической трубке автокарандаша. ОММЕТР ИА НЕОНОВОЙ ЛАМПЕ Имея пробник на лампочке накаливания, о сопро- тивлении электрических цепей вы можете судить только примерно. Измерение же сопротивлений — одна из тех операций, которую проводить юному электрику при- ходится особенно часто. Поэтому наличие омметра в вашей домашней лаборатории весьма желательно. Но заводские приборы дороги, а для самодельного нужна «головка» — дефицитный высокочувствительный мик- роамперметр. Соорудить простейший омметр можно из пяти деталей — головных телефонов, переменного ре- зистора, тумблера, конденсатора и «неонки». Схема его проста (рис. 9), а точность (при условии тщательной градуировки) достигает 1%. Омметр построен по схеме генератора тона, который в головных телефонах вырабатывает звук определенной высоты. Высота эта целиком зависит от сопротивления эталонного резистора Вэт. Измерение производится ме- тодом сравнения. К зажимам прибора подключите ре- зистор с неизвестным сопротивлением Rx. В телефонах появится звук. Переключите тумблер П в положение 2. Вращайте ручку переменного резистора Вэт до тех пор, пока звук в телефонах не станет таким же, как и при положении 1 переключателя П. Стрелка на шкале Яэт укажет сопротивление резистора Вх. Самый сложный этап в изготовлении омметра — градуировка шкалы Вэт. Для того чтобы она была рав- номерной, необходимо иметь переменный резистор, у которого сопротивление между средним и любым из крайних выводов изменяется прямо пропорционально углу поворота сси. Такой зависимостью обладают ре- зисторы любого типа, но специальной группы А. Ре- гуляторы громкости в приемниках имеют другой закон изменения сопротивления (а соответственно и другую букву в обозначении группы— В) й для нашей схемы не подходят. Градуируется шкала омметра прй помощи несколь- ких резисторов с известными сопрдтивлениями. Под- ключите сначала самый низкоомный резистор к зажимам R*. Запомните высоту звука и, включив тумблером переменный резистор Вэт, подберите вращением его оси точно такой же звук. Против стрелки, которая на- дета на ось Вх, поставьте величину известного сопро- тивления. Проделайте эту операцию несколько раз, и вы получите на шкале несколько эталонных точек. Рас- стояние между ними разделите на одинаковое количе- ство делений. Это и будет шкалой омметра. Чем больше эталонных точек вы найдете на шкале, тем, естественно, точнее она будет. Пределы измерения омметра зависят от нескольких величин: от напряжения питания, от типа неоновой лампы, от емкости конденсатора и сопротивления пере- менного резистора — эталона Вэт. Напряжение питания может быть любым — от 80 до 120 вольт. Неоновая лампочка — тоже любого типа. Конденсатор выберите емкостью от 1000 до 20—30 ты- сяч пикофарад. Сопротивление переменного резистора от 200 килоом до 2—3 мегом. В отдельных сочетаниях величин питающего напряжения, сопротивления пере- менного резистора и емкости конденсатора генератор может не заработать. Тогда нужно изменить номинал какой-либо детали. В силу этого даже примерных пре- делов измерения омметра мы указать не можем. Они зависят только от ваших деталей. ВОЛЬТМЕТР НА НЕОНОВОЙ ЛАМПЕ Не намного сложнее омметра вольтметр на «неонке». В основе его работы лежит замечательное свойство всех неоновых ламп — зажигаться прц строго определенном напряжении для каждой отдельной лампы (даже в пре- делах одного типа лампы могут отличаться друг от друга на несколько единиц, а иногда и десятков вольт). Определите это напряжение при помощи любого вольт- метра, который найдется в каждом радиокружке или у опытных радиолюбителей, и у вас появится эталон. На этой «неонке» — эталоне вы и соберете компактный, простой и точный вольтметр. Предположим, что в вашем арсенале имеется «не- онка» ТН-0,2 (МН-8) с порогом зажигания 87 в. По- давая на нее 87 в, вы в любое время сможете ее зажечь (этого нельзя сказать про напряжение хотя бы 86 в и можно — про 89 в и выше). Стало быть, «предельный» вольтметр у вас уже имеется. Вольтметр очень и очень «бедный». Наша задача расширить пределы его «изме- рения» (читайте — зажигания лампочки). Это нетрудно. Возьмите такой же переменный резистор, как и для омметра. Включите его по схеме потенциометра (рис. 10). Теперь, вращая ручку, вы сможете всегда подобрать напряжение для зажигания «неонки» — 87 в, какое бы большое напряжение ни подавали на «вход» потенциометра. Отградуируйте шкалу переменного ре- зистора — и точный вольтметр готов. Для этого вам надо достать только на полчаса вольт- метр до 500 в и подключить его параллельно в^оду по- тенциометра. Естественно, что вам понадобится соот- ветствующий выпрямитель (хотя бы с напряжением до 300 в). Но раз вы ощущаете нужду в вольтметре для измерения высокого напряжения, то и выпрямитель, дающий это напряжение, должен быть у вас. ВОЛЬТМЕТР ДЛЯ НИЗКИХ НАПРЯЖЕНИЙ Вольтметр, который вы собрали по предыдущех! схеме, может измерять напряжения от 87 до 500 в. Часто же приходится проводить измерения ниже этого предела. И вот тут-то «замечательное» свойство «неонки» — зажигаться при определенном напряжении — обора- чивается против вас. Тем не менее выход из положения был найден давно, и схема низковольтного вольтметра на неоновой лампе неоднократно описывалась в лите- ратуре. Вот она (рис. 11). Посмотрите внимательно на рисунок. Схбма нисколько не отличается от предыдущей. Только резистор R2 отсоединен от минусового провода. 4. Универсальный индикатор Рис. 5. Испытатель изоляции Рис. 6. Измеритель сопротивления изоляции Рис. 7. Магазин сопротивлений Рис. 8. Пробник на лампочке накаливания Рис. 9. Омметр на неоновой лампе к, 220/1 Рис. 10. Вольтметр до 500 в. Рис. 11. Вольтметр для низких напряжений
Рис. 12. Амперметр на неоновой лампе Рис. 16. Внешний вид вольтметра Подайте в разрыв цепи резистора напряжение от бата- рейки карманного фонаря — 1,5 в. Если до этого «не- онка» горела, то небольшое напряжение батарейки ее погасит, потому что как бы «вычитает» само себя из общего напряжения питания схемы. А как вы уже зна- ете, нехватка уже 1 в препятствует зажиганию неоно- вых ламп. Тут же — целых 4,5 в. Если тедгерь вы будете медленно вращать движок потенциометра, то очень скоро «неонка» снова загорится. Смело отмечайте это положение движка, как 4,5 в. Повторив операцию с разными источниками низких напряжений, вы получите шкалу вольтметра для этих напряжений. Вам даже не следует собирать обе схемы вольтметров. Достаточно иметь лишь две шкалы, а разрыв цепи В2 при надобности замыкать тумблером. Ваша лаборатория пополнилась универсальным вольт- метром. Вольтметр на «неонке» очень чувствителен к смене полярности измеряемого и питающего напряжения. Путать их нельзя, так как лампа при длительном пита- нии «наоборот» изменяет свои параметры — «растрени- ровывается» (физические процессы, происходящие при этом в лампе, очень сложны и не поддаются популярно- му объяснению). Полезно иметь на вольтметре и infra л у переменного напряжения. От постоянной она отличается увеличенными в 1,4 раза показаниями. Точность вольт- метра на переменном токе меньше. Рис. 13. Вольтметр с одним пределом измерения АМПЕРМЕТР НА НЕОНОВОЙ ЛАМПЕ Рис. 14. Внешний вид вольтметра Рис. 17. Схема омметра Для его изготовления необходимо иметь всего три детали: переменный резистор, трансформатор с коэф- фициентом трансформации 40—50 и «неонку». Взгля- ните на схему (рис. 12). Ток нагрузки, подключенной к зажщиам 3—4, проходит через низкоомную первичную обмотку трансформатора и возбуждает во вторичной переменное напряжение. Если теперь движком потен- циометра довести «неонку» до порога зажигания, по шкале его вы прочтете величину тока, потребляемого нагрузкой. «Неонка» может быть любого типа, но жела- тельно с наименьшим напряжением зажигания. Потен- циометр группы А до 100 ком. Трансформатор с соотно- шением числа витков не менее 1 : 40. Если сопротивле- ние первичной обмотки больше 1—2 ом, то при большом токе обмотка может сильно греться. Тогда жела- тельно зашунтировать ее отрезком спирали от электро- плитки, сопротивление которого 1 ом. Однако это резко понижает чувствительность амперметра, поэтому всегда желательно подбирать трансформаторы с сопротивле- нием первичной обмотки не более 0,5 ом. Градуируется амперметр с помощью включенного последовательно с нагрузкой эталонного амперметра или эталонных нагрузок. В качестве эталонных нагру- зок молено взять электролампы известной мощности и по формуле: вычислить потребляемый ими ток. И, наконец, как вы уже догадались, амперметр пред- назначен исключительно ддя цепей переменного тока и измеряет токи в единицы ампер. Для тех, кто сможет приобрести стрелочный изме- рительный прибор — миллиамперметр, предлагаем не- сколько простых схем. Рис. 15. Вольтметр с тремя пределами измерения. Сопротивление резистора 500 ком, R3—10 ком Рис. 18. Внешний вид омметра ВОЛЬТМЕТР С ОДНИМ ПРЕДЕЛОМ ИЗМЕРЕНИЯ Миллиамперметр предназначен для измерения ма- лых величин тока и сам по себе имеет ограниченное при- менение. Но, включив последовательно с миллиампер- метром резистор с определенным сопротивлением, вы получите схему вольтметра постоянного тока на один предел измерения (рис. 13). Сопротивление добавочного резистора зависит от выбранного предела измерения и подсчитывается по простой формуле: О ^ИЗМ р лд — "7 Г1пр’ 1 пр где С7ИЗМ— предел измерения напряжений, в; /пр— ток максимального отклонения стрелки миллиампер- метра, ма; Впр— сопротивление рамки миллиампер- метра, ком. К примеру, у вас имеется миллиамперметр на 1 ма с сопротивлением рамки 500 ом (0,5 ком). Нужно по- строить вольтметр на 100 в. Тогда 0,5^99,5КОМ. Практически для такого предела измерения сопро- тивлением'рамки • можно пренебречь и поставить в схему резистор на 100 ком. Здесь подойдет резистор типа МЛТ или ВС мощностью не менее 0,25 вт. Рис. 19. Схема универсального измерительного прибора Вольтметр можно собрать в небольшой коробочке (рис. 14). На верхней панели укрепите миллиампер- метр и два гнезда или клеммы. К гнездам подключите щупы с вилками на конце — и можете измерять на- пряжения различных батарей и выпрямителей. ВОЛЬТМЕТР С ТРЕМЯ ПРЕДЕЛАМИ ИЗМЕРЕНИЯ А вот другая схема — рис. 15. Здесь стоят три доба- вочных резистора, подключенные к «своим» клеммам. Каждый резистор рассчитан на определенный предел измерения. Так, с резистором В3 можно измерять напряжения до 10 в, а с резистором В2— до 100 в. В за- висимости от измеряемой цепи вы можете подключать щуп вольтметра к соответствующей клемме. Сопротив- ления резисторов указаны на схеме в расчете на милли- амперметр чувствительностью 1 ма (ток полного откло- нения стрелки миллиамперметра определяет его чув- ствительность). Такие приборы можно чаще других встретить в продаже. Внешнее оформление вольтметра такое же, как и предыдущей схемы (рис. 16). Только на верхней панели укрепите четыре клеммы вместо двух. Чтобы при работе с вольтметром случайно не перепутать клеммы, около каждой из них поставьте обозначение по схеме. Точность показаний обоих вольтметров зависит от сопротивлений добавочных резисторов. Если вы смо- жете достать на время любой промышленный вольт- метр постоянного тока, то при градуировке своей схемы точнее подберите сопротивление всех резисторов. ПРОСТЕЙШИЙ ОММЕТР Вольтметр — не единственная область применения миллиамперметра. Добавив в схему батарею с неболь- шим напряжением, нетрудно получить прибор для из- мерения сопротивлений — омметр. Схему омметра, собранного на базе миллиамперметра чувствительно- стью 1 ма, вы видите на рис. 17. Здесь наряду с постоян- ным резистором Rx стоит и переменный В2. Для чего он нужен? Когда будут замкнуты входные клеммы ом- метра, ток батареи потечет по цепи, и стрелка миллиам- перметра отклонится. Вращением ручки переменного резистора стрелка устанавливается на крайнее правое деление шкалы. Это будет условный нуль отсчета. Если теперь разомкнуть входные клеммы и подключить к ним какое-то сопротивление, ток в цепи станет меньше, и стрелка отклонится не до конца шкалы. По этому отклонению стрелки можно судить об измеряемом со- противлении. Омметр соберите в небольшой коробочке (рис. 18). На лицевой панели установите миллиамперметр, две клеммы и переменный резистор. На ось резистора на- деньте ручку. Градуировку омметра нужно производить с помощью нескольких (5—10) постоянных резисторов с различ- ными сопротивлениями (от 500 ом до 200 ком). Тогда, подключая каждый из них к клеммам омметра, вы сможете заметить соответствующее отклонение стрелки миллиамперметра. Можно, конечно, эти точки отме- тить непосредственно на шкале прибора, но делать это нежелательно — при разборке прибора можете слу- чайно повредить его. Проще составить таблицу, в ко- торой против каждого показания прибора указывается значение измеряемого сопротивления. Впоследствии эту таблицу храните с омметром, и пользоваться ею вы будете всякий раз при измерении сопротивлений раз- личных участков схем и резисторов. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР Вы, конечно, заметили, что во всех предыдущих схемах используется один и тот же миллиамперметр —* чувствительностью 1 ма. А почему бы не объединить все схемы и построить универсальный измерительный прибор? Тогда можно будет измерять не только любые постоянные напряжения, но и сопротивления. Подобную схему вы видите на рис. 19. Схема, воз- можно, покажется вам сложной, но это только с пер- вого взгляда. На самом де^е она состоит из нескольких простых схем. Что же изменяет универсальный прибор? Во-первых, постоянные напряжения до 500 в (пределы измерения 10 в, 100 в, 500 в). Сопротивления измеряют- ся, на двух пределах — от 20 ом до 10 ком и от 200 ом до 100 ком. Прибором можно измерять и переменные Рис. 20. Внешний вид универсального прибора напряжения на трех пределах измерения — 10 в, 200 в, 500 в. Для этого в схему введен выпрямитель, собран- ный на двух диодах, и поставлены три добавочных рези- стора (Вв, В7, Я8). Иногда в электрических схемах нужно измерить ток, потребляемый нагрузкой, например микроэлектро- двигателем от батареи или выпрямительного устройства. Это можно сделать с помощью универсального прибора— в его схеме предусмотрены три предела измерения по току: 1 ма, 10 ма, 100 ма. Для подключения к измеряемой цепи прибор имеет только две клеммы, а выбор нужного предела и рода измерения производится галетным переключателем П на 11 положений. Всего у переключателя должно быть две платы. Такой переключатель обозначается 11П2Н (11 положений, 2 направления). Установка «нуля» омметра производится перемен- ным резистором В12, включаемым параллельно милли- амперметру. В схеме омметра используются две батарейки. Одна с напряжением 1,5 в (типа ФБС), другая — 4,5 в (типа КБС — от карманного фонаря). Выпрямительные диоды могут быть типов Д2Б, Д2Г, Д2Д, Д2Е, Д2Ж или любые из серии Д9Б—Д9И, но обязательно одина- ковые. Резисторы Rx—Rit Re возьмите типа МЛТ или ВС мощностью 1 вт, резисторы В5, В7, R3— мощностью 2 вт, резисторы RQ—Rtl— проволочные или составлен- ные из нескольких резисторов типа ВС. От точности подбора сопротивления резисторов RQ—Rn зависят показания прибора при измерении токов. Сопротивле- ние резисторов R6—R3 подбирается при градуировке прибора. От них зависит правильность показаний при измерении переменных напряжений. Детали универсального измерительного прибора соберите в деревянной или металлической коробочке (рис. 20). На верхней панели укрепите миллиамперметр, входные клеммы, галетный переключатель и потенцио- метр установки «нуля» омметра. Нижнюю крышку коробочки сделайте съемной. Вот и все, дорогие друзья! Вы славно поработали. Созданные вами приборы — целая лаборатория люби- телей электричества. Теперь, имея набор неплохих приборов, вы можете смело приступить к сборке и налаживанию любой схемы. Приборы помогут вам. Желаем творческих успехов!
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 3/VI-68 г. Бумага 70X108'/ie. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54920 Уч.-изд. л. 1,09. Тираж 100 000. Заказ Кв 2167. Изд. Кв 198 По оригиналам издательства «МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж-54, Валовая, 28. О
Е. Богомолов са.ваодс»-аЬн bi транссрорлаатор а бЬ1прялаито«лЬ о
Рис. 2. Фигурное трансформаторное железа Рис. 3. Принцип работы трансформатора
ЧТО ТАКОЕ ТРАНСФОРМАТОР? Многие электрические самоделки питаются от элект- рической сети. Напряжение сети бывает 127 в или 220 в, а к самоделкам нужно подвести, к примеру, 6 в. Как быть? Или другой пример — малогабаритный электри- ческий паяльник. Он рассчитан на напряжение 36 в. Как включить его в электрическую сеть? Вообще, многие конструкции, с которыми вам при- дется встретиться в дальнейшем, рассчитаны на пита- ние пониженным напряжением. Включать их в сеть переменного тока можно только через трансформатор — специальное устройство, понижающее сетевое напря- жение до нужного значения. Любой трансформатор состоит из магнитного сер- дечника и обмотки (рис. 1). Раньше сердечник делали из сплошного куска железа. При работе трансформато- ра он сильно нагревался, да и коэффициент полезного действия трансформатора с таким сердечником был не- высоким. Поэтому сердечник решили разрезать на тонкие пластины и изолировать их друг от друга слоем лака. Так появилось фигурное трансформаторное же- лезо (рис. 2). Наибольшее распространение получило Ш-образное железо, названное так за сходство пластин с буквой Ш. Немного позже вы узнаете о порядке сборки сердечника из Ш-образного железа, а пока познакомим- ся с работой трансформатора. На железном сердечнике намотаны две обмотки (рис. 3). Одна из них включается в сеть и называется первичной или сетевой. Другая соединяется с нагрузкой (на нашей схеме с электрической лампочкой) и называ- ется вторичной или понижающей. Когда электрический ток протекает по виткам первичной обмотки, вокруг нее возникает переменное магнитное поле. Оно пересе- кает витки вторичной обмотки, в которой возникает переменная электродвижущая сила (эдс). По нагрузке течет переменный ток. Величина эдс (а значит и напря- жения на выводах вторичной обмотки) зависит от коли- чества витков. Чем их больше — тем больше напря- жение на вторичной обмотке. Таким образом, измене- нием количества витков вторичной обмотки нетрудно подобрать требуемое для данной конструкции напря- жение. Рис. 4. Трансформатор для электрического мотора Рис. 6. Детали сборного каркаса Рис. 8. Изоляционная полоса для трансформатора Рис. 10. Станочек с шестеренчатой передачей Рис. 12. Так изолируется начало обмотки КАК САМОМУ РАССЧИТАТЬ ТРАНСФОРМАТОР Вам придется делать самые различные трансформа- торы для самоделок. Хорошо, если в описаниях будут данные трансформатора,— тогда останется достать про- вода, железо и намотать обмотки трансформатора. А если нужно сделать самоделку по своим схемам? Потребуется трансформатор, который должен быть рас- считан исходя из имеющихся в вашем распоряжении материалов: провода, железа. Расчет любого трансформатора сводится к определе- нию количества витков и диаметра провода обмоток, а также сечения железного сердечника. Существуют два метода расчета — точный и приближенный. Пер- вый метод применяется, когда требуется получить за- данные значения напряжений на обмотках с высокой степенью точности. Для ваших целей отклонение на- пряжения на обмотках на 5—10% не влияет на работу самоделки, поэтому можно воспользоваться вторым, приближенным методом расчета. Тем более, что он зна- чительно проще. Для расчета трансформатора нужно знать прежде всего напряжение питания самоделки (U2) и потребляе- мый ею ток (72). Тогда нетрудно подсчитать мощность вторичной обмотки — P2=J7272. После этого опреде- ляется мощность трансформатора по первичной обмот- ке — Р1= 0,8 Эту мощность трансформатор будет по- треблять от электрической сети. Теперь можно опреде- лить нужное сечение сердечника—S=l,3]/rp1. Воз- можно, вы еще не умеете вычислять квадратный корень из заданного числа. Тогда сечение сердечника опреде- лите так. Определив Рг в ваттах, возьмите сначала чис- ло, раз в б—7 меньшее Рг, и помножьте его на такое же число. Если результат окажется больше Р1У возьмите еще меньшее число. Проделайте такие вычисления не- сколько раз, пока не подберете такое число, которое при умножении само на себя даст значение Рг или очень близкое к нему. Найденное число помножьте на 1,3 — и у вас получится нужное значение площади сечения сердечника трансформатора. По заданной площади сечения можно подобрать трансформаторное железо. Как видно из рис. 1 площадь сечения сердечника равна произведению ширины сред- него выступа пластины на толщину набора. Железо обычно подбирается такое, чтобы толщина набора равня- лась ширине среднего выступа или в крайнем случае превышала ее не более чем в 2 раза. Число витков на один вольт напряжения определя- 60 ется по формуле N SnaaN, нетрудно подсчитать нужное число витков для каждой обмотки — W=NU. Рис. 7. Сборка каркаса «в замок» Рис. 5. Так делается каркас из картона Рис. 11. Расположение каркаса и намоточного провода при намотке Рис. 13. Отвод от части витков И еще одно необходимое значение — диаметр про- вода. Он зависит от протекающего по обмотке тока и подсчитывается по формуле d=0,02 VI, где значение I берется в миллиамперах, а диаметр получается в мил- лиметрах. Для ‘тех, кто не знаком с извлечением квадратного корня из числа, можно рекомендовать способ подбора значения У'I путем пробного умноже- ния, как это делалось при определении сечения сердеч- ника. Можно также воспользоваться рекомендациями таблицы 1. Таблица 1 трансформатора. Для другого железа — Ш-25, набор должен составить 3,68 см, а для Ш-32 — 2,9 см. Как видите, лучше выбирать железо от Ш-25 до Ш-32. 4. Определяем количество витков на один вольт: Ток в ма Диаметр в мм до 100 0,2 от 100 до 500 0,4 от 500 до 800 0,55 от 800 до 1500 0 75 от 1500 до 2000 0,9 от 2000 до 3500 1,2 от 3500 до 5000 1,4 от 5000 до 7000 1,65 от 7000 до 8500 1.85 от 8500 до 10000 2,0 Давайте рассчитаем силовой трансформатор для питания электрического мотора (рис. 4), который по- требляет ток 1,6 а (1600 ма) при напряжении 25 в. Итак, имеем С72=25 в, 72=1,5 а. 1. Определяем мощность, потребляемую вторичной обмоткой: Р3 = t/2’72 = 25-1,6 = 40 вт. 2. Определяем мощность, потребляемую трансфор- матором по первичной обмотке: 40 Л = -^ = 5° ВТ. 3. Определяем сечение сердечника: S=l,3|/50= = 1,3-7,1 = 9,2 см2. Теперь можно подобрать транс- форматорное железо. К примеру, железо Ш-20. Для получения заданного сечения набор такого железа должен составить 4,6 см. Это более чем в 2 раза превы- шает размер среднего выступа железа (2,0 см). Такое железо боать нельзя — не уместится провод обмоток 5. Подсчитываем количество витков вторичной об- мотки: W2 = 7V£% = 6,5*2,5 = 162,5 витка. 6. Первичная обмотка для сети 127 в должна со- держать: 6,5-127=825,5 витка, а для сети 220 в— 6,5-220=1430 витков. 7. Диаметр провода для вторичной обмотки берется 0,9 мм (из таблицы). Чтобы определить диаметр про- вода первичной обмотки, нужно сначала подсчитать ток, протекающий через обмотку. Для этого достаточно разделить мощность, потребляемую первичной обмот- кой, на величину сетевого напряжения: Р 'SO Л = = ==- = 0,39 а (390 ма), С/ । 1^1 для сети 220 в ток будет: Л=-^- = 0,23а(230ма). В обоих случаях можно взять провод диаметром 0,4 мм. Когда вы достанете провод и трансформаторное же- лезо, приступайте к изготовлению каркаса. Он нужен для того, чтобы изолировать обмотки от сердечника и удержать от распадания провод, прокладки и выводы. Каркас должен быть изготовлен из прочного изоля- ционного материала. Чтобы не занимать много места в окне сердечника, материал для каркаса возьмите как можно тоньше. Обычно для этих целей применяют плот- ный картон (прессшпан), фибру, текстолит, гетинакс толщиной от 0,5 до 2,0 мм в зависимости от размеров трансформатора. Если вы используете картон, каркас лучше сделать клееный (рис. 5). Сначала вырежьте две щечки каркаса и выкройте гильзу с отворотами на торцевых сторонах. В местах сгибов сделайте надрезы и сверните гильзу в коробочку так, чтобы сторона 1 наложилась на сторо- ну 5. Склейте эти стороны и после высыхания наденьте на гильзу щечки. Отвороты гильзы отогните и приклей- те их к наружным плоскостям щечек. Углы между внутренними плоскостями щечек и гильзой промажьте клеем. В изготовленный каркас пластины трансформа- торного железа должны свободно входить. Причем вы- сота каркаса должна быть на 1—1,5 мм меньше высо- ты среднего выступа пластины. Наиболее прочным считается сборный каркас, ко- торый удобно делать из гетинакса, текстолита, фибры. Сначала замерьте размеры сторон сердечника — шири- ну пластины и толщину набора, а затем толщину ма- териала для каркаса. На листе чистой бумаги нарисуйте эскиз деталей каркаса (рис. 6). Поставьте размеры по вашим замерам. Для этого к ширине пластины сердеч- ника прибавьте удвоенную толщину материала — по- лучите размер «а» на эскизе. Прибавив к толщине набора пластин удвоенную толщину материала, получите размер «б» на эскизе. Размер «в» — это толщина мате- риала. Размеры с эскиза путем разметки перенесите на лист материала. Если материал не слишком толстый, то детали можно вырезать ножницами, а затем напиль- ником пропилить в них пазы. В щечках сначала про- сверлите отверстия для выводов, а затем выпилите окна. Отверстия нужно делать только на той части, которая после сборки трансформатора будет снаружи (пример такого расположения показан на рис. 6). Всего нужно изготовить по две детали, показанные на рис. 6. После этого разложите детали на столе и подгоните стороны 2 и 3 так, чтобы сошлись все пропилы и выступы «замка». Чтобы не спутать детали при сборке каркаса, прону- меруйте их. Порядок сборки каркаса показан на рис. 7. Обе щечки сложите вместе и положите в отверстие одну из сторон 2. Укрепите две стороны 3. Затем вставьте другую сторону 2 в пропилы стороны 3 и плотно при- жмите ее к пропилу щечек. Пропилы сторон 2 и 3 сой- дутся, и гильза окажется прочно собранной. Теперь раздвиньте щечки к краям гильзы — и каркас готов. Собранный каркас нужно подготовить к намотке. Для этого скруглите напильником углы гильзы и щечек, а также снимите заусенцы. Углы гильзы полезно про- мазать клеем. НАМОТКА ТРАНСФОРМАТОРА Наматывать обмотку на изготовленный каркас еще рано. Нужно запастись изоляционными прокладками. Они нужны для изоляции между рядами витков и обмотками. Между рядами витков необходимо класть изоляционные прокладки из тонкой плотной бумаги, кальки, кабельной, конденсаторной или папиросной бумаги. Бумага должна быть ровной, и при просматривании на просвет в ней не должно быть проколов. Изоляция же между обмотками должна быть лучше, чем между рядами витков. Хорошо использовать лакот- кань, но можно плотную кабельную или оберточную бумагу. Для заготовки изоляционных полос необходимо измерить расстояние между щечками готового кар- каса. Чтобы крайние витки обмотки не заваливались между краями полос и щечками нарежьте бумагу более широкими полосами, чем расстояние между щеч- ками каркаса, а края надрежьте ножницами (рис. 8). Длину полос сделайте такой, чтобы ее хватило на один оборот вокруг обмотки и края полос перекрывались на 3—4 см. При намотке трансформатора придется изо- лировать выводы, места паек и отводы обмоток, поэтому запаситесь отрезками кембриковых и хлорвиниловых трубочек и кусочками изоляции или лакоткани. Для намотки трансформаторов применяются раз- личные приспособления, которые удерживают каркас и помогают считать витки. Одно из простейших приспо- соблений можно собрать из дрели (рис. 9). Зажмите ее в тисках, прикрепленных к рабочему столу. В патрон дрели вставьте металлический прут с резьбой М4 или М5. На прут навинтите две гайки и наденьте две метал- лические пластинки. Каркас трансформатора устано- вите между пластинками и зажмите гайками. Вращайте ручку дрели и наматывайте трансформатор. Считать витки в этом случае можно по оборотам патрона дрели. Если обмотка содержит большое количество витков, то удобнее каждую сотню витков отмечать палочкой на бумаге, а затем сложить отметки. Можно сделать станочек с шестеренчатой передачей. Основные детали такого станочка — шестерни. Кон- струкция станочка показана на рис. 10. Если у вас ока- жется механический счетчик оборотов, его следует сое- динить гибким валиком или резиновой трубкой с осью станочка. Теперь все готово, можно приступать к намотке трансформатора. Закрепите каркас в намоточном при- способлении, а на расстоянии 0,8-—1 м от него устано- вите катушку с обмоточным проводом (рис. 11). Возь- мите отрезок выводного провода, зачистите и залудите его конец и подпаяйте к нему конец обмоточного про- вода (конечно, предварительно зачищенного). Затем место соединения закройте изолирующей накладкой (рис. 12). Выводной провод проденьте через отверстие в щечке и закрутите вокруг оси намоточного приспо- собления. Это делается для того, чтобы вывод не мешал при намотке. Придерживая левой рукой провод, пра- вой вращайте ручку намоточного приспособления. Провод нужно укладывать виток к витку. После на- мотки одного ряда, оберните его слоем тонкой изоля- ционной бумаги и наматывайте следующий слой об- мотки. При этом не забывайте считать количество витков. Если от части витков потребуется сделать отвод, то сделайте это так. В месте отвода зачистите обмоточ- ный провод на длине 3—5 мм и припаяйте к нему конец выводного провода. Затем возьмите бумажную полоску с отверстием в середине, согните ее пополам и пропусти- те в отверстие выводной провод (рис. 13). Полоску положите вдоль каркаса, а между выводным проводом и витками обмотки подложите кусочек изоляционной бумажной полоски и продолжайте намотку. Если обмотка трансформатора наматывается тол- стым проводом (более 0,4 мм), начало и конец обмотки выводите непосредственно этим проводом, не применяя выводные проводники. Особое внимание следует уделить изоляции между обмотками, например, сетевой и понижающей. До на- мотки понижающей обмотки поверх сетевой нужно намотать 2—3 слоя хорошей изоляционной бумаги или лакоткани. Два слова о расположении обмоток. Сначала нама- тывается сетевая обмотка, затем повышающая (в сило- вых трансформаторах для радиоприемников и телеви- зоров), затем — понижающая. В трансформаторах для радиоприемников и телевизоров между сетевой обмот- кой и остальными наматывается еще так называемая экранирующая обмотка — слой провода с одним вы- водом (от начала). Этот вывод соединяется с «землей» радиоустройства, а вся обмотка в целом играет роль своеобразного фильтра, «задерживающего» проникно- вение сетевых помех в схему радиоустройства.
Рис. 17. Проверка трансформатора СБОРКА ТРАНСФОРМАТОРА После намотки обмоток трансформатора приступай- те к сборке сердечника. Каркас положите на стол вы- водами вниз. Пластины сердечника соберите в пере- крышку (рис. 14). Это значит, одну пластину вставьте в каркас, к примеру, с правой стороны, другую — с ле- вой и так далее. Соответственно чередуется и положение замыкающей пластины — «палочки». Пластины и «па- лочки» устанавливайте лакированной поверхностью в одну сторону, например, вверх. Последние пластины, если они входят туго, забейте легкими ударами дере- вянного молотка. Затем, поворачивая трансформатор разными сторонами и поставив его на ровную дощечку, легкими ударами молотка подравняйте сердечник. Собранный сердечник должен быть хорошо стянут. Если трансформаторные пластины имеют отверстия, то пропустите в них винты, стяните сердечник через ме- таллические планки или угольники (рис. 15). Здесь же можно закрепить и изоляционную планку с контак- тами или лепестками для подпайки выводных концо» Рис. 15. Сборка сердечника трансформатора с отверстиями Рис. 18. Схемы выпрямителей: а) однополупериодная, б) двухполупериодная, в) мостовая Развертка кожуха Рис. 16. Сборка сердечника без отверстий Рис. 21. Выпрямитель для лпрядьи мощных аккумуляторов обмоток. Угольниками трансформатор крепится к па- нели самоделки. Если пластины не имеют отверстий, изготовьте стя- гивающую скобу из тонкой металлической полоски и обожмите ею сердечник трансформатора (рис. 16). ПРОСТЕЙШИЕ ИСПЫТАНИЯ Намотанньш трансформатор нужно проверить. Ко- нечно, на заводах трансформаторы проверяют по всем параметрам на сложных измерительных приборах. В вашем распоряжении таких приборов нет, да и вольт- метр не у всякого найдется. Поэтому остается изготов- ленный трансформатор проверить самым простейшим способом (рис. 17). Возьмите электрическую лампочку, рассчитанную на данное сетевое напряжение и мощно- стью 15—25 вт, если мощность трансформатора не превышает 100 вт и 50—75 вт для трансформаторов мощ- ностью до 300 вт. Включите лампочку в сеть последова- тельно с первичной обмоткой трансформатора. При ис- правном трансформаторе лампочка будет гореть «в чет- верть накала». Замкните выводы любой вторичной обмотки — и лампочка должна загореться почти полным накалом. Это укажет на целость обмоток и отсутствие короткозамкнутых витков в трансформаторе. После этого включите первичную обмотку непосред- ственно в сеть на 1—2 часа. Выводы вторичной обмотки предварительно надежно изолируйте друг от друга. Трансформатор не должен греться, а напряжение на вторичных обмотках (если вы достанете вольтметр и сможете его подключать ко всем обмоткам поочередно) должно соответствовать расчетному. После удачных испытаний трансформатор можно использовать в самоделке. ТРАНСФОРМАТОР В ВЫПРЯМИТЕЛЯХ Для питания, например, электродвигателей, заряд- ки аккумуляторов и других целей требуется постоян- ный ток низкого напряжения. Получать низкое напря- жение вы уже умеете — с помощью трансформатора. А теперь надо научиться переменный ток превращать в постоянный. Для этой цели служит выпрямитель. Наибольшее распространение получили три схемы выпрямителей: однополупериодная, двухполупериод- ная и мостовая. Каждая из них имеет свое назначение. Так, однополупериодная (рис. 18 а) является простей- шей схемой выпрямления переменного тока и применя- ется для питания электродвигателей постоянного тока и зарядки мощных аккумуляторов. Эта схема дает пло- хое сглаживание пульсаций выпрямленного напряже- ния. Двухполупериодная схема (рис. 18 б) работает лучше, так как пульсации напряжения она сглаживает вдвое лучше. Ее можно рекомендовать для питания микроэлектродвигателей, которые требуют более «чи- стое» напряжение. Но такая схема обладает недостат- ком — вторичная обмотка трансформатора должна иметь отвод от середины витков. Нередко можно встретиться с другой двухполупе- риодной схемой выпрямителя — мостовой (рис. 18 в). Для ее постройки вполне достаточно обычной вторичной обмотки без отводов. В зависимости от требований к источнику питания самоделки и ваших возможностей можно выбрать и рассчитать любую из приведенных схем. Расчет сво- дится к определению нужного переменного напряжения на вторичной обмотке трансформатора. А уже по нему нетрудно рассчитать и сдедгагь трансформатор. Кроме того расчет определит параметры полупроводникового диода. Для расчета выпрямителя необходимо знать тре- буемое постоянное напряжение на выходе выпрями- теля и потребляемый нагрузкой ток. Все остальные данные рассчитываются по формулам, приведенным в таблице 2. В ней приняты следующие условные обозна- чения: Un— напряжение на нагрузке, в; 1П— ток по- требления нагрузки, ма; U2—- напряжение на вторич- ной обмотке трансформатора; Z,— ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, ма; /макс— мак- симальный ток, протекающий по выпрямительному диоду, ма; — сопротивление диода в прямом направ- лении; Вгр — сопротивление обмотки трансформатора. Порядок расчета такой. Сначала подсчитывается сопротивление обмотки трансформатора Вгр, затем оп- ределяется максимальный ток через полупроводнико- вый диод /макс. По этому току подбирается из ниже- приведенной таблицы 3 тип диода. Величина /макс не должна превышать значения выпрямленного тока вы- бранного диода (7Д). Совсем необязательно выбирать диод с заданным значением тока. Его можно составить из двух-трех параллельно соединенных диодов с мень- шим током Iг После этого можно подсчитать требуемое переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора и ток, на который она должна быть рассчитана. Все не- обходимые для формул данные теперь вам известны. Величина конденсатора фильтра для всех схем одина- кова — не менее 100 мкф. Рабочее напряжение — в 1,5—2 раза больше выпрямленного. Учтите, что все расчетные соотношения верны только для низковольт- ного выпрямителя (до 50 в). Пример расчета. Требуется построить выпрямитель для питания мотора электрической дрели напряже- нием 27 в и током потребления 0,7 а (700 ма). Возьмем гг „ 50-27 о однополупериодную схему. Тогда /?тр = —2 ома, /Макс = 7*700 = 4900 ма (4,9 а). По максимальному току выбираем диод из таблицы 3(. Наиболее подходящим будет диод на 5000 ма (типа Д214, Д215, Д304). Можно поставить два параллельно включенных диода типа ДЗОЗ или 13 диодов Д202-УД205. Предположим, вы- брали диод Д214. Тогда напряжение на вторичной об- мотке трансформатора должно быть С72=0,75-27+ 700-2 с . - —тглр- = 25,5 в. Ток через вторичную обмотку будет +265 протекать 12= 2,6-700= 1800 ма. А теперь сделаем такой же расчет для двухполупе- риодной мостовой схемы. Сопротивление трансформато- ра такое же, как и в предыдущем выпрямителе — 2 ома. Максимальный ток через диод будет /макст3,5 • 700= = 2 450 ма. По этому току выбирается диод ДЗОЗ — по одному в каждом плече. Напряжение на вторичной обмотке должно быть ГДг = 0,75-27 + ^Д=23 в, ток 12= 1,8-700= 1260 ма. Как видите, для первой схемы потребуется всего один диод, но придется сделать более мощный транс- форматор, чем во второй схеме. Зато для второй схемы нужны менее дефицитные диоды. А теперь — несколько практических конструкций. Рис. 19. Универсальное зарядное устройство Рис. 22. Схема выпрямителя для «Микроса» Таблица 2 Тип. вы- прям. 7?Тр /макс и2 11 Рис. 18 а 50Гн /н 7/н 2,61н Рис. 13 б 50Z7H /н 3,57„ О 7W 1 2н(Дд+Дтр) 0,75t7H+ - 530 1.41н Рис. 18 в 50t/'H 3,57н 0 75и | 7н(2Вд+Дт^ °’/56и+ 530 1,87н Таблица 3 Тип диода л Яд Д7В+Д7Ж 300 2 Д202-ХД205 400 2,5 Д221, Д222 400 2,5 Д302 1000 0 ДЗОЗ 3000 0 Д304 5000 0 Д214, Д215 5000 0 Д214А, Д215А 10 000 0 Д2314-Д234Б 10 000 0 Д305 10 000 0 УНИВЕРСАЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО Оно предназначено для зарядки малогабаритных аккумуляторов (типа .Д0,2, 7Д—0,1), применяемых для питания карманных приемников, а также сухих батарей ФБС, КБС, «Сатурн». Зарядное устройство со- стоит из понижающего трансформатора, выпрямителя, собранного по однополупериодной схеме с двумя па- раллельно включенными диодами, и цепочки резисто- ров, подключенных к выходным клеммам (рис. 19). Резисторы поддерживают необходимое напряжение и зарядный ток при зарядке батарей и аккумуляторов. Например, между клеммами 0 и 1 при напряжении 1,3 в обеспечивается зарядный ток до 20 ма. При подключе- нии нагрузки к клеммам 2 или 3 зарядный ток увели- чивается. Максимальный ток будет между крайними клеммами 0 и 5. Силовой трансформатор намотан на железо Ш-20, набор 30 мм. Первичная обмотка содержит 1400 вит- ков провода ПЭЛ 0,19 для сети 127 в или 2420 витков ПЭЛ 0,14 для сети 220 в. Вторичная обмотка содержит 70 витков провода ПЭЛ 0,6—0,8. Все резисторы — проволочные, мощностью не ме- нее 2 вт. Конденсатор фильтра — электролитический, емкостью 500 мкф на напряжение 20 в. «Настройка» зарядного устройства сводится к из- мерению выпрямленного напряжения между клеммами 0 и 5. Оно должно быть в пределах 4,5—5 в. После этого к устройству можно подключать заряжаемую батарею или аккумулятор (рис. 20). С клеммой 0 всегда должен соединяться отрицательный вывод. Положи- тельный вывод сначала подключается через миллиам- перметр к клемме 1, и определяется зарядный ток. Если он недостаточен (значительно меньше одной десятой емкости батареи или аккумулятора), подключите вы- вод к клемме 2 и снова определите зарядный ток. И так — пока не подберете нужную величину тока. В таком положении и заряжайте батарею или аккуму- лятор в течение 10—15 часов. ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАРЯДКИ мощных АККУМУЛЯТОРОВ Для зарядки аккумуляторов большой емкости или автомобильных аккумуляторов нужно построить дру- гую схему, показанную на рис. 21. Понижающий транс- форматор в этой схеме собран на сердечнике сечением 16 кв. см. (например, железо Ш-32, набор 50 мм, или железо Ш-40, набор 40 мм). Первичная обмотка рассчитана на напряжение 127 в. Она содержит 506 витков провода ПЭЛ 0,7. Вторичная обмотка намотана проводом ПЭЛ 2,0 и со- держит 46 витков. Выпрямительные диоды — типа Д304—Д305. Можно поставить и селеновые шайбы размером 100 мм хЮО мм или диаметром 90—100 мм. В каждом плече должно быть по две параллельно сое- диненные шайбы. Амперметр и предохранитель взяты на 10 а. Если вам потребуется регулировать зарядный ток, подключите первичную обмотку к автотрансформатору и регулировкой напряжения установите нужную ве- личину зарядного тока. Чтобы подсчитать продолжи- тельность заряда аккумулятора, нужно разделить ве- личину емкости аккумулятора в ампер-часах на заряд- ный ток в амперах. Результат получится в часах. ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДЛЯ « МИКРОСА » Кому неизвестен «Микрос»? Этот малогабаритный электродвигатель применяется не только в самодел- ках, но и во многих играх и игрушках, выпускаемых промышленностью. Как правило, двигатель питается от батарейки КБС напряжением 4,5 в. Но продолжи- тельность работы батарейки небольшая, и вскоре само- делка или игрушка может оказаться бездействующей. В домашних условиях «Микрос» можно питать от небольшого выпрямителя, собранного по мостовой схе- ме (рис. 22). В качестве понижающего трансформатора можно использовать любой силовой трансформатор от радиоприемника или телевизора, имеющий вторич- ную обмотку с напряжением 6 вольт. Самодельный трансформатор наматывается на сердечник сечением 4 см2 (например, железо Ш-16 набор 25 мм, или Ш-20 набор 20 мм). Первичная обмотка для сети 127 в должна содержать 1700 витков провода ПЭЛ 0,15, для 220 в — 2850 витков ПЭЛ 0,1. Вторичная обмотка содержит 110 витков провода ПЭЛ 0,4. Выпрямительные диоды можно взять любые с током не менее 100 ма. Здесь подойдут диоды Д7А—Д7Ж, Д206—Д211, ДГ-Ц21—ДГ-Ц27 и другие. Если двигатель будет сильно греться при работе, поставьте параллельно клеммам выпрямителя электро- литический конденсатор емкостью 50—100 мкф. Схему выпрямителя удобно собрать в коробочке, на верхней панели которой можно укрепить клеммы для подклю- чения «Микроса». Любые другие схемы выпрямителей вы сможете рассчитать и построить сами, если воспользуетесь всеми рекомендациями и расчетами нашей брошюры.
Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 3/VI-68 г. Бумага 70X108’/w. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54923 Уч.-изд. л. 1,14. Тираж 100 000. Заказ 2167. Изд. № 204. По оригиналам издательства * МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати Ж и Совете Министров СССР >сква, Ж-54, Валовая, 28.
Б. Иванов lameiimbi юнЫж изобретателей
Рис. 1. Рис. 1. Внешний вид включателя-автомата Рис. 2. Самодельная кнопка Рис. 3. Крепление включателя-автомата Рис. 3.
Более трех лет при журнале „Юный тех- ник^ работает единственное в стране Па- тентное Бюро. Ежегодно почта приносит сюда тысячи писем юных любителей техники. Каждое письмо — это рассказ о поисках юного конструктора. Одни предлагают усовершен- ствования, которыми можно воспользоваться на заводах, стройках и промышленных пред- приятиях, другие дают схемы и описания бытовых приспособлений, третьи советуют улучшить ранее опубликованные конструк- ции. За лучшие работы читатели удостаи- ваются „Авторского свидетельства" журна- ла — первого признания их изобретательских способностей. В этой брошюре мы даем наи- более интересные „электротехнические" предл ожен ия. ВКЛЮЧАТЕЛЬ-АВТОМАТ Перед тем, как войти в ванную комнату, вы включа- ете свет. А если включатель расположен внутри ком- наты? Тогда придется искать его в темноте. Киевлянин Саша Хоменко сделал несложное приспособление, ко- торое включает свет, как только открывается дверь. Сделать такое приспособление сможет каждый из вас. В деревянной коробочке (рис. 1) размером 40 X Х40 хЗО мм установите покупной' кнопочный вклю- чатель (как в настольных лампах) и самодельную кноп- ку, устройство которой показано на рисунке. Сначала сделайте стержень из изоляционного материала: гети- накса, текстолита, оргстекла. Возьмите стальную пру- жину от негодных часов и вырежьте из нее две пла- стинки шириной 6—8 мм. Изогните их, как показано на рис. 1 и 2. В отверстие коробочки вставьте изоля- ционный стержень, а затем прикрепите к коробочке стальные пластины так, чтобы их свободные концы надежно касались. При нажатии на стержень они долж- ны расходиться. Собранную коробочку с кнопкой и включателем ук- репите вверху дверной рамы (рис. 3). К двери прикре- пите металлический или деревянный уголок. При за- крытой двери он должен нажимать на обе кнопки. Соедините кнопку и включатель электрическими проводами и подключите их к цепи освещения (рис. 4). Посмотрите, как будет работать теперь система освеще- ния. Дверь в ванную комнату открывается. Пластины кнопки Кн-2 замыкаются и включают свет. Вы входите в комнату и закрываете дверь. Контакты кнопки Кн-2 размыкаются, но в это время замыкаются контакты включателя Кн-1. Свет остается зажженным. Выходя из комнаты, вы открываете дверь, контакты кнопки Кн-2 замыкаются, контакты включателя остаются также в замкнутом состоянии. Закрывая дверь, вы размыка- ете контакты кнопки. Размыкаются контакты и у вклю- чателя. Свет гаснет. Такое приспособление можно применить во многих других местах общественного пользования. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛАСТИК Вы, наверное, удивитесь, прочитав заголовок. Но не торопитесь с выводами. Кто занимается черчением, знает, как много времени уходит на исправление чертеж- ной ошибки или неправильно раположенной проекции. Вот тут и придет на помощь электрический ластик, предложенный пермским изобретателем Толей Воти- новым. Устройство ластика показано на рис. 5. Основная деталь его — микроэлектродвигатель, на вал которого насажен рабочий орган — резиновый конус. Электро- двигатель укреплен в конусном наконечнике, который вставлен в круглый корпус. Питается электродвига- тель от трех последовательно соединенных аккумуля- торов Д-0,2. На плоской крышке корпуса размещены гнезда для подсоединения аккумуляторов к зарядному устройству и кнопка включения — металлический винт, который при ввертывании касается минусового вывода аккумулятора. Вал электродвигателя делает несколько тысяч обо- ротов в минуту. Легкого прикосновения резинового конуса (это и есть теперь ластик) достаточно, чтобы убрать жирную карандашную линию. В перерывах между включениями ластик лучше ставить в зарядное устройство (рис. 6), которое будет «обновлять» аккуму- ляторы и повышать тем самым производительность труда. Схема зарядного устройства (рис. 7) состоит всего из четырех деталей. Два диода типа Д7Ж (или любого другого типа с обратным напряжением не ниже 400 в, например ДГ-Ц27, Д205, Д209, Д210, Д211, Д221, Д222 и другие) выпрямляют переменное напряжение сети. Резистор и конденсатор ограничивают величину зарядного тока. Если напряжение сети 127 в, емкость конденсатора следует увеличить до 1 мкф. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не ниже 400 в. Электрический ластик Толи Вотинова приятно выглядит и главное — удобен в работе. Такую кон- струкцию уже построили многие ребята. ПРИБОР ДЛЯ МОЙКИ СТЕКОЛ Во многих школах сделаны огромные окна. Пока они чисты, в помещении светло. Но постепенно на стек- лах накапливается слой пыли. В помещении становится мрачно, темно. Конечно, нужно протереть окна, но это нелегкий и малопроизводительный труд. Володя Сиднеев из Луганска предложил прибор для мойки стекол крупных школьных окон. Можно, конечно, ис- пользовать его и для мойки окон в кино, клубах, Дворцах пионеров и других местах, где делают целые стеклянные стены. Большую пользу принесет прибор и в домашнем хозяйстве. На длинной дюралевой трубке-держаке установлен под углом 60° небольшой электродвигатель с круглой щеткой (рис. 8) на валу. Над верхним краем щетки находится штуцер-разбрызгиватель, подающий не- сколько струек воды. В держаке расположены провод для питания двигателя и шланг для подачи воды. Оста- ется только водить прибором по поверхности стекла. Мойка даже сильно загрязненных стекол значительно облегчается и ускоряется. Володя предусматривает смену рабочего органа прибора: можно ставить в за- висимости от условий щетки различной жесткости и даже войлочные круги для полировки зеркальных сте- кол — например, в витринах магазинов. По трубке можно подавать не только воду, но при необходимости и небольшие порции полировочного раствора или эмульсии. СТОП-СИГНАЛ НА ВЕЛОСИПЕДЕ Каждый велосипедист «привязан» к своему велоси- педу. Это «маленький автомобиль» спортсмена, и, есте- ственно, ему хочется иметь сигнализацию, как у настоя- щего автомобиля. Удобную и очень простую сигнали- зацию предложил десятиклассник Иланской школы Красноярского края Володя Квитковский: он устано- вил на своем велосипеде световой указатель торможе- ния (рис. 9). На задней вилке велосипеда он укрепил два кон- такта из пружинящей латуни. Неподвижный контакт установлен ниже подвижного и изолирован от корпуса велосипеда, а подвижный может быть и не изолирован. При вращении ведущей шестерни подвижный кон- такт слегка касается ее зубьев. Во время торможения шестерня поворачивается немного назад, надавливает зубьями на подвижный контакт и соединяет его с кон- тактом неподвижным. Включается фара, установлен- ная на щитке заднего колеса. Для питания схемы сигнализации можно использо- вать динамку велосипеда или отдельную батарею от карманного фонаря. Многие ребята предложили использовать сигнали- затором торможения... цепь. Во время движения вело- сипеда верхняя часть цепи натягивается, а нижняя провисает. При торможении провисает верхняя часть, а натягивается нижняя, рна касается контакта, прик- репленного к раме велосипеда, и замыкает цепь сиг- нальной лампочки, установленной на заднем щитке (рис. 10). А как включать стоп-сигнал на велосипеде, обору- дованном только ручными тормозами? Ответы пришли и на этот вопрос. Слава Морозов из города Ровеньки предложил к рулю велосипеда прикрепить металличе- скую скобу с контактом (рис. 11). В качестве контакта удобно использовать четырехмиллиметровый болт, изо- лированный от скобы. Против шляпки болта распола- гается другой контакт — латунная полоска, соединен- ная с тормозным рычагом. Расстояние между контак- тами подбирается таким, чтобы лампочка стоп-сигнала загоралась даже при небольшом нажатии на рычаг. Саша Чанов из села Белого Восточно-Казахстан- ской области припаял пружинящую полоску к хому- тику, закрепленному на руле велосипеда (рис. 12). Между хомутиком и рулем проложил изоляционную ленту. При малейшем нажатии рычаг касается полоски и включает сигнальную лампу. Василий Бублик из села Передел Черниговской об- ласти советует на щитке переднего колеса закрепить клемму и присоединить к ней пружинящий контакт (рис. 13). Другой контакт прикрепляется железным хомутиком к тормозному устройству. Когда тормозное устройство начнет действовать, верхний контакт опу- стится на нижний, замкнется с ним, и сигнальная лам- почка загорится. Валерий Руднев из города Ломоносова решил ис- пользовать для стоп-сигнала тормозной тросик (рис. 14). На раме велосипеда крепится металлический хомутик с небольшой отогнутой полоской-контактом. По нему будет скользить тормозной тросик. При отпущенном рычаге тормоза участок тросика против контакта нужно обернуть изолентой. Теперь между тросиком и контак- том образуется разрыв, и цепь сигнальной лампочки будет разъединена. Стоит немного нажать на тормозной рычаг, тросик сдвинется и прикоснется к контакту. Включится лампочка стоп-сигнала. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ « СПИРТОВКА » Многие физические и химические опыты неразрывно связаны со спиртовкой — этим примитивным нагрева- тельным прибором, изобретенным еще в далекие вре- мена. Пользование спиртовкой обходится дорого. Так, 20 таких нагревателей в течение часа расходуют около литра спирта, стоимость которого составляет более полутора рублей. Столько же тепла с помощью элект- ричества можно получить всего за 8 копеек! Это преимущество по достоинству оценил юный изо- бретатель из города Челябинска Юра Щипунов. Вза- мен спиртовки он построил электрический нагрева- тель, который вы видите на рис. 15. Более двух лет такие нагреватели работают в химическом кабинете в его школе. Для изготовления электрического нагревателя возь- мите отрезок кварцевой прозрачной трубки длиной 50 мм и диаметром 22 мм. На концы трубки наденьте железные хомутики, изготовленные из полоски жести шириной 10 мм, толщиной 0,7—0,8 мм и длиной 70 мм. Полоски предварительно обожмите вокруг деревянной болванки того же диаметра, что и кварцевая трубка, и отогните концы на расстоянии 8 мм от краев. Затем стяните хомутики вокруг кварцевой трубки, как пока- зано на рисунке. Под стяжные болты проложите лепе- стки и подсоедините к ним концы нагревателя — 4 вит- ка нихромовой проволоки диаметром 0,5 мм, намотан- ной на кварцевой трубке. Из жести толщиной 0,8 мм изготовьте подставку и укрепите на ней нагреватель. Питается нагреватель от понижающего трансформатора мощностью 180 вт, вто- ричная обмотка которого обеспечивает напряжение до 25 в при токе 6 а (рис. 16). Трансформатор намотан на железе Ш-25, толщина набора 65 мм. Можно исполь- зовать и другое железо, например Ш-32. Толщина на- бора в этом случае уменьшается до 50 мм. Первичная обмотка трансформатора содержит 660 витков провода ПЭЛ-0,6 с отводом от 380-го витка (для включения в сеть 127 в). Вторичная обмотка наматы- вается проводом ПЭЛ-2,0 и содержит 72 витка с отво- дами от 30-го и 60-го витков. Эти отводы помогут регу- лировать температуру нагревателя. Для питания сиг- нальной лампочки намотайте еще одну обмотку — 18 витков провода ПЭЛ-0,3. С этой обмотки будет сни- маться напряжение 6,3 в. Собранный трансформатор укрепите на дне подстав- ки. Его выводы подпаяйте к клеммам, установленным на корпусе подставки. Здесь же укрепите сигнальную лампочку и предохранитель на 2 а. К выводам нагре- вателя подключите два медных провода диаметром не менее 2 мм. На выводы наденьте керамические «бу- синки», которые используются во многих электрических приборах. Свободные концы выводов подпаяйте к ме- таллическим наконечникам, которые будут подключа- ться к клеммам. Какое же напряжение нужно для нагревателя? Все зависит от требуемой температуры нагревания «спир- товки». Со вторичной обмотки можно снимать напряже- ние 5—25 в со скачками через 5 в. Так, напряжение 10 в можно снять с клемм 2 и 3 или 3 и 4. Напряжение 15 в будет на клеммах 1 и 3, напряжение 20 в — между клеммами 2 и 4. Подключая к этим клеммам нагрева- тель, можно изменять температуру его нагрева. Окончив работу, не забудьте отключить нагрева- тель от питающей сети. МАГНИТНЫЙ ВКЛЮЧАТЕЛЬ Включение освещения иногда производится дистан- ционно. В этом случае вблизи осветительных лампочек устанавливается реле, на которое с пульта управления подается напряжение. Включено реле — свет горит, выключено — свет погашен. Как видите, для работы реле требуется электроэнергия, которая, л о существу, затрачивается впустую. Володя Самохин из села Лопатино Саратовской об- ласти предложил для экономии этой энергии исполь- зовать электромагнитный включатель (рис. 17). С пуль- та управления к включателю подводятся три провода, а на пульте устанавливаются две кнопки — включения освещения (Кн-1) и выключения (Кн-2). Сетевое на- пряжение на осветительные лампочки подается через клемму К1? стальные пластины 1 и 2 и клемму К2. Нажимая на кнопку Кн-1, вы подаете напряжение батареи Б на обмотку электромагнита ЭМ-1. Стальная пластина 1 притягивается к сердечнику магнита и за- щелкивается пластиной 2. Теперь вы можете отпустить кнопку, а пластина 1 все равно останется притянутой
Рис. 4. Собранный включатель в работе Аккумулятор Рис. 9. Стоп-сигнал с подвижным контактом Рис. 13. Стоп-сигнал с двумя контактами Рис. 5. Устройство электрического ластика Рис. 6. Электрический ластик и зарядное устройство Рис. 7. Схема зарядного устройства Рис. 8. Прибор для мойки стекол Рис. 11. Стоп-сигнал с металлической скобой Рис. 12. Стоп-сигнал с пружинящей полоской Рис. 14. Стоп-сигнал, работающий от тормозного тросика Рис. 16. Понижающий трансформатор
и через пластину-защелку 2 подаст напряжение на лам- почки. Когда потребуется выключить освещение, до- статочно кратковременно нажать на кнопку Кн-2. Напряжение батареи Б поступит на обмотку электро- магнита ЭМ-2, пластина 2 притянется к сердечнику магнита и освободит пластину 1. Свет выключится. Адам Антонюк из села Голяки Калиновского рай- она Винницкой области предложил другую конструк- цию магнитного включателя — для управления тремя электрическими цепями. Свою конструкцию Адам назвал «магнитный контактор». Основные детали кон- тактора — два электромагнита и подвижной сердечник (рис. 18). Когда вы нажимаете на пульте управления на кнопку Кн-1, напряжение питания поступает в об- мотку электромагнита ЭМ-1. Он притягивает подвиж- ной сердечник. В это время защелка западает в вырез сердечника и удерживает его в притянутом положении. Своими перемычками подвижной сердечник замыкает контакты 1—4, 2—5, 3—6, через которые подается на- пряжение питания во внешнюю цепь. После срабаты- вания защелки кнопку можно отпустить. Если питание с внешней цепи надо снять, то доста- точно нажать на кнопку Кн-2. В этом случае напряже- ние будет подано на магнит ЭМ-2, и он притянет за- щелку. Подвижной сердечник падает вниз и размы- кает контакты. Обмотки магнитов на приведенной схеме рассчитаны на питание переменным током, причем Адам имел в виду использование контактора в цепи трехфазного тока и подключил обмотки к различным фазным напряжениям. Если контактор будет использоваться для других це- лей, обмотки магнитов можно питать от батарей. ЛАМПОВАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ Нелегок труд авиамоделистов — много времени уходит на сушку различных деталей при склейке их эмалитом или при покрытии лаком. Значительно сокра- тить это время позволит ламповая электрическая печь, которую сконструировали загорские юные техники В. Леонов и А. Рябец. Внешний вид и устройство печи показано на рис. 19. Из оцинкованного железа толщиной не менее 1 мм изготовьте цилиндр — основную часть конструкции. Его длйна 800 мм, диаметр 450 мм. В нижней части цилиндра укрепите пять патронов под осветительные лампочки — три патрона с одной стороны, два с дру- гой. Чтобы цилиндр устойчиво стоял на столе, прикре- пите к нему с обеих сторон стоечки — полуторамилли- метровые пластины, согнутые, как показано на рисунке. С одной стороны цилиндра прикрепите к стойкам изоляционную планку и установите на ней пять вклю- чателей. Здесь можно использовать и малогабаритные тумблеры и обычные сетевые включатели. Контакты включателей подсоедините к патронам электрических лампочек (рис. 20). Из схемы выведите шнур питания длиной 2—3 м со штепсельной вилкой на конце. Для чего нужны пять включателей? Каждый вклю- чатель соединен с одной лампочкой и может включить только ее. При работе печи требуется различная тем- пература сушки для разных деталей. Изменять ее можно комбинацией включения одной, двух или не- скольких ламп. Чтобы просушиваемые детали могли находиться в печи длительное время, внутри цилиндра немного выше середины сделайте металлическую решет- чатую полочку. Для этого по бокам цилиндра просвер- лите трехмиллиметровые отверстия на расстоянии друг от друга 10—15 мм. В отверстия вставьте двухмилли- метровые металлические прутки и загните их концы, выходящие наружу цилиндра. На ламповой печи можно также гнуть рейки для схематических и других моделей. Для этого печь нужно предварительно разогреть в течение 10—15 минут, включив все лампочки. Затем достаточно обмакнуть рейку в воду и медленно выгибать ее как нужно на горячей поверхности печи. Электрические лампочки можно ставить различной мощности — от 60 до 150 вт. Этим также можно регу- лировать рабочую температуру печи. КОПЧЕНОСТИ — ЭТО ВКУСНО! Кто не любит копченую рыбу! Но не всегда можно купить ее в магазине, а сделать самим слишком хло- потно. Все дело в хорошем дыме. Главное нужны «дым- ные» дрова из деревьев лиственичных пород, да и место для костра не просто найти. А вот Толя Вотинов со станции Сылва Пермской области «конструировал уста- новку, которая может быстро и хорошо коптить рыбу, мясо, сало и другие продукты в домашних условиях. И не надо никакого костра. Посмотрите на рис. 21. Вы видите Толину установку. Небольшой электродвигатель включается в сеть, и его ось начинает вращаться. На оси двигателя насажен шкив (рис. 22). Он состоит из текстолитового сердечника, в котором просверлены наклонные охлаждающие от- верстия, и стальной обоймы, плотно насаженной на сер- дечник. Напротив шкива расположен металлический желоб, в который закладывается деревянный брусок из деревьев лиственничных пород (хвойные— сосна, ель, пихта — не годятся). Брусок касается шкива и начи- нает стираться. Образуется дым. Чем больше сила тре- ния, тем больше дыма. Необходимая сила трения под- бирается регулировочным винтом, установленным на торце желоба. Конец винта прикреплен к пружине, которая прижимает брусок к шкиву. Чем сильнее за- кручивается винт, тем сильнее пружина давит на бру- сок и он плотнее прижимается к шкиву. Заложенный в желоб брусок постепенно стирается, поэтому время от времени необходимо ввертывать регулировочный винт. Чтобы дым не расходился по сторонам, эта часть конструкции заключена в деревянную камеру. Она вы- полнена из 5-миллиметровой фанеры и имеет размеры 260 Х240 Х220 мм. Эта камера примыкает к дру- гой — коптильной, имеющей размеры 340 Х430 X Х220 мм. Передняя и задняя стенки коптильной ка- меры сделаны из 15-миллиметровой доски, а боковые — из фанеры толщиной 5 мм. В передней стенке сделано квадратное отверстие для выхода дыма из первой ка- меры. Это отверстие закрыто металлической решеткой, с назначением которой мы еще познакомимся. Внутрен- ние стенки обеих камер заделайте асбестом. В верхней части коптильной камеры (крышки сверху нет) укреплены три металлических стержня диаметром 5—6 мм. Они должны надежно соединяться между собой металлической планкой, расположенной снаружи камеры. Теперь посмотрите на электрическую схему коп- тильной установки (рис. 23). С осью двигателя жестко соединена ось магнето. Поэтому при включении уста- новки на выводах магнето появляется постоянное на- пряжение. Минус его подводится к сетке, плюс — к металлическим стержням, на которые подвешиваются продукты (на металлических крючках, конечно). Па- раллельно выводам магнето подключены три конден- сатора, резистор и неоновая лампочка. Это сигнальная цепь. При нормальной работе магнето сигнальная лам- почка должна загораться. Образующийся от трения дым выходит в коптиль- ную камеру через металлическую решетку. При этом частички дыма получают от нее отрицательный электри- ческий заряд и устремляются к продуктам, заряд кото- рых противоположен по знаку. Копчение происходит быстрее, качество получается выше, а топлива расхо- дуется меньше. В коптильной установке можно использовать элек- тродвигатель мощностью 0,3—2 квт. Лучше всего взять двигатель, рассчитанный на питание от однофазной сети переменного тока. Если у вас окажется трехфаз- ный двигатель, его нужно включить в осветительную сеть по простой схеме, приведенной на рис. 24. Две фаз- ные обмотки двигателя включите непосредственно в сеть, третью — через конденсатор С к одному из про- водов сети. Конденсатор сдвигает ток по фазе на 90°, и в двигателе возникает двухфазное вращающее маг- нитное поле, заставляющее его работать. Величина конденсатора определяется мощностью двигателя. Грубо можно считать, что на каждые 100 вт мощности требуется 6,5 мкф. Так, для двигателя мощ- ностью 380 вт (они чаще других используются юными техниками) потребуется конденсатор 24 мкф. Его можно составить из нескольких параллельно соединенных кон- денсаторов меньшей емкости (например, 6 конденсаторов по 4 мкф). Более точно величину конденсатора подбе- рите при работе электродвигателя. Конденсаторы должны применяться только бумаж- ного типа, например КБГ, КБГ-МН, КБЛП и другие с рабочим напряжением, превышающим в 1,5 раза на- пряжение питающей сети. Конечно, такой способ питания несколько снижает коэффициент полезного действия (КПД) двигателя и его мощность, но зато двигатель будет неплохо работать от однофазной сети. В своей установке Толя применил трехфазный двигатель от электрической пилы мощно- стью 1,6 квт с числом оборотов 2900. А если поблизости нет питающего напряжения? В этом случае можно применить бензиновый двигатель, например, от пилы «Дружба». Магнето може^? быть любого типа. Важно, чтобы оно хорошо работало от данного двигателя и давало доста- точное постоянное напряжение, контролируемое по неоновой лампочке. Детали коптильной установки укрепите на 15-мил- лиметровой доске длиной 960 мм и шириной 220 мм. Конденсаторы, резистор и неоновую лампочку смон- тируйте на изоляционной планке и установите ее рядом с магнето. Все соединения между магнето, деталями, металлической сёткой и стержнями сделайте электри- ческим проводом в хорошей изоляции. В крайнем слу- чае можно использовать осветительный провод. Включатель пйтания (тумблер или обычный сетевой включатель) укрепите около двигателя. Для включе- ния установки в сеть сделайте шнур питания с двух- полюсной вилкой на конце. Быстрое и качественное копчение будет только в том случае, если соблюдена полярность напряжения — минус на металлической сетке, плюс — на стержнях с продуктами. ДИАФИЛЬМЫ ПРИ ДНЕВНОМ СВЕТЕ Диафильмы любят все. Эти небольшие отрезки пленки на 30—40 кадров могут рассказать и добрую сказку, и веселую историю, и поучительный случай. Большую пользу приносят диафильмы, составленные по школьной программе. Учитель всегда может сопро- вождать урок демонстрацией диафильма. Но вся беда в том, что смотреть диафильмы нужно в затемненном помещении, а это подчас бывает неудобно. Долго думали над решением этой проблемы члены технического кружка двенадцатой Воронежской шко- лы. Под руководством преподавателей А. М. Лелица и В. М. Бородкина им удалось построить специальный фильмоскоп, который работает при дневном свете. Внешний вид фильмоскопа показан на обложке. Прин- цип работы его предельно прост. В небольшом затем- ненном ящике располагается обычный фильмоскоп. Проектируемое им изображение отражается от двух зеркал и попадает на экран из матового стекла. Рас- стояние от фильмоскопа до экрана недостаточно для получения широкоформатного изображения, но разра- ботанная конструкция вполне пригодна для аудитории в 35—40 человек. Как же изготовить фильмоскоп? Прежде всего нужно сделать футляр. Возьмите для него 5-миллиметровую фанеру. Размеры футляра 650 Х550 Х490 мм. Установите футляр на неболь- ших ножках. Это способствует его лучшему охлажде- нию, а также позволит укрепить снизу приемную кас- сету для отработанного диафильма. Экран сделайте из матового стекла размером 320x450 мм. Матовую сторону установите наружу так, чтобы впереди был козырек с выступом 80 мм. Внут- реннюю поверхность футляра и козырька окрасьте в черный цвет или оклейте черной бархатистой бумагой. Матовое стекло можно сделать самим. Возьмите чистое стекло нужного размера, толщиной 2—3 мм, смочите его водой л посыпьте наждачным порошком. Другим куском стекла разотрите порошок до появления матовости на стекле. Чтобы удлинить фокусное расстояние и получить экран нужного размера, внутри футляра установите два плоских зеркала (рис. 25) следующих размеров: переднее — 150 Х115 мм (ниже экрана), заднее — 238 Х240 мм. Оба зеркала установите на шарнирах. К верхней части заднего зеркала прикрепите регули- ровочный винт, которым можно будет изменять угол наклона зеркала. Углы наклона регулируются с таким расчетом, чтобы луч от фильмоскопа падал на переднее зеркало, затем отражался на заднее и далее на экран. Внутри футляра поместите детский фильмоскоп с фокусным расстоянием 7,7 мм. Лампу в фильмоскопе замените на 70-ваттную. Это увеличит яркость изобра- жения в 3—4 раза и позволит наблюдать его при днев- ном свете. Новая лампа может перегревать и коробить пленку, поэтому справа от фильмоскопа, напротив вентиляционного окна, поместите обыкновенный вен- тилятор на 220 в с уменьшенными лопастями, а на зад- ней откидной крышке сделайте несколько отверстий для циркуляции воздуха внутри футляра. При таком способе охлаждения фильмоскоп может работать не- прерывно до 5 часов. Понижающий трансформатор на 12 в мощностью 75 вт установите в левой части футляра. Самодельный транс- форматор можно намотать на железе Ш-30, набор 30 мм. Первичная обмотка для сети 220 в содержит 1450 витков провода ПЭЛ-0,35. Для сети 127 в нужно намотать 840 витков ПЭЛ-0,45. Вторичная обмотка в обоих случаях должна содержать 95 витков провода ПЭЛ-1,5. Заднюю крышку футляра укрепите на петлях м от- крывайте при перезарядке диафильмов. Для ручной фокусировки изображения с левой стороны сделайте люк с задвижкой. Контроль качества фокусировки осу- ществляйте через отверстие в верхней части крышки. Фильмоскопом можно управлять дистанционно. Для этого добавьте механизм протягивания диафильма (рис. 26). Он состоит из двух валиков (рис. 27), направ- ляющей пластины л электродвигателя. Ведущий валик диаметром 45 мм, шириной 36,5 мм. На концах валика надеты резиновые кольца шириной 6—7 мм. Диаметр ведомого валика 15 мм. Оба валика вставьте в корпус протягивающего механизма. Изготовьте его из милли- метровой стали в виде коробочки. Она будет служить и кассетой для диафильма. Отверстие для ведомого валика сделайте продолговатым, чтобы отодвигать ва- лик при зарядке диафильма (для этого на оси валика укреплена скоба, показанная на рис. 28). Валики при- жимаются друг к другу спиральными пружинами, на- детыми на ось ведомого валика. Чтобы пружины не соскакивали, на концах оси валика сделаны канавки. Немного выше ведомого валика прикрепите к корпусу протягивающего механизма направляющую пластину, как в обычном фильмоскопе. Ведущий валик соедините с осью редуктора электродвигателя, которая враща- ется с небольшой скоростью. Здесь лучше применить электродвигатель типа ДСД-2-П1 мощностью 15 вт, рассчитанный на питание от сети переменного тока. Рис. 17. Электромагнитный включатель Рис. 19. Устройство электроламповой печи Рис. 23. Электрическая схема коптильной установки Рис. 20. Электрическая схема печи Рис. 24. Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть Пульт управления Рис. 25. Расположение зеркал в фильмоскопе Рис. 18. Магнитный контактор Рис. 21. Коптильная установка Скорость вращения оси двигателя 2 об/мин. Протяги- вающий механизм укрепите на фильмоскопе так, чтобы пленка попадала в фильмовой канал. Электрическую схему фильмоскопа вы видите на рис. 29. Осветительную лампу с трансформатором и двигатель вентилятора (М-1) подключите к сети через тумблеры или обычные включатели, установленные на задней стенке футляра. Двигатель протягивающего механизма (М-2) подключите через кнопку, установ- ленную на пульте дистанционного управления. Длина проводов между пультом и фильмоскопом 4—5 м. Кноп- ку возьмите любого типа, например, от электрического звонка. Много других интересных конструкций, разработан- ных юными изобретателями, вы найдете на страницах журнала «Юный техник» в разделе Патентного Бюро. ЛИТЕРАТУРА Стальная обойма Текстолит Рис. 22. Устройство шкива Рис. 26. Механизм протягивания диафильма 1. «Юный техник» за 1964 год, № 7, 11 2. «Юный техник» за 1965 год, № 1, 2, 8, 10 3. «Юный техник» за 1966 год, № 3, 4, 12 4. «Юный техник» за 1967 год, № 4
40 36,5 Рис. 27. Ведущий и ведомый валики Рис. 28. Собранный протягивающий механизм Рис. 29. Электрическая схема дневного фильмоскопа
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано -в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 26/IV-68 г. Бумага 70X108’/ie. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54819 Уч.-изд. л. 1,31. Тираж 100 000. Заказ № 2167. Изд. 207 По оригиналам издательства «МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Москва, Ж-54, Валовая, 28
©
Рис. 1. Устройство электрического фонарика Рис. 2. Внешний вид собранного фонарика Рис. 3. Светильник из флакона Рис. 4. Электрическая схема светильника Рис. 5. Устройство светильника для термометра ||||Н™ Рис* 6. Так светильник крепится к термометру В этой брошюре вы познакомитесь с прос- тыми самоделками, которые работают от электрического тока. Для одним потребу- ются батарейки от карманного фонаря, для другим — осветительная сеть. Итак, десять электрическим самоделок. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФОНАРИК Его устройство показано на рис. 1. Сначала выстру- гайте две деревянные палочки размером 8x22x80 мм. К ним с обеих сторон прибейте гвоздиками фанерки с вырезами. Получилась небольшая коробочка. Затем из 1,5-миллиметрового кусочка любого металла вы- режьте пластинку размером 25x80 мм. Посредине пластинки просверлите отверстие диаметром 10 мм. Пластинку прибейте гвоздиками к верхней части коро- бочки. Вверните в отверстие электрическую лампочку на 3,5 вольта. Снизу коробочки вставьте батарейку от карманного фонаря (выводы батарейки немного отог- ните) и задвиньте ее до конца. Минусовой вывод бата- реи коснется при этом контактного вывода лампочки, а плюсовой — металлической пластинки, и лампочка загорится. Чтобы выключить лампочку, батарею надо немного выдвинуть рукой обратно. Для этой цели и сделаны вырезы в фанерках. Если батарейка будет двигаться в футляре свободно, проложите между ней и фанерками бумажную прокладку такой толщины, чтобы батарейка двигалась с трением. Остается сделать рефлектор из картона, приклеить его к пластинке — и фонарик готов (рис. 2). Внутрен- нюю часть рефлектора покрасьте серебристой краской. Остальные части фонарика можно покрасить в черный цвет. НОЧНИК ИЗ ФЛАКОНА В парфюмерных магазинах часто продаются флако- ны с одеколоном, выполненные в виде различных фигу- рок. Из таких флаконов нетрудно сделать ночник. Спилите нарезную часть, на которую навинчивается крышка, и подпилите образовавшееся отверстие на- пильником так, чтобы внутрь фигурки свободно вставлялась лампочка от карманного фонаря. Лампочку покройте цветным цапонлаком под цвет f фигурки. Затем сделайте подставку для фигурки — небольшую деревянную коробочку (рис. 3). Верхнюю крышку коробочки выпилите из 10-миллиметровой фанеры или деревянной палочки. Для боковых стенок подойдет 5- миллиметровая фанера. В центре верхней крышки просверлите отверстие под цоколь лампочки. К выво- дам лампочки подпаяйте тонкие проводники с хорошей изоляцией, пропустите их через отверстие в крышке и вставьте в отверстие лампочку. Сверху на лампочку поставьте флакон. Включатель ночника тоже укрепите на верхней крышке, ближе к боковой стенке. Вложите в коробочку батарейку от карманного фо- наря и соедините все детали, как показано на рис. 4. Проверьте работу ночника. После этого прикрепите к коробочке нижнюю крышку, изготовленную из любого изоляционного материала толщиной 2 мм. Наружные стенки коробочки отполируйте или покрасьте в прият- ный цвет, гармонирующий с цветом фигурки. СВЕТИЛЬНИК ДЛЯ ОКОННОГО ТЕРМОМЕТРА Собираясь на улицу, вы всегда смотрите на термо- метр, висящий за окном, чтобы узнать температуру воздуха. Днем показания термометра видны хорошо, а вечером электрический свет из квартиры отражается в стеклянной трубке термометра и мешает рассматривать показания. Если вы сделаете несложное приспособле- ние (рис. 5), то сможете видеть шкалу и ртутный стол- бик в вечернее и ночное время. Понадобятся следующие материалы: полуторамил- лиметровая металлическая полоска шириной 35 мм и и длиной около 200 мм, две металлические полоски шириной 10 мм и длиной около 100 мм, две пробки от пузырьков из-под лекарства, две электрические лам- почки напряжением 2,5 в, кнопка, батарейка от кар- манного фонаря, две пары винтов с гайками да несколь- ко метров тонкого изолированного провода. Из большой металлической полоски согните трубку, оставив зазор между концами полоски около 1,5—2 мм. Длина трубки должна равняться длине термометра. В двух пробках просверлите отверстия и проденьте через них гибкие изолированные провода. Концы проводов подпаяйте к средним контактам лампочек. Цоколи лампочек соеди- ните отрезком провода длиной 60—70 мм. Эту «гирлянду» вставьте внутрь трубки и плотно закрепите пробки. Из двух узких полосок согните лапки, наденьте их на концы трубки и закрепите винтами с гайками. Концы лапок согните так, чтобы они плотно надевались на корпус термометра. Прикрепите трубку к термометру так, чтобы щель трубки была повернута к шкале термо- метра. Трубку покройте лаком — это предохранит ее от коррозии. Изолированный провод от лампочек пропусти- те через отверстие в оконной раме и подсоедините к кнопке (можно использовать любую кнопку, напри- мер, звонковую) и батарейке от карманного фона- ря (рис. 6). Достаточно теперь нажать на кнопку, и лампочки, находящиеся в трубке, загорятся. Свет от них, проходя* через щель трубки, будет освещать шкалу термометра. КАРМАННЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Хотите сделать карманный вентилятор? Им вы смо- жете пользоваться не только дома, но и в зале киноте- атра, в столовой, в поезде — где хотите. Основные детали вентилятора: микроэлектродвигатель МК-12, переходная втулка, две резиновые прокладки, две ме- таллические шайбы и крыльчатка (рис. 7). Удобнее всего под вентилятор приспособить карманный фонарик с откидной верхней крышкой. Отражатель и электри- ческую лампочку фонаря удалите. Сначала сделайте крыльчатку. Возьмите отрезок винидура толщиной 0,3 мм и вырежьте из него кружок диаметром 100 мм. В кружке вырежьте лопасТй, как показано на рис. 7. Отогните их в нужном направлении, нагревая крыльчатку над электрической лампочкой мощностью 100—150 вт. Для установки микроэлектродвигателя в задней стенке корпуса фонарика просверлите отверстие диа- метром 6,5 мм. У микродвигателя отогните штампован- ные лапки и снимите фланец. Один вывод микродвига- теля подпаяйте к корпусу фонарика, а второй — к уко- роченной средней контактной пружине, установленной на прессшпановой прокладке. Для уменьшения шума наденьте на микродвигатель резиновые прокладки. Когда вы закроете крышку фонарика, микродвигатель окажется плотно зажатым между крышкой и задней стенкой. На выступающий из корпуса конец валика микрод- вигателя Наденьте переходную втулку. На валик микро- двигателя втулка насаживается плотно. Она должна быть сделана из дюралюминия и иметь внутреннее сквозное отверстие диаметром 2 мм и 4-миллиметровую резьбу на конце, на которую навертывается гайка. Этой гайкой через две разрезные шайбы и зажимается крыльчатка. После сборки вентилятора проверьте его работу. При нажатии кнопки фонарика крыльчатка вентилятора должна вращаться быстро и создавать поток охлаждаю- щего воздуха. Шум работающего вентилятора должен быть минимальный. При желании вентилятор можно ставить, например, на стол или окно. Для этого снимите откидную петлю корпуса фонарика и замените ее длинной откидной ножкой, изготовленной из 2-х миллиметровой прово- локи (рис. на обложке). ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННАЯ КАРТА Если у вас есть батарейка от карманного фонаря и электрическая лампочка на 3,5 в, Можно составить простейшую электрическую цепь. Подсоедините кон- такты лампочки к выводам батарейки — и цепь готова. Микродвиватель Шайбы Рис. 7. карманного Резиновые прокладки Устройство 1 вентилятора Рис. 8. Электрифицированная карта Лампочка загорится. Примером простейшей электри- ческой цепи служит фонарик, с которым вы познакоми- лись в начале брошюры. Теперь предлагаем вам исполь- зовать простейшую электрическую цепь в другой само- делке — электрифицированной карте (рис. 8). На стене висит обыкновенная географическая кар- та, но около названия городов расположены металли- ческие гнезда. Сбоку карты укреплен небольшой щи- ток, на котором тоже стоят гнезда. Против каждого из них написан вопрос. К примеру, «столица Азербайджан- ской ССР» или «город-герой на Волге». В эти гнез^Н вставляется однополюсная вилка, соединенная с клем- мой «вопрос». В другую клемму («указка») вставляется вилка соединенная проводником с указкой. Если ответ правильный и правильно указан город, лампочка заго- рится в левом верхнем углу карты. При неправильном ответе лампочка не загорается. Как же устроена эта самоделка? На лист фанеры толщиной 5-*-6 мм наклейте географическую карту. Определите вопросы, которые нужно задавать проверя- емому. Тогда вы сможете подсчитать, сколько гнезд нужно установить. Гнезда можно взять готовые или сделать самим. Для этого возьмите йолоски жести, вырежьте из них лепестки и согните гнезда, как пока- зано на рис. 9. Около названия выбранных городов осторожно просверлите отверстия и укрепите в них изготовленные гнезда. Такие же отверстия насверлите в левом нижнем углу карты — там будет располагаться вопросник. Рядом с гнездами наклейте бумажные поло- ски с вопросами. Внизу карты, ближе к вопроснику, расположите две клеммы или самодельные гнезда. Для сигнальной лампочки выделите левый верхний угол и просверлите там отверстие диаметром 10 мм. Около лампочки установите батарею питания на 4,5 в. Все готово к монтажу электрической схемы (рис; 10, а). К клемме «указка» подпаяйте провод от батареи, а к другой клемме («вопрос»)— контакт ламйочки. Остав- шийся вывод батареи и контакт лампочки соедините между собой изолированным проводом. Гнезда вопросов соедините изолированным проводом со «своими» отве- тами. Еще сделайте перемычку из изолированного про- вода длиной 40—50 см. Концы провода подпаяйте к однополюсным вилкам. Эта перемычка будет соединять клемму «вопрос» с одной из гйезд вопросника. Обычную деревянную указку придется немного доработать. Наденьте на ее конец металлический на- конечник и подпаяйте к нему изолированный провод длиной 2—2,5 м. Аккуратно закрепйте часть провода по всей длине указки и подсоедините оставшийся конец его к однополюсной вилке. Электрифицированная карта готова. Совсем не обязательно электрифицировать только географическую карту. Такую схему можно применить в черчении. Тогда на плакате будут три проекций какой- нибудь фигуры, на которых размещены контрольные точки. А вопросы будут составлены по расположению точек на различных проекциях. Для тех, кто будет ИЭу^аТЬ, например, устройство мотоцикла, можно рекомендовать накЛеи^ь на фанер- ный лист схёматйческий разрез мотоцикла и устано- вить гнезда на основных узлах и деТалях. ВоИросы будут Содержать в этом случаё НИзвайид узлов и дета- лей. Одним словом, можно найТи самые разнообразные применения нашей схемы — все зависит От ваших нужд и фантазии. Если у вас есть поблизости розетка! осветительной сети, схему можно питать 8т нее — черер понижающий трансформатор фйс. 10, б). Удобно использойать Транс- форматор от любого радиЪНриеМника-, имеющего на- кальную обМоТку на 5 в или 6,3 в. Самодельный транс- форматор можно намотать на железо Ш-16/ набор 27 мм. Первичная обмотка для сети напряжением 127 в должна содержать 1780 витков провода ЙЭЛ 0,15, для сети 220 в — 2880 виткок провода ПЭЛ 0,1. Вторич- ная обмотка в обоих случаях Наматывается проводим ПЭЛ 0,35 мм и содержит 110 витков. При Трансформа- торном питании Поставьте другую сигнальную лам- почку — на 6,3 в. Трайсформйтор включайте в сеть через предохранитель на 0,5 а. ПРОСТОЙ КОПИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК Если вам нужно снять копию с рисунка, восполь- зуйтесь... окном. Наложите Йа него рйсунок, а сверху чисТЫй лист бумаги — и Йы будете рисоваТь неСйросйет. А Что делать вечером, когда на улйце света мало и в комнате зажигают электрический свет? Цсно, чТЬ «окон- ный» Способ копировки здесь уже не годится. Поэтому предлагаем вам построить простой копировальный станок, которым можно пользоваться и днем и вечером. Устройство станка показано на рис. 11. Это неболь- шой ящик, верхней крышкой которого является обык- новенное оконное стекло. На дне ящика укреплены осветительные лампочки. Главное при копировке —* получить равномерное освещение оригинала. Поэтому на дне ящика установлены не две осветигельные лам- пы, как это часто делается в подобных конструкциях, а несколько десятков Малогабаритных лампочек на 6,3 в (как для освещения шкалы радиоприемников). Этим достигается сильное й равномерное освещение. У таких лампочек есть и ёЩе одно Преимущество — слабый нагрев, чТО Рачительно облегчает вёНтиляЦИю станка. Между лампочками и верхним стеклом Неплохо установить еще одно, матовое СТеклд <*— улучшится равномерность освещения. Если вы нё сможете достать готового стекла больших размерив, ёТЬ можно сделать самйм. Вот один сНособ — химический] Возьмите чи- стое стекло (НайриМер, оконное) и обезжирьте еГО поверхность. В 100 куб. см водЫ раСТйорите 5 г жела- Рис. 9. Самодельные гнезда Рис. 10. Питание карты: а) от батареи КбС, б) от сети Рйс. 11. Устройство койировальн’ого станка
Рис. 12. Внешний вид лампы дневного света Рис. 14. Устройство стартера Рис. 16. Внешний вид светильника Рис. 18. Схема самодельного трансформатора Рис. 19. Сборка трансформатора Рис. 20. Внешний вид самодельного трансформатора Рис. 17. Устройство электрической пилы Н тина и добавьте к раствору 5—6 г фтористого кальция или фтористого натрия. Полученную смесь нанесите на поверхность стекла и высушите. Затем погрузите стек- ло на несколько минут в 10-процентный раствор сер- ной кислоты. В результате реакции серной кислоты и фтористой соли в желатиновом слое образуется фтори- стоводородная (плавиковая) кислота, которая травит поверхность стекла, делая ее матовой. Обработанное таким образом стекло промойте и смойте теплой водой слой желатина. Количество осветительных лампочек зависит от напряжения сети. Для сети 127 в потребуется 20 лам- почек напряжением 6,3 в 0,28 а, для 220 в — 35 лам- почек напряжением 6,3 в 0,28 а или 16 лампочек по 13,5 в 0,15 а. Все лампочки соедините последовательно. ЛАМПА СОЛНЕЧНОГО СВЕТА Прозрачный стеклянный баллон, похожий на гру- шу, да тонкая вольфрамовая нить, протянутая между двумя металлическими ножками,— таким вы знаете современный искусственный источник света — лампу накаливания. А задумывались вы когда-нибудь, хорошо ли светит эта лампа? Оказывается, очень плохо. Во- первых, она дает «не тот» свет. Если при солнечном освещенйи мы хорошо отличаем фиолетовую окраску от синей, то искусственное освещение лампами накали- вания «смешивает» эти оттенки, и оба цвета мы видим практически черными. К тому же лампы накаливания очень неэкономичны — лишь 3—5% потребляемой энергии расходуется непосредственно на освещение, остальная часть тратится на нагревание вольфрамового волоска. К такой лампочке, пожалуй, больше подходит выражение «нагревательная», чем «осветительная». Сейчас лампы накаливания постепенно вытесняются другими — лампами дневного света. Они уже установ- лены во многих учреждениях, магазинах, жилых поме- щениях. Лампы дневного света имеют очевидные Преи- мущества: в свет они превращают от 10 до 20% потреб- ляемой энергии, долговечность превышает лампы нака- ливания почти в 6 раз, да и свет они дают более «чистый». Уже своим внешним видом лампа дневного света резко отличается от лампы накаливания. Вместо про- зрачного баллона вы вйдите белую трубку длиной от 30 см до полутора метров в зависимости от типа лампы (рис. 12). На обоих Концах трубки по два металличе- ских штырька. Это выводы нитей накала, расположен- ных внутри трубки. Их у лампы две. Каждая нить пред- ставляет собою спиральки из вольфрамовой, проволоки, покрытой окисью бария. Но при включении лампы в сеть горят вовсе не нити накала, они выполняют вспо- могательную роль. Свечение образуется иным путем. Поверхность трубки* покрыта специальным люми- несцентным веществом, светящимся под действием постороннего источника света. Внутри трубка запол- нена парами ртути и газом аргоном. Это заполнение и надо «поджечь», чтобы заставить светиться трубку. Посмотрите на рис. 13, где показана упрощенная схема включения лампы в сеть. Когда включены оба включателя, ток от осветительной сети проходит через нити накала лампы. Они раскаляются, и атомы бария начинают отдавать в пространство трубки свои элект- роны. Сталкиваясь с атомами ртути и аргона, элект- роны превращают их в ионы. Так создаются условия для прохождения электрического тока через газ. Через несколько секунд включатель В2 можно выключить. Нити накала станут теперь электродами, к которым подведено напряжение сети. Находящийся между ними ионизированный газ засветится голубовато-зеленым светом, и люминесцентное покрытие трубки начнет излуЧать приятный белый свет, напоминающий днев- ной. Ставить в комнате два включателя неудобно, по- этому на практике роль включателя В2 выполняет спе- циальное устройство — стартер. Это небольшая лам- почка, напоминающая неоновую типа МН-3 (рис. 14). В ее баллоне укреплены два контакта. Баллон запол- нен инертным газом неоном. При включении лампы (включателем Bi) между контактами стартера прикла- дывается напряжение сети. Газ в стартере загорается (как в неоновой лампе) и разогревает контакты. Они изгибаются и соприкасаются. В этот момент разряд в стартере прекращается, ток осветительной сети прохо- дит через нити накала лампы. Через несколько секунд контакты стартера остывают и вновь расходятся. Лам- па дневного света вспыхивает. Лампа дневного света значительно снижает утомля- емость глаз, поэтому всем, кто продолжительное время готовит уроки при электрическом освещении, советуем сделать настенный светильник с лампой дневного света. Электрическую схему светильника вы видите на рис. 15. По такой схеме включается любая лампа днев- ного света. Для светильника подойдет лампа мощно- стью 15 вт, рассчитанная на напряжение в вашей квар- тире. На такое же напряжение нужно брать и стартер. Дроссель Др выполняет роль так называемого балласт- ного сопротивления.— он ограничивает ток через лампу. Для каждого типа лампы нужен «свой» дроссель, рассчитанный на данное напряжение сети и мощность лампы. Еще для светильника потребуются два лампо- держателя, стартеродержатель, пластинка из плекси- гласа или молочного стекла и немного дюраля толщиной 1,5—2 мм. На кожухе, сбитом из 10-миллиметровой фанеры, укрепите два ламподержателя и стартеродержатель (рис. 16). Внутри кожуха установите дроссель и сде- лайте всю электрическую проводку. Шнур питания выведите через отверстие в нижней части кожуха. Отдельного включателя у светильника нет, поэтому на конце шнура питания припаяйте двухполюсную вилку, которая будет вставляться в розетку осветительной сети. Теперь можно сделать приспособление для рассеива- ния света лампы. Вырежьте из дюраля (или другого материала толщиной 1,5—2 мм) два уголка и согните их, как показано на рисунке. Между уголками уста- новите рассеиватель, изготовленный из молочного стекла или матированного плексигласа. В крайнем случае, можно использовать обычное оконное стекло, обернутое калькой. Уголки прикрепите к кожуху шурупами так, чтобы рассеиватель с уголками можно было с трением пере- мещать вверх или вниз. Регулировкой положения рассеивателя вы сможете подбирать наилучшее осве- щение своего рабочего места. Собранный светильник повесьте на стену вблизи вашего письменного стола. Лампа дневного света работает от сети переменного тока, и она не избавлена от мерцаний. Частота мерца- ний вдвое больше частоты питающей сети. Хотя они мало заметны из-за инерционности сетчатки глаз, зрение все же утомляется. Существует несколько спо- собов уменьшения мерцания. Самый простой сов- местное включение лампы дневного света и лампы нака- ливания, например, в настольной лампе. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПИЛА Попробуйте металлической пилой разрезать стекло. Ничего не выйдет. Каждому известно, как трудно обрабатывать гетинакс, текстолит, оргстекло. Совсем другое дело, если у вас в руках электрическая пила. Металлическая рама с деревянной ручкой, крепеж- ные хомутики, изоляционные колодки, осветительный шнур — вот основные детали электрической пилы (рис. 17). Каждую из них нетрудно изготовить самому или приобрести в магазине. Рамой служит изогнутая железная трубка диамет- ром 10 мм. Толщина стенок трубки 1,5—2 мм. К изги- бам рамы металлическими хомутиками прикрепите изоляционные колодочки (они продаются в магазинах электротоваров). На раме, где будут крепиться хомути- ки, просверлите отверстия и в них пропустите питаю- щие провода (понадобится два метра обычного освети- тельного шнура). Каждый провод подсоедините к своей колодочке. Между колодочками натяните нихромовую проволоку. Диаметр ее зависит от того, какой материал вы будете резать. Для оконного стекла нужна прово- лока диаметром 0,6 — 0,8 мм; для текстолита, гети- накса — 0,4 — 0,5 мм; для фанеры, пенопласта, поли- стирола, полиэтилена, эбонита, оргстекла — 0,1 — 0,3 мм. Напряжение на пилу подается 10—20 вольт при работе с толстой проволокой и до 40—50 вольт, если проволока меньшего диаметра. Для питания лучше всего использовать автотранс- форматоры типа «ЛАТР-1», «ЛАТР-2» и другие мощ- ностью более 200 ватт. В любом случае напряжение, снимаемое с трансформатора, должно регулироваться плавно или скачками через 5—10 вольт. Трансформатор можно сделать и самим (рис. 18). Для этого возьмите железо Ш-40, набор 50 мм. Можно взять и другое железо, сохранив общее сечение — 20 см2. Например, для железа Ш-32 набор должен быть 62 мм. Первичная обмотка трансформатора для сети 127 в должна содержать 380 витков провода ПЭЛ 0,9, а для 220 в— 660 витков ПЭЛ 0,7. Вторичная обмотка (намотайте ее толстым проводом) должна со- держать четыре (нижние по схеме) обмотки по 19 витков провода ПЭЛ 2,0 и три обмотки по 38 витков провода ПЭЛ 1,5. Железо собранного трансформатора стяните двумя металлическими скобами (рис. 19). К одной скобе при- крепите металлический уголок, к которому приклепай- те изоляционную колодку толщиной 2 мм. На колодке установите гнезда (или клеммы) для включения вилки электрической пилы. К этим гнездам подпаяйте выво- ды вторичной обмотки трансформатора. К выводам пер- вичной обмотки подпаяйте двухжильный электрический шнур с вилкой на конце. Трансформатор укрепите на деревянной подставке и накройте его кожухом. В верхней части кожуха долж- но быть отверстие для доступа к гнездам трансфор- матора (рис. 20). Предохранитель на 3 а для сети 127 в и 2 а для 220 в поставьте под кожухом. В отличие от обычной электрическая пила не пере- резает материал, а плавит его там, где прикасается раскаленная проволока. Поэтому для каждого мате- риала нужно подобрать температуру нагрева проволоки. При работе пилой не забывайте постоянно переме- щать проволоку так же, как полотно металлической пилы. Чтобы разрезать стекло, положите проволоку пилы на линию разреза и включите напряжение пита- ния. Проволока накалится, и стекло отломится по ли- нии нагрева. Электрической пилой можно пользоваться и как лобзиком. В этом случае просверлите в материале от- верстие и проденьте через него накальную проволоку пилы. Затем закрепите приволоку в изоляционных коло- дочках и включите напряжение. Все остальное — как при работе с лобзиком. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Многие конструкции рассчитаны на питание вполне определенным напряжением. И часто для каждой кон- струкции приходится покупать или делать самим сило- вой трансформатор. Конечно, можно приобрести лабо- раторный трансформатор типа ЛАТР и вращением его ручки устанавливать нужную величину Напряжения. Но стоит он сравнительно дорого и не всегда бывает в продаже. Самодельный универсальный трансформатор, который предлагаем вам построить, работает не хуже покупного и позволяет регулировать выходное напря- жение от 0 до 250 в скачками через 1 в. Главная «проблема» в подобных трансформаторах — способ регулировки выходного напряжения. В ЛАТРе, например, по зачищенным виткам обмотки скользит ползунок и снимает с обмотки любое напряжение до 240 в. Во многих понижающих трансформаторах на- пряжение подбирается установкой вилки питания в соответствующие гнезда трансформатора. Сколько гнезд на трансформаторе, столько и различных напряжений можно получить. А в Нашем трансформаторе? Ведь он должен выдавать 250 различных напряжений. Ка- залось бы, столько же должно быть гнезд и столько же отводов от обмотки трансформатора. Но в трансформа- торе всего 2 гнезда и 16 выводов. Чем же это достигнуто? Посмотрите на рис. 21. Это электрическая схема универсального трансформатора. Восемь обмоток с различными напряжениями подсоединены к переклю- чателям. Каждый переключатель на два положения. В одном положении его средний вывод подключается к началу «своей» обмотки, в другом — к концу. Обмотка оказывается или подключенной к выходным клеммам или отключенной от них. Нужное напряжение устанав- ливается комбинацией включения обмоток. Каждая последующая обмотка дает вдвое большее напряжение, чем предыдущая. Этим и обеспечивается регулировка выходного напряжения через 1 в. К примеру, требу- ется напряжение 7 в. Если поставить переключатели обмоток I, II и III в верхнее по схеме положение, а остальные переключатели в нижнее, вы получаете в сумме 7 в. Напряжение 10 в получится при включении обмоток II и IV, а 15 в — первых четырех обмоток. Для постройки универсального трансформатора потребуется железо Ш-40, набор 70 мм, восемь пере- ключателей типа тумблер, два держателя предохра- нителей, четыре клеммы и обмоточный провод в эмале- вой изоляции (ПЭЛ) диаметром 1,5 мм. Изготовив каркас из тонкого гетинакса, текстолита или другого прочного изоляционного материала, начи- найте намотку трансформатора. Первые четыре обмотки наматывайте двумя проводами в параллель. Первая обмотка должна содержать 2 витка, вторая — 3, третья— 6, четвертая — 12. Остальные обмотки намотайте од- ним проводом. Пятая обмотка содержит 24 витка, шестая — 48, седьмая — 96, восьмая (сетевая) — 330 витков с отводом от 192 витка (для сети 127 в). После сборки установите трансформатор в метал- лическом кожухе из двухмиллиметрового дюраля или алюминия (рис. 22). Переднюю панель кожуха сделайте съемной. Изго- товьте ее из 5—6-миллиметрового гетинакса, текстолита или другого хорошего изоляционного материала. На панели укрепите тумблеры, держатели предохранителей и клеммы. В кожухе обязательно сделайте боковые вентиляционные жалюзи или насверлите отверстия диа- метром 5—6 мм. Для переноски трансформатора укре- пите ручку сверху кожуха. Мощность универсального трансформатора около 300 вт. Такой мощности достаточно для питания мно- гих электрических приборов. Трансформатор можно использовать и для питания приемников, телевизоров, магнитофонов, когда напряжение сети колеблется в больших пределах. Одним словом, ваш трансформатор станет универсальным не только по способу регулиров- ки выходного напряжения, но и по применению.
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 26/IV-68 г. Бумага 70X1087ie. Печ. л. 0,75. Усл.-печ. л. 1. Л54820 Уч.-изд. л. 1,15. Тираж 100 000. Заказ № 2167. Изд. 206 По оригиналам издательства «МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж-54, Валовая, 28.
Б. С. Иванов c.togbi на .iidifii.i.w
Рис. 1. Электрическая схема гравировального прибора Рис. 2. Самодельный реостат Рис. 3. Внешний вид собранного прибора Рис. 4. Так гравируется надпись Рис. 5. Устройство электрокарандаша о Рис . 7. Размещение дополнительной обмотки Нередко многие из вас, ребята, задают во* прос, как сделать надпись на металле? Про* царапать гвоздем? Или, может быть, выбить молотком и керном? Ясно, что качество над* писи, сделанной таким способом, будет невы* сокое. А попробуйте сделать рисунок, даже самый простой. Ничего не получится--ли* нии будут кривые, а толщина их неравно* мерная. Что же делать? На помощь приводит электричество. Неви* димые электроны, пропущенные через металл, могут настолько искусно обработать его, что позавидует любой гравировгцик! Нужно только правильно управлять напряжением и силой электрического тока. С наиболее инте* ресными конструкциями электрические при* боров для обработки металлов вы и познано* митесь в этой брошюре. ГРАВИРУЕТ... ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Это несложный самодельный прибор, состоящий из нескольких недефицитных деталей (рис. 1). Вспомога- тельное «оборудование», которое потребуется к нему, всего лишь огарок свечи, поваренная соль да швейная игла. Такой прибор пригодится всем, кто захочет на своих конструкциях писать различные надписи. При- бор работает от двух батареек, включенных параллель- но. Сделано это для большей надежности в работе и долговечности прибора. Электрическая лампочка Л— от карманного фонаря на 3,5 в 0,28 а. По ней вы буде- те следить за процессом рисования. Гнезда Гх и Г2 служат для подключения к внешней цепи. Они могут быть заменены клеммами или штепсельной розеткой. Реостат R — проволочный, на 10 ом, может быть за- менен резистором любого типа мощностью не менее 2 вт. Если вы не сможете его достать, сделайте само- дельный реостат. Его устройство показано на рис. 2. Ос- нова реостата — изоляционная планка 1 (дерево, гети- накс, оргстекло), в которой сделаны вырезы для креп- ления обмотки реостата 2 и контактной полоски 3. Каркасом для обмотки реостата служит фарфоровая трубка от постоянного резистора (токопроводящий слой должен быть счищен), деревянная или эбонитовая па- лочка длиной 40—45 мм и диаметром 7—8 мм. Обмотка реостата наматывается константановым проводом в изоляции диаметром 0,3—0,4 мм. При отсутствии такого провода можно взять спираль от электроплитки. Перед намоткой спираль раскалите током до темно-малинового цвета для образования ока- лины. Она будет служить изоляцией между соседними витками. Затем отожженный провод намотайте на кар- кас в один слой, виток к витку, прикрепите концы его к выводным контактам 10. По всей длине обмотки рео- стата шкуркой зачистите узкую дорожку шириной 5— 6 мм, по которой будет скользить ползунок 4. Кон- тактную полоску 3 и ползунок 4 изготовьте из пружи- нящей латуни толщиной 0,5—1 мм. Собирайте реостат в такой последовательности. На планку 1 укрепите обмотку 2 и контактную полоску 3. Затем на ось 5 на расстоянии 20 мм от нижнего конца с помощью гаек 6 укрепите ползунок 4. Ось пропустите через отверстие’ в планке и закрепите снизу гайкой 8 и контргайкой 9. Между гайкой и планкой проложите шайбу 7. Включатель Вк может быть любого типа, например от осветительной сети. Соедините прибор с металлом, на котором будет сделана надпись, двумя разноцветными проводниками. Одни концы их подсоединены к штепсельной вилке, другие — к зажимам типа «крокодил». Все детали при- бора соберите в небольшой коробочке (рис. 3). Собранный прибор включите и замкните между со- бой зажимы. Если все детали исправны и соединены точно по схеме, загорится сигнальная лампочка. Яр- кость ее свечения будет регулироваться вращением руч- ки реостата. Теперь все готово, можно приступать к рисованию. Возьмите чайный стакан и на четверть его объема на- сыпьте поваренной соли. Залейте стакан горячей водой. Помешивая в стакане чайной ложкой, следите, чтобы растворилась возможно большая часть соли. Дайте раствору немного отстояться и слейте его без осадка в другой стакан. Поверхность пластинки, на которой будет наносить- ся надпись или рисунок, зачистите мелкой наждачной шкуркой до блеска (рис. 4). Нагрейте ее на спиртовке и покройте тонким слоем парафина или воска. После остывания через этот слой тонкой швейной иглой, встав- ленной в палочку, процарапайте надпись. Все линии надписи должны быть четкими, а стружки от парафина удалены. Затем подключите к пластинке проводник, соединенный с гнездом Г2. Проводник от гнезда подсоедините к кусочку ваты, смоченной в приготов- ленном растворе соли. Выдавите из ваты на рисунок каплю раствора, включите прибор и установите ручку реостата в такое положение, чтобы лампочка горела в половину накала. Через несколько секунд капля ра- створа вокруг ваты будет темнеть, что укажет на пра- вильную работу схемы. Если капля не темнеет, поме- няйте местами проводники от гнезд Гх и Г2. Переме- щайте каплю раствора ватой по всей надписи и наблю- дайте за равномерным темнением ее линий. Когда все линии потемнеют, рисование можно закончить. Если надпись сложная и содержит много пересе- кающихся линий, то не старайтесь сделать ее за один раз. Сделайте вначале часть надписи, а затем, покрыв пластинку вновь слоем парафина, наносите Следующую часть. И так — пока не закончите всю надпись. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАРАНДАШ Если у вас твердая рука и вы сразу сможете писать электричеством, сделайте электрокарандаш. Этим ори- гинальным инструментом вы сможете быстро наносить надписи и простейшие рисунки на любое металлическое изделие. Корпус электрокарандаша 1 (рис. 5) изготовьте из пластмассовой, дубовой или буковой трубки. В корпус плотно вставьте каркас катушки 2, изготовленный из любого антимагнитного материала, лучше всего из пластмассы, латуни, бронзы. На каркас до полного заполнения намотайте виток к витку обмотку проводом ПЭЛ 0,8—1,1 мм. К началу обмотки катушки припаяй- те 1—1,5 м гибкого изолированного провода, который через отверстие в каркасе выведите наружу. Место спайки тщательно изолируйте. Конец обмотки припаяй- те к каркасу катушки, если она латунная, или выве- дите из каркаса и гибким проводом припаяйте к под- вижному стальному якорю 5. Якорь 5 из мягкой стали или железа должен сво- бодно, без заеданий, перемещаться в корпусе электро- карандаша и каркасе катушки. Между подвижным якорем и каркасом на стержень якоря наденьте мягкую пружину 7. В отверстие якоря вставьте заточенный на- конечник 8 из медной, латунной, а лучше из молибде- новой или вольфрамовой проволоки диаметром 2 мм. Размеры деталей электрокарандаша могут быть произвольными. Для удобства пользования наружный диаметр его корпуса не должен превышать 20—24 мм. Питается электрокарандаш от регулируемого пере- менного напряжения 2—12 в (рис. 6). Такое напряже- ние можно получить от специального понижающего тран- сформатора, например, типа ТБ-30. Если вы не сможете достать понижающий трансформатор, сделайте его сами. Возьмите железо Ш-25, набор 30 мм. Изготовьте каркас для обмоток и намотайте сначала сетевую об- мотку — 1760 витков провода ПЭЛ 0,4. От 1016-го витка сделайте отвод — он нужен при включении транс- форматора в сеть 127 в. Проложите хорошую изоля- цию и намотайте вторичную обмотку — 120 витков про- вода ПЭЛ 1,5. Через каждые 20 витков делайте отводы. У вас получится вторичная обмотка с шестью значе- ниями напряжений — от двух до двенадцати вольт. Можно использовать трансформаторы или автотранс- форматоры, применяемые для холодильников, радио- приемников, телевизоров. Они обычно намотаны неплот- но, и между обмоткой и железом имеется достаточный зазор (рис. 7). В этом зазоре поверх обмотки трансфор- матора намотайте проводом ПЭЛ или ПВО диаметром 1,5-—2 мм дополнительную обмотку с выводами через каждые два вольта. Количество витков нетрудно под- считать, если вы измерите ширину средней пластины трансформатора и толщину набора. Перемножьте эти цифры, и вы получите значение сечения сердечника в квадратных сантиметрах (S). Разделите цифру 60 на это значение — получится число витков на один вольт / 60 \ \ / Вам нужно намотать дополнительную обмотку на 12 в, поэтому увеличьте значение N в 12 раз (2V-12). Зная теперь общее количество витков, нетрудно под- считать, от каких витков нужно делать отвод. Понижающий трансформатор укрепите на изоля- ционной панели. Здесь же установите стоечку с гнез- дами или клеммами, к которым подпаяйте выводы вторичной обмотки трансформатора. В гнезда включите провода электрокарандаша и металлической пластинки, на которую наносится надпись. Прикасаясь наконечником электрокарандаша к ме- таллической пластинке, вы замыкаете цепь питания обмотки катушки. Магнитное поле катушки втягивает подвижной сердечник. Наконечник отрывается от ме- таллической пластинки и разрывает цепь питания. Якорь под действием пружины выталкивается, и на- конечник вновь касается металлической пластинки и подает питание на обмотку катушки. В момент отрыва наконечника от металлической пластинки проскаки- вает искра, которая разрушает металл и оставляет след на пластинке — темную точку (рис. 8). Регулировка собранного электрокарандаша сво- дится к подбору возвратной пружины. Подайте на элек- трокарандаш небольшое напряжение и слегка при- коснитесь острием к металлической пластинке. Если наконечник не вибрирует, а между ним и пластинкой нет искры, переключите провод электрокарандаша на более высокое напряжение. Если вы подали на элект- рокарандаш уже 12 в и он не работает, поставьте более мягкую пружину и начните снова подбирать на- пряжение питания. Однажды отрегулированный элект- рокарандаш служит неограниченно долго, только время от времени надо затачивать наконечник. При полном износе замените наконечник новым. Поверхность, на которой необходимо писать или рисовать, полезно смочить тонким слоем керосина. При работе с электрокарандашом помните: чем более гладкая поверхность, на которую наносится ри- сунок, тем быстрее идет дело и лучше качество изображе- ния. СВАРКА ВМЕСТО ПАЙКИ Если вы посмотрите на монтаж многих радиопри- емников и телевизоров, то не найдете в нем ни одной пайки. Все проводники соединены сваркой. И сделано это не зря. Электрическая сварка дает прочные соеди- нения, выдерживающие нагрев до высоких температур. Она не требует расхода припоев, флюсов и предваритель- ной зачистки и лужения проводников. В отличие от пайки сваркой можно соединять черные металлы и их сплавы. К примеру, провода электронагревательных приборов пайке не поддаются. Свайке это под силу. При всем этом сварка значительно сокращает время монтажа схемы, экономит электроэнергию, так как ток расходуется только при сваривании проводников. Как видите, сварка может оказать большую помощь в ваших творческих делах. В чем же заключается принцип сварки? Если вы скрутите концы двух проводников д поднесете к ним электрод, соединенный с источником питания, а второй вывод источника питания подключите к проводникам, между электродом и скрученными концами вспыхнет электрическая дуга. Она расплавит концы проводников и надежно соединит их каплевидным шариком. Не правда ли, просто! Но качество сварки во многом зави- сит от подаваемого напряжения питания, применяе- мого электрода и умения вовремя кончить сварку. На- вык приобретается постепенно, и вскоре вы сможете сваривать чисто, без подпалов и окалины. Было время, когда в сварку верили немногие — настолько некачественной она получалась. Сейчас ме- тоды и технология сварки отработаны в совершенстве. В этом большая заслуга киевского специального науч- но-исследовательского института электросварки, создан- ного в тридцатых годах академиком Евгением Оскаро- вичем Патоном. «Летом 1928 года,— вспоминает Евгений Оскаро- вич,— приехал я на одну маленькую железнодорож- ную станцию проводить испытание капитально отремон- тированного моста. Едва сойдя на перрон, я увидел вдали, на краю моста, ослепительные вспышки. Каза- лось, кто-то гигантским зеркалом ловит могучие потоки солнечных лучей. — Электросварка?— спросил я сопровождавшего мастера. — Она самая,— ответил тот. Я почувствовал, что «заболел» сваркой всерьез...» Поначалу для Е. О. Патона все выглядело понятным, доступным и немудрым. Молодой рабочий легко и не- принужденно оперировал держателем электрода, и, казалось, достаточно сдвинуть соединяемые части вплотную друг к другу, зажечь электрическую дугу, она расплавит свариваемый металл и пруток-элект- род — и сварное соединение готово... Но углубленное знакомство со сварщиками, с заводами, с технической литературой убедило его, что электросварка — на- Рис. 8. Электрокарандаш в работе Рис. 9. Простейший сварочный аппарат стоящая и самостоятельная отрасль науки, в которой много уже сделано, но еще больше остается неизведан- ного и неизученного. И он посвятил сварке все после- дующие годы своей жизни. Сейчас эстафету отца несет его сын Борис Евгенье- вич Патон — известный советский ученый, академик Украинской академии наук, директор института элект- росварки. Но вернемся к нашим сварочным приборам. Конеч- но, мы не будем сшивать фермы мостов или варить рель- сы трамвайных путей. Наша задача — научиться сва- ривать провода электрических схем. Поэтому и приборы мы будем использовать простые. Вот один из них (рис. 9).
Возьмите любой силовой или понижающий транс- форматор, имеющий обмотку с напряжением 6,3 в и током не менее 1 а. Подсоедините к обмотке два щупа с изолированной ручкой. На концы щупов наденьте зажимы типа «крокодил». В один из зажимов вставьте электрод — графитный стержень от использованных батарей КБС, ФБС или других. Конец стержня зато- чите под углом 30—40°. Сварочный аппарат готов. В местах соединения предварительно зачищенные проводники (лепестки или детали) скрутите жгутом и подсоедините к ним щуп с зажимом"«крокодил». Другой щуп, с графитным стержнем, поднесите к жгуту и произ- ведите сварку. В зависимости от толщины свариваемых проводников устанавливается режим сварки — сила электрического тока, проходящая через проводники. Поэтому желательно иметь трансформатор с регулируе- мым напряжением от 5 в до 15—20 в. Графитный стержень при сварке будет выгорать, и его нужно периодически затачивать. Учтите, что яркость электрической дуги достаточная, поэтому работайте в светозащитных очках. А вот другая, более сложная, но зато автоматизиро- ванная и безопасная конструкция (рис. 10). Сварка здесь производится внутри аппарата, и дуговой вспыш- ки практически не видно. Сварочный аппарат состоит из карандаша, заменяю- щего паяльник, и трансформатора питания. Карандаш выполнен в основном из деталей, изготовленных на то- карном станке (рис. 11). Корпус карандаша изготовлен из текстолитовой трубки внутренним диаметром 20 мм. В корпус встав- лен каркас, выточенный также из текстолита. Для обмотки соленоида в каркасе сделана канавка шириной 35 мм. Она заполнена проводом ПЭВ 1,5. Для выводов соленоида в каркасе пропилен желоб шириной 2 мм и глубиной 2 мм. Внутри каркаса перемещается латунный ползунок. В него вставлен стальной держатель, в котором укреп- лен угольный стержень. Чтобы ползунок не выскочил из каркаса, к его верхнему концу прикреплена пружина. Она же возвращает ползунок в исходное положение после окончания сварки. Для ручного перемещения ползунка к нему прикреплена ручка — стальной винт с резьбой на обоих концах. Одним концом винт вверты- вается в ползунок, на другой надевают шарик из орг- стекла (или другого изоляционного материала). На выступающий конец каркаса насажена латунная втул- ка, в которую вставлен стальной переходник и нако- нечник из красной меди. В задней части корпуса укреплена переходная кон- тактная втулка и резиновая шайба. К втулке подходит один вывод от соленоида и провод от ползунка, с кото- рым соединен угольный стержень. Второй вывод соле- ноида подпаивается к латунной втулке. Выводы сварочного карандаша подключаются к по- нижающему трансформатору. Он может быть покупным или самодельным. Важно, чтобы напряжение на вто- ричной обмотке можно было регулировать в пределах 10—36 в при токе не менее 5 а. Самодельный трансформатор (рис. 12) намотайте на железо Ш-40, набор 70 мм. Первичная обмотка содер- жит 195+145 витков провода ПЭЛ 0,8. Вторичную обмотку намотайте проводом ПЭВ 2,0 так, чтобы она содержала 16+3+4+8+8+8 витков. Выводы вто- ричной обмотки подпаяйте к переключателю напряже- ния — клеммам, установленным на изоляционной план- ке. В эти клеммы будет вставляться вилка сварочного карандаша. Теперь о работе с карандашом. Зачищенные концы свариваемых деталей заведите немного внутрь наконеч- ника и прижмите к нему. Угольный стержень передви- гайте ручкой. Цепь питания карандаша замыкается через концы деталей, и они оплавляются возникшей при этом дугой. Режим сварки зависит от диаметра свариваемых проводов и регулируется изменением на- пряжения питания карандаша. Так для проводов диа- метром 0,05—0,1 мм нужно подавать 10 в, для 0,1— 0,3 мм — 12 в, для 0,3—0,5 мм — 20 в, для 0,5 — 1,0 мм — 25 в, для 1,0—2,0 мм — 30 в. В качестве угольного стержня удобно применять электрод от ста- рой батарейки для карманного фонаря. Замену отрабо- танного стержня производите при снятом наконечнике. Если вы не сможете выточить детали карандаша, его конструкцию можно упростить. Правда, она не будет такой изящной и удобной, но работать сможет исправ- но. На рис. 13 вы видите карандаш, отличающийся простотой и минимальным количеством деталей. Новый карандаш состоит из трех основных частей: медной трубки, стального стержня с держателем уголь- ного электрода и ручки от старого, перегоревшего паяльника. Медная трубка может свободно перемещать- ся внутрь ручки (до упора) и возвращаться обратно. Угольный электрод при этом неподвижен. В держателе сбоку просверлите отверстие с резьбой М2 (на рисунке не показано) — это необходимо для надежного соеди- нения электрода с держателем. В отверстие ввинтите винт, который прижмет электрод. Соленоид перенесите под кожух сварочного транс- форматора. Обмотку из двух слоев провода ПЭВ 1,5 разместите на текстолитовом каркасе диаметром 16 мм и длиной 40 мм. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КИСТОЧКА Вы, наверное, не раз слышали такие выражения: «позолоченные часы», «никелированная ’ посуда», «по- серебренная цепочка». А задумывались ли вы над тем, что это значит? Известно, что изделия из золота и серебра очень долго сохраняю^ свой блеск и не поддаются воздейст- вию коррозии и различных химических веществ. Это особенно важное качество. Но использовать сплошь и рядом эти ценнейшие материалы невозможно — слиш- ком скудны их запасы не только у нас в стране, но и во всем мире. Однако существует способ покрытия поверх- ности, например, стальной детали тонким слоем золота или серебра. Это способ гальванического покрытия. Покрываемую деталь опускают в ванну с раствором (электролитом), в котором содержится определенная часть нужного металла, например, золота. Включается электрический ток, и мельчайшие частички осаждаемого металла ровным слоем покрывают деталь. Теперь она уже будет называться «позолоченной» или «посереб- ренной». Металлические предметы можно покрывать таким способом и никелем, цинком, хромом, медью. Многие из вас, наверное, мечтают о самодельной гальванической установке. Но не всякий сможет построить настоящую гальваническую ванну, достать большое количество электролита и собрать мощный пульт питания. Поэтому мы предлагаем конструкцию миниатюрной гальваниче- ской установки — электрической кисточки. Почему она так называется, станет ясно из описания конструкции. Гальваническая установка состоит из специальной кисточки, внутрь которой заливается электролит, понижающего трансформатора с напряжением 4—12 в и током 0,8—1 а и соединительных проводов. Для изготовления кисточки возьмите прозрачную пластмассовую баночку (диаметром 15—20 мм) с крыш- кой, кусок пористой губки и немного голого медного провода диаметром 0,8—1,5 мм (рис. 14). В баночке вырежьте дно и напильником снимите заусенцы с краев. На расстоянии 15—20 мм от конца просверлите отвер- стие диаметром 3 мм и укрепите в нем земляной ле- песток. Затем проволокой обмотайте половину губки и вставьте ее в отверстие баночки, как показано на рис. 14. Провод подпаяйте к земляному лепестку. Край баночки и часть губки обмотайте изоляционной лентой. Электрическая кисточка готова. Понижающий трансформатор и выпрямительный диод (рис. 15) укрепите на изоляционной панели. Кста- ти о диоде? На схеме указаны диоды ДЗОЗ—Д305. Лю- бой из них рассчитан на ток не менее 3 а. Если вы не сможете достать таких диодов, замените их обыч- ными — типа Д203—Д205, рассчитанными на ток 0,4 а. В этом случае нужно поставить минимум 8 параллельно включенных диодов. Можно использовать и две-три параллельно включенные селеновые шайбы диаметром 100 мм или размером 90 мм X 90 мм. Полярность включения диодов или селеновых шайб должна точно соответствовать схеме: анод — к выводу трансформатора, катод — к плюсовой клемме. К дру- гой клемме (минусовой) подсоединяется оставшийся вывод вторичной обмотки трансформатора. К плюсовой клемме подсоедините провод от земляного лепестка кисточки, минусовую клемму соедините с проводом, оканчивающимся зажимом «крокодил». Все готово к гальваническому покрытию. Возьмите покрываемый металлический предмет и тщательно очистите его от грязи, жира, ржавчи- ны, краски. Ржавчину можно удалить травлением в кислоте, а остатки краски — шлифовкой наждачной шкуркой. После этого поверхность протрите чистым куском материи и обезжирьте специальным раство- ром, состав которого приведен ниже. Чем ровнее и чище поверхность, тем прочнее будет гальваническое покрытие. К очищенному металлическому предмету подсоеди- ните зажим «крокодил», соединенный с минусом источ- ника питания, и налейте в баночку кисточки электролит (рис. 16). Включите трансформатор в сеть, опустите кисть на поверхность предмета и водите ее плавным дви- жением, не отрывая от поверхности. Тотчас же вы уви- дите тонкий металлический осадок, который будет постепенно наращиваться. Для прочного покрытия требуется до 20—25 раз пройти кистью по одному и тому же месту поверхности. Во время работы следите за электролитом и по мере надобности доливайте его в баночку. Окончив покрытие, сполосните предмет водой, от- полируйте его поверхность смоченной в воде тряпочкой, промойте еще раз и высушите. Электрической кисточкой можно делать различные покрытия и для каждого из них берется строго опре- деленный электролит, составленный по приведенным ниже рецептам. I. Электролит для меднения 1. Медный купорос (сернокислая медь) — 200 2. Серная кислота чистая — 50 3. Этиловый спирт или фенол — 14-2 II. Электролит для никелирования 1. Сернокислый никель — 70 2. Сернокислый натрий — 40 3. Борная кислота — 20 4. Хлористый натрий — 5 III. Электролит для хромирования 1. Хромовый ангидрид — 250 2. Серная кислота (удельный вес 1,84) — 2.5 IV. Электролит для цинкования 1. Сернокислый цинк — 300 2. Сернокислый натрий — 70 3. Алюминиевые квасцы — 30 4. Борная кислота — 20 V. Электролит для серебрения 1. Хлористое железо свежеосажденное — 3 4 15 2. Железистосинеродистый калий — 64-30 3. Сода кальцинированная — 64-30 VI. Электролит для золочения 1. Хлорное золото — 2,65 2. Железистосинеродистый калий — 154-50 3. Сода безводная — 204-25 VII. Состав для обезжиривания 1. Едкий натрий — 1004-150 2. Сода кальцинированная — 404-50 3. Растворимое стекло (канцелярский клей)—34-5 В каждом рецепте дозы компонентов указаны в грам- мах на 1 л раствора. Номера 1, 2, 3, 4 указывают на порядок приготовления растворов. Сначала возьмите 200—300 мл воды, растворите в ней первый компонент, затем второй, третий, четвертый, а затем долейте воду до 1 л раствора. Если нужно приготовить меньшее количество ра- створа, то вес всех компонентов уменьшите пропорцио- нально новому объему раствора (на 0,5 л — в 2 раза, на 0,25 л — в 4 раза). Воду для растворов нужно при- менять дистиллированную или в крайнем случае кипя- ченую. Температура воды должна быть 15—40° С. До гальванического покрытия металлические пред- меты выдержите в обезжиривающем составе. В зависи- мости от степени загрязненности продолжительность выдержки может быть от 15 мин. до одного часа при температуре состава 80—100° С. Помните, что, хотя приведенные растворы не со- держат сильноядовитых веществ, обращаться с ними во избежание ожогов и отравлений нужно с большой осто- рожностью. Все растворы храните в темной стеклянной посуде с плотнозакрывающимися крышками. ОКРАСКА МЕТАЛЛА В ЛЮБОЙ ЦВЕТ Если вам потребуется окрасить поверхность желез- ной, стальной, латунной или медной детали в любой цвет от коричневого до фиолетового, воспользуйтесь способом электрохимического окрашивания. Для этого потребуется небольшая ванночка, которую можно заме- нить эмалированной посудой, батарейка от карманного фонаря, пластинка чистой меди, медный купорос — 60 г, сахар-рафинад — 90 г, едкий натр — 45 г и литр воды. Сначала приготовьте электролит. Медный купорос растворите в 200—300 мл воды, добавьте в него сахар-рафинад и перемешайте до полного раство- рения. Отдельно, приблизительно в четверти литра воды, растворите едкий натр и влейте в него небольшими порциями, постоянно помешивая, раствор медного ку- пороса с сахаром. В полученный раствор добавьте воду до получения общего объема 1 л. Удельный вес приго- товленного таким образом электролита при темпера- туре 16° С должен быть 1,1. В таком электролите можно окрашивать металлы в коричневый, фиолетовый, синий, голубой, светло-зеле- ный, желтый, оранжевый, красно-лиловый, зелено- синий, зеленый или розово-красный цвет. Все зависит от продолжительности электрохимического окрашивания. Приготовленный электролит налейте в ванну. Рабо- чая температура электролита должна быть порядка 25—40° С. Окрашиваемую деталь тщательно отполируй- те и обезжирьте (до полного смачивания поверхности водой). Подключите к ней минус батарейки питания (рис. 17). Плюс соедините с медной пластинкой. Деталь должна располагаться на некотором расстоянии от пластинки и не должна касаться ее. После этого медь, а затем окрашиваемую деталь погрузите в электролит и через несколько секунд от- соедините батарейку. Поверхность детали начнет окра- шиваться, постепенно меняя цвет окраски от коричне- вого до розово-красного в указанной выше последова- тельности. Для проверки цвета деталь время от времени можно вынимать и снова погружать в электролит. Вы- держка детали в электролите зависит от нужного цвета окраски. Для получения более контрастных цветов в готовый электролит нужно добавить 20 г углекислого натрия (безводной соды). Если окраска получилась неудачной, цветную пленку нетрудно снять погружением детали на 1—2 мин. в слабый раствор аммиака (нашатырный спирт). После промывки деталь можно снова красить. Если у вас найдется миллиамперметр и реостат, дозировку электрического окрашивания можно давать точно в зависимости от нужного цвета. Для этого собе- Рис. 10. Устройство сварочного карандаша Рис. 13. Упрощенный сварочный карандаш Рис. 11. Детали сварочного карандаша Рис. 12. Понижающий трансформатор Рис. 15. Схема выпрямителя Рис. 14. Детали электрической кисточки рите электрическую схему по рис. 18. Подсчитайте площадь окрашиваемой поверхности в квадратных де- циметрах и помножьте эту цифру на 10 ма — вы получите нужную силу тока в цепи. Затем опустите деталь и мед- ную пластину в электролит, и через 1—2 мин. подклю- чите к ним электрическую цепь. Реостатом установите заданный ток. Для получения коричневого цвета деталь следует держать под током 2мин., фиолетового — от 2 до 3,5; синего — от 3,5 до 5,3; голубого — от 5,3 до 6,3; блед- но-зеленого — от 6,3 до 8,5; желтого — от 8,5 до 12; оранжевого — от 12 до 13; красно-лилового — от 13 до 15,5; зелено-синего — от 15,5 до 17; зеленого — от 17 до 21; розово-красного — выше 21 мин. По мере испарения электролита добавляйте в ванну чистую воду, так как повышение концентрации элект- ролита может сказаться на качестве окраски. Окончив окраску, промойте деталь водой, просушите и покройте тонким слоем бесцветного, лака. Не за- будьте тщательно промыть в горячей воде и эмалиро- ванную посуду, в которую наливали электролит. ЛИТЕРАТУРА Рис. 16. Электрическая кисточка в работе Рис. 17. Схема электроокрашивания металлов 1. Журнал «Радио» 1957 г., № 1 и № 9 2. Журнал «Радио», 1960 г., № 9 3. Журнал «Радио», 1964г., № 12 4. Журнал «Радио», 1965 г., № 3 5. Журнал «Юный техник», 1961 г., Кг 12 6. Журнал «Юный техник», 1962 г., № 9 7. Журнал «Юный техник», 1965 г., № 3 8. «Юные электрики в пионерском лагере», приложе- ние к журналу «Юный техник», № 5/215, 1966 г. 9. Б. С. Иванов « Электроника своими руками », изд-во «Молодая Гвардия», 1964 г. Рис. 18. Дозировка электрического тока
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 3/VI-68 г. Бумага 70X108*/»®- Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54922 Уч.-изд. л. 1,04. Тираж 100 000. Заказ М 2167. Изд. 205. §о оригиналам издательства**МАЛЫШ» омитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж-54, Валовая, 28.
Ю. Верхало электричество на старте 0
Рис. 1. Контактная старт-финишная установка Кнопка для установки стре- лок секундомера на „ О 99 И 17 Рис. 3. Электросвисток Клеммы для под- ключения соеди- ни тельное о провода к сети переменного тока ((-50зц) 12в ленточка Рис. 4. Крепление контактных пластин Рис. 2. Электросекундомер
Рис. 5. Контактные пластины в стартовой колодке Рис. 6. Установка контактных пластин на дистанции Рис. 7. Устройство электродистанциометра Сейчас трудно назвать какую-либо отрасль производства, где бы ни пришлось иметь дело с электричеством. Даже, кажется, в такой далекой от тех- ники области, как спорт, начинает широко применяться электротехника. Сейчас нашим спортсменам очень часто во время трениро- вок помогают электрические приборы на пути к достижению спортивных успехов. Такие же приборы помогают и спортивным судьям объективно оценить результаты спор- тивных выступлений. Л могут ли собрать такие приборы юные техники? Об электрических приборах, кото- рые могут быть применены на пионерском стадионе, в школьном спортивном зале, в лет- нем лагере, в детской спортивной школе, и рассказывается в этой брошюре. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАРТ-ФИНИ (ИНАЯ УСТАНОВКА На многих больших стадионах установлены старт- финишные авторегистраторы-хронометры, которые поз- воляют во время соревнований бегунов, на скачках или лыжных кроссах засекать время пробега от старта до финиша с точностью до сотых долей секунды, то есть гораздо точнее, чем это делают при помощи ручных секундомеров судьи-хронометристы. Такая установка обычно состоит из нескольких элек- трохронометров (по числу дорожек), стартового писто- лета и фотореле с зеркальным вращающимся осветите- лем и фото - или киноаппаратом. В стартовом пистолете смонтированы два контакта, . замыкающиеся во время выстрела при срабатывании курка. Контакты соединены проводами с реле пуска автохронометров. На линии финиша, где поперек беговой дорожки натянута шелковая ленточка (бегун разрывает ее грудью), установлен осветитель. От него параллельно ленточке посылается узкий луч света, направленный на фотоэлемент реле. Когда спортсмен, первым добе- жавший до финиша, пересекает луч, фотоэлемент затем- няется. Срабатывает реле, и первый электрохронометр останавливается. При пересечении луча следующим спортсменом останавливается второй электрохронометр И Ть д. Одновременно реле автохронометра включает фото- аппарат. На пленке автоматически срабатывающего аппарата фотографируются бегуны, пересекающие ли- нию финиша. Такая фотография необходима для раз- решения спора — кто же из двух почти одновременно пришедших к финишу спортсменов был первым. АвТохронометрические установки могут быть и другой конструкции — с пишущим устройством. Несмотря на кажущуюся простоту, сделать такие установки довольно трудно. Но вы на школьных сорев- нованиях можете применить упрощенную старт-финиш- ную установку — контактную или с применением фото- реле. Такие установки собраны ленинградскими юны- ми техниками в кружке электроники СЮТ Дворца культуры имени 1-й пятилетки и на Всесоюзной радио- выставке награждены дипломами первой степени. Контактная старт-финишная установка (рис. 1) со- стоит из электросекундомера, трансформатора, элект- рического свистка и контактного устройства на линии финиша. Наиболее удобен электросекундомер, выпускаемый заводом «Учфизприбор» (рис. 2). Такой электросекун- домер Можно попросить в школьном кабинете физики или купить в магазине «Учколлектор»* «Сердце» электросекундомера — синхронный двига- тель (моторчик Уорена), развивающий строго постоян- ное число оборотов при неизменной частоте питающего электрического тока. Отклонение питающего напряже- ния в пределах 1—5 вольт не влияет на работу дви- гателя. Поскольку частота питающего напряжения в электросети постоянна — 50 герц (отклонение может вызвать только аварийное положение в энергосистемах), то работа секундомера стабильна. Точность отсчета секундомера очень высокая — до 0,005 сек. Устройство электросвистка показано на рис. 3. Из дерева или органического стекла сделайте корпус 1, внутри которого установите движок 2 с металлическим наконечником 3. Движок должен свободно перемещать- ся. Там же смонтируйте два контакта 8 и 9, которые при движении наконечника 3 вперед должны соединяться. Внизу корпуса просверлите отверстие 4, в которое вставьте спортивный свисток 5. В корпус через пробку 6 проденьте стержень 7. Соедините его с движком 2. Стержень будет возвращать движок в первоначальное положение. Соедините контакты 8 и 9 проводами с клеммами а и б электросекундомера. Контактные пластины необходимы для остановки электросекундомера.Возьмите их от старого электромаг- нитного реле или телефонного переключателя, причем одна из пластин должна быть несколько длиннее дру- гой. Пластины установите на деревянной стойке, кото- рая, в свою очередь, устанавливается на линии финиша (рис. 4). Пластины размыкаются в тот момент, когда спортсмен натягивает финишную ленточку и затем «раз- рывает» ее. При работе установки контактные пласти- ны соедините проводами с клеммами виг электросе- кундомера. Электросекундомер подключите к источнику пере- менного тока с напряжением 12 вольт. Таким источни- ком может служить «школьный разборный трансформа- тор», имеющийся в любом кабинете физики. Этот транс- форматор вместе с переключателем напряжения сети, предохранителем и выключателем смонтируйте в от- дельном корпусе. Как же работает установка? В момент старта контактные пластины, смонтированные в стартовом свистке, замыкаются, ток проходит через них и пласти- ны, установленные на стойке у линии финиша. Пока спортсмены бегут, электросекундомер работает. Когда бегущий спортсмен касается ленточки и натя- гивает ее, пусковая цепь электросекундомера преры- вается, и электросекундомер останавливается. Стрелки показывают время бегуна, первым пересекшего линию финиша. Установку можно использовать и для определения времени «взятия старта» спортсменом, то есть времени, прошедшего от момента выстрела до момента «отрыва» спортсмена от старта. Это время, называемое латент- ным, иЯи скрытым периодом, также характеризует спортивную подготовленность бегуна. Переоборудовать установку совсем просто: достаточно только контактные пластины виг смонтировать не на стойке, а в стар- товой колодке (рис. 5). Такое приспособление помо- жет тренировке вашей команды: ведь спортсмен, за- держивающийся во время старта, редко бывает по- бедителем! Иногда тренеру очень важно знать время пробега спортсменом различных участков дистанции. В этом случае запускающие контакты установите не в стар- товом свистке, а на стойке у края беговой дорожки (но только работающие на замыкание). Причем можно уста- новить несколько пар таких стоек на различных участ- ках дистанции. Пластины контактных пар включите так, как показано на рис. 6. Теперь электросекундомер будет последовательно показывать время преодоления этих участков дистанции спортсменами. ЭЛЕКТРОДИСТАНЦИОМЕТР Во время подготовки к проведению спортивных тре- нировок, школьных или районных соревнований по лег- кой атлетике, лыжам и другим видам спорта требуется разметка трассы. Хорошую помощь окажет здесь не- большой удобный прибор — электродистанциометр, устройство которого показано на рис. 7. На деревянной вилке (как ее сделать, показано на рисунке) при помощи металлических хомутиков укре- пите электрические детали — две пластины, образую- щие контактную пару К, две батарейки для карманного фонаря Bj и В2, соединенные последовательно, выклю- чатель Вк и электрический счетчик Сч (рис. 8). Электромагнитный счетчик должен быть барабан- ного или кругового действия. Лучше всего применить электромагнитный цифровой барабанный счетчик теле- фонного типа (РС2.720.002). Выключатель можно взять типа «тумблер», а контактные пластины — от ста- рого электромагнитного реле или пускателя. Между планками вилки на оси укрепите колесо, которое выпилите из фанеры, металла или прочного изоляционного материала — текстолита, прессшпана и т. д. Диаметр колеса должен быть 318,4 мм. Если теперь взять вилку в руки и катить такое колесо по земле или по льду, то один оборот колеса бу- дет соответствовать одному линейному метру. Для включения счетчика укрепите на колесе шты- рек-замыкатель из изоляционного материала в виде шпильки. Он будет периодически замыкать контактные пластины К при вращении колеса. Чтобы замыкатель не зацеплялся за вилку, в одной из планок вилки нужно сделать небольшой вырез (около этого выреза и укре- пите контактные пластины). Соединение электрических деталей сделайте проводом с хорошей изоляцией по схеме, показанной на рис. 8. Когда колесо катится по земле, замыкатель при каждом обороте соединяет пластины К, и цепь счетчика Сч замыкается. Таким образом счетчик отсчитывает число оборотов колеса, то есть показывает количество метров пути. ЭЛЕКТРОСТРОБОГРАФ Для того чтобы изучить различные движения в спорте или технике, обычно применяют киносъемку. Например, надо изучить отдельные элементы стар- тового движения у бегунов-спринтеров. Киноаппаратом снимают движение спортсмена, обрабатывают пленку и пропускают ее с необходимым замедлением через кино- проектор или делают кинограмму (все кадры отпеча- тывают как обычные фотографии и наклеивают друг за другом на одном листе бумаги). Теперь каждый кадр можно изучать в отдельности и сравнивать соседние кадры между собой. Получение кинограммы требует много времени. Кроме того, для обработки отснятой кинопленки нужны специальные приспособления да и не всегда под рукой есть киноаппарат. Поэтому предлагаем вам более до- ступное и дешевое приспособление, которое позволит производить съемку обычным фотоаппаратом и получать не на многих, а на одном фотокадре изображение сразу нескольких элементов спортивного движения (рис. 9). Это можно сделать при помощи стробографа. Стробограф с вращающимся диском. Устройство та- кого прибора показано на рис. 10. Фотоаппарат (типа «лейки») 1 укрепите при помощи винта с нарезной го- ловкой 4 на металлическом угольнике 3. Угольник согните из трехмиллиметровой пластины алюминия или латуни. Примерный размер пластины 150 x140 мм. В угольнике сделайте несколько отверстий: одно оваль- ное для винта 4, крепящего фотоаппарат, два для скобы 5 и одно на вертикальной стенке угольника для оси элект- ромоторчика 6 и втулки 8. Электромоторчик 6, прикре- пите к угольнику при помощи скобы 5, согнутой из двухмиллиметровой полоски алюминия. В зависимости от типа электромоторчика ширина полоски может быть различной, но во всех случаях моторчик должен прочно прижиматься к угольнику. На оси электромоторчика при помощи втулки 8 закрепите вращающийся диск 10. Втулку выточи- те на токарном станке или возьмите готовую (от дет- ского металлоконструктора). Во втулке, кроме цент- рального отверстия, для оси электромоторчика сде- лайте еще три: одно с резьбой для винта, которым втул- ка закрепляется на оси электромоторчика, и два для винтов, удерживающих диск 10. Диск должен быть легким и достаточно прочным, то есть не деформиро- ваться при вращении. Наиболее удобным материалом для него, пожалуй, можно назвать слоистый пластик. Диаметр диска 200 мм. Диск при закреплении должен почти вплотную прижиматься к объективу 2 фотоап- парата 1. На внутреннюю сторону диска 10 приклейте кусок тонкой черной бархатной материи или ворсистого фетра 9, тогда свет не попадет в открытый объектив фотоаппарата. Отверстие 11 сделайте равным диаметру объектива. При вращении диска отверстие должно находиться против оптической оси объектива. Провода 7 электромоторчика 6 через выключатель Вк присоедините к источнику электропитания — бата- рейке от карманного фонарика (или аккумулятора) Б. Для регулирования числа оборотов вращающегося дис- ка (это, в свою очередь, определяет количество элементов спортивного движения, заснятых фотоаппаратом) в элек- трическую цепь стробографа можно ввести переменное сопротивление R, включенное как реостат или как потенциометр. Выключатель Вк и батарейку Б укрепите на уголь- нике 3. Здесь же найдите место и для крепления пере- менного сопротивления. Стробограф с заслонкой (рис. 11). Этот стробограф более сложен, но зато занимает меньше места и удобен при переноске. Вращающийся диск замените двумя раздвигающимися заслонками-створками 12. В отвер- стие между створками (в овальных вырезах 13) вставьте кулачок 14, насаженный на ось электродвигателя 6, который укрепите так же, как и в предыдущей конструк- ции — скобкой 5 на угольнике 3. Створки закрепите на угольнике (несколько ниже оси движения) на бол- тике 15. К створкам припаяйте по небольшой проволоч- ной петельке 16. В этих петельках закрепите пружину 17 Внутреннюю поверхность створок в месте соприкос- новения с объективом оклейте черным бархатом. Съемка при помощи стробографа. Съемку проводите на темном фоне, сшейте для этого занавес из черной материи. Помните, свет ламп, блестящих предметов, попадающих в объектив, делает кадр размытым. Для определения времени выполнения упражнения поставьте в поле съемки электросекундомер. Это по- зволит точнее проанализировать выполнение элементов движений во время исполнения упражнений. Откройте объектив фотоаппарата (выдержка «Б»), установите диафрагму по расстоянию и освещению и фотографируйте. В зависимости от освещенности регу- лируйте скорость вращения диска стробографа и, если это необходимо, установите другую диафрагму. ГИМНАСТИЧЕСКИЙ ДИНАМОГРАФ Не все из вас знают, как много труда и настойчиво- сти требуется от спортсмена, чтобы показать хорошие результаты при выполнении гимнастических упражне- ний. Десятки, сотни раз повторяет их спортсмен на снаряде, и все же нередко какой-то элемент этого упраж- Рис. 9. Изображение, полученное при помощи стробографа Рис. 11. Стробограф с заслонкой нения не получается так, как нужно. В чем дело? Как обнаружить, какой элемент выполняется неточно и в чем эта неточность? Даже опытный тренер не всегда может уловить неко- торые погрешности в выполнении сложных упражнений. На помощь спортсменам и тренерам приходит техника. Чаще всего пользуются киноаппаратом или стробо- скопической фотосъемкой. Но, к сожалению, ни кино- лента, ни фотография не всегда могу^т отвечать на все вопросы тренера. Более объективней и точно можно исследовать технику гимнаста при Цомощи гимнасти- ческого динамографа. Известны различные конструкции динамографов. На рис. 12 показан прибор конструкции А. С. Серебрянного. Этот прибор позволяет определить нагрузку, которую испытывает гриф гимнастической перекладины в момент выполнения упражнения на ней. Устройство прибора довольно простое (рис. 13), так что вы сами можете собрать такую установку для школьного спортивного зала. Гриф 1 спортивной гимнастической перекладины удлините за вертикальную стойку 2 (примерно на 1500 —2000 мм). Для этого возьмите металлическую трубу или металлический прут 4 диаметром 20—25 мм. Соеди- ните трубку с грифом при помощи втулки 3 (рис. 12), на которую нанесите резьбу. На другом конце трубки закрепите карданный шарнир 5. Через него движения грифа будут передаваться дополнительному стержню 6. Карданный шарнир даст возможность изгибаться дополнительному стержню во все стороны, восприни- мать изгибы грифа. Дополнительный стержень также сделайте из металлической трубки или прута диамет- ром 20—25 мм. Опорой для стержня служит опорная Рис. 10. Стробограф с вращающимся диском Рис. 12. Гимнастический динамограф Рис. 13. Устройство деталей динамографа
стойка 8. На верхнем ее конце прикрепите кольце- вой шарнир 7. На конце дополнительного стержня 6 укрепите патрончик 9 с малогабаритной, электрической лампоч- кой Л и линзу. Питание к лампочке Л подведите от батарейки Б (рис. 14), провода протяните внутри тру- бок стержня 6 и опорной стойки 8. Для стробоскопической фотосъемки лампочку вклю- чайте выключателем Вкх, для киносъемки — контакт- ным переключателем П, работающим от двигателя Эд. Число оборотов двигателя Эд (а следовательно, и ча- стоту вспышек лампочки) можно изменять йри помощи реостата R. Двигатель включайте выключателем Вк2. На опорной стойке 11 установите экран-сетку 10 диа- метром 1*—1,5 метра. Сетку можно согнуть из проволоки илй нарисовать на прозрачном органическом стекле. Отградуируйте сетку в килограммах. Для этого в центре грифа подвесьте различные грузы, разнящиеся между собой через каждые пять или десять килограммов. Теперь проверьте показания прибора. Предположим, гимнаст находится в положении покоя — в висе или упоре. На экране указывается вес тела спортсмена. Но вот гимнаст сделал маховое движение. Здесь действуют центробежная и центростремительная силы. Гриф при- ходит в движение и прогибается в разные стороны. Конец дополнительного стержня 6 с лампочкой Л описывает кривую на экране-сетке 10 в зависимости от нагрузки на гриф, вызванной движением гимнаста. Изменения этой кривой и позволяют судить о нагрузке при выполнении упражнений, а значит, и проанализи- ровать технику выполнения упражнений и точные место и время рывка, прогиба, разгиба, нажима, захле- ста и т. д. Одна из полученных кинограмм показана на рис. 15 (большой оборот хватом снизу). Определив место наибольшей динамической нагруз- ки на снаряд, можно установить и то место, где должен находиться страхующий. ЭСТАФЕТА С ЭЛЕКТРОКОЛОКОЛЬЧИКАМИ Одним из широко известных видов спортивных состя- заний являются эстафеты с передачей какого-нибудь предмета: эстафетной палочки, мяча и других предметов. Но не всем известно, что существует эстафета с элект- роколокольчиками . Склейте из картона или сделайте из фанеры неболь- шие коробочки в виде фонариков (рис. 16, а). Внутри фонариков соберите детали электрической схемы. Их немного—две-четыре низковольтные лампочки, электро- звонок, контактное устройство и одна-две батарейки для карманного фонарика. Укрепите контактное устрой- ство— гравитационный маятник. Оно состоит из метал- лической трубочки и металлического шарика. Трубочка должна быть длиною около 100 мм с диаметром внут- реннего отверстия 10 —15 мм. Один конец трубки закройте деревянной втулкой или пробкой. В пробке укрепите болтик с гайкой. На этот болтик, как показа- но на рисунке 16, б, подвесьте на тонкой гибкой про- волоке металлический шарик. К верхней части трубки припаяйте два металлических угольника. При помощи этих угольников трубку вместе с шариком укрепите вертикально внутри фонарика. Затем укрепите внутри фонарика одну-две лампочки Ль Л2 и звонок Зв. Можно использовать любой зво- нок постоянного тока, рассчитанный на напряжение 3—5 вольт. Кстати, звонок можно установить не только внутри фонарика, а и снаружи — на донышке, напри- мер, как показано на рисунке 16, в. На одной из боковых стенок фонарика установите выключатель Вк. Он ну- жен для выключения батареек Б. Батарейку или две батарейки (соединенные после- довательно), необходимые для электрического питания лампочек и звонка, укрепите прй помощи металличе- ской скобки На дне корпуса фонарика или на одной из стенок. Закончив крепление деталей, соедините их между собой проводами, как показано на схеме-рисунке 16, г, и проверьте работу контактного соединения. Для этого возьмите фонарик в вытянутую горизонтально руку и слегка качните его корпус. При покачивании фонарика шарик должен соприкасаться с корпусом трубки и вклю- чать цепь лампочек и звонка. Если лампочка зажига- ется и звонок работает хорошо, приступайте к внешней отделке фонарика. Окошечки фонарика заклейте цвет- ным целлофаном или другим прозрачным материалом, а корпус раскрасьте. Сверху корпуса фонарика прикрепи- те ручку — так удобнее переносить фонарик. Для эста- феты понадобится несколько таких фонариков. Что же это за эстафета с электроколокольчиками и каковы ее правила? Судья проверяет выбранную «дистанцию». Играю- щие с фонариками в руках становятся на линии старта. Судья выстрелом из стартового пистолета или свистком «дает старт», и играющие устремляются по направле- нию к финишу. Играющие должны дойти или добежать до финиша так, чтобы шарик не касался корпуса труб- ки в фонарике, ибо зазвенит звонок. А в этом случае придется вернуться к линии старта и начать прохожде, ние дистанции сначала. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЕЛ.ОТРЕК Электрический велотрек представляет собой плоский фанерный щит с нарисованным на нем кругом, полем велотрека с велосипедными дорожками (рис. 17). На дорожках — оси, а на концах осей закреплены тонкие проволочки с металлическими фигурками вело- гонщиков. Стоит только сесть спортсменам на велоси- педы — и начинаются гонки. Как же это происходит? Каждая из осей с фигурками приводится в действие при помощи электромагнитного и передаточного механиз- мов. В свою очередь, эти механизмы приходят в дей- ствие при вращении колес велосипеда. Вот с изготов- ления этих механизмов и следует начать работу, их понадобится несколько — по числу соревнующихся велосипедистов. Такие механизмы можно сделать из старых электро- магнитных счетчиков или изготовить самим. Основные части механизмов: электромагнит, якорь с рычагом и собачкой, храповое колесо со стрелкой и стоечки для крепления механизма. Все они должны быть укреплены на угловой деревянной или металлической панели (рис. 18). Электромагнит состоит из двух частей: катушки 1 и сердечника. Каркас 2 для катушки электромагнита склейте из картона или толстой бумаги (длина кар- каса 40 мм, диаметр сердечника 10—12 мм). Нама- тывайте катушку медным проводом ПВО или ПШО диаметром 0,25 — 0,3 мм. Всего нужно уложить в несколько слоев 800—1000 витков. Выводы 10 во избежание обрыва сделайте из многожильного провода. Внутри катушки укрепите сердечник из мягкого желез- ного отожженного стержня (то есть железа, нагретого добела и медленно охлажденного). Диаметр каркаса подберите так, чтобы сердечник плотно входил в отвер- стие каркаса. Если сердечник несколько меньше отвер- стия каркаса катушки, то его можно для плотности крепления обернуть несколькими слоями тонкой бу- маги. Длина сердечника должна быть на 3—5 мм больше длины катушки. Якорь электромагнита 3 вырежьте из железной пла- стинки шириной 25 мм и длиной 30 мм. Толщина пла- стинки 1—2 мм. Якорь прикрепите (или припаяйте) к рычагу 4, который изготовьте из металлической полос- ки. Ширина полоски рычага 10—15 мм, длина 200 мм. На одном конце полоски сделайте вырез шири гою 5— 7 мм. Затем оба конца загните. В вырезе рычага на оси 5, сделанной из нетолстого гвоздика, укрепите «собач- ку» 6 с пружиной 7. Эта «собачка» служит для передачи движения рычага электромагнита храповому колесу 8. Ширина пластины «собачки» 5—7 мм (по вырезу). Длину рассчитайте сами. Храповое колесо—наиболее трудоемкая деталь меха- низма. Изготовьте его из металлической пластинки толщиной не менее 2 мм. Удобным материалом явля- ется медь (латунь) — Ьна легко поддается обработке. Если меди нет, можно применить алюминий или дюра- люминий. Сначала сделайте заготовку, то есть вырежь- те из пластинки круг диаметром 50 мм. Затем разметьте зубья. Количество зубьев 32 или 64. Для разметки зубьев разделите заготовку на 64 рав- ные части. Сначала на 4 части, затем каждую часть по- полам, то есть на 8, на 16, на 32 и, наконец, на 64 части. Потом вычертите круг диаметром 45 мм и проведите ли- нии среза зубьев. Черновая нарезка зубьев производится ножовкой по металлу, а чистовая обработка — надфилем (напильником с мелкой насечкой). Размеры всех зубьев должны быть строго одинаковыми, Иначе механизм не будет работать. Изготовленное храповое колесо наса- дите на ось 16 (ось должна быть сделана из твердой двухмиллиметровой проволоки или проволоки большего диаметра) и жестко закрепите на не*| (то есть колесо должно вращаться вместе с осью). Ось укрепите на двух стоечках 9. Стоечки 9 сделайте из металлических полосок любого металла или из деревянных брусков (как показано на рис. 18). По высоте стоечки должны быть не менее 70 мм. На расстоянии 15 мм от верхнего края пробейте в стоечках отверстия для оси. Эти отверстия должны быть сделаны в обеих стоечках очень точно, иначе ось будет перекошена. Кройе того, понадобится еще одна деревянная стоечка 11 — она нужна для крепления рычага электромагнита. Как же начать сборку электромагнитного механиз- ма? Сначала укрепите стоечку 11, затем установите катушку 1 электромагнита. Рычаг 4 укрепите на оси 12 — гвоздике с широкой шляпкой. Гвоздик должен свободно качаться. С помощью пружинки 13, свитой в виде спирали из тонкой стальной проволоки или стру- ны, удержите рычаг в верхнем положении. При этом якорь должен находиться на расстоянии 1,5 — 2 мм от сердечника катушки. Для оттяжки рычага, если нет пружинки, можно применить резинку. Укрепите па стоечке 11 небольшой металлический угольник 14. Угольник будет ограничивать движение рычага. Теперь приступайте к установке оси с храповым колесом. Для оси в вертикальной части панели просверлите от- верстие, в которое и вводите конец оси. Затем укрепите стопорную пружинку 15 (она не будет давать вращаться храповому колесу обратно). Пружинку сделайте ид тонкой стальной пластинки или возьмите старую пру- жину от часов. На панели смонтируйте два зажима для подключения соединительных проводов. Регулировка электромагнитного механизма — наи- более сложная и кропотливая часть работы. Механизм должен хорошо работать от трех соединенных последо- вательно батареек КБС-Л или от трансформатора через выпрямитель (подводится около 12 вольт). При подключении тока якорь притягивается сердеч- ником, и тогда рычаг через «собачку» должен передвинуть храповое колесо на один зуб. При регулировке возможно придется согнуть пластинку «собачки» или укоротить ее, поднять выше или опустить точку крепления рыча- га, ослабить или усилить натяжение пружинок рычага и «собачки», отрегулировать стопорную пружинку. Чтобы якорь «не залипал» и быстро отставал от сердечника электромагнита при выключении тока, наклейте снизу на якорь полоску папиросной бумаги: железо сердечника не будет непосредственно прикасать- ся к якорю. Теперь можно приступать к изготовлению переда- точного механизма (рис. 19). Передаточный механизм представляет собою систему, состоящую из трех малых 17 и трех больших 18 шкивов. Шкивы-колесики с ка- навками для передаточного тросика 19 подберите из деталей металлоконструктора. Три малых шкива на- деньте на ось 16 храповых колес, а большие — на ось 20 с фигурками велосипедистов 21. Эти оси образуют си- стему, состоящую из втулки и трех осей — одной сплошной (центральной) и двух трубчатых, вставленных одна в другую, как показано на рис. 19. Оси установите внутри втулки, крепящейся при помощи винтов с гай- ками 22 к щиту 23. Остается сделать велостанки. Два детских или под- ростковых велосипеда установите на металлических стойках таким образом, чтобы шины их находились на расстоянии 20—30 мм от пола. Стойки нужно сделать из прочного полосового железа или металлического уголка. Нижние концы стоек загните под прямым утлом и прочно привинтите к полу. В верхних концах стоек просверлите отверстия. В них закрепите на гайках оси велосипедов. На задней вилке велосипеда установите тормозящее устройство — для создания сопротивления при езде, для имитации трения грунта дороги. Тормо- зящее устройство си оит из рычага, на конце которого укрепляется груз, и ролика, опирающегося на колесо велосипеда. Чем тяжелее будет груз, тем больше со- противление при езде на таком велостанке. Как собрать тормозящее устройство, показано на рис. 20. На шинах задних колёс с помощью ремешков или изоляционной ленты укрепите деревянные кулачки. Размеры кулачков подберите при сборке велостанка. Под колесами на стойках укрепите контактные пла- стины (возьмите их от старого электромагнитного реле). При вращении колес кулачки будут замыкать контакты пластин (рис. 20). Все детали сделаны, можно приступить к сборке велотрека. Внутри щита «велотрека» укрепите панели со смон- тированными на них электромагнитными механизмами. Оси передаточного механизма выведите на лицевую сторону и закрепите на них проволочки с фигурками спортсменов. Там же укрепите батарейку Б для пи- тания всего устройства (или выпрямитель) и выключа- тель Вк. Электрические детали соедините проводами между собой. Как это сделать, показано на рис. 21. Про- вод, идущий к контактным пластинкам, установленным около велостанков, должен быть хорошо закреплен и иметь хорошую изоляцию. Теперь включите ток и проверните колеса велостан- ков. Контактные пластины в момент прохождения кулачков замкнутся, и ток пойдет в катушки. Таким образом, поворот колеса соответствует одному импуль- су. При поступлении каждого импульса электрического тока в обмотку электромагнита якорь с рычагом притя- гивается к сердечнику, храповое колесо передвигается, а следовательно, передвигается и проволочка с фигур- кой гонщика. Сколько раз будет включен и выключен ток, на столько же зубцов храпового колеса передви- нется стрелка. Установка готова. Гонщики могут садиться в ма- шины. Велосипедисты «едут» на месте, а их металли- ческие «двойники» лихо мчат по фанерному треку. Кто первым доберется до финиша, тот и получит заслу- женный приз. Рис. 14. Электрическая схема динамографа Рис. 16. РЕКОМЕНДУЕМАЯ Если вы хотите более подробно познакомиться с работой установок и приборов, которые применяются для спортивных дуем прочйтать следующие статьи и книги: соревнований и тренировок, рекомен- 1. Абалаков В. М. Аппаратура для изучения спор- тивной техники. М., «Физкультура и спорт», 1960. 2. Верхало Ю. Н. Автоматический старт-финиш. М., «Малыш», • 1964. (Приложение к журналу «Юный техник» № 16—178). 140 Вк Пробка о 60 о 120 Б * Устройство электроколокольчика ЛИТЕРАТУРА 3. Верхало Ю. Н. Электронные приборы для физи- ологических исследований. М., «Энергия», 1964. 4. Гандельсмай А. Б., Смирнов К. М. Физическое воспитание детей и подростков. М., «Физкультура и спорт», 1960. 5. Иванов Б. С. Электроника своими руками. М., «Молодая гвардия», 1964. 6. Иванов Б. С. Юные электротехники в пионерском лагере. М., «Малыш», 1966 (Приложение к журналу «Юный техник», № 5—215). Рис. 15. Кинограмма спортивного упражнений 1500-2000 Рис. 17. Электрический велотрек П] 111 II
Рис. 18. Устройство электромагнитного механизма Рис. 20. Тормозящее устройство и контактная система велотрека Рис. 21. Электрическая схема велотрекк
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 4/VI-68 г. Бумага 70X10871®. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54930. Уч.-изд. л. 1,23. Тираж 100 000. Заказ. № 2167. Изд. № 201 По «оригиналам издательства «МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Москва, Ж-54, Валовая. 28
аттракционы игры и электричество 9
Рис. 1. Аттракцион «Запусти ракету» Кн 2 Рис. 2. Электрическая схема аттракциона Рис. 3. Устройство электромагнита
Рис. 4. Устройство аттракциона «Твердость руки» 600 Рис. 7. Игра «Кто быстрее» Рис. 9. «Кто быстрее» с тремя лампочками Рис. 10. Так выглядит игра с тремя лампочками В этой брошюре дано описание многих игр и аттракционов, действие которых осносано на применении электрического тока, Эти иг- ры и аттракционы вы можете подготовить в домах пионеров, в клубах, лагерях. Они помо- гут вам оборудовать игровые комнаты, пере- движные игротеки. Игры и аттракционы станут более при- влекательными и интересными, если при их изготовлении вы уделите большое внимание оформлению. Раскраска игр пусть будет веселой, названия и надписи остроумными и интересными. Помните, аттракционы или игры с при- менением электричества включать в сеть надо только под наблюдением взрослых това- рищей. «ЗАПУСТИ РАКЕТУ» Содержание аттракциона состоит в следующем. На стене укреплен щит, выполненный в виде ракеты. Рядом с ракетой укреплен пульт запуска ракеты. На пульте управления находятся приборы запуска ракеты: кнопка Кн-1 и лампа Л2 «готовности к запуску», кноп- ка Кн-2 и лампа Л «пуска ракеты», а также выключа- тель Вк — включения приборов «пуска», контрольная лампа Лх и электрический звонок Зв (рис. 1 и 2). Юный космонавт, а им может стать каждый участ- ник праздника, для запуска ракеты берет в вытянутую руку длинный гибкий прут, на конце которого нахо- дится небольшой железный или стальной наконечник. Сначала играющий нажимает наконечником кнопку «готовности» Кн-1 — загорается зеленая лампа Л2. Затем играющий начинает вести наконечник вдоль спи- рали к другой кнопке — «запуск ракеты» — Кн-2. Однако как ни старается подвести наконечник и нажать кнопку, он терпит неудачу: наконечник отклоняется в сторону. Только немногим удается нажать эту кнопку. Тогда загораются лампы, скрытые в стабилизаторе, и на концах антенн ракеты звонит сигнальный звонок, и освещается портрет космонавта. В чем же дело? Ока- зывается, около кнопки Кн-2 внутри пульта управле- ния укреплен мощный электромагнит ЭМ. Полюса этого магнита и отклоняют наконечник от кнопки. Корпус ракеты сделайте из фанеры. На концах антенн укрепите низковольтные лампочки на 6,3 в, которые обычно используются для освещения шкалы радиоприемников. Такие же лампочки в несколько рядов укрепите около стабилизатора и сопла ракеты. Затем, как показано на рисунке 1, сделайте в ракете круглый вырез и заклейте его марлей, окрашенной в тот же цвет, что и вся ракета. С внутренней стороны на марлю на- клейте портрет космонавта и укрепите еще несколько лампочек. Щит «пульта управления» можно также сделать из фанеры или из тонких досок размером 750x1000 мм. Как расположить «приборы» на пульте, показано на рисунке. Теперь изготовьте электромагнит. Он состоит из катушки, сердечника и полюсных наконечников. Фор- ма и размеры деталей электромагнита показаны на рисунке 3. Каркас катушки электромагнита склейте из карто- на или сделайте из тонкой (миллиметровой) фанеры, просушите его и покройте любым изоляционным лаком. На каркас намотайте 1500—2000 витков изолированного медного провода диаметром 0,3—0,4 мм. Провод ук- ладывайте аккуратно, виток к витку. Ряды изолируй- те друг от друга одним-двумя слоями папиросной бума- ги. К концам обмотки припаяйте гибкие выводы и закрепите их изоляционной лентой. Теперь соберите электромагнит. В отверстие катуш- ки вставьте сердечник. Он должен входить плотно, иначе электромагнит будет «гудеть». Полюсные наконеч- ники прикрепите к сердечнику винтами с гайками. Электромагнит прикрепите к «пульту управления» латунными, алюминиевыми или медными скобками так, чтобы кнопка оказалась между полюсными наконечни- ками. Электрические детали аттракциона соберите, как показано на схеме (рис. 2). Для питания всей схемы понадобится трансформатор, понижающий сетевое на- пряжение до 6 вольт. Очень удобно для этой цели применить «школьный разборный трансформатор», который можно купить в магазинах «Учколлектор». Обмотка электромагнита питается от вторичной обмот- ки трансформатора через селеновый выпрямитель. Выпрямитель можно собрать самим. Подойдут селено- вые шайбы размером 80x80 мм или 100x100 мм. Можно использовать и кремниевые диоды типа ДЗОЗ или Д203 (три параллельно включенных диода).Уста- новку можно упростить, если все схемы укрепить на корпусе ракеты и там же установить электромагнит. «ТВЕРДОСТЬ РУКИ» Эта игровая самоделка состоит из металлического планшета с фигурными прорезями, лампочек от карман- ного фонарика и шнура с металлическим щупом, соеди- ненных последовательно (рис. 4). Основанием самоделки служит деревянная коробка из дощечек толщиной 10— 15 мм. Для стенок изготовьте две дощечки шириной 100 мм и длиной 250 мм и две дощечки шириной 100 мм и длиной 350 мм. Из фанеры выпилите дно коробки шири- ной 250 мм и длиной 370 мм, прибейте ее к изготовлен- ной рамке тонкйми гвоздями. Из двухмиллиметрового алюминия вырежьте несколько пластин-планшетов размером 250х 370 мм. В пластинах сделайте ряд фи- гурных прорезей разной ширины от 1,5 до 5 мм (рис. 5). Изготовление прорезей — наиболее трудоемкая часть работы. Проще всего их делать так. Сначала каранда- шом нанесите на пластину контуры прорезей, затем высверлите плотно друг к другу несколько круглых отверстий. Оставшийся между высверленными проре- зями металл пропилите надфилем. Края прорезей тща- тельно выровните при помощи того же надфиля или напильника с мелкой насечкой. Затем отшлифуйте шкуркой (наждачной бумагой). Если у вас не окажется алюминия для изготовления планшета, примените кровельное железо, предварительно очистите его наж- дачной бумагой от ржавчины. Внутри коробки поместите батарейку от карманного фонарика, которую прикрепите ко дну скобой, выре- занной из металлической полоски шириной около 10 мм. К выводам батарейки припаяйте два изолиро- ванных провода. Один из проводов присоедините к винтовому контакту патрончика 3,5-вольтовой лампоч- ки, укрепленной на дне деревянной коробки (рис. 6 а). Другой провод от батарейки припаяйте к металличе- скому планшету с прорезями. Торцевой контакт патрон- чика изолированным проводом соедините с зажимом, установленным на одной из боковых стенок коробки. В патрончик ввинтите лампочку. Металлический план- шет с прорезями прикрепите несколькими шурупчика- ми к коробке. Теперь сделайте вторую часть прибора — щуп. Возьмите вязальную спицу и наждачной бумагой за- чистите ее до блеска. Спицу укрепите в старой де- ревянной ручке от сломанной отвертки, напильника цли сделайте сами. Метровым куском шнура или любым гибким изолированным проводом соедините щуп с зажимом на боковой стенке коробки. Конец провода, присоединяемый к спице, припаяйте к ней и, уложив в желобке, прорезанном вдоль ручки, закрепите изоля- ционной лентой. Другой конец, присоединяемый к за- жиму, заделайте петелькой. При прикосновении метал- лической частью щупа к планшету электрическая цепь от батарейки к лампочке окажется замкнутой, и внутри коробки загорится лампочка. В самоделке не обязательно пользоваться батарей- кой от карманного фонарика. Можно применить фаб- ричный или самодельный понижающий трансформатор (рис. 6 б), который крепится внутри коробки. Шнур питания выведите наружу и подсоедините к штепсель- ной вилке. На боковой стенке установите выключатель. Работа с самоделкой. Играющий берет в руку щуп и проводит металлической частью щупа внутри прорезей планшета от одного конца до другого. При этом он не должен прикасаться спицей к краям прорезей. От прикосновения неизменно будет зажигаться лампа. В этом случае щуп передается другому играющему. Тот, кто раньше других проведет щуп последователь- но через все прорези, выигрывает. Теперь попробуйте самостоятельно сделать монтаж этого прибора по другой схеме, изображенной на рис. 6 в. В схеме, в отличие от предыдущей, применя- ется не одна, а две лампочки: красная (кл) — 6,3 вольта X 0,28 ампера, которая находится внутри деревянного корпуса, и зеленая (зл) — 3,5 вольта х0,16 ампера, устанавливаемая в любом углу металлического план- шета. В схему введен выключатель источника питания. Перед началом игры надо включить питание — заго- рится зеленая лампочка. При прикосновении иглы щупа к металлическому планшету зеленая лампочка погаснет, загорится красная лампочка. « КТО БЫСТРЕЕ? » Эта самоделка по своему назначению такая же, как и самоделка «Твердость руки». Но устройства этих са- моделок отличаются друг от друга, хотя электрические схемы имеют много общего. Основание самоделки — деревянная панель разме- ром 400x600 мм, укрепленная вертикально на двух стойках (рис. 7). Сделайте ее из тонкой доски или фа- неры. Панель присоедините шурупами или прибейте гвоздями к брускам стойки. В нижней части бруски должны иметь поперечные деревянные перекладины, необходимые для того, чтобы самоделка не упала, если вы будете устанавливать ее на столе. Самоделку можно повесить на стене. Тогда стойки не нужны. Вверните в бруски две металлические петли и прйвяжите к ним веревку. В верхней части панели, как показано на рис. 7, укре- пите самодельный патрончик для низковольтной лампоч- ки. По краям панели на расстоянии 400 мм друг от друга прибейте два небольших деревянных брусочка размером 15x15x40 мм. К этим брусочкам прикрепите шурупами проволоку. Чтобы проволока лучше держа- лась, под головки шурупов подложите шайбы. "Теперь сделайте щуп с проводом. Щуп изготовляйте так же, как и для самоделки «Твердость руки», но длину провода возьмите около 1 метра или чуть больше. Спицу щупа изогните в виде кольца диаметром около 10 мм так, чтобы остался небольшой зазор. Величина зазора должна быть на 1 мм больше толщины проволо- ки, укрепленной между брусочками. В нижнем правом углу панели установите два за- жима для подключения соединительных проводов от источников питания. К одному из зажимов присоедини- те конец провода от щупа. Другой зажим соедините изолированньпм проводом с лампочкой. Лампочку, в свою очередь, соедините проводом с одним из шурупов (безразлично с каким), крепящим проволоку. Для самоделки в качестве источника питания приме- ните батарейку от карманного фонарика или понижаю- щий трансформатор (рис. 8) с напряжением на вторич- ной обмотке 3—4 в. Играющий должен суметь надеть кольцо щупа на проволоку и провести щуп от одного конца проволоки До Другого. При этом нельзя задеть кольцом щупа про- волоку. Если же играющий заденет проволоку, заж- жется лампочка на панели, и он выбывает из игры. Щуп передается следующему. (Выигрывает тот, кто быстрее других проведет щуп сначала правой рукой, затем левой и не коснется про- волрки. В верхний левый угол панели вбейте длинный гвоздь илй вверните шуруп. На него вы будете вешать щуп, когда самоделка выключена. Если эту самоделку немного усложнить (рис. 9), то игра станет еще интереснее. Цанель сделайте больше — 1100x300 мм (рис. 10). В центре верхней части панели установите патрончики не для одной, а для трех лампочек. Возьмите две про- волоки и укрепите их на трех брусочках. Крайние брусочки такие же, как и в первом случае. Средний бру- сочек больше — 15x40x50 мм. Около шурупов, кре- пящих проволоку на среднем брусочке, вбейте два гвоздика, но так, чтобы они не касались проволоки. Зажимы для подключения соединительных проводов установите в центре нижней части панели. Концы прово- дов, идущие от щупов, заделайте петельками и под- ключите к одному из зажимов. Второй зажим соедините изолированным проводом с торцевыми контактами патрончиков всех ламп. Винтовой контакт первой лам- почки соедините с шурупом на левом брусочке, винто- вой контакт второй лампы — с двумя гвоздиками на среднем брусочке и контакт третьей лампы — с шуру- пом на правом брусочке. Лампочки, расположенные по краям, окрасьте в красный цвет, а среднюю лампочку сделайте зеленой. В верхних углах панели вбейте два гвоздика для щупов. Играют одновременно двое. По команде они берут щупы и надевают их на проволоку. Затем начинают проводить щупы от края к центру. Если кто-нибудь из играющих заденет проволоку, зажжется красная лам- почка на стороне играющего, и ему засчитывается одно штрафное очко. Выигрывает тот, кто получит меньше штрафных очков, проведет щуп к центру, дотронется до гвоздика у конца проволоки и тем самым включит зеле- ную лампочку. «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВОДОЛАЗ» Для этой игры-прибора вам понадобится пробирка, немного провода, выключатель-кнопка и батарейка для карманного фонарика (рис. 11). Работу начните с изготовления сотеноида. Наматы- вать катушку соленоида можно на бумажном каркасе или прямо на пробирке. Провод нужно укладывать не торопясь, аккуратно —.виток к витку в несколько слоев. Чтобы провод не сползал, промажьте стекло пробирки лаком и дайте ему слегка просохнуть. Промазывайте лаком также каждую намотку очередно- го слоя проволоки. Для соленоида можно взять медный провод в эма- левой, хлопчатобумажной или шелковой изоляции диаметром 0,1 — 0,2 мм. Число витков и размер (вы- соту) катушки подберите сами — они зависят от разме- ра фигурки и веса грузика водолаза. Из пенопласта, пробки или кусочка сухого дерева вырежьте фигурку водолаза в скафандре или аквалан- гиста с ластами и маской. Размеры фигурки выберите так, чтобы «водолаз» свободно входил в пробирку. Затем раскрасьте ее и сверху покройте лаком. При помощи волоса или тонкой нитки прикрепите к «водолазу» груз — кусочек железного или стального гвоздя или какую-нибудь деталь. Опустите фигурку водолаза и грузик в пробирку и, наполнив пробирку водой, плотно закройте ее проб- кой, лучше резиновой. Поверните пробирку — водо- лаз должен всплыть. Теперь подключите соленоид через кнопку (рабо- тающую на замыкание) к одной-двум батарейкам. На- жмите кнопку — по обмотке соленоида пройдет ток, и образующееся при этом магнитное поле втянет желез- ный грузик внутрь катушки; грузик увлечет за собой нить, и водолаз погрузится в воду. Отпустите кнопку — действие магнитного поля прекращается, и водолаз вновь всплывает. Отрегулируйте взаимодействие соле- ноида и водолаза так, чтобы погружение происходило безотказно, регулировка заключается в подборе грузи- ка нужной величины. Пробирку с катушкой установите в деревянном кубике, а кубик, в свою очередь, укрепите на деревян- ной панельке, как показано на рис. 12. Снизу панельки при помощи металлической скобки установите бата- рейку, а рядом с ней кнопку. Если ток к соленоиду L подводить не через кнопку, а через переменный рези- стор U, как показано на схеме (рис. 12), то можно изменять величину тока, проходящего по обмотке соле- ноида. Осторожно передвигая движок резистора, попро- буйте погрузить водолаза на определенную глубину (например, до черты, проведенной на пробирке). Если это сумели сделать, вы выиграли. Аттракцион получится еще интереснее, если вместо пробирки взять лабораторную колбу (рис. 13). В этом Рис. 11. Устройство «Электромагнитного водолаза» Рис. 12. Электрическая схема аттракциона
Рис. 13. Внешний вид аттракциона с колбой Рис. 14. «Секретная шкатулка» Рис. 15. Электромагнитный замок и контактный ключ Рис. 16. Электрическая схема «Секретной шкатулки» Рис. 17. «Тигр в клетке» Рис. 18. Устройство аттракциона случае водолаза лучше заменить подводной лодкой или батискафом. Колбу укрепите в металлическом или деревянном основании — кожухе, выполненном в виде конуса. Внутри конуса укрепите батарейку (или две батарейки, соединенные последовательно), выключатель Вк и переменный резистор R. Внутри колбы (в пробке) укрепите маленькую лам- почку и подключите ее к отдельной батарейке. Воду в колбе слегка подкрасьте в зеленоватый цвет и сделайте «водоросли»—«море» станет более красивым. И, наконец, для того, чтобы крышка шкатулки от- кидывалась сама в, тот момент, когда сочетание ключей подобрано правильно, укрепите внутри шкатулки еще две пружины. На этом изготовление механической части «секрет- ной шкатулки» можно считать законченным. Крышку шкатулки украсьте затейливым рисунком или наклад- кой, выпиленной лобзиком. «Секрет» замка шкатулки периодически изменяйте. Не забудьте во время празд- ника положить в шкатулку приз. «СЕКРЕТНАЯ ШКАТУЛКА» На вашем празднике каждому захочется попробовать открыть такую шкатулку (рис. 14) и посмотреть, что в ней спрятано. Но, оказывается, открыть шкатулку не так просто — крышку держит электромагнитный за- мок. Чтобы его открыть, нужно разгадать «секрет» шка- тулки. Как же устроена такая шкатулка? Главная часть «секретной шкатулки» — электромаг- нитный замок (он показан на рис. 15). Замок состоит из замочной скобки и катушки соленоида с железным запирающим сердечником и пружиной (замочная скоб- ка прикрепляется к крышке шкатулки, а соленоид поме- щается внутри шкатулки). Действие электрического замка основано на свойстве Соленоида, по которому проходит электрический ток. Если к такому соленоиду поднести кусочек железного стержня, то он втянется внутрь соленоида. В электромагнитном замке шкатулки железный стержень под действием пружинки входит в замочную скобу и запирает шкатулку. Но стоит только подключить концы соленоида к батарее, как сердечник, преодолевая действие пружинки, втягивается внутрь соленоида, освобождает скобу, и шкатулку можно от- крыть. Каркас соленоида склейте из картона по форме, показанной на рис. 15. Катушка соленоида состоит из 800—900 витков любого обмоточного провода (ПЭЛ, ПЭВ) диаметром 0,2—0,3 мм. Стержень-сердечник сделайте из бруска мягкого железа или электротехни- ческой стали квадратного сечения. Один конец стержня срежьте под углом так, чтобы опускаемая сверху скоба вталкивала сердечник внутрь каркаса соленоида. К сердечнику припаяйте кусочек не очень тугой сталь- ной пружинки, а второй конец пружины закрепите у свободного конца каркаса соленоида. Теперь, как только этот конец стержня попадет в отверстие скобы, замок окажется закрытым. К замку надо собрать контактный ключ. Как же он устроен? На пластинке из изоляционного материала в небольших отверстиях (их должно быть 10) установите при помощи винтов с гайками металлические контакты (рис. 15). Пять пар контактов соедините между собой проводами, поджав их под гайки, а остальные оставьте неподключенными (холостыми). Теперь из металличе- ской пластинки сделайте пять одинаковых ключей. Во время игры эти ключи нужно вставить в те отверстия, контакты которых соединены между собой проводами, тогда цепь электромагнитного замка замкнется, и замок откроется. Но, не зная «секрета», придется перепробовать много вариантов расположения ключей, прежде чем удастся подобрать нужное сочетание. Причем, «секрет» замка можно изменять, переключая провода, соединя- ющие контакты (рис. 16). Контакты установите в нижней части шкатулки. Затем соедините контакты и соленоид проводами с источником питания двумя-тремя батарейками для карманного фонарика, включенными последовательно и укрепленными на дне шкатулки. Дно приверните шуру- пами, чтобы можно было его снять на случай ремонта самоделки. «ТИГР В КЛЕТКЕ» Перед вами тигр. Он оскалил пасть и вот-вот набро- сится на вас. Нет, этого нельзя допустить! Нужно поса- дить «злого тигра» в клетку (рис. 17). Как это сделать? А вот как. Выпилите лобзиком из фанеры или сделайте из тонких реек, как показано на рис. 18, шестиугольную рамку. Внутри рамки поместите четыре готовых или самодельных патрончика для лам- почек низкого напряжения (2,5—3,5 вольта). Рамку при помощи двух осей (одну ось согните в виде ручки) укрепите в двух угольйиках. Оси можно сделать из тонкой проволоки или взять готовые от детского металлоконструктора. Угольники сделайте обязательно металлические из 2—3 мм листового алю- миния или латуни. Угольники вместе с рамкой прикрепите винтами с гайками к подставке. Подставку сделайте в виде короб- ки. Внутри коробки поместите источник электрического тока — 1—2 батарейки для карманного фонарика. На корпусе установите выключатели или кнопку, работа- ющую на замыкание. Патрончики, батарейки и уголь- ники соедините между собою проводами, как показано на рисунке 19. На папиросной бумаге или кальке нарисуйте и раскрасьте цветной тушью два рисунка — тигра (или другого зверя) и клетку. Размеры рисунков должны соответствовать размерам рамки. Готовые рисунки за- кройте пластинами, выпиленными лобзиком из листо- вого органического стекла, и прикрепите к рамке. Теперь нажмите кнопку (лампочки при этом Должны гореть) и вращайте рамку за ручку. Как только рамка начнет вращаться, то Вы увидите, что «тигр» попал в клетку. Таким образом, можно заставить «тигра» си- деть в клетке продолжительное время, насколько у вас хватит терпения вращать рамку. « ВЕСЕЛОЕ ПУТЕШЕСТВИЕ » Интересную игру можно сделать, используя микро- электродвигатель «МК-12». Из деревянных брусков длиною 250—300 мм и высотою 40—60 мм, собранных в «замок», соберите рамку. Обшейте фанерой в 3—5 мм— у вас получится квадратная деревянная коро’бка (рис. 20). На верхней крышке коробки установите электродвигатель и кнопку. Для двигателя в центре крышки высверлите отверстие по диаметру оси двига- теля. Рядом с ним сделайте еще несколько отверстий для металлического угольника, к которому при помощи винтов с гайками прикрепите корпус двигателя (рис. 21). В одном углу крышки укрепите самодельную или фабричную кнопку Кн, работающую на замыкание. Внутри коробки для электропитания двигателя металлической скобкой закрепите батарейку от кар- манного фонарика. Батарейку Б соедините проводами с двигателем Д, а в разрыв одного из проводов включите кнопку Кн и проверьте, хорошо ли работает двигатель. Для этого несколько раз нажмите и отпустите кнопку — каждый раз двигатель должен включаться и через не- которое время после вращения по инерции останавли- ваться. Коробку покрасьте масляной краской или оклейте цветной бумагой. * Пока краска сохнет, займитесь изготовлением стрел- ки. Стрелку вырежьте из полоски тонкой жести или ла- тунной фольги. К основанию стрелки припаяйте'метал- лический (железный или латунный) брусочек. В бру- сочке предварительно просверлите два отверстия. Одно по диаметру оси, а другое — боковое для винта, кото- рым стрелка будет закрепляться на оси электродви- гателя. Вам осталось нарисовать цветные таблицы для игры. Можно изготовить несколько серий таблиц. Например, путешествие по столицам союзных республик. На таблице напишите названия союзных республик и приклейте маленькие фотографии столиц этих рес- публик. Таблицу положите на крышку прибора и закрепите стрелку. Нажмите и быстро отпустите кнопку — стрелка остановится напротив фотографии одного из городов. Выигрывает тот, кому первому удастся остановить стрелку напротив всех городов, показанных на таблице. Нужно изготовить несколько таких таблиц, рассчи- танных на ребят различных классов. Можно сделать таблицу памятников, находящихся в различных стра- нах, или хорошо известных зданий, таблицу египетских пирамид, таблицу «охота» с изображением зверей-хищ- ников или просто таблицу с цифрами — тогда выиграет тот, кто наберет большее количество очков за 10 или другое заранее обусловленное число включений. «ЗАЖГИТЕ ЕЛКУ» Эта игра для самых маленьких. Из фанеры или картона, как показано на рис. 22, сделайте коробку. Внутри горизонтальной перегород- кой разделите коробку на две части. На верхнюю часть перегородки наклейте лист белой или цветной бумаги и на ней нарисуйте празднично украшенную елку. На- верху нарисуйте красивую красную звезду, на концах ветвей блестящие фонарики, всю елку осыпьте золоты- ми и серебряными блестками. Затем в центре звезды просверлите отверстие и укрепите в нем патрончик для низковольтной лампочки. На ветвях (в местах фонариков) тоже просверлите от- верстие — в них будут чашечки-гнезда для шариков. Гнезда и шарики должны быть металлические, лучше всего латунные или медные. Каждое гнездо-чашечку разрежьте на две, примерно равные части, и при по- мощи припаянных к половинкам металлических шпи- лек прикрепите их на перегородке так, чтобы половин- ки не касались друг друга. Половинки гнезд и патрон- чик лампы соедините между собой проводами, как показано на рис. 23. Все соединения лучше сделать с нижней стороны перегородки. Там же при помощи металлической скоб- ки закрепите источник электрического питания — батарейку для карманного фонарика. Если теперь, слегка покачивая коробку, закатить все шарики в гцез- да-чашечки, то электрическая цепь окажется замкну- той, и лампочка зажжется. Чтобы шарики не потеря- лись, коробку закройте сверху крышкой, сделанной из прозрачного органического стекла. Эту игру можно выполнить и в другом исполнении. Например нарисовать солнечную систему, а гнезда- чашечки укрепить на орбитах планет. Шарики будут изображать спутники, летящие на эти планеты. И когда все спутники достигнут планет, зажжется лампочка- солнце. Можно придумать и другие варианты— маяк и бакены, пионерский костер и т. п. Коробку сверху покрасьте или оклейте цветной бумагой, на одной из боковых стенок приклейте листок бумаги с четко написанными правилами игры. «ЗАЖГИ МАЯК» Игра «Зажги маяк» — это магнитный тир. В одном из углов комнаты установите макет маяка (рис. 24). Задача играющего — зажечь прожектор маяка. Как же это сделать? На башне маяка с наружной стороны в нескольких местах укрепите полудйски, вырезанные из жести. Эти поДудиски являются как бы продолжением полюс- ных наконечников сильного подковообразного магнита. Такой магнит вы можете приобрести в магазинах «Уч- коллектор» или попросить в школе в кабинете физики. Магнит можно заменить самодельным электромагнитом, как в аттракционе «Запусти ракету». Магнит укрепите внутри корпуса маяка при помощи латунной или алюминиевой скобки. Полюса магнита вставьте в отверстия, прорезанные в стенках баш- ни* Полюсные наконечники-полудиски изолируйте от полюсных наконечников одним слоем тонкого, но хорошо изоляционного материала. Такими свойства- ми обладает электротехническая изоляция — лако- ткань. Полудиски и являются теми включателями, при помощи которых можно зажечь маяк. Они последова- тельно соединены с лампой-прожектором. Как сделать все соединения, показано на ри’с. 25. Вырежьте из листового железа или листовой стали небольшие кружки. Эти кружки с расстояния 2—3 мет- ров бросайте в маяк. Если бросок был метким, то кру- жок захватится (притянется) магнитом, электрическая цепь лампы окажется включенной, и «прожектор» маяка зажжется. УЧИТЕСЬ СТРЕЛЯТЬ Перед вами щит (рис. 26), выполненный из тонких досок или фанеры, укрепленной на подрамнике. Раз- мер щита примерно 2,5x1 »5 метра. Установите его на полу при помощи стоек или подвесьте на тросике на расстоянии 0,5—1 метра от стены. В щите сделайте круглые или квадратные отверстия — мишени. Мишени расположите около рисунков, количество и места ми- шеней подберите сами. Каждое отверстие мишени с тыльной стороны щита закройте металлическим контактным щитком — заслон- кой К. Контактные щитки сделайте из любого листового металла (железа, алюминия, латуни и т. п.). Форма контактного щитка показана на ’ рис. 27. Укрепите щитки в двух металлических угольниках при помощи осей. Оси можно сделать из провОлочки диаметром 2—3 мм. Припаяйте оси в верхней части щитков, как показано на рисунке. Ниже каждого щитка установите гибкую контакт- ную пластину (например, от электромагнитного реле) и согните ее, как показано на рисунке. В момент уда- ра контактная заслонка откинется вверх, отодвинет контактную пластину, прижмется с обратной сто- роны к пластине и тем самым включит электриче- скую цепь. Электрическая схема аттракциона не сложна. Она состоит из ряда световых табло, зажигающихся при попадании в мишень. Световые табло зажигаются на- просвет. На табло нарисованы те же картинки, что и на щите. Световое табло укрепите на стене над щитом (выше щита на 1—1,5 метра) и закрепите пластиной из орга- нического стекла.Когда все лампочки будут включены, ведущий проходит за щит и устанавливает мишени в первоначальном положении. Для стрельбы из лука сделайте специальные стрелы с резиновыми наконёчниками и хвостам из 3—4 пёрьев. Лук со стрелами — это детский воздушный пистолет или небольшой, например теннисный, мячик. Рис. 20. Аттракцион «Веселое путешествие» Рис. 21. Расположение деталей аттракциона Рис. 23. Так соединяются гнезда, лампочка и батарейка Рис. 22. Игра «Зажгите елку» LOIO10IO1GLOJ Рис. 24. Аттракцион «Зажги маяк»
Рис. 27. Подключение контактного щитка к схеме
Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н. Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 7/VI-68 г. Бумага 70X108'/ie. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54929. Уч.-изд. л. 1,27. Тираж 100 000. Заказ М» 2167. Изд. 202. По оригиналам издательства «МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж-54, Валовая, 28
HOBoiogHue салюделки 10
Рис. 1. Крестовина для елки Каждый раз, когда приближается празд- ник Нового года, многие из вас, ребята, начи- нают „изобретать66 различные самоделки для новогодней елки. Ведь каждому хочется, чтобы елка была нарядной и сверкала гир- ляндами разноцветных лампочек. В этой брогиюре мы предлагаем некоторые интерес- ные конструкции различных электрических устройств, . которыми можно оборудовать новогоднюю елку. НАЧНЕМ С ПОДСТАВКИ Без нее не обойдется ни одна елка. Хорошая под- ставка будет надежно удерживать елку в вертикальном положении и позволит навешивать на елку много укра- шений. Простейшая подставка для елки — крестовина (рис. 1). Сделайте ее из доски толщиной 45—50 мм и шириной 70—80 мм. От доски отпилите два бруска дли- ной 400—450 мм. В центре каждого бруска продолбите пазы по ширине бруска. Наложите бруски пазами друг на друга. В центре крестовины просверлите отверстие диаметром 35—40 мм — в него будет вставляться елка. Чтобы бруски крестовины не расходились, их можно сбить двумя - тремя гвоздями или промазать столяр- ным клеем. Как известно, елка быстро сохнет в теплом помеще- нии, и уже через 4—5 дней ее иголки начинают осы- паться. Чтобы Удлинить срок «жизни» новогодней елки, ее ствол надо поставить в мокрый песок или в банку с водой. Здесь пригодится подставка, изображенная на рис. 2. Для ее изготовления понадобится 15-миллимет- ровая доска шириной 60—70 мм, металлическая банка высотой 150—170 мм (можно консервную банку), четы- ре металлические растяжки из 3-миллиметровой стали— две длиной 400 мм, две — 320 мм. Ширина растяжек 15—20 мм. От доски отпилите два бруска длиной по 600 мм. Бруски наложите друг на друга крестом и сбейте. Чтобы получившаяся таким образом крестовина устой- чиво стояла на полу, к концам верхнего бруска прибей- те деревянные колодочки. В центре крестовины просвер- лите отверстие и вставьте в него (снизу) болт диаметром 10 мм и длиной 70—80 мм с плоской головкой под отвертку. Сверху на болт наденьте металлическую бан- ку и прижмите к крестовине гайкой, которая навинчи- вается на болт. В месте соединения гайки и банки сде- лайте хорошую пайку, чтобы не было никаких зазоров. Конец болта после крепления банки заострите напиль- ником. Елку насадите на выступающую часть болта и прикрепите ее к крестовине растяжками. На концах растяжек должны быть просверлены отверстия под шурупы, которыми будете прикручивать. растяжки к елке и к дощечкам крестовины. Проверив надежность крепления елки и ее устойчивость, налейте воды в бан- ку и приступайте к развешиванию игрушек. Не забывайте каждый день подливать воду в банку. Тогда елка простоит у вас дней 10 и больше. САМОДЕЛЬНАЯ ГИРЛЯНДА Самую простую гирлянду можно сделать из лампо- чек напряжением 6,3 в. Такие лампочки применяются в радиоприемниках для освещения шкалы. Если у вас напряжение сети 127 в, потребуется 20 таких лампочек. Для 220 в нужно приобрести 35 лампочек. Такое ко- личество лампочек требуется только для одной гирлян- ды. Если вам потребуется две или три гирлянды, общее количество лампочек должно быть соответственно вдвое или втрое больше. Для изготовления гирлянды потребуется многожиль- ный гибкий провод в хорошей хлопчато-бумажной или Рис. 2. Подставка с баночкой полиэтиленовой изоляции, например, провод марки БПВЛ или МГВ. Для гирлянды достаточен небольшой ток, поэтому диаметр провода можно взять 0,1—0,3 мм. Тогда он будет незаметнее на ветвях елки. Если изоля- ция провода имеет светлый оттенок, ее следует покра- сить в темный цвет. Все лампочки гирлянды подгото- вьте к пайке — зачистите на винтовой нарезке корпуса небольшие участки и облудите их припоем. Для каждой гирлянды нарежьте проводники длиной 30—35 см. Их количество должно соответствовать количеству лампочек без одной. Концы проводников очистите от изоляции и залудите. Все лампочки спаяйте между со- бой последовательно, как показано на рис. 3. К остав- шимся выводам крайних лампочек подпаяйте длинные провода (2—3 м) для включения гирлянды в сеть. Затем лампочки обмотайте хорошей изоляцией или наденьте на них изоляционные втулки (рис. 4), вырезанные из хлорвиниловой трубочки. Учтите, что гирлянда будет гореть только в случае исправности всех лампочек и правильности их соеди- нений. Поэтому каждая лампочка должна быть предва- рительно проверена в работе от батарейки для карман- ного фонаря. После изготовления гирлянды баллоны лампочек покройте красным, зеленым, синим, желтым лаком. При этом придерживайтесь правила — две соседние лампочки должны раскрашиваться в разные цвета. ЛАМПА — ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Вы знаете, что обычная электрическая лампа рассе- ивает при работе очень много тепла. Недаром до бал- лона включенной лампы невозможно дотронуться — настолько он горячий. Чем больше мощность лампы, тем больше тепла она излучает. Образуются потоки восходящего воздуха. Эти потоки можно использовать в интересных самоделках, которые будут украшать вашу елку. Первая самоделка -а» вращающийся абажур. Ее устройство показано на рис. 5. Возьмите деревянную подставку толщиной не менее 10 мм. Укрепите на ней карболитовый патрон для электрической лампы. Затем сделайте из голой медной проволоки диаметром 2— 2,5 мм крестовину (подойдет и стальная проволока диаметром 1,5 мм), с четырьмя ножками. Нижние концы ножек согните петлями и прикрепите их к под- ставке рядом с патроном. Подсоедините к патрону элект- рический шнур питания с вилкой на конце — для вклю- чения в розетку осветительной сети. В патрон вверните лампочку на 96 или 109 вт. Ножки крестовины изог- ните так, чтобы они отстояли от баллона лампы на 10— 15 мм. Верхние концы ножек отогните вертикально и сложите вместе. В середину вставьте патефонную иглу острием вверх (острие должно выступать на 5 мм) и стяните концы ножек несколькими витками тонкой мед- ной проволоки. Это место хорошо пропаяйте. Основная часть абажура — диск с лопастями. Сде- лайте его из тонкой белой жести. На листе жести рас- чертите диск по рис. 5. Лопасти прорежьте до внутрен- него круга и изогните их в одну сторону так, чтобы концы лопастей встали под углом 45°. Затем из белой жести вырежьте полоску шириной 10—12 мм и оберните ею диск так, чтобы она проходила через середины ото- гнутых лопастей. Концы полоски спаяйте. После этого припаяйте концы лопастей к ободу. Эта работа тре- бует точности, и делать ее надо аккуратно. Тонкой бу- мажной ленточкой оберните обод и обрежьте ее так, чтобы концы сходились в стык. Затем ленточку разде- лите на восемнадцать равных частей. Снова оберните ленточкой обод и перенесите на него точки деления. По этим точкам проведите линии, перпендикулярные к краям. Через середины линий проведите наклонные линии под углом 45° — они покажут нужное направле- ние концов лопастей. Приложите лопасти к этим линиям и припаяйте их, сначала одну, а затем и другие. Абажур сделайте из чертежной бумаги. Наружную часть абажура раскрасьте различными фигурками или украсьте его переводными картинками. Готовый абажур прикрепите к ободу и наденьте всю сборку на кресто- вину (рис. 6). Включите лампу в сеть. Она быстро нагреется, и вскоре теплый поток, ударяясь в лопасти диска, заставит абажур вращаться. Другая самоделка — спутник (рис. 7). Принцип ее действия тот же, но сделана она несколько иначе. На макушке елки крепится патрон с электрической лампой мощностью 75—96 вт. Вокруг лампы укрепите стойку с острой осью на конце. Затем изготовьте ци- линдр из чертежной бумаги. Для большей жесткости в края цилиндра вклейте два обода из толстой проволоки. К верхнему ободу припаяйте крест-накрест две пере- кладины с колечком в центре. На наружной стороне цилиндра перерисуйте с географической карты очерта- ния материков и раскрасьте их акварельными краска- ми. Для получения большей освещенности бумагу промаслите. Изготовленный цилиндр повесьте на ось. Сверху на ось наденьте вертушку со спутниками. Вертушка — это картонный диск с прорезями и ото- гнутыми лопастями. Сверху вертушки приклейте швей- ную катушку, а к ней кусочек жести. На этом кусочке жести сделайте вмятину гвоздем. Этот кусочек жести будет служить подшипником. Спутники изготовьте из елочных шариков и прикрепите их на проволоке сим- метрично, чтобы уравновесить вертушку. Настройка самоделки сводится к подбору угла отгиба лопастей вертушки — от этого зависит скорость вращения спут- ников вокруг модели Земли (см. рис. на обложке). И еще одна самоделка — избушка на курьих нож- ках (рис. 8). Вокруг патрона лампочки от гирлянды, укрепленной на ветвях елки, обмотайте кусок прово- локи. Конец проволоки отогните вверх над лампой и заострите. Из плотной бумаги склейте избушку, крыш- ку которой сделайте с секретом: каждый скат с одной стороны должен иметь вырез в одном углу и отгиб в другом. В центре крыши приклейте подшипник. Снизу избушки приклейте ножки из проволоки или картона. Чтобы ножки более походили на курьи, обмо- тайте их проклеенной ватой и после высыхания ваты раскрасьте. Теперь при включении елочной гирлянды, теплый поток воздуха от лампочки будет выходить через щели в крыше избушки и вращать избушку. Отрегули- руйте самоделку так, чтобы вращающаяся избушка не цеплялась за ветки елки. ПАДАЮЩИЙ СНЕГ Основные детали этой конструкции — деревянный или картонный шар, электрический мотор небольшой мощности (3—5 вт), электрическая лампа мощностью 75— 100 вт, деревянные шкивы для редуктора да метров десять осветительного электрического провода. Сначала нужно сделать «зеркальный» шар (рис. 9). Для этого возьмите деревянный или картонный шар (здесь удобно использовать старый негодный глобус) и с помощью столярного клея оклейте всю его поверх- ность мелкими кусочками зеркала размерами примерно 20x20 мм (можно использовать старые елочные шары). В таком виде просушите шар в течение двух суток и проверьте качество приклейки зеркал. Если какие- либо кусочки приклеились непрочно, тщательно зачи- стите соответствующее место на поверхности шара, про- трите заднюю стенку зеркала ацетоном или спиртом, намажьте клеем и снова приклейте. Шар укрепите на оси, связанной с деревянным шкивом редуктора. Устройство редуктора показано на рис. 9. Он нужен для того, чтобы от мотора с большой скоростью вра- щения оси получить небольшую скорость вращения зеркального шара. Редуктор состоит из двух больших шкивов диаметром 200 мм и двух малых. Один из них, диаметром 10 мм, насажен на оси мотора, другой — диаметром 40 мм — на промежуточной оси. Редуктор вместе с электродвигателем, делающим около 1400 об/мин (например, типа ДАГ), поместите в деревянном ящике. На верхней крышке ящика рядом с шаром укрепите осветитель с лампой на 75—100 вт. Его устройство несложно и ясно из рис. 9. Мотор и лампу осветителя соедините параллельно и подключите к шнуру питания, оканчивающемуся штепсельной вилкой. Если вы теперь включите мотор и направите луч света от осветительной лампы на вращающийся «зер- кальный» шар, то на стенах, полу и потолке вы уви- дите плавно перемещающиеся световые зайчики. Они и создадут впечатление падающего снега. Интересный эффект получится, если изменять ско- рость вращения «зеркального» шара. Создается впечат- ление, что и снег падает то быстрее, то медленнее. Для этого последовательно с электрическим мотором вклю- чите проволочный реостат (рис. 10). Передвигая руч- ку реостата, можно изменять напряжение на обмотке мотора, а значит, и скорость вращения его оси. Это, в свою очередь, скажется на скорости вращения шара.
Рис. 3. Соединение лампочек гирлянды Подшипник из жести Рис. 5. Устройство вращающегося абажура Рис. 8. «Избушка на курьих ножках» Рис. 10. Включение проволочного реостата в цепь .электродвигателя
СВЕТОВОЙ ФОНТАЙ Этот «фонтан» в затемненной комнате переливается разными цветами, наподобие настоящего водяного фонтана, а сделан он из 12 стеклянных трубок с внеш- ним диаметром 12—15 мм. Нарежьте трубки кусками длиной 400—600 мм и на огне спиртовой горелки изогните их, как показано на рис. 11. Свяжите трубки в пучок и укрепите в круг- лом отверстии верхней крышки деревянного ящика. Затем на крышку ящика положите зеркала. Связанная часть пучка стеклянных трубок должна находиться в ящике, а концы в виде спадающих вниз струй упираться в зеркала. На дне ящика напротив стеклянных трубок укрепите карболитовый патрон для электрической лампы. В пат- рон вставьте лампу мощностью 60—80 вт. Закройте лампу железным цилиндром с плоско-выпуклой кон- денсорной линзой. Теперь свет лампы будет падать ярким лучом на пучок стеклянных трубок. Над осветителем поставьте диск диаметром 400 мм со светофильтрами. Его можно выпилить из трех кусков пятимиллиметровой фанеры и сколотить в виде шкива. Диаметр каждого светофильтра должен равняться диаметру линзы. Шкив светофильтра соедините рези- новым пассиком с другим шкивом, насаженным на оси мотора. Сзади фонтана поставьте трехстворчатое зер- кало. Оно даст многократное отражение. Для получения бдлф»шего эффекта можно включить в цепь мотора проволочный реостат, как и в предыду- щей конструкции. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ЕЛОЧНЫХ ГИРЛЯНД Хорошо, когда на елке сверкает несколько гирлянд электрических лампочек. Еще лучше, когда они перио- дически включаются и выключаются. Конечно, на каж- дую гирлянду можно поставить включатель, и один из ваших друзей будет поочередно их включать и выклю- чать. Но вряд ли кому понравится такая «автоматиза- ция». Гирлянды должны переключаться без посторон- ней помощи — в этом весь смысл светового освещения елки. А для этого нужно построить простейшее переклю- чающее устройство, разработанное столичным инже- нером Валентином Бекасовым. В переключающем устройстве нет ни одной дефицитной детали — оно почти полностью собирается из подручных материалов. Посмотрите на рис. 12. Вы видите потенциометр типа СП. Такие потенциометры применяются во многих современных телевизорах и радиоприемниках. Его-то мы и приспособим для переключателя. Только потен- циометр придется доработать (кстати, для переключа- теля подойдет потенциометр с любым сопротивлением). Снимите с потенциометра крышку, и вы увидите гетинаксовую планку с проволочной щеткой. При вра- щении ручки потенциометра щетка скользит по графи- товому слою. Планка приклепана на конце ручки потен- циометра и при вращении ручки поворачивается до упора. Спилите этот упор, и ручка сможет вращаться вкруговую. Теперь немного разогните концы замковой шайбы (она установлена спереди на ручке) и выньте ручку вместе с планкой и щеткой. Кусачками откусите щетку. Из полоски пружинящей латуни или бронзы вы- режьте ползунок и прикрепите его к гетинаксовой план- ке винтом М2. На планке для него есть готовое отвер- стие. Конец ползунка припаяйте к ручке потенциомет- ра. Проверьте работу собранной конструкции — при вращении ручки потенциометра ползунок не должен задевать за каркас и выводы потенциометра. Кроме того, нужно проверить надежность соединения среднего вывода потенциометра с ползунком. Для этого возь- мите простейший пробник и подсоедините его щупы между средним выводом потенциометра и ползунком. Должен обеспечиваться постоянный контакт при вра- щении ручки потенциометра. После этого укрепите переделанный потенциометр на гетинаксовую или текстолитовую плату толщиной 3—5 мм и несколько раз поверните ручку потенциомет- ра. На плате останется след от скользящего ползунка. Полученную окружность разделите на 12 равных час- тей, просверлите в этих местах отверстия и вставьте в них контакты — 4- миллиметровые винты. На каждый винт наденьте латунный или медный лепесток и гайкой прикрепите к плате винт. При вращений ручки ползунок будет скользить по контактам. Плату с переключателем прикрепите металличе- скими уголками к изоляционной панели из дерева или фанеры толщиной 10—15 мм (рис. 13). На ручку потен- циометра насадите металлический или деревянный шкив. Рядом с переключателем прикрепите электродви- гатель, рассчитанный на питание от осветительной сети. Здесь нужен двигатель, выходная ось которого делает несколько оборотов в минуту. На ось электродви- гателя тоже наденьте шкив. Можно использовать любой электродвигатель, и к нему прикрепить редуктор (на- пример, часовой механизм от негодных часов) для умень- шения оборотов выходной оси. После крепления всех деталей включите электродви- гатель в розетку осветительной сети и проверьте работу переключателя. Теперь надо только подключить гирдянды к переклю- чателю. Каждый контакт переключателя можно со- единить с отдельной гирляндой, и тогда они будут по- очередно загораться. Но такое число гирлянд слишком велико для елки. Поэтому контакты соедините в груп- пы, например, по 4 контакта в группе (как показано на схеме — рис. 14). К каждой группе подключите по гирлянде. Скользящий ползунок будет поочередно включать гирлянды, причем за счет ширины ползунка переключение гирлянд будет плавным. К примеру, когда ползунок станет проходить контакт 12, он одно- временно зайдет на контакт 1 и к первой гирлянде присоединится вторая. Через несколько секунд пер- вая гирлянда выключится, а вторая будет гореть. При дальнейшем движении ползунок соединится одновре- менно с контактами 4 и 5, ко второй гирлянде доба- вится третья, а вторая через некоторое время выклю- чится. Если у вас 4 гирлянды, то контакты переклю- чателя соедините в группы по другой приведенной схеме, рис. 15. Все соединения переключателя с гирляндами сде- лайте толстым проводом в хорошей резиновой изоля- ции. На выводных концах, идущих к осветительной сети, установите двухполюсную вилку. После подпай- ки проводов к контактам обязательно закройте пере- ключатель изоляционным кожухом. В розетку осве- тительной сети всю конструкцию включайте только через предохранитель. Очень удобно приспособить в нашей самоделке мотор проигрывателя или радиолы. В этом случае переклю- чатель укрепляется на боковой стенке используемой конструкции, а на ось диска проигрывателя устанав- ливается шкив небольшого диаметра (рис. 16). Пере- ключением скорости вращения диска (78, 45, 33,16 обо- ротов в минуту) можно регулировать длительность свечения гирлянд. Простые переключатели елочных гирлянд можно собрать на стартерах, которые применяются для зажи- гания ламп дневного света. Известно, что при подаче напряжения на стартер, между его электродами про- исходит тлеющий разряд, как в неоновой лампе. Элек- троды нагреваются, и один из них, биметаллический, изгибается, касается второго и замыкает цепь. Разряд прекращается, электроды остывают, и «биметалличе- ский электрод возвращается в прежнее положение. Снова начинается тлеющий разряд, и процесс повторя- ется. Таким образом,электроды стартера могут периоди- чески замыкать и размыкать электрическую цепь. Если теперь последовательно со стартером включить гирлянду электрических лампочек (рис. 17) и включить всю схему в сеть, гирлянда будет периодически заго- раться. Если в схеме будет стоять одиСн стартер (без конденсатора), продолжительность включения и вы- ключения гирлянды окажется настолько малой, что практически мигание* гирлянды будет едва заметно для глаз. Чтобы увеличить эту продолжительность, парал- лельно стартеру поставлен конденсатор постоянной емкости. Подбором емкости конденсатора в указанных на схеме пределах можно изменять продолжительность включения и выключения гирлянды в любую сторону. Конденсатор нужно брать бумажного типа на рабо- чее напряжение, втрое превышающее напряжение сети. Стартер должен быть типа СК-127 для сети 127 в или СК-220 для сети 220 в. А вот еще одна схема (рис. 18) — для трех гирлянд. Здесь гирлянды включаются в гнезда 1\, Г2, Г3. На- пряжение к каждому гнезду подводится через парал- лельно включенные стартер и конденсатор. Только в отличие от предыдущей схемы емкость конденсатора для каждой цепи различна. Значит, и продолжитель- ность включения и выключения соответствующих гир- лянд будет также различной. Это позволяет получить поочередное включение гирлянд. Здесь, как и в преды- дущей схеме, слово «включение гирлянды» взято услов- но. Из-за наличия емкости ток через гирлянды будет проходить даже при разомкнутых контактах стартера. Но величина тока ограничится сопротивлением ем- кости, и яркость свечения лампочек значительно упа- дет. Снижение яркости будет тем меньше, чем больше емкость конденсатора. Деталей для схемы потребуется немного: три стар- тера на данное напряжение сети (СК-127 для сети 127 в или СК-220 для 220 в), три держателя для стартера, три конденсатора постоянной емкости на рабочее на- пряжение, превышающее втрое напряжение сети, три гнезда (или шесть клемм) для подключения гирлянд, 2—3 метра электрического провода в хорошей резино- вой изоляции (для шнура питания) да двухполюсная сетевая вилка. Все детали укрепите в небольшой коробочке (рис. 19), сделанной из любого материала. На передней панели расположите гнезда или клеммы, к верхней панели прикрепите держатели стартеров и вставьте в них стар- теры. Конденсаторы крепятся к задней стенке внутри коробочки. Все соединения сделайте проводом диамет- ром не менее 0,35 мм в хорошей изоляции. Рис. 11. Устройство «светового фонтана» В гнезда переключателя гирлянд можно включать не только гирлянды лампочек, но и обычные освети- тельные лампы — по 25—30 вт в каждое гнездо. СВЕТ БЕЖИТ ПО ГИРЛЯНДЕ Вы научились делать елочные гирлянды, заставили их мигать и переключаться. А можно ли заставить свет «бежать» по лампочкам гирлянды, например, снизу вверх? Оказывается, можно. Для этого нужно... обма- нуть зрение. Наши глаза обладают инерцией и не в со- стоянии замечать быстрые изменения яркости источника света. Если сделать устройство, которое будет быстро включать поочередно, например, три лампочки, нам покажется, что свет «бежит» от одной лампочки к дру- гой. Если теперь соединить все лампочки гирлянды тремя группами, причем лампочки каждой группы будут чередоваться с лампочками других групп, и подключить к переключающему устройству, нетрудно заставить свет «бежать» по гирлянде. Устройство простого переключателя показано на рис. 20. На изоляционной подставке укрепите электро- двигатель и плату из толстого (3—5 мм) изоляционного материала. Двигатель возьмите любого типа, рассчи- танный на питание от данной сети переменного тока. Можно также использовать электромотор от конструк- тора или любой другой, питающийся от низковольтной батарейки или понижающего трансформатора. Ось двигателя должна иметь скорость вращения не менее 50 оборотов в минуту. На изоляционной плате расположите по окруж- ности три металлические полоски шириной 5—8 мм. Для этого из латунной, медной или бронзовой заготовки вырежьте кольцо внешним диаметром 60 мм и внутрен- ним 42 мм. Кольцо разрежьте на три равные части и каждую часть прикрепите к плате. Зазор между полос- ками должен быть 2—3 мм. По центру окружности, по которой расположены полоски, сверлите в плате отвер- стие. В него вставьте удлинительную ось, жестко соеди- ненную с осью двигателя. На этой оси закрепите метал- лическое кольцо с подвижным контактом, как показано на рис. 20. По кольцу при вращении оси будет скользить токосъемник'— металлическая пружинящая полоска, прикрепленная одним ^концом к подставке. Сбоку на подставке укрепите четыре клеммы и соедините три из них с полосками на плате (они будут являться неподвижными контактами), а одну — с токо- съемником. Выводы двигателя соедините с двумя дру- гими клеммами, расположенными на подставке рядом с электродвигателем. Каждая лампочка электрической гирлянды для данной самоделки должна быть рассчитана на имеюще- еся сетевое напряжение. Здесь удобно применить мало- габаритные лампочки от швейной машины. Лампочки гирлянды подсоедините к переключателю согласно схеме (рис. 21). При вращении оси электродвигателя подвижный контакт будет скользить по неподвижным и поочередно включать три группы лампочек гирлянды. Свет «побежит» по гирлянде. Если вы уже сделали переключатель елочных гир- лянд по рисункам 13—15, его можно приспособить и для «бегущих огней». В этом случае нужно заменить двигатель на переключателе или уменьшить редукцию, чтобы повысить скорость вращения ползунка. Гирлян- ды осветительных ламп должны подключаться к кон- тактам переключателя так, как показано на рис. 21.
Рис. 12. Переделка потенциометра под переключатель Рис. 13. Переключатель в собранном виде 1-я гирлянда Рис. 14. Переключатель работает с тремя гирляндами вое-е Сеть Рис. 15. Так подсоединяется переключатель к четырем гирляндам Рис. 16. Переключатель елочных гирлянд на проигрывателе Рис. 20. Устройство самоделки «бегущие огни» Рис. 17. Схема переключателя на стартере для одной гирлянды
9 к Редактор Л. Архарова Художественный редактор Д. Пчёлкина Технический редактор Е. Соколова Корректор Н Пьянкова Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 6/V-68 г Бумага 70Х 1O8'/ie. Печ. л. 0,75. Усл. печ. л. 1. Л54839 Уч.-изд. л. 1.18. Тираж 100 000. Заказ № 2167. Изд. № 203 По оригиналам издательства «МАЛЫШ» Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва. Ж-54, Валовая, 28 ©
1 p. OS к. Комплект «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В САМОДЕЛКАХ» содержит следующие брошюры 1. Азбука электрических схем 2. Домашняя электролаборатория 3. Простые измерительные приборы 4. Самодельный трансформатор и выпрямитель S. Патенты юных изобретателей 6. Десять конструкций юного электрика 7. Следы на металле 8. Электричество на старте 9. Аттракционы, игры и электричество to. Новогодние самоделки Оформление А. Обросовой Научный консультант Б. Иванов Составитель (на общественных началах) Ю. Лапидус Редактор Л. Архарова. Художественный редактор Д. Пчёлкина. Технический редактор Е. Соколова. Корректор С. Блаикштейн. Сдано в набор 23/Х-67 г. Подписано к печати 31/V-68 г. Бумага 70Xl08Vle. Печ. л. 7,5. Усл. печ. л. 10. Уч.-изд. л. 11,77. Тираж 100 000. Заказ № 2167. По оригиналам издательства ,, МАЛЫШ" Комитета по печати при Совете Министров РСФСР • Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж-54, Валовая, 28.