Электрический «Феникс»

Многие годы самым простым средством защиты от коротких замыканий служили плавкие предохранители. Но у них имеется существенный недостаток — одноразовость действия.

Казалось, быть предохранителю одноразовым навечно. Но вот появились предохранители восстанавливаемые — на биметаллических пластинах. А сегодня на рынке уже продают предохранитель… самовосстанавливающийся! Думаем, нелишне познакомиться с его устройством.

Схематически его поясняет рисунок 1а. Между двумя металлическими обкладками находится пластина из непроводящего кристаллического полимера, в котором рассеяна масса мельчайших частиц электропроводного технического углерода. Пока ток не превышает номинального значения, соприкасающиеся углеродные частицы отлично его проводят. Ведь частицы равномерно распределены в толще полимера благодаря упомянутым обкладкам, нанесенным методом напыления.

Важная особенность такого проводящего пластика — высокий нелинейный, положительный температурный коэффициент сопротивления. Когда протекающий ток достигает порогового значения, происходит быстрый разогрев и переход пластика в аморфное состояние, вследствие чего контакты между большинством частиц графита теряются (рис. 1б), а сопротивление многократно возрастает.

На рисунке 2 показана зависимость величины сопротивления такого предохранителя от температуры.

Рис. 2

В запредельной области температур (далекой от воспламенения конструкционных материалов) сопротивление возрастает настолько, что остаточный ток в цепи оказывается ничтожно малым, при этом предохранитель берет на себя все напряжение источника. Однако и этого достаточно для поддержания предохранителя в нагретом сработавшем состоянии, пока не будет устранена причина, вызвавшая срабатывание.

После устранения замыкания предохранитель остывает до нормальной температуры и сам восстанавливает свое исходное состояние. Порог тока, при котором начинается срабатывание, всего вдвое превышает его номинальное значение, составляющее у разных модификаций от 0,1 до 9 А.

Из-за известной инерционности время срабатывания при 5-кратном токе порядка нескольких секунд, при больших оно сокращается до сотых и даже тысячных долей секунды.

Попробуем «примерить» самовосстанавливающийся предохранитель к своим любительским нуждам — например, для установки на выходе сетевого адаптера, рассчитанного на ток 0,3 А и напряжение 9 В. Сюда подойдет изделие марки MF-R030. С его помощью 1,5-амперный ток будет отключен не более чем за три секунды, и на поддержание отключенного состояния будет расходоваться от адаптера мощность до 0,5 Вт — всего 18 % от мощности адаптера.

А теперь посмотрим, как выглядит самовосстанавливающийся предохранитель.

Это диск диаметром примерно 7 мм и толщиной 3 мм, снабженный двумя проволочными выводами под пайку. Такой крохе всегда найдется место в корпусе адаптера или на вводе в электронный прибор. Тем не менее, не будем спешить, считая, что отныне все проблемы токовой защиты решены. Выше мы вскользь упомянули, что при «металлическом» замыкании самовосстанавливающийся предохранитель (FU1, рис. 3) принимает на себя все напряжение U G1 источника G1. А максимальное рабочее напряжение чудо-предохранителя пока составляет 60 В в диапазоне номинальных токов ОД…0,9 А и 30 В — 0,9…9 А.

Ясно, что на стороне осветительной сети, где напряжение может подниматься до 240 В, потребуется включить последовательно как минимум восемь предохранителей и даже еще удвоить, поскольку из-за разброса «горячих» сопротивлений распределение напряжения между ними окажется неравномерным. И все же самовосстанавливающиеся предохранители — отличная вещь для широко разветвленных низковольтных цепей электроприборов. А чтобы найти сработавший предохранитель в группе подобных, достаточно включить параллельно предохранителям сигнальные цепочки, изображенные на рисунке 4.

Ю. ГЕОРГИЕВ

 

Слушая, стираем лишнее

Часто во время записи в передаваемую по радио музыку вмешивается комментарий диктора либо вездесущая реклама. Оставшиеся на ленте обрывки «мусора» удалить непросто. Основная сложность — отсутствие слухового контроля при стирании. Другое дело, если бы воспроизводящая головка магнитофона, на котором проводится очистка ленты от помех, могла одновременно выполнять и функцию стирающей. Такое возможно. Конечно, стирание не должно быть полным — чтобы прослушивался сигнал-помеха и можно было бы вовремя включать и выключать стирание. Это обеспечивает высокочастотный генератор, рассчитанный на работу со стирающей головкой с параметрами, сильно отличающимися от воспроизводящей. Поэтому попробуем стирать постоянным током, как то делалось в некоторых ранних конструкциях. Как это организовать, поясняет приводимый рисунок.

Здесь изображены основные узлы магнитофона — головка воспроизведения ГВ, связанная со входом усилителя воспроизведения УВ через разделительный конденсатор Ср. Контролировать воспроизведение, приглушенное стиранием, позволяют звукоизлучатели — штатная динамическая головка ВА либо головной телефон BF. Уровень звучания подбирается регулятором громкости Rm. Подмагничивание головки ГВ берется от блока питания (или от гальванической батареи) БП. В цепи размагничивания находятся токоограничивающий постоянный резистор R1, переменный R2 и кнопка включения подмагничивающего тока SB1. Упоминающийся конденсатор Ср не пропускает постоянное напряжение на входной каскад УВ. Поскольку намоточные данные разных головок ГВ, как и уровни стираемых сигналов, могут иметь значительный разброс, эффективность действия системы проверьте опытным путем. Как эксперименты, так и «рабочее» стирание лучше проводить на старом, но еще работоспособном магнитофоне либо аудиоплейере.

Дело в том, что пропускание постоянного тока через головку воспроизведения способно вызвать в ней остаточное намагничивание, снижающее качество звучания при обычном прослушивании записи. Устраняют ненужную намагниченность электромагнитом переменного тока, имеющим разомкнутый магнитопровод. Описание такого электромагнита мы давали ранее на страницах нашего журнала; из готовых изделий можно воспользоваться некоторыми электробритвами переменного тока вибрационного типа. Предварительно с бритвы снимается стригущий узел, а его полость тщательно очищается. Включенный в сеть электромагнит плавными круговыми движениями отдаляют от магнитной го ловки и только после этого выключают из сети.

В цепи подмагничивания используйте постоянный резистор МЛТ-0,5 и переменный любого типа, на мощность 0,5…1 Вт.

Если ваш эксперимент дал обнадеживающий результат, в дальнейшем старайтесь проходить очищаемые участки при повышенных токах подмагничивания и усилении УВ, достаточном, чтобы услышать начало и конец бракованного участка. Небольшой остаточный уровень помехи, пожалуй, лучше полной тишины в образующейся паузе: резкий скачок звучания неприятен.

Предложенную «технологию чистки» интересно проверить при пониженной скорости протяжки ленты (2,38 см/с). Возможно, это позволило бы точнее вписать стирание в границы бракованного участка. Возможно, придется сделать выключение подмагничивающего тока более плавным, например, шунтируя магнитную головку обратно включенным диодом типа КД102А.

П. ЮРЬЕВ