Физика в играх - Бруно Донат

Этот прибор настолько чувствителен, что может не только определять направление тока, но и обнаруживать самые незначительные токи в цепи.

Для того чтобы этот прибор можно было использовать в качестве телеграфного аппарата, сверните еще из тоненькой медной проволоки маленькую пружинку. Привяжите ее к нижней пробке спицы, а другой конец закрепите за край коробки так, чтобы пружинка немного оттягивала спицу Эта пружинка показана на рис. 127, Б; она обозначена буквой т. Но не делайте эту пружинку слишком упругой. Она должна легко оттягивать спицу.

Попробуйте теперь пропустить ток через обмотку, и вы увидите, что намагниченная спица натянет пружинку и все-таки повернется, если направление тока будет таким, что спица наклонится в сторону противоположную пружинке.

Точно так же сделайте и вторую приемную станцию нашего телеграфа. Затем для каждой станции надо еще сделать так называемый ключ — прибор для замыкания тока. Для этого можно взять обыкновенную кнопку от звонка, а можно сделать ключ самому.

К небольшой дощечке привинтите медную или даже жестяную полоску шириной 1,5 или 2 сантиметра. Изогните полоску так, как показано на рис. 127, и под ее конец ввинтите в дощечку небольшой винтик. Эта полоска обозначена буквой р. Для того чтобы удобнее было прижимать полоску к винтику, можно к концу ее прикрепить маленькую деревянную ручку.

Теперь присоедините один конец обмотки коробки к этой полоске — пружинке ключа. Другой конец обмотки присоедините к полюсу батареи, а второй полюс батареи соедините с винтиком, ввернутым в дощечку ключа под концом пружинки. Если вы теперь нажмете ручку ключа, по обмотке пойдет ток, и намагниченная спица отклонится.

Для того чтобы удобнее было вести телеграфную связь двумя аппаратами, сделаем соединение немного иначе. Сбоку пружинки р ключа привинтите к дощечке еще одну полоску п, вырезанную из меди или жести, так, как показано на рис. 127, В. Высоту этой полоски рассчитайте так, чтобы свободная пружинка р ключа касалась ее. Тот провод, который был присоединен к пружине р ключа, снимите с нее и присоедините к полоске. Теперь соедините два прибора и два ключа с батареей так, как показано у нас на рисунке.

Если вы внимательно рассмотрите схему, вы увидите, что, когда оба ключа отпущены, батареи бездействуют, потому что винтики ключей, к которым присоединены провода от батарей, ни к чему не прикасаются. Но как только вы нажмете, например, левый ключ, ток левой батареи пройдет через винтик в пружинку р ключа, а через пружинку р и проволоку он дойдет до пружинки второго ключа (правая станция). А так как пружинка второго ключа касается добавочной полоски п, ток пройдет через эту полоску и проволоку в обмотку правого прибора.

Пройдя по обмотке прибора, ток попадет во второй провод, соединяющий обе станции, и вернется ко второму полюсу левой батареи. Цепь замкнута, значит, намагниченная спица правого прибора отклоняется. Левый прибор в это время окажется выключенным, потому что пружинка левого ключа отошла от полоски и этим разорвала цепь прибора.

При такой схеме соединения замыкание ключа никак не может привести в действие прибор этой же станции, а включает только другую приемную станцию.

Понятно, что вторую приемную станцию можно поместить на большом расстоянии от первой — в другой комнате или даже, если увеличить количество элементов в батарее, и в другом доме.

Для того чтобы не бегать из одной комнаты в другую или из одного дома в другой во время налаживания аппаратов, лучше сначала поставить их на два конца стола и проверить, правильно ли сделаны все соединения.

Эта схема интересна и очень удобна тем, что для приведения в действие аппаратов двух станций нужны не 4 провода, как казалось бы, а только 2.

Но как переговариваться с помощью таких аппаратов? На настоящем телеграфе употребляют так называемую азбуку Морзе. В азбуке Морзе каждая буква обозначается различными комбинациями точек и тире. Например, буква «А» обозначается одной точкой и одним тире. Пишется она обычно так: —; буква «Б» обозначается одним тире и тремя точками: —.

Вы можете условиться, что, если вязальная спица прибора отклоняется ненадолго, это значит, точка. Если же она задерживается — значит, тире.

При передаче каждой буквы промежутки между точками и тире делайте небольшими, а между буквами — побольше. Тогда принимающий ваши сигналы не спутает, где кончаются знаки, относящиеся к одной букве.

Мы приводим здесь азбуку Морзе, и, если вы выучите ее, сможете отлично пользоваться нашим электромагнитным телеграфом.

Намагничивание электрическим током. Как могла бы проволока при прохождении по ней тока отклонять магнитную стрелку, если бы она не имела в это время магнитных свойств? Магнитные свойства в проволоке прекрасно подтвердились опытом английского ученого Стерджона. Стерджон обмотал проволоку вокруг железного прута и доказал, что, если через эту проволоку пропустить ток, железо становится магнитом.

На рис. 128 показано, как можно проделать опыт, примерно повторяющий опыт Стерджона.

Обмотайте тонкой изолированной проволокой кусочек круглого железа и концы обмотки присоедините к полюсам батареи. У нас на рисунке показан один элемент, присоединенный к обмотке, но, конечно, лучше взять батарею, тогда железо намагнитится гораздо сильнее. Железо может очень сильно намагнититься. Все зависит от числа элементов и от того, сколько проволоки намотано на железо. Никакой постоянный стальной магнит не может сравниться по силе с таким, как его называют, электромагнитом.

Рис. 128

Еще одна замечательная особенность электромагнита в том, что, как только ток выключается, железо теряет магнитные свойства.

И еще одно интересное явление вы можете заметить, производя опыты с электромагнитом. Если вы измените направление тока в обмотке, окажется, что полюса его также переместятся. Северный конец станет южным, а южный — северным.

Часто бывает нужно знать, как магнитится железо под влиянием электрического тока, где получится северный полюс и где южный.

Возьмите железный стержень, обмотанный проволокой, и посмотрите на него так, чтобы вам была видна поверхность одного из концов стержня. Теперь проследите, в какую сторону идет обмотка, считая за начало обмотки провод, идущий от положительного полюса батареи. Если обмотка идет по направлению часовой стрелки, этот конец намагничивается как южный полюс. Вы это легко можете проверить, поднеся к электромагниту компас. Северный полюс стрелки компаса притянется к этому концу электромагнита.

Если же обмотка, также считая за начало ее провод, идущий от положительного полюса батареи, идет против движения часовой стрелки, тот конец электромагнита, на который вы смотрите, окажется северным. Таким образом, зная направление тока в электромагните, можно всегда заранее определить расположение полюсов.

Вы знаете, что, как только прерывается ток в обмотке, мягкое железо теряет свойства магнита. Но сталь, один раз намагниченная, не теряет магнитных свойств. Значит, пользуясь электрическим током, можно изготовить постоянные магниты из стали.

Из тонкого картона сверните трубочку длиной примерно 10 сантиметров и такого диаметра, чтобы она была немного больше диаметра того стального прута, который вы хотите намагнитить. На концы этой трубки наденьте два маленьких картонных кольца так, чтобы получилась катушка. Эту катушку обмотайте изолированной проволокой диаметром 0,4–0,5 миллиметра в 6–7 рядов. Теперь вставьте стальной прут в трубку. Если прут длиннее катушки, вставьте его так, чтобы оба конца выступали одинаково с обеих сторон.

Соедините концы обмотки с батареей и постукивайте по обоим концам стального прута деревянной палочкой. Стальной прут очень быстро и сильно намагнитится. Прежде чем вынуть его из катушки, разомкните ток.

Вы можете одновременно намагнитить несколько стальных прутиков, если диаметр их невелик и они все входят в отверстие катушки. Можно намагничивать также и подковообразные магниты (рис. 129), только тогда придется сделать две катушки и проследить за тем, чтобы направление витков в них шло в разные стороны.

Рис. 129

Таким способом вы можете изготовлять магниты для всех опытов, которые описываются в этой книге. Пользуясь электромагнитами, вы можете также проделывать опыты с магнитными силовыми линиями, описанные раньше.

Так как электромагниты можно сделать гораздо более сильными, чем те небольшие постоянные магниты, которые вам удастся достать, — пользуясь ими, вы сможете изготовлять прекрасные фигуры из опилок.