Несоблюдение этого правила не одну уже катушку, как самодельную, так и покупную, вывело из строя чуть ли не в самом начале ее службы.
Попутно замечу, что как катушка Румкорфа, так и трансформаторы других типов играют большую роль в современной электротехнике.
В особенности значительна она у трансформаторов для переменного первичного тока.
При их помощи ток, получаемый на центральных станциях, превращается в ток громадного вольтажа (напряжения), тем большего, чем на большее расстояние его требуется передать. На местах, в которые передается ток, он вновь трансформируется в ток меньшего напряжения, такого, какое требуется для электрического освещения или приведения в движение электромоторов и т. и.
При такой трансформации ток, теряя в напряжении, выигрывает в силе.
Как построить маленькую спираль Румкорфа
Основанием нашему прибору (рис. 1) послужит проваренная в парафине деревянная дощечка длиной 12,5 см, шириной 6,5 и толщиной около 1 см.
Размеры, как и во всех приборах, описанных в «Занимательной электротехнике», я указываю лишь приблизительными. Несколько увеличить или уменьшить можно без опасения.
На этой основной доске укрепляем звонковый прерыватель, взятый от старого звонка, но хорошо действующий, с неиспорченным платиновым контактом (1, рис. 1).
Рис. 1А – разрез, В – вид сверху, С – вид сбоку, D – прерыватель
На том же конце доски по углам привинчиваем две латунные пластинки, каждая длиной 1,5 см и шириной 6 мм.
Под них впоследствии подведутся оголенные концы проводов от гальванического элемента. Одна из клемм (b) соединяется отрезком звонковой проволоки с латунной стойкой прерывателя, а через нее и винт с якорем (молоточком). Молоточек устанавливается на такой высоте, чтобы он пришелся как раз против сердечника катушки.
Для изготовления сердечника (2, рис. 1) от круглого железного прута диаметром 1 см отпиливается стержень длиной 8 см. Основания стержня обравниваются напильником. Стержень отжигается в печи, в которую его кладут за полчаса до закрывания трубы или завинчивания герметических дверец, чтобы он успел накалиться до темно-вишневого цвета. После этого его засыпают горячими углями и оставляют до утра.
В сплошном стержне во время работы катушки появляются, в свою очередь, индуктивные токи, ухудшающие действие катушки. Для нашей катушки, с ее незначительными размерами, конечно, можно обойтись и сплошным сердечником, но при постройке катушек более крупных лучше сердечник делать из пучка мягкой железной проволоки, стягиваемого той же проволокой. Для большей плотности прилегания отдельных проволок сердечника друг к другу после перетягивания их вблизи обоих концов поперечной проволокой в середину пучка загоняют длинный железный гвоздь. Обжиг такого составного сердечника ведется так же, как и сплошного.
Когда сердечник отожжен, его боковую поверхность покрывают шеллаком и обертывают в два-три слоя тонкой бумагой, по которой обвивают звонковой проволокой диаметром (не принимая во внимание толщины изолировки) 0,6–0,8 мм. Эта первичная обмотка (3, рис. 1) делается в 2–4 слоя, причем каждый слой отделяется от другого бумажной прокладкой из парафинированной или покрытой шеллаком писчей бумаги.
Чтобы обматываемая проволока не соскакивала со стержня, предварительно на ее концы надевают выпиленные лобзиком из тонкой фанеры кольца (4, рис. 1). Их внутренний диаметр соответствует диаметру стержня, то есть делается таким, чтобы кольца плотно сидели на стержне, а наружный – в 2 см.
Концы первичной обмотки пропускают в отверстия, сделанные в одном из деревянных колец, и впоследствии соединяют – один со стойкой молоточка, другой с клеммой а.
Для изготовления вторичной спирали, надеваемой на стержень с первичной обмоткой, склеивают из картона трубку (5, рис. 1), а если есть возможность, то берут стеклянную и надвигают на нее с обоих концов опять-таки деревянные кольца (6, рис. 1).
Их внутренний диаметр соответствует наружному диаметру трубки, а наружный берется с таким расчетом, чтобы центр кольца, когда готовая спираль будет укреплена на основной доске, пришелся как раз против центра молоточка прерывателя, то есть чтобы молоточек стоял против сердечника катушки (около 4 см).
Между кольцами на картонную (проваренную в парафине) или стеклянную (покрытую шеллаком) трубку наматывают метров двести, а если хватит терпения, то и больше, тонкой (0,15—0,3 мм) изолированной медной проволоки, которой должно намотаться не менее 40 слоев (7, рис. 7).
Работа не из веселых!
При намотке проволоки диаметром 0,15 мм в каждом слое ее будет 200 оборотов, а число слоев при общей толщине вторичной обмотки (с изолирующими прокладками) – 20. Всего, значит, 4000 оборотов; при средней длине окружности отдельного витка 5 см это и даст 200 м проволоки на всю вторичную обмотку.
Предварительно надо проверить, проводит ли проволока ток, не разорвалась ли она где-либо под обмоткой. Такую проверку проводимости следует повторять после окончания каждого ряда намотки, чтобы не задать себе лишней работы, если придется перематывать проволоку заново по причине ее разрыва.
Наматывать поэтому следует весьма осторожно, так как такая тонкая проволока легко рвется, тесно укладывая оборот к обороту и отделяя каждый слой от следующего листочком пропарафинированной папиросной бумаги. Начальный и верхний концы проволоки опять-таки выпускаются наружу через отверстия в одном из колец и в дальнейшем, оголенными от изолировки, подводятся под клеммы с и d.
Не мешает для большей надежности изоляции каждый слой покрывать сверху шеллаковым лаком.
Закончив намотку, оклеивают полученную катушку сверху плотной бумагой и опять покрывают лаком.
Соединив клеммы а и b основной доски с электродами гальванического элемента, кладем готовую катушку на доску так, чтобы один из концов ее сердечника приходился против якоря прерывателя, и сближаем их настолько, чтобы якорь, при соединении свободных концов первичной обмотки с теми же клеммами а и b, притягивался сердечником и тотчас отрывался бы от него упругостью стойки.
Найдя наиболее правильное расстояние между прерывателем и катушкой, последнюю привинчивают снизу к доске винтами ff.
После этого подводят свободные концы вторичной обмотки, как выше сказано, под клеммы с и d и под ними же укрепляют проволоки разрядника (8–8, рис. 7), изогнув их и сблизив концами, как изображено на рисунке.
Катушка указанных размеров дает искру длиной около 3 мм между остриями разрядных проволок.
Надо признаться, что прибор этот не принадлежит к числу таких, которые действуют и «без отказа»; а так как маленькую вполне хорошо действующую катушку, обмотка которой сделана не вручную, а на специальных станках, можно купить за пару-другую рублей, то в случае неудачи с попыткой построить ее самому можно описанные ниже опыты делать с покупной так называемой медицинской катушкой, названной так потому, что их выпускают для врачебных целей в электротерапии.
Если в точках к, к (В, рис. 1) проводов, соединяющих через прерыватель первичную обмотку катушки с источником тока, включить в цепь конденсатор, то действие катушки усиливается.
Случается, что при таком включении катушка, ранее совершенно не дававшая искры, начинает работать исправно.
Поэтому, хотя в очень малых катушках обыкновенно обходятся без конденсатора, на всякий случай укажу, как его делать. Может быть, включение его в цепь первичного тока поможет вам при неудаче, а может быть, наоборот, удача при постройке маленькой катушки вдохновит вас на сооружение аппарата более значительных размеров.
Материалом для изготовления конденсатора послужит нам тонкая, но хорошая бумага, пропитанная расплавленным парафином, и листовой станиоль, в какой обертывают шоколад в плитках.
Как бумага, так и станиоль должны быть совершенно гладкими и не имеющими отверстий. И то и другое надо тщательно просмотреть на свет.
Парафинированная бумага режется на кусочки длиной (для катушки вышеуказанных размеров) 5, а шириной 2,5 см. Станиоль режется полосками 1,5 см, а длиной тоже 5 см.
Рис. 2
Положив на стол кусочек бумаги, накладывают на нее полоску станиоля так, чтобы (А, рис. 2) с трех сторон станиоль на 0,5 см отступал от краев бумаги, а с четвертой свешивался с нее на 1 см. Сверху накрывают вторым листком бумаги, края которого должны совпасть с краями первого листка, а на него вторую станиолевую полоску, но так, чтобы свободный край ее свешивался в сторону противоположную, чем у первой его полоски (схему расположения b – бумажных и с – станиолевых отрезков см. В, рис. 2).
