Индикатор переменного электромагнитного поля

Как уже было сказано, вокруг проводника с током образу­ется магнитное поле. Если включить, скажем, настольную лампу, то такое поле будет вокруг проводов, подводящих к лампе се­тевое напряжение. Причем поле будет переменным, изменяющим­ся с частотой сети (50 Гц). Правда, напряженность поля неве­лика, и обнаружить его можно лишь чувствительным индика­тором — о его устройстве будет рассказано позже.

Совсем иначе обстоит дело с работающим паяльником. Его нагревательная обмотка (спираль) выполнена в виде катушки, и вокруг нее образуется достаточно мощное магнитное поле, которое можно зафиксировать сравнительно простым индикато­ром, собранным по приведенной на рис. 6 схеме.

Рис. 6. Схема индикатора пе­ременного электромагнитного поля

Входная часть индикатора напоминает такую же часть пре­дыдущего прибора: та же катушка индуктивности L1 с конденсатором С1, то же построение схемы первого каскада на тран­зисторе VT1. Только цепочка из двух резисторов в цепи базы транзистора заменена одним резистором R1, сопротивление ко­торого уточняется в процессе настройки прибора. Транзистор же взят германиевый структуры р-n-р.

Далее следует усилитель, собранный на транзисторах VT2 — VT4 и нагруженный на сигнальную лампу HL1.

В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 открыты настолько, что между выводами коллектора и эмиттера тран­зистора VT2 небольшое напряжение (т. е. транзистор VT2 нахо­дится почти в насыщенном состоянии). Поэтому транзисторы VT3 и VT4 открыты незначительно, и лампа HL1 едва светится.

Как только к датчику приближают нагревательный элемент паяльника, на выводах катушки датчика появляется сигнал переменного тока. Он усиливается транзисторами VT1, VT2. В результате транзистор VT2 начинает закрываться, и напря­жение между его выводами эмиттера и коллектора возрастает. Начинают работать транзисторы VT3, VT4, ток через лампу увеличивается, она будет светиться. Чем меньше расстояние между нагревательным элементом и датчиком, тем ярче светит­ся лампа.

При отлаженном индикаторе лампа засветится уже на рас­стоянии примерно 100 мм от датчика до паяльника мощностью 35…40 Вт. Это расстояние определяется чувствительностью ин­дикатора. Оно будет еще больше, если используется паяльник мощностью 50 или 100 Вт.

Первые два транзистора могут быть серий МП39 — МП42 со статическим коэффициентом передачи тока 15…25, VT3 — того же типа, но с коэффициентом передачи 50…60. С таким же коэффициентом передачи следует подобрать и транзистор VT4 (он может быть серий МП25, МП26). Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — СПЗ-16 или другой малогабаритный. Датчик и сигнальная лампа — такие же, что и в предыдущей конструкции, конденсатор — бумажный, например МБМ.

Часть деталей индикатора можно смонтировать на монтажной плате (рис. 7) навесным способом, как это было в предыдущей конструкции.

Рис. 7. Монтажная плата индика­тора

По своему выбору можете изготовить (или приспособить имеющийся) корпус, установив на его верхней панели лампу и выключатель питания, а внутри расположив плату с батареей 3336. Датчик размещают либо на верхней панели, либо на бо­ковой стенке.

Перед налаживанием индикатора движок подстроечного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение, а вывод коллектора транзистора VT2 отключают от вывода базы VT3 и резистора R3. Подав выключателем SA1 питание, уста­навливают движок подстроечного резистора в такое положе­ние, чтобы лампа HL1 светилась примерно вполнакала. При этом на выводах коллектора и эмиттера транзистора VT4 долж­но быть падение напряжения около 1,5 В.

Затем включают в цепь эмиттера транзистора VT2 милли­амперметр на 5…10 мА, подсоединяют вывод коллектора к ре­зистору R3 и выводу базы транзистора VT3, подают питание и измеряют ток эмиттера транзистора VT2. Подбором резисто­ра R1 устанавливают его равным 1,5…2,5 мА в зависимости от установленного общего сопротивления резисторов R2 и R3. Этот ток можно установить и без миллиамперметра — по едва замет­ному накалу нити сигнальной лампы. Когда же к датчику подно­сят нагревательный элемент паяльника, ток должен падать до 1 …0,5 мА, а яркость свечения лампы возрастать.

В процессе работы индикатора напряжение батареи пита­ния будет снижаться, и начальную яркость свечения лампы придется увеличивать подстроечным резистором.

Этот индикатор может найти применение в качестве авто­матического переключателя мощности паяльника. Для этого на подставке для паяльника напротив нагревателя (на расстоянии 50…60 мм) нужно расположить датчик, а вместо лампы вклю­чить электромагнитное реле с током срабатывания 20…40 мА при напряжении 3,5…4 В. Нормально замкнутые контакты реле включают последовательно с одним из проводов питания паяль­ника, а параллельно контактам подключают резистор мощностью 10…20 Вт сопротивлением 200…300 Ом. Когда паяльник кладут на подставку, реле срабатывает и его контакты включают по­следовательно с паяльником гасящий резистор. Напряжение на паяльнике снижается примерно на 50 В, и жало паяльника не­много остывает.

Как только паяльник снимают с подставки, реле отпускает, и на паяльник подается полное сетевое напряжение. Жало быстро разогревается до нужной температуры. Благодаря такому ре­жиму работы жало будет служить дольше, а электроэнергии рас­ходоваться меньше.