Покоренный электрон

Стопятидесятиметровую ажурную радиобашню для московской радиостанции спроектировал и построил замечательный русский ученый, инженер и изобретатель Л. Ф. Шухов.

Осенью 1921 года работники Нижегородской лаборатории закончили сборку радиотелефонной станции и приступили к испытаниям передатчика. Приемным пунктом для опытных переговоров по телефону был избран Берлин.

В Берлине хорошо слышали московскую станцию, но ответную передачу организовать не могли. Берлинская радиостанция по мощности и совершенству оборудования значительно уступала московской. Да и вообще в Западной Европе тогда не было ни одной радиотелефонной станции, которая могла бы соперничать с передатчиком на Шаболовке. Московские передачи 1920 года были первыми радиотелефонными передачами в Европе на дальнее расстояние.

К 1921 году советская радиотехника благодаря заботам нашей партии и лично В. И. Ленина и И. В. Сталина заняла ведущее место в радиотелефонии и с тех пор более никогда его не уступала.

В пятую годовщину Советской власти — 7 ноября 1922 года — московская радиостанция начала широковещательные передачи последних известий, лекций, концертов и докладов.

От триода до октода

Дальнейшее развитие радиотехники было неразрывно связано с успехами советской науки.

Первое и очень важное усовершенствование радиолампы осуществил в 1918 году академик А. А. Чернышев — он изобрел подогревный катод.

В лампе с подогревным катодом источником электронов служит не сама раскаленная нить, а трубочка, покрытая слоем веществ, способных испускать электроны, и надетая на нить, как чехол. Нить, подобно маленькой электрической печке, подогревает катод изнутри, и он начинает испускать электроны.

Еще до изобретения подогревного катода пробовали накаливать нить катода от сети переменного тока, понижая его напряжение с помощью трансформатора. Попытки не увенчались успехом: сила тока в городской сети меняется 100 раз в секунду, поэтому и температура нити и количество вылетающих из катода электронов тоже менялись 100 раз в секунду.

Кроме того, вокруг нити накала образуется переменное электромагнитное поле, которое мешает регулирующему действию сетки.

С изобретением подогревного катода эти недостатки устранились. Толстые стенки трубочки, надетой на нить накала, не успевают охлаждаться, когда понижается температура нити, они же защищают, экранируют внутреннюю часть лампы от мешающего влияния поля, создаваемого переменным током.

Для подогревных катодов перестали быть необходимыми дорогие и недолговечные батареи или аккумуляторы. Если в распоряжении радиослушателя находится сеть переменного тока, простой и надежный трансформатор может отлично служить ему для питания цепи накала.

Инженеры, разрабатывавшие новые, более совершенные типы радиоламп, старались повысить их экономичность и мощность, улучшить их работу и создать лампы, пригодные для выполнения тех разнообразных задач, которые ставила перед ними развивающаяся радиотехника. Конструкторы ламп стремились уничтожить вредные явления, происходящие в лампах, и повысить коэффициент усиления лампы.

Прежде всего между анодом и сеткой поместили еще одну сетку, на которую подали положительное напряжение, но несколько меньшее, чем на аноде.

Вторая сетка отгородила анод от первой сетки и устранила вредное влияние емкости между ними. Это улучшило регулирующее действие первой сетки. Коэффициент усиления двухсеточной лампы получился выше, чем у триода.

Для экранирующей сетки потребовался четвертый вход, и четырехэлектродная лампа получила название: тетрод.

Вслед за этим конструкторы ополчились против помех, порождаемых вторичными электронами, которые вылетают из анода под действием электронной бомбардировки. Электрон, налетающий на поверхность металла с большой скоростью, может выбить из металла даже несколько новых электронов, которые и называют вторичными.

Чтобы обезвредить влияние вторичных электронов, пришлось поставить около анода еще одну сетку. Эта сетка стала пятым электродом, и лампе дали новое название: пентод. Пентоды — один из наиболее совершенных типов радиоламп.

Иногда бывает целесообразно применять еще более сложные лампы. Например, первой управляющей сетке можно придать в помощь вторую управляющую сетку и таким образом осуществить двойное управление анодным током. Так в лампе появилась четвертая сетка или шестой электрод. Лампа с шестью входами стала именоваться — гексод.

Все сложные лампы получают название по числу входов или по числу сеток: с семью входами гептод, или пентагрид (пять сеток).

Шестисеточная лампа называется октод или гексагрид (шесть сеток).

Для экономии места в приемнике, конструкторы начали помещать внутри одного баллона два-три анода — каждый из них со своими сетками, получающих электроны от одного или двух катодов. Такая комбинированная лампа заменяет собой две-три обычные лампы. Во многих современных приемниках можно найти двойной диод-триод, двойной диод-пентод, триод-гексод и другие комбинированные лампы.

Всего к 1951 году было изобретено около десяти тысяч различных типов радиоламп.

Благодаря применению многосеточных и комбинированных ламп наши приемники имеют сравнительно небольшие размеры и вес при весьма высокой чувствительности и мощности.

В современных приемниках шесть-семь сложных ламп заменяют несколько десятков «первобытных» трехэлектродных ламп.

Хрупкие стеклянные баллоны ламп стали заменять иногда металлическими корпусами самой различной формы. Металлические баллоны защищают — экранируют лампу от вредного влияния других радиоприборов, смонтированных вместе с нею на панели приемника.

Радиолампы последних моделей окончательно утратили наследственные черты своих прародителей — разрядной трубки и осветительной лампочки.

Усовершенствование радиоламп сделало радиосвязь привычной, повседневной и даже более распространенной, чем электрическое освещение или водопровод. Радио проникло в самые отдаленные уголки Советского Союза. Передачи Москвы звучат в горных селениях Памира и Алтая, в засыпанных снегом поселках Камчатки, в сибирской тайге и среди арктических льдов на зимовках полярников

Лампа становится генератором

Если от приемника отключить антенну, то электроны, перебегавшие в колебательном контуре по виткам катушки от одной обкладки конденсатора до другой и не подгоняемые более сигналами, приходящими извне, постепенно успокоятся, утихнут. Электрические колебания в контуре быстро затухнут — сетка перестанет влиять на анодный ток, анодный ток перестанет пульсировать.

Словом, все произойдет как в часах, у которых тяжесть гири или сила пружины окажутся недостаточными, чтобы поддерживать качание маятника. Маятник, не получая от пружины возмещения потерь на трение, качается все медленнее и медленнее и затем останавливается совсем. Его колебания затухают.

Если усилить пружину или увеличить все гири, то маятник сможет качаться долго: пока гиря не опустится до полу или не раскрутится пружина.

Все дело, следовательно, в том: получает ли маятник, все равно какой — механический или электрический, возмещение своих потерь энергии или нет. Получает — качается, не получает — затихает.

Электрические колебания контура также можно сделать непрерывными — незатухающими. Для этого надо дать контуру дополнительный источник энергии. Сделать это просто: катушку обратной связи придвинуть поближе к катушке колебательного контура.

Колебания анодного тока, текущего в катушке обратной связи, начнут подталкивать электроны контура, а контур через сетку лампы будет поддерживать колебания анодного тока, и все это будет продолжаться до тех пор, пока не иссякнет анодная батарея.

При сближенных катушках колебательный контур подобен маятнику часов с пружиной, имеющей достаточную силу, чтобы поддерживать его качания. Возмещение потерь колебательного контура происходит за счет анодного тока.