Номер 5, страница 214 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 50. Шкала электромагнитных волн. Темы докладов и проектов - номер 5, страница 214.

Условие.

5. Конструирование детекторного радиоприёмника.

Решение.

Принцип работы детекторного радиоприёмника

Детекторный радиоприёмник — это простейший тип радиоприёмного устройства, работающий без внешнего источника питания за счёт энергии, улавливаемой из радиоволн. Его конструирование и работа основаны на нескольких ключевых этапах.

Приём и селекция сигнала. Длинный провод, служащий антенной, улавливает электромагнитные волны от множества радиостанций, которые индуцируют в нём слабые переменные токи. Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности $\text{L}$ и конденсатора переменной ёмкости $\text{C}$, соединённых параллельно, позволяет выделить из всего спектра сигналов только один, нужный. Резонансная частота контура, на которой происходит максимальное усиление сигнала, определяется по формуле Томсона: $f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$. Изменяя ёмкость конденсатора $\text{C}$ при помощи ручки настройки, можно изменять резонансную частоту, выбирая таким образом нужную радиостанцию.

Детектирование и воспроизведение. Выделенный высокочастотный амплитудно-модулированный (АМ) сигнал поступает на детектор. В качестве детектора используется полупроводниковый диод (исторически — кристалл), обладающий односторонней проводимостью. Он "выпрямляет" сигнал, пропуская только положительные полуволны колебаний. В результате получается пульсирующий ток, огибающая которого повторяет форму исходного звукового сигнала. Этот низкочастотный сигнал подаётся на высокоомные головные телефоны, мембрана которых колеблется в такт с ним, преобразуя электрические колебания в звук. Качество звука можно улучшить, подключив параллельно наушникам блокировочный конденсатор, который сглаживает остаточные высокочастотные пульсации.

Компоненты и схема сборки

Для конструирования простейшего приёмника потребуются следующие компоненты: антенна (медный провод длиной 15–40 м), заземление (провод, соединённый с водопроводной трубой или вбитым в землю штырём), катушка индуктивности (80–100 витков эмалированного провода диаметром 0.2–0.5 мм на каркасе диаметром 5–7 см), конденсатор переменной ёмкости (10–300 пФ), германиевый диод (например, Д9 или 1N34A) и высокоомные головные телефоны (сопротивлением 2–4 кОм).

Сборка осуществляется по следующей принципиальной схеме. Антенна подключается к одному из выводов колебательного контура (параллельно соединённые катушка $\text{L}$ и конденсатор $\text{C}$). Второй вывод контура подключается к заземлению. С "горячего" (антенного) вывода контура сигнал подаётся на анод диода. К катоду диода подключается один контакт наушников, а второй контакт наушников соединяется с заземлением, замыкая цепь.

Настройка и эксплуатация

После сборки и подключения хорошей антенны и заземления можно приступать к настройке. Надев наушники, следует медленно вращать ручку конденсатора переменной ёмкости. В момент, когда резонансная частота контура совпадёт с частотой вещания мощной радиостанции, работающей в диапазоне длинных или средних волн, в наушниках будет слышен её сигнал. Громкость и чёткость приёма сильно зависят от условий: длины и высоты подвеса антенны, качества заземления, удалённости от передатчика и отсутствия поблизости источников электромагнитных помех.

Ответ: Конструирование детекторного радиоприёмника — это процесс сборки пассивного радиоприёмного устройства, состоящего из входной цепи (антенна, заземление), колебательного контура для селекции радиостанций (катушка индуктивности и переменный конденсатор), детектора (полупроводниковый диод) для демодуляции сигнала и головных телефонов для его прослушивания. Ключевой особенностью является отсутствие внешнего источника питания, так как приёмник работает за счёт энергии принимаемых радиоволн.