المجموعات

كيف يعمل جهاز إرسال Spark Gap؟

كيف يعمل جهاز إرسال Spark Gap؟

على الرغم من أن مبدأ جهاز إرسال فجوة الشرارة قد يبدو بسيطًا جدًا ، إلا أن التصميمات كانت أكثر بكثير مما قد يبدو للوهلة الأولى.

بالنظر إلى كيفية عمل جهاز إرسال فجوة الشرارة ، ينتج عن ذلك الكثير من تقنيات التصميم المثيرة للاهتمام. كانت عملية إرسال فجوة الشرارة أكثر تعقيدًا بعض الشيء مما قد يعتقده الكثيرون اليوم.

تشغيل فجوة شرارة

قبل النظر في تشغيل جهاز إرسال فجوة الشرارة الكلي ورؤية كيفية عمل مرسل فجوة الشرارة ، يجدر إلقاء نظرة على العنصر الأساسي للدائرة لمعرفة كيفية عمل ذلك.

على الرغم من أن فجوة الشرارة قد تظهر كعنصر بسيط للغاية داخل دائرة إرسال فجوة الشرارة ، إلا أن فهم تشغيلها هو مفتاح القدرة على رؤية كيفية عمل الدوائر. استغرق الأمر بعض الرواد الأوائل لفهم كيفية عمل فجوة الشرارة ، وبالتالي أفضل طريقة لاستخدام واحدة في جهاز الإرسال.

تعمل فجوة الشرارة بشكل أساسي داخل جهاز الإرسال كمفتاح إلكتروني. عندما لا يتم إطلاقه ، فإنه يشكل دائرة مفتوحة ذات مقاومة عالية جدًا. عندما يتراكم الجهد عبر فجوة الشرارة ، يتم الوصول إلى نقطة حيث ينهار الهواء بين جهات الاتصال وتندلع فجوة الشرارة أو تنطلق وتحدث شرارة. عندما يحدث هذا ، يتأين الهواء داخل "فجوة الشرارة" وتتشكل بلازما موصلة.

على الرغم من أن فجوات الشرارة تتطلب جهدًا عاليًا لتكوين الشرارة ، إلا أن الحفاظ عليها يتطلب تيارًا ، وفي الواقع يمكن أن تكون مقاومة فجوة الشرارة بمجرد التأين والتيار الجاري منخفضة مثل اثنين أوم.


فجوة شرارة من جهاز إرسال عالي الطاقة يعود تاريخه إلى أوائل القرن العشرين.

يعني هذا المستوى المنخفض من المقاومة أن أي دائرة إرسال فجوة شرارة تحتاج إلى أن تكون قادرة على توفير المستوى المطلوب من التيار دون احتراق. لم يفهم العديد من المطورين الأوائل ذلك - فقد استخدموا ملفات الحث لتوليد الفولتية العالية لإطلاق فجوة الشرارة ، لكن ملف الحث لم يتم تصميمه لتوفير التيار المطلوب وغالبًا ما فشلوا أو احترقوا نتيجة لذلك.

بالنظر عن كثب إلى الشرارة نفسها ، فإن الطريقة الفعلية للانهيار لا يمكن التنبؤ بها إلى حد كبير وبمجرد أن تضرب الشرارة ويصبح المسار ثابتًا حتى هذا متغير للغاية. مستوى التيار يختلف بشكل كبير.

والنتيجة الإجمالية هي أن الشرارة تولد طاقة تردد لاسلكي ذات نطاق واسع يمكن أن تقترن في جهاز إرسال فجوة الشرارة بهوائي وتشع.

بالنظر إلى كيفية عمل فجوة الشرارة ، فهي فجّة جدًا في تشغيلها ، وبالتالي ليس من المستغرب أنها ليست فعالة بشكل خاص وتشع إشارة ضعيفة.

كيف يعمل جهاز إرسال فجوة الشرارة؟

عند النظر في كيفية عمل جهاز إرسال فجوة الشرارة ، من الضروري أن تضع في اعتبارك أن هذا مجال من التكنولوجيا كان يتطور بسرعة كبيرة في نهاية القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. ونتيجة لذلك ، تم تطوير العديد من الأفكار ، بعضها جيد وبعضها الآخر ليس جيدًا ، وكان هناك تنوع كبير في طرق عمل أجهزة إرسال الشرر المختلفة.

من حيث المفهوم ، يتكون مرسل فجوة الشرارة الأساسي للغاية من مصدر جهد يتم تغذيته عبر المقاوم إلى مكثف به فجوة شرارة. يرتفع الجهد عبر الفجوة حتى يبدأ الشرر. تقوم الشرارة بتفريغ السعة حتى تنخفض عن الجهد المستمر وتنطفئ الشرارة. ثم يُشحن المكثف مرة أخرى حتى يضيء مرة أخرى ، وتتكرر الدورة.

يتم توصيل فجوة الشرارة بالهوائي مما يتيح إشعاع الإشارة. عادة هناك ترتيبات ضبط للحد من عرض النطاق الترددي للإشارة.

نبضات السعة العالية الناتجة من فجوة الشرارة لها حواف حادة جدًا ، أي أن التيار يرتفع من لا شيء إلى قيمة عالية في فترة زمنية قصيرة. ونتيجة لذلك ، فإنها تولد طاقة ترددات لاسلكية واسعة النطاق. يحدث شيء مشابه مع ضربة صاعقة تنتج صدعًا يُسمع غالبًا عبر الموجة المتوسطة أو نطاقات الموجة القصيرة.

تم ضبط الطاقة التي تنتجها مرسلات فجوة الشرارة إلى حد ما بواسطة الدوائر المضبوطة للمرسل والهوائي ، لكنها مع ذلك لا تزال تشع الطاقة على نطاق واسع. ونتيجة لذلك ، تم استبعادهم من الخدمة لأنهم تدخلوا مع مستخدمين آخرين باستخدام تقنيات النطاق الضيق مثل مورس وتعديل السعة ، إلخ.

شرارة الارسال الفجوة

عند النظر في كيفية عمل جهاز إرسال فجوة الشرارة ، كان أحد المفاهيم التي تم تبنيها في وقت مبكر من التطوير هو مفهوم جهاز إخماد الشرارة.

كانت إحدى المشكلات التي تم العثور عليها ، لا سيما مع تشغيل أجهزة إرسال الشرارة عالية الطاقة ، أن بعض الطاقة من دائرة الهوائي قد تم نقلها مرة أخرى إلى دائرة الشرارة بعد أول اندفاع للتذبذب .. وهذا نقل الشرارة إلى قوس قصير المدى. مما قلل من الكفاءة الكلية ، وفي بعض الظروف تسبب في حدوث إرسال على ترددين منفصلين.

تم دراسة وتنفيذ طرق "إخماد" الشرارة.

كانت إحدى طرق التبريد المطبقة على أجهزة إرسال الشرر هي تقليل الاقتران بين دارات الشرارة والهوائي.

تضمنت الطرق الأفضل لـ "إخماد" جهاز إرسال فجوة الشرارة إدخال بعض طرق إزالة التأين السريع لفجوة الشرارة. بدأ تقديم هذه في وقت مبكر من تسعينيات القرن التاسع عشر لمنع قوس من التطور من الشرارة.

تم تطوير واحدة من أولى طرق إزالة التأين للتبريد من قبل Elihu Thomson وتضمنت ما أسماه مخطط "الانفجار المغناطيسي". في هذا تم تطبيق مجال مغناطيسي مناسب التوقيت بزوايا قائمة لاتجاه الشرارة. تضمنت الأفكار الأخرى استخدام انفجار هوائي مباشر لضمان إطفاء أي قوس.

كانت الفكرة التي اكتسبت أكثر شعبية لإخماد فجوة الشرارة هي استخدام فجوة شرارة دوارة. يتكون هذا من عنصر من أكثر العناصر الثابتة وعنصرًا دوارًا يحتوي على بعض المتحدثين البارزين. نظرًا لأن نقاط الشرارة الدوارة لن تكون قادرة إلا على دعم شرارة لفترة قصيرة ، فإن أي قوس يتم إخماده قبل أن يتشكل.

شرارة تحسينات الارسال الفجوة

كانت إحدى المشكلات الرئيسية مع أجهزة إرسال فجوة الشرارة المبكرة هي أن الكفاءة كانت منخفضة جدًا. نتج هذا عن حقيقة أن فجوات الشرارة تنطلق باستمرار عند الضغط على المفتاح. كانت المشكلة في ذلك أن ملف الحث المستخدم لتوليد EMF الخلفي لإنشاء شرارة في فجوة الشرارة لن يكون قادرًا إلا على القيادة حوالي 100 مللي أمبير أو نحو ذلك عبر الفجوة بمجرد تشغيل القوس. هذا يعني أنه تم توصيل مستوى منخفض جدًا من الطاقة للهوائي.

تضمنت بعض الطرق المبكرة لزيادة الطاقة زيادة الفجوة بين قطبي فجوة الشرارة مما أدى إلى زيادة الجهد. هذا يعني أن الفولتية القاتلة ظهرت على الهوائيات.

كان أحد التطورات في تقنية فجوة الشرارة بسيطًا نسبيًا. استلزم إضافة مكثف عبر الملف الثانوي للملف التعريفي المستخدم لتوليد الشرارة. أحدثت إضافة هذا المكثف الفردي إلى جهاز إرسال فجوة الشرارة فرقًا كبيرًا. لقد أزال القوس المستمر الذي يسحب الجهد من ملف الحث. مكّن وضع المكثف عبر الملف الثانوي من ملف الحث في جهاز الإرسال من زيادة الفجوة الحالية وتيار الهوائي الناتج ، كما أدى التفريغ السريع للمكثف إلى إزالة مقاومة الفجوة من دائرة الهوائي. تأتي كلتا السمتين نتيجة إضافة مكثف واحد.


شاهد الفيديو: Military spark gap VERY STRANGE.KNOW WHAT IT WAS USED FOR? (قد 2021).