Если в эти поля поместить какой-нибудь металлический предмет, то в электрическом поле с ним никаких изменений не произойдет, а в магнитном поле он будет сильно нагреваться, причем интересно, что тепло будет выделяться только на его поверхности, середина же его может остаться совсем холодной. Глубина прогрева будет тем меньше, чем выше частота.
Совершенно по-иному будет вести себя предмет, сделанный из какого-нибудь непроводящего материала — диэлектрика. Он нагреется в электрическом поле конденсатора и останется холодным в магнитном поле катушки, и в отличие от металлического предмета тепло будет выделяться в нем равномерно по всему объему. Такой равномерный нагрев во всей толще материала можно получить только при помощи электрического поля. При всех других способах нагрева раньше будет нагреваться поверхность предмета, а потом уже тепло распространится в глубину.
Большинство важных и интересных применений электронной лампы в промышленности основано именно на этих особенностях поведения материалов в переменных электрическом и магнитном полях.
До последнего времени сушка производилась теплым воздухом. Обтекая материал, подлежащий сушке, воздух нагревал его, в результате чего влага с поверхности материала испарялась, а находящаяся в глубине поступала к наружным слоям. Если скорость продвижения влаги из внутренних слоев соответствовала скорости испарения ее с поверхности, то материал высыхал равномерно по всей толщине и не повреждался. Если же такого соответствия не было, то различные слои материала усыхали неравномерно, он начинал растрескиваться подобно тому, как трескается чайный стакан при вливании в него кипятка.
В переменном электрическом поле высокой частоты высушиваемый материал нагревается сразу по всей своей толще, но благодаря испарению влаги с поверхности верхние слои несколько охлаждаются. Более высокая температура глубинных слоев значительно усиливает выход влаги из толщи материала и во много раз сокращает время его сушки.
Переменное электрическое поле высокой частоты применяется не только для сушки керамических изделий, но и для многих других материалов.
Отлично сушится древесина. Чтобы высушить теплым воздухом дубовый квадратный брус со стороной в 10 сантиметров, надо затратить дней сто. Без большого брака дело не обходится. Если же скорость сушки увеличить вдвое, то почти все бруски будут с трещинами. Эти же дубовые бруски, помещенные в электрическое поле мощного генератора, высушиваются за несколько часов и почти совершенно без брака.
Сушка в электрическом поле высокой частоты чая, табака и некоторых других ароматических продуктов не только ускоряет их высушивание, но и в значительной степени повышает их качество.
Продукты питания при консервировании нагревают в паровых ваннах до определенной температуры. Часть продукта, находящегося у стенок банки, разваривается, теряет питательность и вкусовые качества, в то время как внутренние могут не успеть прогреться. При консервировании же продуктов в электрическом поле высокой частоты продукты прогреваются равномерно по всей массе, не развариваются и полностью сохраняют питательность, аромат, натуральный цвет и вкус.
С помощью ламповых высокочастотных установок можно вытапливать жир из отходов на бойнях. Жиры не пригорают и получаются лучшего качества.
Широко используется в промышленности свойство металлов нагреваться в переменном магнитном поле высокой частоты. Металлурги построили специальные, так называемые индукционные печи, в которых производят плавку высококачественных металлов и руд. В этих печах металл, подлежащий плавке, помещается в магнитное поле катушки. Частота контура берется относительно низкой, чтобы металл прогревался сразу на большую глубину. Индукционные печи обеспечивают абсолютную частоту плавки и исключают возможность случайного попадания вредных примесей, газов и т. п.
Удивительное свойство переменного магнитного поля высокой частоты нагревать только поверхностный слой металла дает возможность производить закалку только одной поверхности стальных изделий и инструментов. Выбирая соответствующую частоту генератора, можно закалить металл на необходимую глубину, оставляя середину металла в незакаленном состоянии. Такая закалка дает поверхности закаливаемых деталей инструментов необходимую твердости, уменьшает их износ и в то же время не ослабляет их общей прочности.
РАЗВЕДКА НЕДР
Невозможно переоценить значение, которое играет в нашей жизни металл. От огромных броненосцев до золотых зубов и от электрического кабеля до чайной ложки — все это металл. Жизнь современного общества совершенно немыслима без металла. Да и не только современного. В зависимости от того, какой металл был наиболее ходовым в определенное время, целые эпохи в развитии человеческого общества стали называть его именем. Так был бронзовый век, железный век…
Самым расточительным истребителем всевозможных металлов является война. Танки, пушки, снаряды, самолеты, бомбы, пули — все это металл. И все это непрерывно расходуется в процессе боев и требует все новых и новых пополнений.
Откуда же берутся металлы?
Как известно, основная их масса добывается из земли. Иногда рудные залежи находятся прямо на поверхности земли. Но это случается редко. А чаще всего залежи руд находятся глубоко под землей, и, чтобы их обнаружить, надо вести самые тщательные поиски.
В не очень отдаленные времена разведка велась так: первым делом производилось геологическое изучение местности. Если у геологов появлялись подозрения, что в данном месте могут находиться залежи руды, разведчики приступали к рытью колодцев и канав. В тех случаях, когда руда залегала неглубоко, ее удавалось обнаружить. Если же она находилась глубже вырытых колодцев, то разведка не давала результатов, и лишь в некоторых случаях, по косвенным указаниям, устанавливали, что руда лежит на большой глубине. Для глубокой разведки приходилось рыть особые колодцы — шурфы. Их глубина достигала многих десятков метров. Этот способ разведки очень медленный и очень дорогой.
Есть более дешевый способ разведки — бурение, когда в земле сверлят дыру, глубина которой доходит иногда до тысячи метров. Бывали случаи, когда скважина проходила рядом с рудой, но не задевала ее, и разведка давала отрицательные результаты.
Но вот на помощь разведчикам пришло электричество!. Оказалось, что для разведки залежей руды можно с успехом использовать множество самых различных электрических методов. В результате выросла даже новая отрасль науки — электроразведка.
Последним достижением этой науки является разведка с помощью электромагнитных волн, а эти волны, как известно, создаются и принимаются электронными лампами. Исследуя пути распространения этих волн в толщах земли, можно глубоко зондировать почву и определять нарушения ее однородности, то есть присутствие воды или рудных залежей.
Новые методы разведки с электронными лампами дали колоссальное ускорение и удешевление разведывательных работ. И сегодня электронная лампа стала участницей большинства разведывательных экспедиций.
ФИЛОСОФСКИЙ КАМЕНЬ
Известная пословица говорит: «На вкус, на цвет товарищей нет». Разные бывают вкусы. Одному все достижения электронной техники, разнообразнейшие применения электронной лампы покажутся невероятными, поразительными, чудесными, а другой скажет: «Ну чего же здесь особенного, что по радио передаются концерты, или фотографии, или даже движущиеся изображения или что Кренкель, находясь на Земле Франца-Иосифа, чуть ли не у Северного полюса, разговаривал с экспедицией адмирала Берда, находившейся вблизи Южного полюса? Это, конечно, здорово, но что ж тут чудесного? Радиопередача — и все. Вот волшебная лампа Аладдина! действительно могла творить чудеса. Попробуйте-ка со своей электронной лампой добыть золото или какие-нибудь драгоценности, как это сделал Аладдин для подарка султану».