На этом можно бы успокоиться. Но можно и пойти дальше. Дело в том, что КПД ручного карманного фонаря очень низок. Практика показывает, что чем меньше размер электрогенератора переменного тока, тем ниже его КПД. У генератора ручного карманного фонаря КПД не превышает 20 %. А к тому же он получает мускульную энергию руки не напрямую, а через посредников, и каждый из них часть энергии берет на себя. Эти посредники — два пластмассовых зубчатых колеса и зубчатая рейка. Из-за потерь на трение между зубцами и в очень несовершенных подшипниках каждая ступень передает только 90 % энергии. Таким образом, к валу генератора подходит 0,9 x 0,9 = 0,81 энергии руки. На зажимах электрогенератора, с учетом его собственных потерь, выделится 0,2 x 0,81 = 0,162 энергии руки. Согласитесь — не много! Из этих рассуждений следует, что, когда в фонарике горит лампа мощностью 4 Вт, наша рука развивает мощность более 25 Вт.
А если бы все эти потери устранить или хотя бы значительно сократить, ручной электрогенератор нашел бы множество новых удивительных применений. Прежде всего, мы получили бы динамоэлектрический фонарь с лампой 25 Вт. Это уже не фонарь, а прожектор. Возможно, он нужен не часто. Но вот иное применение. Сегодня появились в продаже сверхэкономичные люминесцентные лампы. Потребляя 20 Вт, такая лампа дает столько же света, сколько и стоваттная. Ею от нашего ручного электрогенератора можно было бы освещать целую комнату.
Что же касается сотовых телефонов, то при наличии столь эффективного генератора неудобный и вечно разряжающийся аккумулятор многим покажется вовсе ненужным.
Каковы же пути к этой цели? Прежде всего, нужно совершенствовать генератор. Главный источник его потерь — это вихревые токи. Они образуются больше всего в роторе, который сегодня представляет собою диск из углеродистой стали. Если заменить его диском из магнитного сплава, вихревые потери значительно уменьшатся, а если диском из феррита, то сведутся почти к нулю. Феррит — изолятор, и вихревые токи в нем не возникают. Есть и иной путь. Диск из закаленной углеродистой стали, подобно сердечнику трансформатора, следует разделить на тонкие изолированные шайбы-пластины, в которых удлинится путь вихревых токов, а значит, возрастет сопротивление и уменьшатся потери.
Приглядитесь к сердечнику статора генератора. Он уже сделан из отдельных пластин. Но их толщина по отношению к размерам статора весьма велика. В них путь вихревых токов удлиняется недостаточно. Тут можно воспользоваться опытом авиамоделистов, строящих электрические летающие модели. Им бывает важно увеличить КПД стандартного электродвигателя.
Для этого они разбирают его сердечник и каждую пластину проковывают молотком на наковальне, уменьшая их толщину вдвое. После этого их отжигают и собирают из двух двигателей один, но с высоким КПД.
Механическую передачу от руки к генератору можно улучшить, заменив пластмассовые шестерни металлическими и установив шарикоподшипники. В общем, как говорится, с миру по нитке, бедному — рубашка! Сделайте все это, и американцам вас не догнать!
С.СИНЕЛЬНИКОВ, А.ИЛЬИН
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
УКВ-приемник с расширенным диапазоном
Этот современный высокочувствительный карманный УКВ-радиоприемник с простым управлением рассчитан на работу в диапазоне 64…108 МГц. В отечественном поддиапазоне он принимает станции в монофоническом режиме, а в FM-диапазоне — в стереофоническом.
Напряжение питания радиоприемника 9…12 В. Ток потребления при средней громкости не превышает 50 мА, чувствительность — не хуже 5 мкВ/м. К выходу приемника можно подключить наушники или динамик с сопротивлением 8 Ом или больше.
Усилитель имеет достаточно высокую выходную мощность 0,5 Вт и будет полезен в походе, на прогулке и на даче.
Принципиальная электрическая схема радиоприемника приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная.
Радиоприемник состоит из двух конструктивно объединенных узлов — УКВ ЧМ тюнера и усилителя низкой частоты. УКВ ЧМ тюнер выполнен на микросхеме TDA7000 (DA1) производства фирмы PHILIPS, которая представляет собой полностью интегрированный УКВ-приемник от антенного входа до выхода низкой частоты, выполненный в одном корпусе. (Эта микросхема очень распространена и стоит недорого.)