Учёба. Образование

 Техническое творчество

 Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая Гвардия» 1955 г.

В современной технике, на производстве, на транспорте, в устройствах связи исключительную роль играют всевозможные автоматические устройства. В большинстве случаев основой автоматического устройства является реле. В кружке могут быть изготовлены электромагнитные и тепловые реле, а также электронные реле, например фотореле, действующие при помощи фотоэлементов и электронных ламп. Развернутая действующая схема фотореле, смонтированная на щите в вертикальной плоскости, является необходимым демонстрационным пособием в каждой школе, так как фотореле входит в программу школьного курса физики.

Широкое применение в технике и автоматике нашли электромагнитные реле; они позволяют демонстрировать ряд опытов и построить различные автоматические устройства.

Простое самодельное электромагнитное реле изображено на рисунке 24. Габаритные размеры этого реле во много раз меньше, чем у телефонных реле. Высота реле 32 мм, длина 36 мм, ширина 18 мм. Конструкция реле очень проста. Ярмо реле (рис. 2А,а) изготовляется из пластинки мягкого, хорошо отожженного железа толщиной 2,5 мм в виде перевернутой буквы П. В ярме просверливается шесть отверстий диаметром 2,5 Мм (под нарезку МЗ) и одно отверстие диаметром' 4 мм для укрепления сердечника. В шести отверстиях делается нарезка. Сердечник реле можно выточить или выпилить из железного Стержня диаметром 12 мм.

На сердечник должна быть надета катушка электромагнита. На тонкой картонной гильзе катушки (рис. 24, б) наматывается провод ПЭ 0,1 или 0,07. Намотку надо делать аккуратно, чтобы лучше заполнить гильзу проводом. Проволока наматывается до заполнения гильзы (8 000—10 000. витков) . Готовая катушки с сердечником вставляется нижним концом в отверстие, и выступ сердечника расклепывается.

Якорь реле (рис. 24,eJ делается из железной полоски в виде буквы Г и имеет выступ для контакта. В обычных телефонных реле якорь удерживается в оттянутом от сердечника состоянии посредством спиральной пружины.

В нашей конструкции к якорю для этой цели привинчивается упругая стальная тонкая пластинка (рис. 24, г). Другой стороной пластинка поджимается двумя винтами к ярму реле.

Ослабляя или затягивая винты и перемещая   при   этом   якорь,   можно   изменять величину зазора между сердечником и якорем и силу оттяжки якоря от сердечника.

Реле укрепляется на изолирующей планке с помощью двух винтов (снизу). На этой же планке устанавливаются зажимы для концов обмотки реле и контактная пластинка. Она делается из туго вальцованной латуни, бронзы (или жести) и изгибается, как показано на рисунке.

В процессе работы реле при притянутом якоре контакт осуществляется между язычком якоря и нижней контактной пластинкой.

Чтобы избежать прилипания якоря реле к сердечнику после выключения из катушки тока (влияние остаточного магнетизма), на сердечник наклеивается кусочек папиросной бумаги.

Реле обладает достаточно большим сопротивлением (не менее 1 т. ом) и может применяться в различных моделях и фотореле.

Большое распространение в электротехнике получили .тепловые реле (рис. 25). Основная часть реле — биметаллическая пластинка, которая изгибается под действием тепла, получаемого от электрической лампь; мощностью 75 вт, расположенной ряг дом с пластинкой и включенной посредством шнура с вилкой в осветительную сеть.

Пластинка нагревается в течение нескольких секунд от лампы, изгибается, размыкает контакт и выключает лампу. Лампа гаснет. Пластинка быстро остывает и вновь включает лампу. Так лампа будет «мигать» все время, пока установка включена в осветительную сеть.

Биметаллические пластинки, применяемые в тепловых реле, автоматических регуляторах и других устройствах, изготовляются из металлов, имеющих разное линейное расширение. Так, например, медный стержень длиной 1 м при нагревании на 100°С удлиняется на 1,65 мм, железный — на 1,15 мм, алюминиевый — на 2,38 мм, цинковый — на 2,91 мм и т. д.

Биметаллическая пластинка для реле -изготовляется >из двух полосок: алюминиевой и железной.

Для изготовления биметаллической пластинки иногда берут две полоски металла, например железо и цинк, накладывают их одеу на другую и прочно сжимают. Затем просверливают ряд отверстий и полоски склепываются медными заклепками. Pa3iMepbi полосок: длина— 150 мм, ширина—,10 мм, толщина —от 0,3 до 1 мм.

Рядом с биметаллической пластинкой на стойке установлена контактная пластинка и регулировочный винт. Контактная пластинка подпирается изогнутой упругой стальной пружинкой.

Все реле смонтировано на деревянной дощечке — основании, на котором находятся две клеммы для включения реле в сеть.

Руководитель кружка" может поставить перед кружковцами ряд посильных технических задач по изготовлению различных моделей с автоматическими приспособлениями. Например, модели водонапорной башни, в которой резервуар имеет автоматическое устройство (поплавок или иное приспособление), прекращающее поступление воды в резервуар; часы-ходики, автоматически включающие в определенное время звонок, извещающий о конце урока, и т. п.

Модель автоблокировки на железной дороге. В одной из школ Ленинграда была изготовлена простая модель, показывающая в действии устройство автоблокировки на железной дороге (рис. 26) (журнал «Физика в школе» № 3 и 4 за 1953 г.).

На фанерном основании изображен участок железнодорожного пути в виде двух рельсов длиною примерно 3 м, сделанных из жести. По рельсам свободно катится модель электровоза с металлическими колесами. Рядом с рельсовым полотном "расположены светофор, реле и сухие элементы.

Основной прибор в этой установке — электромагнитное реле. Два конца проводов от электромагнитного реле присоединяются к рельсам (6). Контакты реле (2 и 3) соединяются с зеленой и красной лампочками (4 и 5) светофора. Ток от «путевой батареи» (7) подводится к рельсам. Батарея для накаливания лампочек светофора присоединяется к якорю реле и лампочкам, как это показано на рисунке.

Когда колеса не находятся на блокированном участке пути, ток От «путевой батареи» проходит через обмотку реле, якорь притягивается к сердечнику и в светофоре горит зеленая лампочка (4), указывающая, что путь «свободен».

Как только колеса зайдут на блокированный участок, ток в реле не поступает, якорь оттягивается пружинкой и красная лампочка (5) светофора зажигается. Это указывает на то, что данный участок пути «занят».

Когда же колеса пройдут блокированный участок, реле снова срабатывает и включает зеленую лампочку светофора.