5-a babilado
al komenco
antaua babilado sekva babilado

Pri indukto, bobenoj kaj aŭtomobilaj akcidentoj

Per la kvina babilado la aŭtoro finas la preparan parton de sia artikolserio. En kvin nelongaj babiladoj li sukcesis klarigi la principojn de la ĝenerala elektro-teorio, aplikitajn al Radio, tiamaniere, ke komence de la sesa babilado li povos jam ekzameni ke ĉefajn radio-aparatojn.

Kutime en popularaj libroj pri Radio oni komencas per la priskribo de la plej simplaj krisalaj riceviloj. Nia aŭtoro tamen neniam volas sekvi banalan vojon. La legantoj de la sesa babilado havos la agrablan surprizon konatiĝi kun la funkciado de la plej moderna lampa radiosendilo.

Dume ni konsilas al ili atente relegi ĉiajn ĝis nun aperintajn babiladojn.

Sciemulo faras sensacian inventon, sed ...

RAD.Kial do vi havas hodiaŭ tian solenan mienon, Sciemuĉjo?

SC.Mi estas tuj ironta por patentigi iun mian inventon.

RAD.???

SC.Jes! Ne miru pri tio. Cetere al vi mi povas ĝin rakonti, se vi promesas diri al neniu ion pri ĝi.

RAD.Mi ĵuras per la barbo de l' profeto.

SC.Ne ŝercu: la afero estas ja tre serioza. Mi inventis konservilon de elektro, facile transporteblan. La galvanaj elementoj estas ja tro pezaj kaj, enhavante fluidaĵon, neoportune transporteblaj. Mi do uzas kondensatoron ŝargitan per elektro. Kiam mi bezonos, mi ĉiam povos uzi la energion en ĝi konservitan. Sufiĉos kunigi la du bornojn per metalfadeno, por ke ĝin trapasu elektra kurento.

RAD.Vi estas preskaŭ prava, kara nevo. Efektive, ŝargita kondensatoro enhavas ian kvanton da elektra energio. Sed tiu kvanto estas tre malgranda. Aliparte pripensu, kio okazos, ke vi kunigos la bornojn de l' kondensatoro per metalfadeno.

SC.Ĝin trapasos kurento, kiel mi ĵus diris.

RAD.Sed tiu kurento daŭros nur tre mallongan tempon. Komence ĝi estos sufiĉe intensa, sed poste la potencialdiferenco inter la platoj de l' kondensatoro iom post iom egaliĝos kaj la kurento ĉesos. Do, se vi volus lumigi per ĝi elektran lampeton, ĝi nur momente ekbrilus.

SC.Bedaŭrinde!... Sed ĉu ne estas eble malrapidigi la malŝargiĝon?

RAD.Ekzistas rimedo, por tion fari. Sed estas necese, por ĝin kompreni, scii pri propreco de la elektra kurento, kiun mi ankoraŭ ne klarigis al vi.

La plej simpla senfadena transporto de energio

RAD.Per tio mi aludas la misteran fenomenon de l' indukto. Rigardu (fig. 22). Mi aranĝas du metalfadenojn A kaj B paralele kaj je la distanco de kelkaj centimetroj unu de la alia. Al la ekstremaĵoj de A mi konektas la baterion E, kies kurenton mi povas lasi aŭ haltigi per la interuptoro K. Al la ekstremaĵoj de l' fadeno B mi konektas galvanometron, nome aparaton, kies montrilo dekliniĝas de sia normala pozicio, se ĝin trapasas kurento. Krome, laŭ la direkto, en kiun dekliniĝos la montrilo, oni povas juĝi pri la direkto de l' kurento.

Fig. 22. — La du paralelaj metalfadenoj A kaj B ne tuŝas unu la alian. Tamen ŝanĝoj de kurento en A estigas kurentojn en B.

SC.Strange, ke vi metis la galvanometron en fadenon, kiu neniam povas esti trapasata de kurento, ĉar nenia baterio ja estas konektita al B.

RAD.Tamen vi eraras. Vidu, mi fermas (kontaktigas) la interuptoron K...

SC.Mirinde! La montrilo de la galvanometro dekliniĝis ĝuste en la sama momento, sed nun ĝi revenis al sia normala pozicio.

RAD.Ni do resumu la ĵus okazintan fenomenon. Kiam mi fermis la interuptoron, elektronoj, movataj de la baterio E, ekfluis tra la fadeno A de l al m. En tiu momento en la fadeno B elektronoj ekfluis (kiel montris la galvanometro) de o al n, t.e. en kontraŭan direkton. Nun en A fluas kurento, sed en B nenia kurento plu estas.

SC.Strange! La fadenoj A kaj B havas nenion komunan kaj tamen apero de elektrona kurento en A estigis kurenteton en B!

RAD.Rigardu nun alian strangaĵon. Mi malfermas (malkontaktigas) la interuptoron K, mi do ĉesigas la kurenton en A. Ĉu vi vidis, kio okazis?

SC.Jes! Kiam vi haltigis la kurenton en A, la galvanometro denove montris kurenton en B, direktitan de n al o, kiu tuj ĉesis.

RAD.Ĉu vi povus ĝeneraligi ĉion viditan?

SC.Mi penos. Kiam ni havas du paralelajn; fadenojn kaj eklasas aŭ haltigas la kurenton en unu el ili, en la alia aperas nedaŭra kurento. Dum la eklaso la kurentoj havas kontraŭan direkton, dum la haltigo — la saman.

RAD.Jen tiun ĉi fenomenon de influo aŭ de kurent-estigo je distanco, oni nomas indukto, kaj la kurenton, momente estigatan, oni nomas induktita kurento. Dank' al la indukto ni efeklivigis, kiel vi ĵus vidis, senfadenan transporton de energio. Cetere, la transportita kvanto ne estis granda.

Iom pri bobenoj

SC.Ĉu estas eble pligrandigi ĝin?

RAD.Jes, sed por tio oni preferinde donu al ambaŭ fadenoj la formon de bobenoj. Tiamaniere ni povos observi la samajn fenomenojn, alproksimiginte du bobenojn (fig. 23).

Fig. 23. — La fadenojn ni anstataŭigis per
bobenoj A kaj B.
La fenomeno de indukto estas rimarkebla
ankaŭ nun, kaj eĉ pli forte.

SC.Tio estas ja facile komprenebla. Vi kvazaŭ prenis du tre longajn paralelajn fadenojn kaj poste kunvolvis ilin, konservante tamen ĉiam la saman direkton, mi eĉ dirus »paralelecon«, se oni povus uzi ĉi tiun vorton pri kurbaj linioj.

RAD.Vi divenis nur parton de la vero. Ja ankoraŭ unu faktoro kunhelpas al la pliintensigo de la indukto en okazo de bobenoj: tio estas la indukto inter la fadenturnoj de la sama bobeno.

SC.Tion mi ne komprenas...

RAD.La afero estas simpla, sed atentu! Kiam ni fermas la interuptoron K (fig. 23) en A ekiĝas elektrona kurento de l al m. Samtempe en B estas induktita momenta kurento de o al n. Kiam ni malfermas K, la kurento en A ĉesas kaj en B estas induktita kurento de n al o.

SC.Tion ĉi mi jam scias.

RAD.Se ni kunigos la punktojn n kaj m de la bobenoj (fig. 24), la afero neniel ŝanĝiĝos. Denove la fermo aŭ malfermo de l' interuptoro K induktos en B kontraŭ- aŭ samdirektan kurenton. Nun mi forigas la mezan konekton de la bobenoj (fig. 25). Kio okazos kiam mi fermos la interuptoron K?

Probable al figuroj en la originalo estis interŝanĝitaj!

Fig. 24. — Kunigante la punktojn
n kaj m ni principe
nenion ŝanĝis.
Fig. 25. — La sama fenomeno
de indukto povas esti observita
ankaŭ en unu bobeno.

SC.Ekfluos elektrona kurento de l al o.

RAD.Sed, por ekflui de l al 0, ĝi unue direktiĝas de l al m, kaj ni scias, ke kiam aperas kurento de l al m...

SC.... ankaŭ aperas induktita kurento de o al n.

RAD.Nun vi facile divenos, kio okazos, se mi malfermos K.

SC.Atendu! Kiam K estas malfermata, la kurento de l al m ĉesas, kaj estas induktata kurento de n al o.

Iom da filozofio pri la kaŭzoj de aŭtomobilakcidentoj

RAD.Nun ni povas fari gravan konkludon. Ni vidas, ke la kurento aperanta en bobeno induktas kontraŭdirektan kurenton en ĝi mem kaj la malaperanta kurento induktas en ĝi samdirektan kurenton. Tion oni nomas la memindukto de l' bobeno. Kiam ni eklasas la kurenton tra la bobenon, ĝi ne tuj atingas sian plenan intensecon, ĉar la meminduktita kurento kontraŭas ĝin. Kaj male, kiam ni interrompas la kurenton, ĝi ne tuj malaperas, ĉar la meminduktita kurento dum kelka (tre mallonga) tempo ankoraŭ daŭrigas ĝin. Ĉu vi tion komprenis?

SC.Vi scias, mia kara onklo, mi vin neniam konsideris bona pedagogo. Ne ofendiĝu: vi tion pruvis hodiaŭ, ne doninte al mi eĉ unu konkretan ekzemplon. Do, permesu al mi helpi vin. Laŭ mia opinio, la elektronoj similas aŭtomobilojn.

RAD.?!??...

SC.Jes! Same kiel ne estas facile tuj ekmovi elektronojn, pro la malhelpo de l' induktita kurento, kaj poste haltigi ilin, pro la persistemo de l' induktita kurento, — estas ankaŭ nefacile ekmovi aŭtomobilon aŭ ĝin haltigi, kiam ĝi veturas, pro ĝia inerteco.

RAD.Via ekzemplo estas tute laŭdinda. Efektive, la elektronoj estas kvazaŭ inertaj kaj ne volonte ekmoviĝas. Tamen, kiam ili jam komencis moviĝi ili ne ŝatas ĉesigi sian movadon.

La fundamenta cirkvito de Radio

RAD.Nun mi povas reveni al la demando, kiun vi faris en la komenco de nia hodiaŭa babilado: ĉu estas eble malrapidigi la malŝargiĝon de kondensatoro? Supozu, ke vi havas ŝargitan kondensatoron (fig. 26.), kies plato 1 estas pozitiva kaj 2 negativa. Se ni fermos la interuptoron, tiam okazos malŝargiĝo tra la bobeno. Sed pripensu, kia estos tiu kurento de malŝargiĝo.

Fig. 26. — Oscilcirkvito, konsistanta el
kondensatoro kaj bobeno.

SC.Ĉar la bobeno posedas la proprecon de memindukto...

RAD.Tre bone!

SC.... la kurento komence kreskos, sed kiam la potencialdiferenco inter la platoj de l' kondensatoro nuliĝos, la kurento ĉesos.

RAD.Ne! Vi bone komencis, sed finis malĝuste. Kiam la potencialoj de l' kondensatorplatoj egaliĝis, ni havas ja kurenton, kiu ne povas tuj ĉesi, ĉar ĝin daŭrigas samdirekta induktita kurento. Ĝi do dum ankoraŭ kelka tempo transportos elektronojn de la plato 2 al la plato 1. Kio do nun okazis?

SC.Nun la plato 1 havis pli da elektronoj ol 2, do nun 1 fariĝis negative ŝargita kaj 2 pozitive.

RAD.Jes! Oni diras, ke la kondensatoro reŝargiĝis. Kaj nun ĉio rekomenciĝos denove. Do la elektronoj senĉese oscilos inter la platoj 1 kaj 2 de l' kondensatoro, trapasante la bobenon jen tien, jen reen. Tian cirkviton (cirkvito estas la tuta aro da objektoj trapasataj de kurento) oni nomas oscilcirkvito; ĝi estas la fundamenta bazo de Radiotekniko.

SC.Mirinda afero! Do en la oscilcirkvito oni povas efektivigi senfinan movadon; sufiĉas nur ko-ence ŝargi unufoje por ĉiam la kondensatoron?

RAD.Teorie jes, praktike ne. Trapasante metalfadenojn la kurento perdas parton de sia energio, do ĝi fariĝas post kelkaj osciloj tute malforta. Por ke la oscilado estu kontinua, necese estas redoni de ekstere al la cirkvito la perditan energion kaj pri tio mi rakontos al vi en sekvonta babilado.

SC.Do la elektronoj cn la oscilcirkvito similas horloĝan pendolon, kiu ja ankaŭ, reveninte al sia normala pozicio, daŭrigas tamen pro inerteco sian movadon kaj dekliniĝas en alian flankon, poste reiras, k. t. p.

RAD.Jes! Oni ofte komparas la elektronan osciladon kun oscilado de pendolo. Rimarku, ke se vi puŝos libere pendantan pendolon, ĝiaj osciloj iom post iom ĉesos, pro la perdo de energio pro frotado kontraŭ la aero. En horloĝoj la pendolo je ĉiu oscilo ricevas kvanteton da energio de l' streĉita risorto, tial ĝia oscilado estas kontinua. Sekvontfoje, mi klarigos al vi, kiel oni sukcesis alkondukadi al kondensatoro la necesajn kvantetojn da energio, por ke ankaŭ la oscilado de ĝia malŝarg-kurento estu kontinua.

*

Fig. 27. — Grafika prezento de oscilanta malŝarga kurento, I, teoria diagramo. II, praktika diagramo.

P. S. — Por tiuj legantoj, kiuj konas la geometrian metodon de prezentado de fenomenoj, estos utile trarigardi la diagramojn de la fig. 27. En I estas prezentita per sinusoida kurbo la teoria intenseco de oscilanta malŝarg-kurento.

Ĉe a ĝi komenciĝas kaj pro la memindukto de la bobeno kreskas ne tuj, sed iom post iom ĝis b. En tiu momento la potencialdiferenco inter la platoj de l' kondensatoro nuliĝis, sed la kurento ne ĉesas tuj, dank'al la meminduktita kurento, kaj ĝi falas iom post iom de b al c. Ĉe c la kondensatoro estas reŝargita kaj ĉio rekomenciĝas, sed en kontraŭan direkton, ĉar la kondensatoraj platoj estas nun ŝargitaj per inversitaj specoj de elektro. Tiamaniere la kurento varias laŭ c d e. Ĉe e ni havas denove la saman staton, kiel ĉe a. Do la tuta variado de a al e rekomenciĝas. Ni do havas periodecan fenomenon.

Praktike, la malŝarga kurento havas la formon II, ĉar ĝia intenseco falas pro perdo de energio kaj post kelkaj periodoj la oscilado praktike ĉesas.

 


al komenco
antaua babilado sekva babilado