Л. — Катушки, состоящие в среднем из 1 000 витков, обладают индуктивностью, которую можно исчислять приблизительно в 0,15 гн. Быстрые изменения тока вызовут в них токи самоиндукции.

Н. — Да, правда, я припоминаю нашу старую формулу: «индуктивность вызывает противодействие». Когда ток в обмотке изменяется, взаимоиндукция порождает наведенный ток, который противодействует изменениям индуктирующего тока. Когда последний увеличивается, наведенный ток идет в противоположном направлении. Но когда индуктирующий ток уменьшается, наведенный ток делает все от него зависящее, чтобы его поддержать, и для этого идет в том же направлении.

Л. — Твоя превосходная память чрезвычайно облегчает мне задачу. Добавлю, что индуктированный ток возбуждает напряжение на зажимах обмотки. Ты легко догадаешься, от чего зависит величина этого напряжения.

Н. — Я полагаю, что она пропорциональна индуктивности L обмотки.

Л. — И ты не ошибаешься. Но она зависит также от другого: от скорости изменения тока или, что, собственно говоря, одно и то же, от времени dt, в течение которого ток изменился на величину dI.

Н. — Ясно. Если ток изменяется очень медленно, это все равно, как если бы он был постоянным, но зато чем быстрее изменения, тем сильнее сказывается индуктивность. Ты как-то совершенно правильно сравнил индуктивность с инерцией. Если лошадь, запряженная в тяжелую повозку, движется вперед и назад очень медленно, все будет в порядке. Но если лошадке вздумается поразвлечься и совершить свою прогулку ускоренным шагом, то в тот момент, когда она быстро дернет вперед повозку, та ее потянет назад. А когда лошадь попытается сдержать повозку, влекомую движением, повозка толкнет лошадь вперед. И толчок может оказаться очень сильным. В конце концов или лошадь погибнет, или же повозка окажется разбитой.

Л. — Если ты ничего не имеешь против, вернемся к нашим обмоткам. Полагая, что зубья пилы тока, который через них проходит, будут совершенно линейными, можно сказать, что напряжение, возникающее благодаря индуктивности, тем больше, чем меньше продолжительность времени t изменения тока I.

Н. — Я бы не сказал, что очень люблю формулы. Но думаю, что. обозначив через и напряжение, вызываемое индуктивностью на зажимах обмотки, я могу сказать, что

Л. — Браво, Незнайкин. Твоя формула совершенно правильна. Значит, ты можешь высчитать напряжение для индуктивности L = 0,15 гн и тока I = 0,12 а.

Н. — Но чему равно время t? Мне кажется, что все же надо различать два случая: случай сравнительно длительного возрастания тока и случай его быстрого уменьшения (рис. 59).

Рис. 59. Период отклоняющего тока, состоящий из времени t₁ прямого хода и значительно более короткого интервала времени t₂ обратного хода.

Л. — Это верно. Возьмем же случай отклонения по строкам. Для 25 кадров в секунду и 625 строк мы имеем 15 625 зубьев пилы в секунду. Это значит, что каждая строка длится только 0,000064 сек, или 64 мкcек, причем время прямого хода пятна (возрастание тока) равно 53 мкcек, а время обратного хода — 11 мкcек. Вот у тебя все цифровые данные. Постарайся не ошибиться.

Н. — Напряжение, возникающее во время прямого хода,

а напряжение, возникающее во время обратного хода,

Но ведь это потрясающе!

Л. — Самое потрясающее не перенапряжение, а то, что ты но ошибся в расчетах.

Н. — Я думаю, что ты прав, называя это «перенапряжением». Никогда бы не поверил, что сравнительно небольшие, хотя и быстрые изменения токов могут вызвать напряжения такого порядка.

Л. — Это еще ничего. Ведь для трубок большего диаметра нужно использовать значительно большие токи. И тогда перенапряжения достигают нескольких тысяч вольт. Даже в нашем случае они в действительности гораздо больше, так как действительной форме зубьев пилы соответствуют гораздо более быстрые изменения тока, чем в принятом нами предположении линейности обратного хода.

Н. — А разве это не опасно?

Л. — Перенапряжения, возникающие из-за резких изменений тока в индуктивных цепях, представляют одну из самых больших опасностей в электротехнике! Много катастроф происходит в результате этого явления. В нашем случае отклоняющие обмотки находятся но меньшей мере в сложном положении. Их весьма ограниченные габариты пе позволяют использовать для намотки провода с достаточно толстой изоляцией. Приходится довольствоваться сравнительно слабой изоляцией, которая может не выдержать перенапряжения и, в случае пробоя, вызвать прекрасный фейерверк.

Н. — Вот какая печальная перспектива! Нельзя ли помочь делу, уменьшал количество витков обмотки, c тем чтобы повысить настолько же величину тока с целью сохранения числа ампер-витков?

Л. — Конечно, ото можно было бы сделать. Но какое это даст преимущество?

Н. — Если уменьшить, например, в 5 раз количество витков, то индуктивность уменьшится в 25 раз. Таким образом, несмотря на то, что ток нужно увеличить в 5 раз, перенапряжение уменьшится в конце концов тоже в 5 раз.

Л. — Прекрасно придумано, Незнайкин. Решительно, сегодня ты в чудесной форме!

Н. — Однако я предвижу и трудности. Уменьшив в 5 раз количество витков, мы должны увеличить в том же соотношении величину тока. И это даст нам 0,12 5 = 0,6 а. Придется прибегнуть бог знает к какой лампе, чтобы получить подобный ток в анодной цепи.

Л. — Для этого существует более простой способ. Так как у нас теперь в 5 раз меньше витков и индуктивность упала в 25 раз, мы получим в 5 раз больший ток, подавая на обмотки напряжение, тоже в 5 раз меньшее.

Н. — Подожди, Любознайкин, у меня начинается путаница в голове.

Л. — Подумай сам, Незнайкин. Индуктивное сопротивление обмотки уменьшается в 25 раз. Следовательно, при том же напряжении на ее зажимах ток будет в 25 раз больше. Это слишком много. Уменьши напряжение в 5 раз и получишь желаемый ток.

Н. — Теперь я понял. Но как же снизить напряжение?

Л. — Разве ты никогда не слышал о том, что называют трансформатором?

Н. — Прости, но я не подумал об этом старом знакомом. Очевидно, понижающий трансформатор даст идеальное решение (рис. 60). Таким образом, на вторичной обмотке получится напряжение во столько раз меньшее, во сколько раз увеличится ток.