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《校园春秋》作者 心怡【字数:5651】

第八章 实验 更新时间:2023-10-08 10:04:16

  梯形教室中那两女一男离开之后,物理实验楼四周恢复了原先的寂静,四周静悄悄的,一丝风都没有,连鸟儿都懒得叫一声。那三个同学去了哪里,他们到底为了什么事儿,后来又怎样了,这些雷波是不得而知的。下午他照常去教室上课,中午的那些情况,就不再在他心上了,毕竟那事与他是毫不相关的。

  晚上,雷波自做“单管振荡器”小实验,他这些天来,对无线通讯最感兴趣。他从课堂上知道:无线通信必须要有发射机和接收机,由发射机发出信号,用接收机收取信号;发射机就是个电子振荡器,振荡器能使电场和磁场不断地交替变换,周而复始,因而能够不断地向空间辐射电磁波,并由近及远,以每秒30万公里的速度向四周传播;振荡器的功率越大,它向空间辐射的电磁波能量就越大,辐射的距离就越远。

  雷波从《无线电》杂志上找到了一个“单管振荡器”的电路,他就按这个电路安装起来。他想,这个“单管振荡器”功率是很小的,它所辐射的电磁波能量也是很小的;它所辐射的距离也是很近的,能达一两米远就很不错了;按收机不用做了,可以用收音机代替,好在手头上有个自制的收音机,这机子的灵敏度和音量都还不错。

  雷波将“振荡器”放在床头地面上,在床上打开收音机,他慢慢地调谐收音机的调台旋扭,当收音机的接收频率与“振荡器”的振荡频率相一致时,收音机立刻发出“叽叽”的啸叫声,于是他知道他所制作的“振荡器”成功了。

  雷波根据他的思路,改变振荡器电路的各种参数,他反复试验着,兴趣极其浓厚。正当他玩得起劲的时候,住在物理实验楼走廊西头小房的柳重生突然来到他的小房。柳重生问:“雷波,你在搞什么呢?看你忙乎乎的!”

  “我在做‘振荡器’实验,这个电路虽然简单,但它还是有一定的发射能力哩!”雷波答道。柳重生正要说什么,雷波又道:“让我演示演示给你看哦。”说完,雷波就当场演示了一番,老柳看见了也觉得很有意思。

  “我告诉你,无线电发报机就是用‘振荡器’加上‘调制器’做成的。”老柳为了表现他的学问高深,眉飞色舞、满脸笑容地说,“我也曾学过打电报的哩!你懂得什么叫‘摩尔斯电码’吗?”

  “我不知道啊!我没听说过。”雷波道。

  “那我告诉你,你仔细听好哦,”老柳认真地说,“电报的每一个汉字都用4个阿拉伯数字来代表,不同的数字组合代表不同的汉字。要在发报端发一个汉字,就得发4个阿拉伯数字,而每个阿拉伯数字都用5个长短音来表示,长音为‘嗒’,短音为‘滴’,而且规定:滴嗒嗒嗒嗒代表‘1’;滴滴嗒嗒嗒代表‘2’;滴滴滴嗒嗒代表‘3’;滴滴滴滴嗒代表‘4’;滴滴滴滴滴代表‘5’;嗒滴滴滴滴代表‘6’;嗒嗒滴滴滴代表‘7’;嗒嗒嗒滴滴代表‘8’;嗒嗒嗒嗒滴代表‘9’;嗒嗒嗒嗒嗒代表‘0’,知道吗?”

  “哈哈,这真是妙不可言啊!这太有意思了!”雷波很兴奋地说。

  老柳见雷波很好奇,便来了兴趣,于是又说,“上面所说的码是原始的,叫‘繁码’打起来比较繁琐,后来又改用‘简码’,打起来就比较方便了。”

  “那‘简码’是怎样的呢?”雷波问。

  柳重生道:“是这样的:‘1’是滴嗒;‘2’是滴滴嗒;‘3’是滴滴滴嗒;‘4’是滴滴滴滴嗒;‘5’是滴滴滴滴滴;‘6’是嗒滴滴滴滴;‘7’是嗒嗒滴滴滴;‘8’嗒滴滴;‘9’是嗒滴;‘0’是嗒。”

  “哦哦!简得多了,那么,长短音是如何形成的呢?”雷波紧接着又问。

  柳重生道:“是通过电键按下的时间长短来实现的,电键瞬间接通就发出‘滴’声;电键接通稍久些就会发出‘嗒’声来。”

  柳重生又道:“让我试试给你看哦。”

  “怎么试?我们这又没有‘调制器’和‘电键’。”

  “简单,用螺丝批碰触振荡器中电容器的引脚,瞬间碰触就会发出‘滴’声;碰触久些就会发出‘嗒’声来。不信我试给你看!”

  雷波很是好奇,他非常佩服老柳的见多识广,他将螺丝批递给了他。柳重生认真操作了一番,他一边操作一边讲解。果然如他所说的,那收音机里发出“滴滴嗒嗒”的声音来。虽然这些“滴嗒”声严重失真,但还是能够区别出长短声来的。

  柳重生向雷波演示了各组代码的摩尔斯码的点击方法,雷波问他:“那么‘你好’这两字各是什么代码呢?”柳重生笑道:“这我倒不懂的,我又不是电信发报员,记那些做什么呢?若要知道某个汉字用什么代码,就得去查《标准电码本》才行。当然电信发报员是不用翻电码本的,因为电码本全印在他们的脑子里了。”

  “老柳,你真厉害啊!知识面好广啊!我向你学习!”

  “哈哈!这不算什么的,我再打几组电码给你听,你说,我打。”老柳脸上露出得意的笑容,看样子有些兴奋。

  “2341;3859;1072,”雷波随意说出几组代码来,柳重生手捏螺丝批,紧密而迅速地打击着雷波那个“振荡器”上的半可变电容器,而且他的打击力度在渐渐加大,但他却不自知,手法越来越重了。

  雷波虽然喜欢看老柳的操演,但他却暗暗心疼他的被打击的那个元件,他开始时忍着不说什么,后来他看到老柳的手法越来越重,终于开口了:“老柳,你手轻点,要么就不打了,好吗?”

  “啥?你有什么想法吗?”柳重生用不解的眼神看着他。

  “我只怕你敲碎了我的那只半可变电容器哩,我可是用4毛钱买来的,它是陶瓷做的,极片又那么薄,我只怕你弄碎了它,可惜。”

  “哦哦!原来如此,好吧,那我就不打了,你的那个元件那么宝贝,打了它你心疼。”柳重生满脸微笑,将手中的螺丝批放在桌上,不当回事似的,然后与雷波聊别的话头了。

  他们俩再聊了十来分钟之后,柳重生就回自已的房间去了。雷波与柳重生相处时间不短了,已互相了解对方的性格和脾气,他们已是好朋友,所以他们之间平时说话都显得很随便,是不用先思后言的,是无所忌讳的。

  雷波独住小房,虽说有点儿寂寞,但对于他来说却是“得天独厚的”,同时这也符合他爱静的性格。因为那里中午和晚上都非常的安静。他在那里可以自由自在地想各种问题,可以自由自在地进行各种无线电小实验、小制作、小课题研究而丝毫不受干扰。

  有一天,他突发奇想,他用绳子取代了走廊上用于晾晒衣物的铁线,并将此铁线伸进陶制的直通楼下地面的排雨管里,利用排雨管的掩护,使铁线直通到地面而不被人发觉。他将铁线的地面端埋进土里去,楼上的一端则拉进小房里作为“地线”使用。他又在小房的屋檐下,隐秘的拉一条漆包线,它的一端也拉进小房里作为“天线”使用。有了天线和地线,他就可以做“矿石收音机”实验了。

  《无线电》杂志上有一个电路叫做“世界上最简单的收音机”,这引起雷波很大的兴趣。这个收音机只要两个元件——一只晶体二极管和一只高阻耳机。但是,这个电路需要有良好的天线和地线,雷波正是为了要实验这个电路,才煞费苦心地架设这副天地线的。

  有一天,雷波用当初在收拾这个小房间时保留下来的废变压器硅钢片,以及在市内无线电元件处理品商店买来的“偏转线圈”,做成一只“电感器”。他把“偏转线圈”上的漆包线拆下来,绕在“E”字形的硅钢片上就做成了。起初他想,“电感器”的直流电阻非常小,加以直流电源是不行的,因为通过它的直流电流会很大,会烧坏线圈的,而“电感器”对于交流电源则会表现出相当大的“阻力”,这种“阻力”叫“感抗”或叫“电抗”。他转又一想,若将这个“电感器”接入220伏交流电源,情况会是怎样呢?会不会冒烟起火或爆炸呢?这要亲自做做实验才能知道的。

  他这么想就这么做了。为了安全起见,他将被试验的“电感器”放在走廊上,将它的接线引到房间里来,并在接线中串接了一只开关,再将引线接入房内的市电插座上。从小房的门缝里可以观察到那只“电感器”的情况。一切准备就绪之后,他将房门关紧起来,然后屏息凝神,按动开关。说时迟,那时快,在他按下开关的瞬间,只见那只“电感器”立即在走廊上跳动起来,并发出“哼哼”的声音,还“嗤嗤”地冒着青烟,传来一股焦臭味。这个情景使他吃惊不小,由于条件反射的作用使他立刻松开了开关、切断了电源,这时那玩意儿才停止了跳动,不过还有一些淡薄的余烟在环绕着它。

  雷波开门出去,要将那只试验品捡起来观察,可他刚一拿起来就“哎呀”一声将它扔在了地上并不停地抖晃那只手,他是被烫着了。他想不到就这么一通电,那只铁疙瘩就热成这个样子了。

  雷波回到房间,静静想着:为什么会这样呢?想了一会他明白了,对于220伏交流电而言,这只“电感器”的“感抗”还是太小了,流过它的电流超过了它所能承受的极限,所以它才发烫冒烟的;“感抗”的大小,跟它的“电感量”有关;“电感量”的大小,又跟它所绕的圈数有关。这只“电感器”一定是绕的圈数太少了,它的“感抗”不足,作为220伏交流电的“负载”它是不能胜任的。

  这个小实验使他联想到另一个问题:一个人就好比一只电子元件,如果他的能力太小,不足以抵抗工作或者生活的压力,他就会发烧冒汗和跳起来。

  又有一天,雷波决定做一个他自己设计的“火花隙振荡器”,其电路是这样的:用两片剪有锯齿的马口铁皮固定在木板上,使锯齿相对,相距约1毫米,这便叫“火花隙”。再将一只电感线圈和一只20微法的电解电容器串联起来后再并接在“火花隙”上,然后在“火花隙”上接上电源的引线。因为这个实验是自行设计的,他的预期是要看到“火花隙”间产生连续放电的火花。

  为了安全起见,他将实验装置放在房间外面的走廊,将电源引线拉到房内,并接入220伏市电。他关起门来,从门缝可以遥观实验的结果。一切准备就绪之后,他屏息凝神,按动电源开关,说时迟,那时快,在他按下开关的瞬间,立刻看到一团火光闪亮,同时听到“砰”的一声巨响,就像放爆竹一样。他吓了一跳,只见手指头粗细的电解电容器外壳,像子弹一样,“吱”的一声射到三四丈远的对面梯形教室的外墙上,“嗒”的一声,墙壁被打出一抹痕迹来,落下一小撮白色的灰粉。

  雷波看到这种情景,他有些后怕起来,他想啊,如果这只电容器外壳打中自己的脑袋,那还活得了吗?好险啊!

  电容器为什么会爆炸呢?后来他详细分析,明白了其中的道理。因为他用的是电解电容器,电解电容器是有极性的,它只适用于直流电路,它的耐压值是在极性接入正确的、直流状态下的参数。如果极性接反了,它的耐压值就极大的降低,甚至耐压值为0。如果将它用在交流电路上,在交流电的“负半周”就相当于它的极性被接反、给它加了反向电压,于是它就失去了耐压性,因而被击穿、造成短路、引起爆炸。

  经过这一次危险,他有了教训,他不敢再做这种没有把握的试验了。但是过了一段时间之后,他的电子瘾又忍不住了,他觉得不搞一些业余研究和业余制作,简直是活得乏味,于是他又开始鼓捣那些零件,很快又入迷起来了。

  这一天,他要搞一个电容降压式的整流电源,想以它作为晶体管收音机的电源,省得花钱去买电池,这非常合算。他将两只0.1微法的耐压400伏的纸介电容并联起来,作为市电的降压电容,再经过“硒片桥式整流堆”,以构成全波整流和电容滤波电路,从而得到低压直流电源。由于他没有万用电表,舞弄来舞弄去,用它作为收音机电源总是不能使之正常工作。他很纳闷,便试将这只整流电源的正负两极瞬间短路看看。每当短路瞬间,正负两极间就会产生火花并伴随着“叭”的一声响。就因为这个现像,导致了他认为“电流很大”的错觉。他想,既然电流那么大,那为什么它带动不了收音机呢?他冥思苦想,百思不得其解。

  过了几天,恰好上《电磁学》课程的钟兆娴老师从小房间的门前经过,雷波发现了她,立即跳出门去向她请教:“钟老师,我制作一只电容降压式的整流电源,它的输出电流很大,可我用它作为收音机的电源,收音机却不能工作,这是什么原因呢?请您帮我看看。”

  “它的输出电压是多少?”钟老师问。

  “不知道,我没有电表测量它。”雷波答。

  “没有电表测量,那你怎么知道‘它的输出电流很大呢’?”

  “我将它的输出端瞬间短路,有很大的火花产生。”

  “你那样的判断方法是不可靠的,等下我去借小钟一只万用表来测一测就什么都明白了。”

  “好!好!多谢钟老师!”

  钟老师真的去借来了一只万用表,她亲自测量了一下雷波那只外观相当粗糙的整流电源,哇!输出电压有63伏之高!她随口而说:“电压那么高,怎么能当收音机电源呢?收音机只用6伏!这样会击穿晶体管,损坏收音机的!”

  雷波一听此说,顿时目瞪口呆起来,他担心他的宝贝收音机是否坏了。钟老师沉思了一下,似有所悟地说:“哦,你这是电容降压式,带了负载之后它的输出电压就不会那么高了的。”于是,她让雷波接入收音机,然后再测它的输出电压,“啊!才2点几伏!这么低的电源电压怎么能让6伏收音机正常工作呢?”她认真地说。

  雷波不解,问道,“为什么接上收音机之后,输出电压下降得那么厉害呢?竟然从63伏降到两伏多?这是什么道理呢?”

  “未接入收音机,那是空载电压,由于输出功率小,电源内阻又很大,输出电流就很小,所以加上负载后电压下降就很厉害了。”钟老师耐心地解释说。

  “老师,我觉得输出电流不是很小,而是很大的,如果电流不很大怎么会打火花呢?”雷波怀疑老师见解不正确。

  “你说的‘电流很大’是错觉的,那是瞬间放电电流,而不是稳恒电流。”

  对于“稳恒电流”这个名词雷波是第一次听说的,他无法理解,于是又问,“老师,什么叫‘稳恒电流’?”

  “稳恒电流就是稳定的工作电流。”钟老师见雷波的眼神中还带有疑惑,于是又说,“你用电流档测一测工作电流看看吧。”

  雷波在钟老师的指导下,测出的工作电流果然很小,都不到5毫安。他一下子就觉得害羞起来,因为之前他一直强调说“电流很大。”

  “都不到5毫安,这叫电流很大吗?”钟老师严肃地问他,他不好意思起来,脸有些红了。

  “为什么工作电流那么小呢?”雷波小声地喃喃自问。

  钟老师主动回答道:“由于用电容降压,因内阻很大,内部电压降就很大,外部电压降就很小,这是一种恒流源。”

  “电压降”是什么?“恒流源”又是什么?雷波一头雾水,因为他还没有学到与这些相关的课程。钟老师知道雷波还不理解这些,便对他说:“你后你们学到《电磁学》就会理解的。”说完,她拿起万用表,去还给仪器保管员钟柳群去了。

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