Дело в том, что с помощью реле мы можем управлять нагрузкой мощностью в несколько сотен, тысяч, а то и десятков тысяч раз больше управляющего тока! В этом и [...]]]> Реле — один из самых простейших и доступных усилителей, перспективных для попаданца.
По сути своей это выключатель, управляемый электрическим током.
Но зачем, спросите вы, включать ток другим…током?…

Дело в том, что с помощью реле мы можем управлять нагрузкой мощностью в несколько сотен, тысяч,
а то и десятков тысяч раз больше управляющего тока! В этом и состоит сущность любого усилителя.
Тем самым, замыкая управляющую цепь выключателем от карманного фонарика, рассчитанным на низкий ток и напряжение, мы можем включать и выключать установку мощностью несколько киловатт, например, электролизер или дуговую печь.

Само реле не отличается ни сложностью ни технологическими изысками.
Вот схема простейшего реле с нормально разомкнутыми контактами.

Как видите, ничего сложного.

1 — обмотка
2 – сердечник
3 – ярмо
4 – якорь
5 — возвратная пружина
6 – подвижный контакт
7 – контакт управляемой цепи
8 – зажимы для присоединения к управляющей цепи.

Ярмо и сердечник —  части магнитопровода (буквально, проводника для магнитного потока).
Первые экземпляры реле не имели ярма, что сильно снижало их чувствительность.
Якорь — тоже часть магнитной системы. На рисунке он также является частью электрической цепи, однако попаданцу стоит избегать подобных решений — дополнительная тепловая и коррозионная нагрузка на такую важную деталь нам ни к чему.
Более рациональным будет изолировать якорь от электричества, передавая усилие на контакты через изоляционную прокладку.

Пожалуй самая проблемные части реле — обмотка и контактная пара.

Для обмотки в большинстве случаев следует брать как можно более тонкую изолированную проволоку.
Это позволит сделать большее количество витков, а значит снизит требуемый ток.
Наматывать лучше всего в несколько слоев, не меняя направления намотки. Помните, во момент выключения реле на обмотке возникает выброс напряжения, который при большом количестве витков может быть больше подаваемого в несколько десятков раз, легко достигая напряжения пробоя изоляции.
Во избежание искрения очень желательно разнести выводы обмотки на некоторое расстояние и изолировать от руг друга.

Контакты представляют собой самый нагруженный элемент реле.
Сквозь них зачастую протекает значительный ток, что в случае плохого контакта может вызвать их обгорание и порчу прибора. Также под воздействием нагрева и атмосферного кислорода контакты могут покрыться окислами, что приведет к снижению проводимости.
Одним из методов борьбы с этой проблемой является изготовление контактных пар из как можно более инертных металлов, таких как серебро, платина или никель.
Также эффективно погружение контактов в минеральное масло, что также решает проблему нагрева и искрения.

Как электрический элемент реле имеет несколько особенностей, отличающих его от прочих усилителей.

Первая — это большая инерционность.
Даже уменьшая размеры реле крайне сложно добиться частоты переключения больше ста герц.
Уже при скорости включения-выключения больше пятидесяти раз в секунду срок работы реле снижается до нескольких часов.

Второй особенностью реле является очень заметный гистерезис — ток замыкания контактов и ток отпускания может отличатся в несколько раз.
Однако этот, казалось бы, недостаток можно превратить в достоинство в случае, если величина управляющего тока колеблется.
Используя гистерезис, можно снизить число ненужных срабатываний реле, увеличивая его ресурс.
Более того, разность тока замыкания и размыкания  регулировать в некоторых пределах, изменяя зазор между сердечником и ярмом!

Контакты в правильно сконструированном реле полностью изолированы от управляющей цепи,
что позволяет снизить риск поражения электрическим током, использую низкое управляющее напряжение.

Реле — это пороговый элемент.
Проще говоря, этот усилитель не реагирует на управляющий сигнал до тех пор, пока тот не превысит некого
значения, после чего замыкает цепь. Дальнейшее увеличение тока в обмотке (в разумных пределах)
не влияет на значение управляемого тока.

Вот типовая схема включения реле:

Подобная схема нашла себе применение в простейших конструкциях телеграфного аппарата, уже на ее основе можно
создать множество полезных устройств, начиная от таймера и заканчивая автоматическим предохранителем.

Помимо уже рассмотренной, существуют великое множество конструкций, в основе которых лежит
реле. Пускатели и реле времени, датчики тока и шаговые искатели, реле обратного тока и зуммеры,
простейшие логические ячейки и триггеры!
Все эти механизмы просты и дешевы, пусть и не всегда надежны и эффективны.
Их использование позволит «подтянуть» многие отрасли промышленности, внедряя электричество и связь
в самые различные производства.

Принцип действия когерера основан на том, что сильная электромагнитная волна, проходя через тонкие механические соединения, размыкает или замыкает цепь. То есть это всего лишь механический ключ, который реагирует [...]]]> Когерер  — прибор детекции сигналов ВЧ, был изобретен Эдвардом Бранли в конце  девятнадцатого века.
Просуществовав  всего лишь тридцать лет, он уступил место более чувствительным и удобным лампам…

Принцип действия когерера основан на том, что сильная электромагнитная волна, проходя через тонкие механические соединения, размыкает или замыкает цепь. То есть это всего лишь механический ключ, который реагирует на силу электромагнитного импульса.

Отсюда — все плюсы и минусы когерера.
В плюсах — крайняя простота и возможность построения в любую эпоху.
В минусах:
Во-первых, так как когерер это выключатель, который имеет всего два состояния — то никакой модуляции сигнала быть не может. Только азбукой Морзе. Про голос и радиовещания можно не вспоминать.
Во-вторых так как когерер это механический переключатель, то электромагнитная волна должна быть достаточной силы. То есть чувствительность у когерера очень слабая. Ему нужно мощные радиостанции, и чтобы недалеко.
Ну и в-третьих, главное — когерер это только приемник.
А в приемниках недостатка не было — можно построить и детекторный и даже кристадиновый. А вот с передатчиками с самого начала была засада — приходилось строить искровые, которые были намного дороже разумного и к тому же забивали эфир телеграфным кодом, мешая работать нормальным звуковым радиостанциям.

Однако не стоит отворачиваться от него, как от «тупиковой ветви эволюции» развития радио.

Существует ряд особенностей, делающих этот приборчик привлекательным для попаданца.
Как упоминалось, он прост в изготовлении:

Как видно из рисунка, когерер состоит из двух контактов (их желательно изготовить из инертного металла, как пример, Попов использовал платиновые пластинки),
контейнера из изолятора (традиционно — трубка из стекла, но почему бы не деревянный ящичек?)) и металлического порошка.

На последнем мы остановимся наиболее подробно.
Дело в том, что два года назад я решил из любопытства собрать «Грозоотметчик» конструкции Попова.

На первый взгляд — ничего сложного.
Однако после того, как я собрал когерер, я столкнулся с тем, что стальной порошок, насыпанный в спрессовался,
вследствие чего сопротивление элемента резко падало даже в отсутствие сигнала!
(в качестве источника радиоволн широкого спектра я использовал блокинг генератор с повышающей обмоткой,
подсоединенной к искровому промежутку из двух гвоздей).
Даже встряхивание и помешивание порошка не исправило ситуацию.
Порошок был получен с помощью гвоздя и напильника.
Решив, что размер имеет значение, я мелко нарезал очищенную от ржавчины стальную проволоку (D=1,3 мм)
кусочками длиной по 2-3 мм.
Работа когерера действительно улучшилась.
Однако и сама насечка и стальной порошок начали окисляться буквально через два дня даже
в плотно закупоренном контейнере (пузырек из под лекарства, в таких раньше продавали зеленку и марганцовку).
В итоге я сделал насечку нержавеющей проволоки и наполнил ей когерер.
Возможно из-за большего калибра проволоки чувствительность ухудшилась в 1,2-1,3 раза.
Т.е. изначально, со стальной проволокой, приемник регистрировал сигнал на расстоянии ~20 м.
С нержавеющим наполнителем предельная дальность составила уже ~15 м.
Медная пыль давала довольно низкое сопротивление и регистрировала сигнал на расстоянии не больше десяти метров.
Хотя возможно я сделал слишком мелкий порошок (насечка из очищенной от лака проволоки проводила электричество
не хуже простого провода)
В наиболее совершенных конструкциях позапрошлого века использовался серебряно-никелевый порошок, цинковый с примесью железа и смесь железных опилок, ртути и масла.

В 1899г Чандра Боше изобрел ртутный когерер.
Конструкция его не так проста, как порошкового
E — изолирующее основание
M — ртуть (один из электродов)
P — слой нефти (для изоляции и предотвращения испарения)
D — второй электрод (вращающийся медный диск)

При регулировке слой нефти доводили 0,05-0,1 мм.
При каждом прохождении сигнала реле сдвигало анкер простейшего часового механизма,
который немного поворачивал диск, уничтожая контакт.
Такой когерер был гораздо чувствительней порошкового, и его можно было настраивать,
однако наличие жидкости и громоздкость механизма делало его крайне чувствительным к качке и тряске.

Помимо рассмотренных выше основных существовало множество  иных конструкции, применявшихся уже не так широко в силу каких-либо обстоятельств.

Игольчатый трехконтактный когерер.
Чувствительный, но требующий высококачественного микрометра.
Подобный использовал Маркони в своем приемнике, поместив его в вакуум.

Еще одна конструкция Гульельмо, созданная им по подобию ртутного.
c,h, l -элементы подставки
g — микровинт
Капелька ртути ртути находилась между двумя цилиндрическими электродами,
неподвижным угольным d и регулируемым железным f.
(Непонятная деталь в самом низу — наушники! Да, последние три конструкции пригодны для приема тонового сигнала!)

Все  когереры, рассмотренные выше, являются двухполюсниками.
Поэтому типовую схему включения можно изобразить вот так:


К — это собственно когерер
А — антенна
З — заземление
Б₁ и Б₂ — источники питания (в моем случае когерер рассеивал в среднем 0,06 Вт, так что
подбирать придется под нагрузку)
Р — усилитель. Во времена когерера применялось реле.
Г и М — приборы регистрации сигнала (Г — гальванометр, М — механизм обнуления когерера
(молоточек у Попова или часовой механизм в ртутном когерере))
Для повышения селективности приемника параллельно когереру ставился колебательный контур, питаемый через катушку связи.

При всех своих недостатках когерер успешно использовался на протяжении поколения.

Именно когерерные приемники стояли у истоков радиосвязи и радиолокации.
Безусловно, он проигрывает любым другим детекторам в чувствительности и широте применения. Однако не стоит забывать о его простоте, дешевизне, надежности.
На первых порах он станет надежным подспорьем в развитии технологии связи.

Однако,  прежде чем внедрять когерер, подумайте сначала о радиостанциях, которые он будет принимать!