Ваш радиоприемник

Иногда, когда хотят в шутливой форме описать работу усилителя, говорят, что он действительно делает из мухи слона. Что касается чистой энергетики, то это удачное сравнение — реальный усилитель может в сотни и тысячи раз повысить мощность сигнала. Что же касается формы, то есть характера изменения сигнала, то здесь приведенная поговорка указывает на то, чего ни в коем случае не должно быть. В процессе усиления необходимо в точности сохранить форму сигнала, иначе вместо играющей в студии скрипки мы услышим тромбон. Образно говоря, большой слон должен получиться не из мухи, а из маленького слоненка — копия должна быть похожей на оригинал.

Для усиления плавно изменяющихся сигналов, что для этого прежде всего нужно найти устройство, которое позволило бы плавно и с достаточной быстротой управлять электрическим током, подобно тому, как легко и плавно нажимая на педали, мы управляем работой мощного автомобильного двигателя или железной рукой гигантского подъемного крана.

Действие переносится в космос

Очень часто электрический ток сравнивают с потоком воды, а элементы электрической цепи — с различными гидравлическими приборами: батарейку с насосом, нагрузку с турбиной, проводники — с трубами. Продолжая это сравнение, попробуем представить себе управляющий прибор для плавного изменения тока. Такой прибор необходим нам в практике для усиления слабых электрических сигналов — переменных напряжений высокой и низкой частоты.

Что касается потока воды, то для него подобным управляющим прибором является обычный водопроводный кран. Действительно, поворачивая кран, мы перемещаем своеобразную заслонку на пути воды и плавно изменяем мощность потока. Ну, а как создать подобную заслонку для электрического тока? Как ввести ее в проводник? И как перемешать с помощью слабых электрических сигналов? Все эти, казалось бы неразрешимые, задачи довольно просто решаются в электронной лампе.

Ни один уважающий себя кот не полезет за мышкой в ее норку — он будет терпеливо ждать, когда мышь выйдет прогуляться на свежем воздухе. Здесь коту достаточно будет только протянуть лапу — и мышки нет. Учитывая этот убедительный пример, мы тоже не будем стараться проникнуть внутрь проводника для того, чтобы управлять движением зарядов. Выведем эти заряды из проводника «на воздух» и здесь попытаемся поставить на их пути электрическую заслонку[3]. Правда, воздух очень неудачная среда для движения зарядов, ведь он только кажется прозрачным и «пустым». Попробуйте чуть-чуть высунуть руку из движущегося автомобиля, как вы сразу же почувствуете плотность воздуха, его сопротивление — результат столкновения руки с миллиардами молекул различных газов — кислорода, водорода, азота и др.

И вот здесь-то можно вспомнить о космосе, о том, как огромные спутники и корабли двигаются там, не встречая почти никакого сопротивления — в космосе плотность вещества ничтожно мала. Подобные «космические» условия можно создать и в стеклянном баллоне, если с помощью мощных насосов тщательно откачать из него воздух. В таком безвоздушном пространстве, или, как говорят иначе, в вакууме, электрические заряды смогут двигаться практически без столкновений.

Стеклянный, металлический или керамический баллон, в котором создан вакуум, — это основная деталь самых различных приборов для управления движущимися зарядами. Именно поэтому все эти приборы — телевизионные трубки, электронные микроскопы, усилительные лампы — часто называют вакуумными. Попутно заметим, что из обычной электрической лампочки тоже откачивают воздух, но при этом преследуют совсем другие цели. В состав воздуха входит кислород, из-за которого раскаленная нить может просто-напросто сгореть.

Итак, вакуумный баллон для усилительной электронной лампы у нас уже есть. Теперь остаются сущие «пустяки» — нужно создать в баллоне электрический ток и вставить «заслонку» для управления этим током.

* * *