火花隙发射机是如何工作的?

火花变送器的详细信息，详细介绍火花间隙变送器如何与实际示例一起工作。

火花隙变送器历史包括:
火花隙变送器历史操作波尔森电弧发射机

虽然火花隙发射机的原理看起来很简单，但其设计远比乍看之下要复杂得多。

看看火花隙发射机是如何工作的，会产生很多有趣的设计技术。火花隙发射机的操作比今天许多人认为的要复杂一些。

操作火花间隙

在了解整个火花隙变送器的工作原理和火花隙变送器的工作原理之前，有必要先了解一下电路的核心元件，看看它是如何工作的。

虽然火花间隙可能在火花间隙发射机电路中作为一个非常简单的元件出现，但理解其操作是能够看到电路如何工作的关键。早期的先驱们花了一段时间来理解火花隙是如何工作的，以及如何在发射机中最好地使用火花隙。

从本质上讲，火花间隙在发射机内起着电子开关的作用。当它没有发射时，它形成一个具有很高电阻的开路。随着电压在火花间隙建立一个点是到达的地方，空气之间的接触分解和火花间隙火灾或电弧超过和火花被看到。当这种情况发生时，“火花间隙”内的空气被电离，并形成导电等离子体。

虽然火花间隙需要高电压才能形成火花，但要维持火花间隙则需要电流，事实上，火花间隙的电阻一旦电离，电流传导就可以低至约2欧姆。

20世纪初大功率发射机使用的宽火花间隙。
火花间隙来自20世纪初的大功率发射机。

这种低水平的电阻意味着任何火花隙发射机电路需要能够提供所需的电流水平而不烧坏。许多早期的开发人员不理解这一点-他们使用感应线圈来产生高电压，导致火花间隙着火，但感应线圈的设计不能提供所需的电流，结果经常失败或烧坏。

更仔细地观察火星本身，崩溃的实际方式是高度不可预测的，一旦火星击中，路径已经确定，甚至这也是高度可变的。电流的大小变化很大。

总的结果是，火花产生宽带射频能量，可以在火花间隙发射机耦合到天线并辐射。

看看火花隙是如何工作的，它在其操作中相当粗糙，因此它不是特别有效，辐射信号差，这并不奇怪。

火花隙发射机是如何工作的?

在研究火花隙变送器的工作原理时，有必要记住，这是一个在19世纪末和20世纪初发展非常迅速的技术领域。因此，许多想法被开发出来，有些很好，有些不太好，不同的火花发射器的工作方式也有很大的不同。

在概念上，一个非常基本的火花间隙变送器由电压源通过电阻馈送到具有火花间隙的电容器。间隙上的电压上升，直到产生火花。火花放电电容，直到它低于一个维持电压，火花熄灭。然后电容器再次充电，直到再次产生火花，循环往复。

火花间隙连接到天线，使信号被辐射。通常有调谐安排来限制信号的带宽。

从火花间隙产生的高振幅脉冲具有非常尖锐的边缘，即电流在短时间内从零上升到高值。因此，它们产生宽频带射频能量。类似的情况也发生在雷击产生中波或短波波段经常听到的裂缝时。

火花隙发射机产生的能量在一定程度上由发射机和天线的调谐电路调节，但它们仍然在很大的带宽上辐射能量。结果他们被从服务中删除了，因为他们干扰了其他使用莫尔斯和调幅等更窄带技术的用户。

火花隙发射器熄灭器

在研究火花间隙发射器的工作原理时，在开发早期采用的一个概念是火花淬火器。

其中一个被发现的问题，特别是与高功率火花发射机的操作是，一些能量从天线电路转移回火花电路振荡后的第一次爆发。这将火花转换成短周期电弧，降低了整体效率，在某些情况下，它导致传输发生在两个不同的频率上。

研究并实现了“熄灭”火花的方法。

应用于火花发射机的一种淬火方法是减少火花和天线电路之间的耦合。

更好的“淬火”火花间隙变送器的方法包括引入一些快速去电离火花间隙的方法。早在19世纪90年代，人们就开始采用这种方法来防止火花产生电弧。

最早的去电离淬火方法之一是由Elihu Thomson开发的，涉及他所谓的“磁吹出”方案。在这个过程中，一个适当的磁场被施加在与火花方向成直角的地方。其他的想法还包括使用直接吹气来确保任何电弧都可能被熄灭。

获得最受欢迎的淬火火花间隙变送器的想法是使用一个旋转火花间隙。它由一个静止的元件和一个旋转的元件组成，旋转元件有一些突出的辐条。由于旋转的火花点只能支撑短时间的火花，任何电弧在形成之前都将被熄灭。

火花隙变送器改进

早期火花隙变送器的主要问题之一是效率非常低。这是因为当键被压下时，火花间隙连续发射。问题是，用于产生反电动势的感应线圈在火花间隙中产生火花，一旦电弧运行，只能在间隙中驱动大约100mA左右。这意味着只有非常低水平的功率被传送到天线。

一些增加功率的早期方法包括增加两个电极之间的火花间隙，从而增加电压。这意味着致命电压出现在天线上。

火花间隙技术的一个进步相对简单。它需要在用于产生火花的感应线圈的次级绕组上添加一个电容器。在电火花间隙变送器中加入这个单一的电容器产生了很大的不同。它消除了从感应线圈拉低电压的连续电弧。将电容器放置在发射机感应线圈的二次线圈上，使间隙电流和由此产生的天线电流都能增加，而且电容器的快速放电也从天线电路中消除了间隙电阻。这两种特性都是由于增加了单个电容器而产生的。

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