Водонесущие системы для водяных нагрузок

В водяных нагрузках применяют водонесущие системы двух видов: открытые и замкнутые. В открытой системе для поддержания постоянного давления жидкости, протекающей через нагрузку, служит приподнятый, постоянно пополняемый сосуд. В замкнутой системе непрерывная циркуляция воды поддерживается через нагрузку при помощи специальной помпы.

Каждый метод имеет свои преимущества. Обсуждению конструктивных данных и конструктивных деталей этих двух водонесущих систем должно предшествовать рассмотрение различных методов калибровки водяных нагрузок. Для измерения приращения температуры обычно используется термостолбик, для определения скорости движения воды - измеритель скорости потока или хронометр и калиброванный сосуд.

При этом, кроме ошибок измерения скорости потока и приращения температуры, имеют место ошибки вычисления Р из уравнения за счет пренебрежения теплообменом, который может происходить между водяным столбиком и окружающими предметами во время движения воды от холодного до горячего спая термостолбика. Последняя ошибка может быть малой или большой в зависимости от конструкции данной водяной нагрузки. Термостолбик градуируется по точному ртутному термометру, при этом холодный спаи помещается в одну водяную ванну, горячий - в другую, обладающую более высокой температурой.

Плоскость шпильки параллельна узкой стенке волновода и лежит ближе к боковой стенке, чем к центру волновода. Для волновода 1X72 подходящей является тонкостенная трубка диаметром. Для облегчения согласования изгиб шпильки должен быть выполнен длинным и острым, а не в виде плавного закругления. К. с. в. н. данной конструкции менее, чем 1,05 при изменении длины волны в пределах 4%.

В волноводах 3-см диапазона и диапазона более коротких волн трубку можно поддерживать со стороны короткозамкнутого конца волновода; в волноводах 10-слг диапазона трубка длиннее и ее необходимо поддерживать при помощи диэлектрических подпорок, которые, по-видимому, уменьшат широкополосность нагрузки. В целях расширения полосы шпилькообразная трубка располагается вне центральной плоскости волновода аналогично тому, как это делается с пластинками фиксированных волноводных аттенюаторов.

Стеклянная трубка для воды вводится через вспомогательный волноводный канал и щель, прорезанную в нижней стенке основного волновода. Вспомогательный волноводный канал к концу нагрузки становится все более широким; ширина щели к концу нагрузки увеличивается. Следовательно, трубке может быть придана конусность с увеличением диаметра к концу нагрузки. Данная конструкция представляет собой превосходный способ введения трубки в волновод без получения значительных отражений.
Системы для нагрузок

Абсолютный измеритель мощности

Термисторная головка односантиметрового диапазона не может рассматриваться как приемлемый абсолютный измеритель мощности. Величина потерь изменяется от головки к головке и зависит в значительной мере от совершенства механических подгонок и от чистоты поверхности рассматриваемой головки.

Первое указание о наличии потерь было получено в результате вычислений сопротивлений к измерительному прибору, необходимых для стандартизации чувствительности двухдисковой мостовой схемы, использующей бусинки односантиметрового диапазона с известными значениями В и С.

Вычисленные сопротивления шунтов были гораздо меньше тех, которые оказались необходимыми для соответствия чувствительности моста и водяной нагрузки. После других возможных причин расхождения пришли к тому выводу, что головка должна обладать потерями. Оказалось, установленные в головке одного и того же типа, давали результаты, совпадающие в пределах ошибок измерения, при условии, что поддерживающие проволочки термистора имели общую длину в пределах от 0,05 до 0,06 дюймов.

При длине поддерживающих проволочек порядка 0,10 дюйма измеренная термистором мощность была приблизительно на 15% меньше, чем измеренная барретором. Это показывает, что в диапазоне имеет место некоторое рассеяние высокочастотной мощности в поддерживающих бусинку проволочках. Термисторная бусинка с поддерживающими проволочками длиною 0,05 дюйма работала в диапазоне сопротивлений от 81 до 181 рабочее сопротивление бусинки не влияло на измеренную мощность при условии, что производилось согласование головки для каждого уровня сопротивления.

Эти эксперименты, однако, не дают никаких выводов в отношении того, что является более подходящим в качестве абсолютного измерителя мощности-термистор (с короткими крепящими проволочками). Термистор работал в сбалансированном мосте постоянного тока, все сопротивления которого были сверены с прецизионным потенциометром.

Термисторная головка была уплотнена серебряной пастой и отсутствие утечки высокочастотной мощности было проверено путем перемещения поглощающих и отражающих предметов вблизи головки; как оказалось, это перемещение не сопровождалось соответствующими изменениями показаний гальванометра в мосте. Неприятная утечка на видеочастоте от импульса модулятора была устранена установкой экранированного шунтирующего конденсатора во входном кабеле постоянного тока, питающею мост.

Примененная водяная нагрузка была типа со щелевой связью, в которой отсутствует утечка высокочастотной мощности. Водяная нагрузка была применена с системой с закрытым потоком. Для уменьшения большой мощности, даваемой магнетроном до величины порядка нескольких милливатт, обычно измеряемой с помощью термисторного моста, использовался калиброванный направленный ответвитель. Окончательное сравнение результатов, получаемых с водяной нагрузкой и термистором, требовало десятикратного повторения опытов.
Читать статью

Мощность электрического тока

Электрический ток, производя нагревание, вращает электромотор и т. п. производит какую-то работу. В механике количество совершаемой работы выражается обычно "лошадиными силами в часах". Количество работы в единицу времени называется мощностью. Мощность определяется обычно в лошадиных силах.

В электротехнике мощность определяется в особых единицах в ваттах. Мы говорим, например, что электрический ток совершил работу в 1 киловатт-час, если в течение одного часа ток в проводнике выделял мощность в один киловатт. Мощность электрического тока может быть определена по силе тока и напряжению. Если, например, на зажимах какого-нибудь сопротивления имеется напряжение Е и через сопротивление проходит ток силой I, то мощность, расходуемая в сопротивлении, будет равна: W=Exl. Мощность W будет выражена в ваттах, если сила тока выражается в амперах, а напряжение в вольтах.

В этой формуле W мощность в ваттах, I сила тока в амперах, a R сопротивление в омах. Получается эта формула из первой очень легко. Мощность источника тока. Для определения условий работы источника тока важно знать не только силу тока, которую он может давать, но и мощность, которую он может отдавать во внешнюю цепь. Казалось бы, что чем больше будет сила тока во внешней цепи, тем больше будет и мощность отдаваемая источником во внешнюю цепь.

Следовательно, для тою, чтобы получить наибольшую мощность от источника с данной эдс, нужно было бы, казалось, уменьшать сопротивление внешней цепи. Однако, наше рассуждение неверно, так как мы забыли о роли внутреннего сопротивления источника. При уменьшении сопротивления вдвое, вследствие наличия внутреннего сопротивления увеличится в четыре раза мощность расходуемая во внутреннем сопротивлении.

Поэтому в вопросе о мощности, которую может отдать источник во внешнюю цепь, очень существенную роль играет внутреннее сопротивление источника. Посмотрим, в чем эта роль заключается. Мы уже знаем, что при прохождении тока через всякое сопротивление, в этом сопротивлении расходуется определенная мощность I2R. Так как всякий источник тока обладает внутренним сопротивлением, то при прохождении тока в самом источнике затрачивается некоторая часть мощности.

Чем больше будет ток, отдаваемый источником, тем больше будет мощность, затрачиваемая внутри самого источника. Вместе с тем при увеличении силы тока (т.-е. уменьшении внешнего сопротивления) возрастет и мощность, отдаваемая источником во внешнюю цепь, однако только до некоторого предела именно до того момента, когда внешнее сопротивление мы не уменьшим настолько, что оно станет равно внутреннему.

После этой границы, при дальнейшем уменьшении сопротивления, хотя сила тока в цепи будет возрастать, но мощность, отдаваемая во внешнюю цепь, уже будет уменьшаться. Мощность же, затрачиваемая внутри самого источника, будет все время продолжать увеличиваться. Если мы уменьшим внешнее сопротивление до нуля, то ясно, что и мощность во внешней цепи упадет до нуля (так как хотя I3 и велико, но R = 0).
Дальше...