Электр қоңырауы – электромагнит арқылы жұмыс істейтін механикалық құрылғы. Қолданылуы, құрылысы, тарихы және электронды құрылғылармен алмасуы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электромагнит арқылы жұмыс істейтін механикалық қоңырау. Электр қоңырауы – электромагнит арқылы жұмыс істейтін механикалық немесе электрондық қоңырау. Электр тогы берілген кезде, ол үнемі қайталамалы шуыл, діріл немесе қоңырау дыбысын шығарады. Электромеханикалық қоңыраулар 1800 жылдардың соңынан бері теміржол өткелдерінде, телефондарда, өрт және ұрлық сигнализацияларында, мектептердегі қоңыраулар, есік қоңыраулары және өнеркәсіптік аймақтардағы дабылдар ретінде кеңінен қолданылып келді, бірақ қазір олар электронды дыбыс шығару құралдарымен ауыстырылуда. Электр қоңырауы бір немесе бірнеше электромагниттерден тұрады, олар оқшауланған сымдардан жасалған орамдардан және темір таяқшадан құралады, бұл электромагниттер шапқышы бар темір жолақты арматураны тартады.
Mechanical bell that functions by means of an electromagnet
An electric bell is a mechanical or electronic bell that functions by means of an electromagnet. When an electric current is applied, it produces a repetitive buzzing, clanging or ringing sound. Electromechanical bells have been widely used at railroad crossings, in telephones, fire and burglar alarms, as school bells, doorbells, and alarms in industrial areas, since the late 1800s, but they are now being widely replaced with electronic sounders. An electric bell consists of one or more electromagnets, made of a coil of insulated wire around an iron bar, which attract an iron strip armature with a clapper.
Олардың жұмыс істеу әдістері
Ең көп қолданылатын түрі – ток берілген кезде үздіксіз дыбыс шығаратын механикалық қоңырау. Жоғарыдағы анимацияны қараңыз. Әдетте келіш немесе жарты шар пішіндес қоңырау немесе гонг (В) – электр магнит (Е) арқылы іске қосылатын, ұшында металл шарлы пружинамен зарядталған қолмен (А) соғылады. Құрысалмаған күйде қоңыраушы қоңыраудан шамалы қашықтықта пружиналы қолымен ұсталып тұрады. Қосқыш (К) жабылғанда, аккумулятордан (U) электр тогы электр магниттің орамы арқылы өтеді. Ол магнит өрісін жасайды, ол қоңыраушының темір қолын тартып, қоңырауға соқтығыс береді. Бұл қоңыраушы қолына бекітілген электрлік контактілердің (T) жұбын ашып, электр магнитке токтың өтуін тоқтатады. Электр магниттің магнит өрісі жойылып, қоңыраушы қоңыраудан серпіліп шығады. Бұл контактілерді қайта жабады, ток электр магнитке қайта ағып, магнит қоңыраушыны қайтадан соқтығыс беру үшін тартады. Бұл цикл жылдам қайталанып, секундына бірнеше рет жүзеге асады, нәтижесінде үздіксіз қоңырау естіледі. Шығарылатын дыбыстың тоны қоңыраудың немесе гонгтың резонаторының пішіні мен мөлшеріне байланысты. Егер бірнеше қоңырау бірге орнатылса, соққы механизмдері бірдей болса да, әртүрлі өлшемдегі немесе пішіндегі гонгтарды пайдалану арқылы оларға ерекше дыбыстар берілуі мүмкін. Тағы бір түрі – бір рет соққы беретін қоңырау, оның токты үзуге арналған контактілері жоқ. Бұл қоңырау тізбек жабылған сайын гонгты бір рет соғады. Мұндай қоңыраулар тұрақты ескертулер емес, мысалы, дүкен есігі клиент үшін ашылғандағы сияқты қысқа хабарламалар беру үшін қолданылады.
The most widely used form is the interrupter bell, which is a mechanical bell that produces a continuous sound when current is applied. See animation, above. The bell or gong (B), which is often in the shape of a cup or half sphere, is struck by a spring loaded arm (A) with a metal ball on the end called a clapper, actuated by an electromagnet (E). In its rest position the clapper is held away from the bell a short distance by its springy arm. When the switch (K) is closed, an electric current passes from the battery (U) through the winding of the electromagnet. It creates a magnetic field that attracts the iron arm of the clapper, pulling it over to give the bell a tap. This opens a pair of electrical contacts (T) attached to the clapper arm, interrupting the current to the electromagnet. The magnetic field of the electromagnet collapses, and the clapper springs away from the bell. This closes the contacts again, allowing the current to flow to the electromagnet again, so the magnet pulls the clapper over to strike the bell again. This cycle repeats rapidly, many times per second, resulting in a continuous ringing. The tone of the sound generated depends on the shape and size of the bell or gong resonator. Where several bells are installed together, they may be given distinctive rings by using different size or shapes of gong, even though the strike mechanisms are identical. Another type, the single stroke bell, has no interrupting contacts. The hammer strikes the gong once each time the circuit is closed. These are used to signal brief notifications, such as a shop door opening for a customer, rather than continuous warnings.
Базлер
Электрлік дыбылдық сигнал құрылымы, үзілісті қоңыраудың механизміне ұқсас, бірақ резонанстық қоңыраусыз. Олар қоңыраулардан гөрі тыныш, бірақ қысқа қашықтықта, мысалы, үстел үстінде ескерту дыбысы ретінде қолдануға жарамды. Бузер немесе бипер – механикалық, электромеханикалық немесе пьезоэлектрлік болуы мүмкін дыбыстық сигнал беруге арналған құрылғы. Бузерлер мен биперлердің кең таралған қолданылуына сигнализация құрылғылары, таймерлер және пайдаланушының әрекетін растау, мысалы, тышқанның басуы немесе перне соғуы жатады. 1970-ші жылдардан бастап төмен құнмен өндірілетін электрониканың дамуына байланысты, көптеген бузерлер электрондық "дыбыс шығарушыларға" алмастырылды. Бұл құрылғылар қоңыраудың электромеханикалық соққысын электрондық осциллятормен және көбінесе пьезоэлектрлік түрлендіргішпен жасайды.
An electric buzzer uses a similar mechanism to an interrupter bell, but without the resonant bell. They are quieter than bells, but adequate for a warning tone over a small distance, such as across a desktop. A buzzer or beeper is an audio signalling device, which may be mechanical, electromechanical, or piezoelectric. Typical uses of buzzers and beepers include alarm devices, timers and confirmation of user input such as a mouse click or keystroke. With the development of low cost electronics from the 1970s onwards, most buzzers have now been replaced by electronic 'sounders'. These replace the electromechanical striker of a bell with an electronic oscillator and a loudspeaker, often a piezoelectric transducer.
Бір соққылы қоңыраулар
Бірінші коммерциялық электр қоңыраулары теміржол сигнализациясында, сигналдық посттар арасында қолданылды. Посттар арасында өтетін пойыздың түрін және оның бағытын көрсету үшін күрделі қоңырау кодтары пайдаланылды. Бұл бір рет соғылатын қоңыраулар болатын: электромагнитке ток бергенде қоңыраудың тілі қоңырауға немесе гонгқа соғылып, бір үн шығаратын. Қоңырау үздіксіз емес, тек ток қайтадан қосылғанға дейін бір рет ғана соғылатын. Дыбысты сақтау үшін, мұндай қоңыраулар қазіргі кездегі қоңыраулардан әлдеқайда ірі болатын. Қоңыраулар, гонгтар және спиральді қоңыраулар қолданылып, әрқайсысына ерекше дыбыс берілді. Бір рет соғылатын қоңыраудың жай дамуы – серіппелі қоңырау. Бұрын бұл құрылғы үлкен үйлерде қызметшілерді шақыру үшін механикалық түрде қолданылған. Электромагнит тілді емес, иілгіш серіппеге орнатылған қоңыраудың өзін сілкіп тұрды. Жеңіл серіппедегі ауыр қоңыраудың инерциясы соққыдан кейін бірнеше секунд бойы дыбыстың жалғасуын қамтамасыз етті. Дыбыс жылдам басылса да, қоңыраудың көзге көрінетін дірілінен қай қоңыраудың соғылғанын анықтауға болады.
The first commercial electric bells were used for railway signalling, between signal boxes. Complex bell codes were used to indicate the types of train passing between signal boxes, and the destinations to which they should be routed. These were single stroke bells: applying current to an electromagnet pulled the bell's clapper against the bell or gong and gave one chime. The bell did not ring continuously, but only with a single ring, until current was applied again. To sustain the tone, these bells were usually much larger than are used today with interrupter bells. Bells, gongs and spiral chimes could all be used, giving a distinct tone for each instrument. A simple development of the single stroke bell was the sprung bell. This had previously been used, mechanically actuated, for servant call bells in large houses. Instead of working a clapper, the electromagnet shook the whole bell, which was mounted on a flexible spiral spring. The inertia of the heavy bell on the light spring would continue ringing for some seconds after the stroke. Although the sound would rapidly die away, the visible trembling of the bell could indicate which bell had been rung, amongst a panel of several.
Телефондар
Стационарлық телефон қоңыраулары 60-ден 500 вольтқа дейін RMS кернеумен, 16-дан 25 Герцке дейінгі айнымалы токпен қуаттандырылды. Сонымен қатар, поляризацияланған қоңырау деп аталатын басқа конструкция да қолданылды. Олардың құрамында тұрақты магнитті арматурасы болады, ол желінің әр жарты фазасымен және әртүрлі полярлылығымен кезекпен тартылып, қайтарылады. Іс жүзінде арматура симметриялық түрде орналастырылған, екі полюсі катушканың әр шетіне қарама-қарсы полярлықпен қаратылған, осылайша әрқайсысы кезекпен тартылуы мүмкін. Контактілік ажыратқыш қажет емес, сондықтан мұндай қоңыраулар ұзақ қызмет етуге сенімді. Көптеген елдерде, әсіресе Ұлыбританияда, қоңырау екі түрлі өлшемдегі қоңырауды кезекпен соғып, ерекше дауыс шығарады.
Landline telephone bells were powered by 60 to 500 volts RMS at between 16 and 25 Hertz AC. and a different design, the polarised bell, was used. These have an armature containing a permanent magnet, so that this is alternately attracted and repelled by each half phase and different polarity of the supply. In practice, the armature is arranged symmetrically with two poles of opposite polarity facing each end of the coil, so that each may be attracted in turn. No contact breaker is required, so such bells are reliable for long service. In some countries, notably the UK, the clapper struck two different sized bells in turn giving a very distinctive ring.
Өрт туралы дабылдар
Өрт дабылы екі түрге бөлінеді: дірілдейтін және бір рет соққы беретін. Дірілдейтін дабылдың қоңырауы қуатты ажыратқанға дейін үздіксіз соғылады. Бір рет соққы беретін дабылға қуат берілгенде, ол бір рет естіліп, тоқтайды. Қуатты өшіріп, қайта қосқанға дейін қайтадан естілмейді. Мұндай дабылдар жиі кодталған иесі бар станциялармен қолданылды.
Fire alarm bells are divided into two categories: vibrating, and single stroke. On a vibrating bell, the bell will ring continuously until the power is cut off. When power is supplied to a single stroke bell, the bell will ring once and then stop. It will not ring again until power is turned off and on again. These were frequently used with coded pull stations.
Қуат көздері
Электрлік қоңыраулар әдетте 5-тен 24 В дейінгі АЖ немесе ТЖ төмен кернеуде жұмыс істеуге арналған. Электр қуаты кеңінен таратылудан бұрын, қоңыраулар міндетті түрде батареялармен, ылғалды немесе құрғақ элементтермен қуаттандырылатын. Алғашқы телефон жүйелерінде қолданылған қоңыраулар абонент айналдырған магнит генераторы арқылы ток алған. Тұрғын үйлерде есік қоңырау схемасын қуаттандыру үшін әдетте кішкентай қоңырау шалу трансформаторы қолданылады. Қоңырау тізбектерін төмен құнмен сымдауға мүмкіндік беру үшін, қоңырау сигнал тізбектері кернеу және қуат бойынша шектеулі. Өнеркәсіптік мақсаттағы қоңыраулар зауыттың кернеуіне немесе қолда бар резервтік аккумуляторлық жүйелерге сәйкес, жоғарырақ АЖ немесе ТЖ кернеуінде жұмыс істей алады.
Electric bells are typically designed to operate on low voltages of from 5 to 24 V AC or DC. Before widespread distribution of electric power, bells were necessarily powered by batteries, either wet cell or dry cell type. Bells used in early telephone systems derived current by a magneto generator cranked by the subscriber. In residential applications, a small bell ringing transformer is usually used to power the doorbell circuit. So that bell circuits can be made with low cost wiring methods, bell signal circuits are limited in voltage and power rating. Bells for industrial purposes may operate on other, higher, AC or DC voltages to match plant voltages or available standby battery systems.
Тарих
Бұрандалы қоңырау 1823 жылы Уильям Стерджон электромагнитті ойлап тапқаннан кейін құрастырылған әртүрлі тербелісті электромеханикалық механизмдерден пайда болды. Алғашқылардың бірі – 1824 жылы Джеймс Марш ойлап тапқан тербелісті электр сымы. Ол электромагниттің екі полюсі арасында ілген, сынап ваннасына енетін сым маятник құрылымынан тұрды. Сым арқылы ток өткен кезде, магнит күші сымды қабырғасынан иіліп, сынаптан шығарады, бұл магнитке токты үзеді, соның салдарынан сым кері түседі. Қазіргі заманғы электр қоңырау механизмінің бастауы индукциялық катушкалардағы біріншілік токты үзуге арналған дірілдейтін "контактіні үзуші" немесе үзіліс механизмдерінде жатыр. Дірілдейтін "шеге" үзілістерін Иоганн Филипп Вагнер (1839) және Кристиан Эрнст Нефф (1847) ойлап тапты, ал Фромент (1847) оны гулді қоңырауға айналдырды. Джон Миранд шамамен 1850 жылы телеграф дыбыс шығару құралы ретінде қолдану үшін стандартты электр қоңырауын жасау үшін соққыш және гонг қосты. Сол шамада Siemens және Halske, сондай-ақ Lippens басқа түрлерін де ойлап тапты. 1860 жылдар шамасында телефондарда қолданылатын поляризацияланған (тұрақты магнитті) қоңыраудың бастауы Вернер Сименс шамамен 1850 жылы жасаған поляризацияланған реле мен телеграфтан бастау алды.
The interrupter bell evolved from various oscillating electromechanical mechanisms which were devised following the invention of the electromagnet by William Sturgeon in 1823. One of the first was the oscillating electric wire invented by James Marsh in 1824. This consisted of a wire pendulum dipping into a mercury trough, suspended between the poles of an electromagnet. When current was passed through the wire, the force of the magnet made the wire swing sideways, out of the mercury, which broke the current to the magnet, so the wire fell back. The modern electric bell mechanism had its origin in vibrating "contact breaker" or interrupter mechanisms devised to break the primary current in induction coils. Vibrating "hammer" interrupters were invented by Johann Philipp Wagner (1839) and Christian Ernst Neeff (1847), and was developed into a buzzer by Froment (1847). John Mirand around 1850 added a clapper and gong to make the standard electric bell for use as a telegraph sounder. Other types were invented around that time by Siemens and Halske and by Lippens. The polarized (permanent magnet) bell used in telephones, which appeared about 1860, had its beginning in the polarized relay and telegraph developed by Werner Siemens around 1850.