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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.