ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ТЕЛЕФОН Советский патент 1930 года по МПК H04R11/06 

В обычных электромагнитных телефонах на полюсах постоянного магнита насаживаются из мягкого железа, или из листового трансформаторного, наконечники, являющиеся сердечниками телефонных обмоток (катушек). Эти обмотки и создают переменную магнито-движущую силу, соответствующую поступающим в телефон токам звуковой частоты. Постоянный магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом, замыкается через сердечники катушек, воздух и мембрану или якорек. Переменный поток, создаваемый ампервитками телефона (имеющий в среднем частоту порядка тысячи и даже более в секунду) не будет уже замыкаться указанным путем, вследствие явлений гистерезиса в стальном магните и токов Фуко в нем, оказывающих демпфирующее влияние на переменный поток. Переменный поток катушек, создающий переменную индукцию на полюсах сердечников катушек и определяющий величину механических переменных усилий между сердечниками и мембраной будет, главным образом, замыкаться непосредственно через воздух между ножками сердечников катушек. Благодаря большому (относительно) сот противлению магнитной цепи для переменного потока, данные ампервитки катушек создадут, соответственно, небольшую переменную индукцию на полюсах сердечников нормального телефона, и, следовательно, механическое переменное воздействие на мембрану будет, соответственно, не велико. Предлагаемое изобретение имеет целью устранить этот недостаток.

Фиг. 1 изображает продольный разрез предлагаемого телефона в качестве репродуктора; фиг. 2 - продольный разрез на ушного телефона; фиг. 3 - распределение магнитного потока в магнитной системе с одним ярмом; фиг. 3′ - то же, в магнитной системе с двумя ярмами; фиг. 4 - разрез по а-с на фиг. 5; фиг. 5 и 6 - разрез по а-b на фиг. 5; фиг. 7, 8 и 9 - разрез по m-n; фиг. 8 - деталь телефона,

Магнитная цепь 2, 1, 3 (фиг. 3), замыкается последовательно через два весьма Небольших воздушных промежутка между ветвями а и b и якорьком 2. Магнитный поток постоянного магнита замыкается (как указано на фиг. 3 пунктиром), разветвляясь в ярме 3 на две параллельных ветви. В самом общем случае, предусматривающем неравенство между железных пространств между якорьком и полюсами ветвей а и b, якорек под влиянием только постоянного магнитного потока, создаваемого магнитом 1, будет слегка притянут в одну сторону, т.-е. в сторону с меньшим междужелезным пространством и, следовательно, к полюсу с большей индукцией. Так как якорек упруго связан с магнитом, то равновесие наступит тогда, когда силы притяжения уравновесятся силами упругой реакции якорька в некотором положении. Всякому изменению потока в ветвях будет соответствовать новое положение равновесия якорька. Как только ток пройдет по наложенной на ярмо 3 катушке 4, симметрия постоянного потока в ветвях ярма нарушится; например, в то время, как в верхней ветви а поток от постоянного магнита и катушки сложатся в нижней b из потока и магнита, поток создаваемый катушкой будет вычитаться, т.-е. на полюсах ветвей а и b, в результате, будет иметь место следующее распределение индукций В.

В ветви а…В_а=.В пост. пот. + В катушки

В ветви b…B_b=В пост. пот. - В катушки

Вследствие неравенства индукций, якорек притянется в сторону большей, т.-е. в данном случае вверх. При изменении направления тока в катушке, явление повторится, но так, что большая индукция будет внизу. При изменении величины тока и постоянном направлении его, разность индукций в ветвях будет, соответственно, меняться, что повлечет за. собой колебания якорька. Величина результирующей силы, воздействующей на якорек в начальный момент при среднем положения якорька будет пропорциональна индукции, создаваемой от постоянного потока в ветвях и индукции от переменного потока В_яр. При возникновении колебания и, следовательно, при отклонении якорька от среднего положения, индукция от постоянного потока, до сего времени одинаковая в обеих ветвях, вследствие одинаковой проводимости этих ветвей, начнет возрастать вследствие уменьшения общего магнитного сопротивления цепи в ветви, к которой в данный момент будет приближаться якорек.

В предлагаемом телефоне переменный магнитный поток обусловленный током звуковой частоты и создаваемый катушкой, замыкается по предназначенному для него пути: по ярму 3, междужелезному пространству и по толщине якоря 2, что дает возможность, при соответствующем устройстве ярма и якоря, привести к минимуму потеря от гистерезиса и токов Фуко, а вместе с этим и искажения передачи. Кроме того, при одних и тех же ампервитках катушки, индукция в ярме от переменного потока будет больше, чем в наконечниках других телефонов, вследствие малого магнитного сопротивления цепи, так как переменный поток замыкается через весьма небольшие воздушные прослойки. Для частного случая работы телефонной трубки репродуктора в анодной цепи, можно при значительно меньшем омическом сопротивлении обмотки получить наивыгоднейшее кажущееся сопротивление для работы телефона.

Действие телефона по фиг. 3′ существенно не отличается от только-что описанного. В данном случае к каждому из полюсов постоянного магнита прикреплено по ярму 3 с надетыми на них катушками. Якорек 2 может быть выполнен из немагнитного материала, за исключением небольшой части, лежащей между полюсами ярма. Эта часть и будет в зависимости от направления тока в катушках 4, 4 притягиваться вверх или вниз сразу обоими полюсами постоянного магнита.

В виде конкретного случая осуществления магнитной цепи по первому варианту приведены на фиг. 1 и 2 конструкции телефона: 1) в применении к громкому говорению в форме репродуктора; 2) как наушная трубка.

Репродуктор имеет следующие составные части: 1 - постоянный магнит, 2 - якорь, 3 - ярмо, 4 - катушки, 5 - металлическую дужку соединяющую якорь с звучащим конусом, 6 - пластинчатую пружину соединяющую якорь с полюсом магнита. Прорезы в якоре сделаны слегка на конус, что позволяет осуществить регулировку зазоров с помощью ползунка 7, приводимого в поступательное движение рычагом 9. Ползун плотно прижимается к магниту винтом с пружинной шайбой 8. Более детально конструкция дана на фиг. 4, 5 и 6. Регулировку центрального положения якоря можно осуществить поступательным перемещением магнита и, соединенного с ним жестко, ярма в пазах обоймы 11 относительно якоря, связанного дужкой 5 с неподвижным конусом репродуктора. Это передвижение может быть осуществлено или с помощью рычага 10, сочлененного с магнитом, как указано схематически на фиг. 7, или же с помощью регулировочного винта Вн, ввинчивающегося в тело магнита и проточкой своего конца входящего в планку Пл, неподвижно связанную с обоймой, как указано на фиг. 8 и 9 (13 - полосы для укрепления ярма к магниту; 14 - лапы удерживающие звучащий конус 16).

Телефон в виде наушной трубки изображен на фиг. 2; принципиально он ничем не отличается от только-что описанного. К одному из полюсов кольцеобразного магнита 1 крепится ярмо 3, с надетой на него катушкой 4; в прорезе ярма находится якорь 2, упруго связанный с другим полюсом магнита. С другой стороны якорь жестко связан со слегка конической мембраной - металлической или целлюлоидной, опирающейся краями на войлочные кольца, уложенные в эбонитовом кольце 11 и крышке 8 телефона. Весь телефон заключен в кожух 12 и зажат гайкой. Винт 10 служит для регулировки положения якоря, при чем предположено, что пружина 6 всегда отводит якорь в сторону винта. Клеммы концов обмоток как в телефоне наушном, так и в репродукторе на чертеже не указаны.

1. Электромагнитный телефон с разветвленным ярмом, характеризующийся применением магнитной цепи, состоящей из постоянного магнита 1 и прикрепленных к нему одного или двух симметричных ярем 3, на ветви которых наложены телефонные катушки 4, а между ветвями расположен укрепленный на упругой пластинке 6 якорь 2, соединенный посредством дужки или стержня с упруго закрепленной конической мембраной, ось коей перпендикулярна оси якоря.

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 телефона, отличающаяся применением, для регулировки положения якоря 2, перемещаемого рычагом 9 ползуна 7, скрепленного с пластинкой 6, а также рычага 10, служащего для перемещения магнита и ярма в пазах обоймы 11.

3. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 телефона, отличающееся тем, что рычаг 10 заменен винтом Вн, ввинчивающимся в тело магнита и входящим проточкой своего конца в планку , неподвижно соединенную с обоймой (фиг. 8 и 9).