用收音机作几个物理实验

用收音机不但可以收听广播，而且对实验设备欠缺的学校，也可以作为物理实验的教具和仪器。我经过多次的试验，用晶体管收音机，再配合少量的元器件，组成简单的电路，就能作几个物理实验。现在把用收音机作的几个物理实验分别予以介绍。

演示电路见图1。图中B为220伏～6伏交流降压变压器，D\(_{1}\)～D4为整流电流在200毫安以上、反向耐压大于10伏的整流二极管，L为低频扼流圈，电感量在5亨以上，C\(_{1}\)～C3为电解电容，容量为50～100μF、耐压大于10伏，开关K\(_{1}\)～K6为单刀单掷开关（如没有，也可以用手接线代替）。

演示时，将一台晶体管收音机的收音部分断开（就是把检波级输出端与音量控制电位器相接处断开）。取出收音机中的干电池，把收音机的电源线按照电源极性接到图1的A、B端。闭合开关K3，其余的开关都断开。这时由于D\(_{1}\)、D3作半波整流，产生的是脉动电流，所以听到扬声器中有“嗡嗡”交流声；闭合K\(_{1}\)、K2，使D\(_{1}\)～D4组成全波整流，扬声器中的交流声比半波整流的小些；然后断开K\(_{3}\)，加上扼流圈，则交流声小多了；再逐步闭合K4、K\(_{5}\)、K6，加上滤波电容，与L组成滤波器，则交流声逐步减小，说明了滤波器的作用。

用一台中波段收音机，打开后盖。演示时，让学生看清楚磁性天线在机内的位置，然后选一个本省广播电台收听，当磁棒正对着电磁波传来方向时，声音最低；然后把收音机转过90°，这时声音最响，参见图2。这就说明，收音机磁性天线上的感应电压主要是由变化的磁场产生的。当磁棒置于“a”位时，磁棒上的线圈平面与磁场平行，感应电压小，声音也小；当磁棒置于“b”位时，穿过线圈的磁力线最多，感应电压最大，声音也最大。

将音频信号源、已知电阻R、未知电阻R\(_{X}\)和滑线电阻器W组成电桥电路，见图3。把收音机的收音部分断开，将图3中的A、B两点接在收音部分的输入端，用收音机的低放部分来代替灵敏电流计。当电阻器的滑动触头停在某一位置时，由于A、B两点电势不相等，存在电势差，则从扬声器中能听出音频叫声来；当触头左右移动到某一位置时，从扬声器中听不到音频叫声了，说明A、B两点电势相等。根据电桥平衡条件，可以求出RX=R\(_{2}\)／R1·R。

作这个实验时，已知电阻R值要准确．同时音量尽量开小，测得的R\(_{X}\)值才接近真实值。如无音频信号源可用2伏的交流电来代替，通过听有无交流嗡声调电桥平衡。

将晶体管收音机检波输出与低音部分断开。取长1米左右的一段金属隔离线，将心线一端与音量控制输入端连接，把金属网套线串一个开关与收音机的地线连接，然后将金属隔离线另一端的一段线平行地放置在通有交流电流的导线旁边。断开开关，由于感应，扬声器中发出“嗡嗡”的交流声；如果闭合开关，让金属网线与地线连接，扬声器中就没有“嗡嗡”的交流声了。这说明接地的金属网套线起着电场屏蔽的作用。

用一个可拆变压器（有220伏、6伏接线柱），将高压线圈取下来，把低压线圈套在闭合的铁心上，并给低压线圈接上6伏的交流电源。取下的高压线圈放在一块铁皮上。两端分别接到收音机低放管（或前置低放管）的基极和地线上，在高压线圈中放一短节磁棒以增加磁性。改变高压、低压线圈的相对位置，使收音机扬声器中发出较响的“嗡嗡”交流声，说明有漏磁影响；然后用一铝盆或铝饭盒把高压线圈全部罩严，扬声器中的交流声应有所降低，说明非铁磁性金属罩所产生的涡流能抵消一部分杂散磁场对电感性元件的影响；最后用铁皮盆子（或铁皮坯心的搪瓷缸子）把高压线圈罩严，扬声器中的交流声则应消失，说明铁磁性物质能起屏蔽磁场的作用。

先接通收音机电源，并调到无电台广播处，然后将它靠近亮着的日光灯管，则从扬声器中听到一片“嘶嘶”的杂声，这是日光灯杂散电磁场对收音机干扰而造成的。然后用一铁丝网罩把收音机罩起来，就听不到“嘶嘶”声了；也可以将日光灯用铁丝网罩起来并接地，收音机里也没有嘶嘶声。这样可以反复试几次，让学生加深印象，并向学生说明，要使网罩内电磁场不影响罩外设备，必须将铁丝网罩接地，才能更好地起到电磁场屏蔽的作用。

无线电遥控设备必须有发射机和接收机，我用两台收音机分别改为发射机和接收机。

1．发射机的改制：找一台中波段晶体管收音机，把磁性天线线圈的次级两端用导线短接以便把输入信号短路。再把振荡线圈与第一中频变压器相连的一端直接接到电源负极（或正极），在变频管的集电极焊接一根长1米的导线作发射天线用。这样就可以用收音机本振电路产生的等幅无线电波作发射信号。

2．接收机的改制；先将收音机的输出变压器的初级线圈中心抽头与电源线断开，另用一只硅低频大功率管、一只灵敏继电器连接成如图4的电路，其余部分不动。从图中可以看出，当无输入信号时，由于推挽管的集电极电流很小，所以新加上的大功率管的集电极电流也很小，继电器不吸动；当有了输入信号时，大功率管的集电极电流增大，使继电器吸合，它的触点就可以控制被控电路的通断。调试时接通接收机电源，将音量电位器调至音量最大，调谐旋钮调到无电台广播处，调整W使继电器处于临界吸合状态。再旋动调谐旋钮选一个广播电台收听，此时继电器应吸合；无电台时继电器应释放，说明接收机部分工作正常。

演示时，把接收机调谐旋钮旋在1000KHz左右无电台广播处，发射机离接收机约半米远。开启两机电源，旋动发射机的调谐旋钮，当旋到某一位置的，接收机扬声器中发出鸣声，继电器吸动，被控电路接通。当发射机不工作时，接收机中的继电器不吸动。通过演示向学生们说明天线电遥控的原理。

如果没有继电器，可以用一个6伏小灯泡串在新加的大功率管的集电极上，通过小灯泡的亮、不亮，说明遥控的作用。

应注意的是，这样改制的遥控设备抗干扰性能差，实验时应当注意。

1．热敏特性：将一个金属外壳的晶体三极管串接在晶体管收音机输出变压器的中心抽头上，见图5。然后找一个温度计，并用铜皮把这个晶体管外壳和温度计包在一起。接通收音机电源，将音量开至最大。先将这个外加晶体管的发射极、集电极之间用一导线短接，并调到能收一个广播电台处；去掉短路线，这时就听不到广播电台的广播了。然后把盛有热水（约80℃）的水袋靠近晶体管外壳，从温度计上看出，晶体管的温度逐渐升高，这时收音机中又能听到广播电台的声音了。若把热水袋拿走，则发现随着温度的降低，收音机的声音越来越小，直至消失。这个实验可以反复作几次，让学生明白半导体的导电性能是随温度的升高而增强、随温度的降低而减弱的。

2．光敏特性的演示：找一只玻璃外壳的晶体管（最好是3AX81、3AX71、3AG71等），刮去外壳上的黑漆，接法与图5相同。接通收音机电源，扬声器中无声，然后用一束光照到玻璃壳上，扬声器中就突然有声了，若遮住光又无声。这样反复实验几次，让学生了解半导体有光敏特性。

1．基极电流I\(_{b}\)对集电极电流Ic的控制作用的演示：将收音机调谐在无电台广播处，音量开到最小，相当于无信号输入。在低放管的集电极串接一块毫安表，用以观察集电极电流I\(_{c}\)；把低放管的上偏流电阻断开，用一个10KΩ的固定电阻和一个50KΩ的电位器串联后代替，在基极电路串一个微安表以便观察基极电流Ib，见图6。

接通收音机电源，调节图6中的W，可以观察到：基极电流增加或减少几百微安时，集电极电流就增加或减小几毫安（工作在线性区），说明I\(_{b}\)对Ic的控制作用。

2．放大作用的演示：用一只舌簧扬声器或压电扬声器作话筒，通过导线把它接在收音机的喇叭两端，用手敲话筒，让学生走近喇叭听，只能听到微弱的敲击声，说明话筒产生的信号电流很弱；然后将这个话筒改接在收音机的音量控制电位器两端，仍用收音机喇叭放音，同样地敲击话筒，就能在几米远的地方听到敲击声。这是由于收音机里的放大器有放大作用，所以把话筒产生的微弱信号放大了。通过这个实验可以向学生讲明放大器的放大作用。

3．偏流电阻作用的演示；

将收音机调谐到某一广播电台，音量控制电位器位置不变，取下低放管的偏置电阻，用一只2K固定电阻和一只10K电位器串联后代替，在基极串一块微安表。然后逐渐地把10K电位器的阻值旋小，听广播电台的音量变化，当阻值减小到一定程度后再减小时，集电极电流也不再增加了，这时扬声器中发出的声音模糊不清。说明晶体管已饱和，引起失真。把2K电阻、10K电位器换成50K的电阻和200K的电位器。将电位器阻值旋大，基极电流减小，集电极电流也减小，当阻值旋大到一定程度时，基极电流为0，而集电极电流却不再减小到0（有穿透电流）。随着阻值的增大，声音也模糊不清，说明管子工作在截止区。通过调整编流电阻，使学生明白晶体管放大器工作在线性放大区时，应有合适的工作电流才行，否则就会产生失真。

从收音机还可以作一些其它的实验：这里就不一一介绍了。（贾永丰）