Эксперименты с катушками и переменным током

В исследовательской деятельности есть разные занятия и потому нужны разные люди. Некоторых в шутку называют «чугунная задница». Такой человек особо придумать ничего не может, зато может трудолюбиво провести сто экспериментов и получить какие-то сто цифр полезной информации. Объяснение, почему цифры такие, придумает кто-то другой. Но получение этих цифр – тоже очень важная работа.
Пришлось немножко поработать «чугунной задницей», чтобы просто узнать, как это все работает.
Провод, намотанный на ферритовый сердечник:

Картон  и толстый провод – чтобы это все пореже отрывалось. Не знаю, как додумались до катушки с проводом. Но тот, кто додумался, получил электромагнит. А про передачу электричества по воздуху явно узнали, когда при включении одного электромагнита начали дёргаться соседние.
Катушек для экспериментов у меня несколько:

От того, сколько провода намотано, зависит качество называемое «индуктивность». У меня есть даже прибор, который измеряет индуктивность катушки. Но пусть пока я это все не знаю, и катушки у меня делятся на тонкие и толстые. Ещё я знаю, что на одни намотала мало провода, а на другие много.
Знаю и то, что для передачи электричества катушки должны быть параллельны. Если так положить, ничего не будет:

Для измерения у меня есть самый маленький (потому чувствительный) пьезоизлучатель и строительный угол:


Пищалка (т.е генератор звуковой частоты в Гц) у меня сделана на микросхеме NE555:
https://akostina76.ucoz.ru/blog/2022-02-05-7457
…просто потому что на К561 не отправлялся радиосигнал (а пищалка от радиопередатчика).  Короче, там и там переменный звук, но этот звук лучше.
Измеряла я расстояние, на котором что-то слышно, при передаче с катушки на катушку:

Результаты такие:

Т.е с маленькой катушки (13 uH) на такую же вообще ничего не передаются. Т.е если кто-то бодро будет рассказывать, что три витка выловят что угодно, стоит усомниться.
Дальше всего получается при передаче с большой катушки на чуть меньшую (с 480 на 210). Интересно, что в обратную сторону меньше, хотя понятно, какая у меня точность изменений. С 13 uH что-то ловится только на самую большую катушку в случае, если они прижаты друг к другу.
Маленькая катушка (13 uH) у меня не просто так. Мне нужна рация с частотой 25 МГц. Такая катушка позволят выбрать такую частоту, потому мне интересно, можно ли её воткнуть в цепочку. Я цепляю последовательно 13 uH, а потом 480 uH, хвост который уже присоединяю к земле (минусу). Убеждаюсь, что передача сигнала сохраняется. Хорошо.
Но сразу интересно, нельзя ли с помощью подручных средств увеличить сигнал, т.е громкость звука. Подручные средства тут состоят из резисторов и конденсаторов. Под рукой оказывается конденсатор 4.7 uF, я втыкаю его параллельно антенне и пьезоизлучателю:

… и получаю лишние 2 см дальности. Сложная конструкция там из-за ключа, включающего и выключающего ветку чтобы сравнивать результат. Из чего вывод: результат можно улучшить, есть, над чем работать. А если подключить 100 или 200 uF результат будет хуже. Так что, со случайным конденсатором повезло.
Пора переходить к переменному току с частотой радиосигнала. Передатчик и приемник выглядят так:

Рисовать пока не буду. Во-первых, не доделано. Во-вторых, теоретическая схема уже дана. Там звуковой сигнал попускается через резонатор нужной частоты, усиливается последовательным каскадом транзисторов и потом выводится на антенну.
Чтобы узнать, как на самом деле, нужен осциллограф. По расчёту на выходе будет переменный ток с частотой, меньше чем у резонатора. Чтобы получить нужную частоту перед антенной стоит фильтр – колебательный контур на 25 МГц. Это последовательно соединенные катушка 13 uH и конденсатор 3.3 pF. А уже потом все это выводится на большую катушку (480 uH).
Было бы замечательно, если бы что-то можно было выловить на катушку хотя бы рядом. Но, увы. Сигнал, пойманный катушкой можно услышать, только пропустив его через кучу усилителей уже на приёмнике.
Схемы всех усилителей одинаковые. Они тут:
https://akostina76.ucoz.ru/blog/2024-09-26-8959

Только очень важно изменение: на базе транзистора должны быть 300 кОм, а не 120. В расчёте одно, реальный транзистор работает иначе. Соединяющий конденсатор у меня 1 nF.
После кучи транзисторов можно убрать из сигнала радиоволну (парой диодов и конденсатором) и вытащить результат на вольтметр:

Вольтметр у меня немножко больной, но всяко лучше, чем ориентироваться по слуху.
Подробно схема описывалась тут:
https://akostina76.ucoz.ru/blog/2024-01-26-8556

… потому коротко важные дополнения:
1] Конденсатор C2=4.7 uF надо отключить от передатчика. Расчетный передатчик не работает без него, реальный не работает с ним.
2] Звуковая частота не нужна. Все вполне гудит (а знает возникают колебания) если просто отправлять на резонатор 5 вольт с батарейки). Там есть колебания. Не было бы – ничего не передавалось бы на другую катушку.
3] Если ничего не передавать, а просто включить передатчик рядом с приёмником на вольтметре измениться значение.  Может, помехи. Пока надо измерять значения на приёмнике если передатчик выключен, если включен и если включена передача. Это три разные цифры.
Кроме того у меня есть недавний положительный опыт с улучшением звука при подключении конденсатора параллельно катушке и вот эта схема приёмника:

… в которой хвост антенны цепляется не к земле (минусу) напрямую, а к батарейке через очень большое сопротивление и к земле через конденсатор. Могу только догадываться, что там происходит. Катушка что-то поймала. Видимо нужно, чтобы колебания могли где-то колебаться. Могу подключить такой вариант и сравнить результаты.
Получилось так:

Что там происходит, я не знаю. Цифры вольтметра, рассчитанного по постоянный ток, постоянно прыгают. Но хорошо слышно будет, если сильно отличаются цифры при передаче сигнала и его отсутствии. Судя по этим цифрам, комбинация резистора и конденсатора улучшает ситуацию. Дальше все измерялось уже с ними.
Вначале к приёмнику у меня была подключена только антенна. Но таких приёмников не бывает. Приёмник должен ловить только нужную частоту. Для этого на входе должен стоять фильтр. Фильтр возникает, если параллельно катушке прицепить конденсатор. Поскольку у меня катушка очень большая, конденсатор должен быть маленький. Два коротких провода с двух сторон тоже имеют индуктивность. Следующие эксперименты были с подключением разных конденсаторов параллельно антенне (210 uF). Результаты такие:

Есть формула резонансной частоты контура. Для такой большой катушки параллельно нужен очень маленький конденсатор. Два маленький провода это примерно такое. Получилось что «хвосты» чуть улучшили результат (т.е отличие при передаче сигнала и её отсутствии). А с ростом ёмкости конденсатора началось ухудшение (по теории должно быть именно так).

Выводов из всего этого пока два. Нужна ещё одна беспечная плата (на маленькой все не помещается). Пайка лучше (меньше проблем с контактами).
В приемнике у меня поместился только усилитель высокой частоты. После него должен быть ещё усилитель низкой (голосовой) частоты. Но он у меня не поместился.
Что касается результата, который пока получен, то он тоже должен быть в цифрах. Я сделала усилитель высокой частоты. Если антенны приемника и передатчика прижаты друг к другу, от отклонение показаний вольтметра при передаче 2 вольта. Вопрос: чего мне надо на расстоянии?  Пусть мне надо чтобы осталось 30% этого результата. Это остаются на расстоянии 8 см. Вот так все грустно…