Dnes je úplně normální, že radiopřijímače napájíme podle potřeby jak z baterií tak i ze sítě 230V~. Máme k tomu nepřeberné prostředky a navíc radiopřijímače jsou, ve srovnání s jinou technikou, velmi úsporná zařízení. Dříve tomu tak ale nebylo a cesty vývoje musely kličkovat mezi chtěným a možným. Často velmi dobrodružně a na hranici technických možností. Pojďte se mnou, alespoň na chvíli, vydat se po cestě tehdejšího vývoje. Myslím, že je to téma, které tak trochu minul zájem technických historiků, ale přitom je velmi zajímavé...
Baterie A, B, C,
Úplně první radiopřijímače byly bezezbytku bateriové. Použít baterie byla jediná možnost. Důvodů bylo několik - předně ten, že mnoho míst v té době ještě vůbec nebylo elektrifikováno a baterie byl vlastně jediný stabilní zdroj elektřiny. Druhý důvod byl, že první elektronky byly přímožhavené. Žhavit je střídavým proudem z transformátoru nebylo možné, protože do výsledného zvuku by se dostávala neúměrně silná složka střídavého brumu, která znemožňovala poslech. Žhavit citlivé přímožhavené přijímací elektronky nebylo možné ani ze stejnosměrného dynama, protože uhlíky dynama vytvážely rušení a poslech na tehdejších primitivních přijímačích by byl opět nemožný.
Dnes jsme zvyklí, že pokud přijímač napájíme z baterií, jedná se o jednu baterii - přesněji o jeden zdroj napětí (složený např ze čtyř článků 1,5V AA). První přijímače však vyžadovaly samostatné baterie nejméně dvě, ale většinou tři.
Schéma zapojení dvoulampového radiopřijímače napájeného žhavícím akumulátorem, anodovou a mřížkovou baterií:
Žhavící akumulátor
Žhavící akumulátor býval ve schématech té doby označovaný jako „baterie A” a sloužil k rozžhavení katodových vláken elektronky na emisní teplotu. Ta byla v wolframových vláken od 1800°C do 2200°C. Teplota se odhadovala podle oka a barvy svitu vlákna. Když byla nízká přijímač hrál slabě a málo. Když byla teplota vysoká, hrálo to lépe, ale životnost se rychle zkracovala nebo se vlákno úplně přepálilo.
V té době se při kusové výrobě nedařilo vyrábět elektronky stejných parametrů. Každá elektronka vyžadovala individuální přístup. Aby šla teplota vláken přesně nastavit, byl v sérii s každým žhavícím vláknem zapojený malý drátový reostat, kterým se žhavení každé jednotlivé lampy nastavovalo zvlášť.
Některé reostaty bývaly otočné, ale často se používal typ, který se podobal vypínači „tahem zapni - stiskem vypni”. Z přijímače poblíž každé elektronky vyčníval kolíček s kuličkou, za který když se zatáhlo, připojilo se vlákno ke žhavícímu akmulátoru přes nějvětší odpor reostatu (konkrétně u typu na obrázku to bylo 22 ohmů) a při dalším postupném povytahování se keramický váleček nad stojícím kontaktem posouval, odbor navinutého drátku se snižoval a žhavení se tak přidávalo. Pro vypnutí přijímače stačilo kolíček s kuličkou zatlačit zpět a keramický váleček se posunul tak, že kontakt zůstal ležet už mimo navinutý odporový drát a tím se obvod rozpojil. Jednoduché, spolehlivé, elegantní... Matice pod kuličkou sloužila k upevnění celého reostatu do čelního panelu přístroje (rozměry byly stejné jako měla standardní zdířka pro banánek), matičky dole sloužily k připojení vodičů (v té době se propojovalo častěji šroubováním, nerozebíratelně cínem se pájelo jen ve zvlášť odůvodněných případech).
Akumulátor byl olověný, plněný kyselinou (stejně jako akumulátory pro automobily). Většinou měl tři články a celkově dával 6 voltů. Vlákna vyžadovala napětí okolo 4 voltů a právě ten rozdíl 2 voltů připadal na žhavící reostat. Jak se během poslechu akumulátor vybíjel (z 6,4V na 5,5V), tak se jas žhavících vláken reostatem postupně dorovnával, aby výkon elektronek zůstával po celou dobu stejný.
Anodová baterie
Anodová baterie bývala ve schématech té doby označovaná jako baterie B a sloužila k napájení anodových obvodů. Byla to právě energie z ní, která umožňovala funkci přijímače jako takového a byla to ona, která napájela i sluchátko či reproduktor co vydával slyšitelný zvuk. Protože vákuové elektronky mají vysoký vnitřní odpor, vyžadují na anodě značně vysoké napětí. U přijímačů té doby se používalo anodové napětí od 45 do 150 voltů. Získat takové napětí sériovým řazením obyčejných suchých galvanických článků znamenalo použít 30 až 100 článků 1,5V pro malé ruční svítilny nebo 10 až 33 kusů plochých baterií o napětí 4,5V. Na uložení těchto baterií se používaly speciální skříňky s pružnými kontakty. Později výrobci baterií (u nás např. firma Pála Slaný) prodávali anodové baterie jako monoblok. Odběr z anodové baterie byl v řádu jednotek miliampérů a anodová baterie při střídmém poslechu vydržela průměrně jeden rok. Průmyslově vyráběné kompaktní anodové baterie se prodávaly velmi dlouhou dobu - od počátku třicátých let zhruba do konce sedumdesátých let minulého století. Daly se sehnat v lepších elektroprodejnách v krajských městech. (Baterie 120V= za 45,-Kčs byla pořádně těžká, vláčet ji v kabeli pěšky po Brně na nádraží a pak vlakem na několik přestupů až do Boskovic, to se nedá zapomenout...)
Skříňka na 12ks plochých baterií 4,5V tvořící anodovou baterii o napětí 54V a továrně vyráběná anodová baterie 90V:
Aby výše zmíněná anodová baterie vydržela co nejdéle, bylo zapotřebí, aby koncový stupeň přijímače měl dobře nastavený pracovní bod a to díky mřížkovému předpětí. K tomu sloužila třetí baterie...
Mřížková baterie
Mřížková baterie bývala ve schématech té doby označovaná jako baterie C. Byla to baterie o několika článcích a napětí z každého článku bylo vyvedeno na zdířku, takže se dala vybrat různá napětí (4,5 či 6 nebo 7,5 voltu), podle toho, jaké napětí předepisoval výrobce pro konkrétní elektronku. Baterie bývala malá, ale z co nejkvalitnějších článků. Musela totiž vydržet velmi dlouho - neodebíral se z ní žádný proud, ale sloužila pro udržování napěťového potenciálu mřížky nízkofrekvenčního stupně. Na vysvětlenou: Na audionovém detektoru (prvním stupni přijímače) se mřížkové předpětí vytvářelo samočinně detekcí vysokofrekvenční složky signálu - takže přijímač konstruovaný jako jednolampovka, ani audionový stupeň vícelampového přijímače žádnou mřížkovou baterii nepotřeboval. Jakmile se však v přijímači vyskytoval nějaký stupeň sloužící jako nízkofrekvenční zesilovač, bylo zapotřebí mřížce jeho triody příslušné předpětí poskytnout (aby zesilovač pracoval uprostřed přenosové charakteristiky). Když by trioda mřížkové předpětí neměla, pracovala by příliš otevřená, zkreslovala by a navíc by spotřeba proudu z anodové baterie několikanásobně vzrostla, což by provozovatele stálo nemalé peníze - nejen za opotřebenou elektronku, ale především kvůli častějnímu vyměňování drahé anodové baterie.
Mřížková baterie (téměř ve skutečné velikosti):
Bohužel se na mřížkovou baterii při provozu často zapomínalo. Baterie se vybila, vytekla a bez ní hrál přijímač špatně. Proto se v pozdější době výrobci radipřijímačů dohodli s výrobci baterií a našli způsob jak získávat mřížkové předpětí z několika článků, které byly přímo součástí anodové baterie (a vyměňovali se společně s ní). Tím bylo vyloučeno, že by se baterie C vybila dříve.
Schéma zapojení dvoulampovky napájené žhavícím akumulátorem a anodovou baterií s vyvedenou odbočkou pro mřížkové předpětí:
Schéma zobrazuje radiopřijímač zhruba o deset let modernější než přijímač předchozí. Aby se získalo záporné předpětí, je kostra (a tedy i katody elektronek) připojená nikoli na mínus anodové baterie, ale na odbočku a vlastní mínuspól baterie napájí přes odpor mřížku. Konečné napětí na anodách (měřeno vůči katodám) je sice o oněch 4,5 voltu nižší, ale rozdíl nebyl pro funkci rádia podstatný a spolehlivost tohoto uspořádání byla výrazně vyšší. Nákladný vazební transformátor nahradilo několik součástek tvořící tzv. odporovou vazbu mezi stupni a změnily se i cívky. Nebylo už zapotřebí experimentovat a náhodně hledat stanice. Došlo totiž k mezinárodním dohodám a ustanovení rozsahu středních a dlouhých vln. Komplikovaný přiklápěcí stojan s výměnnými voštinovými cívkami proto nahradila napevno zabudovaná sdružená cívka a řízení zpětné vazby bylo vyřešeno elegantně pomocí druhého lacího kondenzátoru. To přispělo nejen k jednodužšímu ovládání, ale i k určité miniaturizaci přístroje a jeho kompaktnějšímu vzhledu. Protože se v té době už začaly používat elektronky s katodou pokrytou oxidy alkalických kovů, vystačilo se u bateriových přístrojů s nižším žhavícím napětím. Katodě s oxidy vápníku a bárya stačila pro funkci mnohem nižší teplota (jen 800°C), přepálení vlákna nehrozilo - žhavící napětí už nebylo zapotřebí přesně regulovat, reostat už nebyl potřeba, osadil se prostý vypínač. Když se přerušilo žhavení a elektronky vychladly, přestal se odebírat i proud z anodové baterie. Proto anodová baterie (v tomto konkrétním zapojení, kde jsou okruhy podle schématu jasně barevně oddělené) nepotřebovala žádný další vypínač.
Síťový eliminátor Anodon
Protože anodová baterie byla velmi drahá, snažili se tehdejší uživatelé najít levnější způsob a žádali to po výrobcích radiotechnických přístrojů. Začal se prodávat síťový zdroj, či jak se tehdy říkalo „síťový eliminátor.”
Českoslovenští rozhlasoví posluchači si mohli koupit třeba přístroj od firmy Křižík nazvaný Anodon.
Byla to dřevěná skříňka, obsahující síťový transformátor, z poloviny vyčnívající elektronku - dvojitou přímožhavenou diodu, sadu krabicových kondenzátorů, velkou tlumivku a několik dalších drobných součástek.
Anodon se připojoval do tzv. světelné sítě (220V~) pomocí žehličkové šňůry. V domácnostech, kde neměli zásuvku (což bylo v té době docela běžné) se k připojení musela navíc použít ještě tzv. zlodějka. Byla to bakelitová nebo porcelánová redukce. Z lustru ve světnici se vyšroubovala žárovka a místo ní se zašroubovala zlodějka. Na zlodějce byla objímka, kam se zpátky zašroubovala lustrová žárovka, ale současně byly na zlodějce ještě dvě zdířky, kam se zastrčila vidlice nějakého elektrického spotřebiče (například žehličky nebo třeba právě Anodonu).
Anodon byl v principu dvoucestný usměrňovač s filtrem, který dodával kvalitně vyhlazený stejnosměrný proud o napětí lehce nad 100V pro nízkofrekvenční stupeň radiopřijímače a pak ještě nižší, regulovatelné napětí, pro stupeň detekční.
Tehdejší kondenzátory měly jen malou kapacitu (řádu jednotek mikrofaradů) a tak filtraci musela zabezpečit tlumivka s obrovskou indukčností a tím pádem i se značnou hmotností. Rozměrově byla stejně velká, jako síťový transformátor. Anodon měl v záporné větvi odporový dělič odkud se odebírala malá záporná napětí a nahradil tak i mřížkovou baterii C.
Zatím co vyřešit napájení anodových obvodů ze sítě, se díky Anodonu podařilo, žhavení vláken stále ještě zůstávalo z akumulátoru. Důvod byl prostý a narážel na limity tehdejší techniky. V té době nebylo možné vyrobit kondenzátory s tak velkou kapacitou, aby bylo možné kvalitně vyfiltrovat usměrňovaný proud o nízkém napětí ale velkých proudech. Kondenzátory s kapacitou řádu tisíců mikrofaradů se objevily až o padesát let později. Do té doby bylo možné žhavit přímožhavené elektronky bateriových přístrojů jedině z akumulátoru nebo ze suchých článků.
Spotřeba z akumulátoru byla u vícelampových přístrojů značná a tak se musel nechávat často nabíjet. Ve městech jej první posluchači nosili k prodejcům radiopřijímačů, do elektrických podniků nebo do autosprávkárny. Všude tam byly k dispozici nabíječky. Žádné křemíkové diody nebyly, ba ani selenové usměrňovače. Většinou se jednalo o mechanické soustrojí třífázového elektromotoru a stejnosměrného dynama - tzv. motodynamo.
Menší nabíječky existovaly, ale byly choulostivé a nedaly se přenášet - měly tzv. elektrolytický usměrňovač - nádobu s kapalinou obsahující trochu amonné soli a dvě elektrody, z nichž jedna byla hliníková nebo tantalová, druhá olověná nebo železná.
Provozní podmínkou bylo, že se nejprve musel připojit akumulátor k nezapnuté nabíječce (připojený akumulátor nesměl být zcela vybitý na nula voltů, ale musel mít nějaké zbytkové napětí). Takto se akumulátor ponechal připojený několik hodin. Zbytkový proud z něj protékal přes nabíječku a na povrchu hliníku vznikla vrstvička oxidu. Po následném zapnutí transformátoru pak vrstvička oxidu fungovala jako polovodič. Sice nedokonalý polovodič, ale usměrňovat a nabíjet se s tím dalo. (Někdy si to, jen tak ze zájmu, můžete vyzkoušet... 
)
Nabíječka akumulátorů Tungar
Později se na trhu objevily malé a spolehlivé nabíječky obsahující usměrňovací lampu. Takový přístroj si mohl majitel radiopřijímače koupit i domů a nabíjení zvládnout sám. Usměrňovací lampa byla nízkonapěťová výbojka plněná parami rtuti v argonové atmostéře a jako přímožhavená dioda s malým vnitřním odporem byla schopná usměrňovat proudy okolo jednoho ampéru. Napětí napájecího transformátoru muselo být však výrazně vyšší než napětí akumulátoru, protože nejméně 20 voltů zůstávalo jako ztráta ve výboji uvnitř lampy. Výboj uvnitř lampy se navenek projevoval měkkým rozptýleným fialovomodrým světlem. Kromě výbojky obsahovala nabíječka i variátor nebo žárovku ve funkci onoho variátoru - obojí složilo k omezení a stabilizaci nabíjecího proudu během probíhajícího procesu nabíjení, zejména v okamžiku připojení hluboce vybitého akumulátoru.
Důležité bylo, nejprve nabíječku zapnout a nechat výbojku řádně nažhavit, teprve potom se směl připojit akumutátor. Naopak při ukončení nabíjení se musel nejprve odpojit akumulátor (neudělat zkrat krokosvorek) a teprve potom vypnout nezatíženou nabíječku. Studená, málo nažhavená katoda výbojky by nedokázala emitovat elektrony z celého svého povrchu a zvládnout potřebný nabíjecí proud. Nedodržením tohoto postupu by se výbojka snadno zničila, protože napříč výbojkou by probíhaly silné výboje opalující oxidovou vrstvu katody.
Schéma zapojení nabíječky s elektrolytickým usměrňovačem a schéma nabíječky s výbojkou a variátorem:
[autor článku: OK2TAR, datum: 29.12.2023]
§ Upozornění:
Informace obsažené na těchto stránkách jsou poskytovány „tak jak jsou", bez jakýchkoli záruk. Stránky jsou proto pouze informací, nejsou odbornou radou nebo odborným návodem ve smyslu Občanského zákoníku. Praktickým využitím těchto informací podstupujete riziko škody nebo úrazu. Veškerá rizika podstupuje sami a autor stránek za ně nepřebírá žádnou zodpovědnost.