Читать книгу Техника электролова рыбы - В. В. Ходырев - Страница 4

В первых конструкциях использовался постоянный непрерывный ток, что требовало больших затрат электрической энергии для получения эффекта электротаксиса. Исследования различных форм тока привели ученых к выводу, что наиболее выгодной является форма тока в виде отдельных импульсов, непрерывно следующих друг за другом. При этом сила тока в одном импульсе будет очень высока, а потребляемый ток в целом – незначителен. На этом принципе построены переносные электроловильные аппараты, имеющие аккумуляторное питание.

Наиболее удобная форма импульсов была установлена Гильдемейстером и подтверждена Крейцером. Она соответствует форме импульсов, которые генерирует электрический угорь. Они имеют крутой подъем и гиперболообразный спад (см. рис. 1).

Частота следования импульсов должна соответствовать хронаксии, то есть минимальному времени, которое необходимо, чтобы ток определенного напряжения вызвал возбуждение. Обычно частота импульсов в электроловильных аппаратах регулируется от 5 до 80 в секунду. Форму импульсов, необходимую для эффективного лова, дает разряд конденсатора. При этом образуются импульсы с резким подъемом и менее крутым спадом – экспоненциальные. На практике длительность импульсов зависит от сопротивления воды и колеблется в пределах 0,9–1,80 мсек.

Рис. 1. Форма импульсов

Первые образцы электроловильных аппаратов с использованием электрических импульсов имели весьма примитивные генераторы импульсов. Так, в 1948 г. фирма «Резен и Изерлоон» провела испытания прибора для ловли рыбы пульсирующим током. Прибор давал 3–5 импульсов в секунду при одинаковой продолжительности пульсаций и интервалов между ними. Для создания пульсаций применялось телефонное реле. Аппарат показал результаты такие же, как при использовании агрегата с непрерывным током мощностью в 1,5 кВт. При этом мощность испытуемой конструкции равнялась всего 400 Вт.

В 1951 г. инженеры Крейцер и Пеглов сконструировали новый генератор импульсов для электролова рыбы. От источника питания напряжением в 12 вольт питался преобразователь постоянного напряжения в переменное, которое повышалось через трансформатор. Повышенным и выпрямленным напряжением заряжался конденсатор, который через специальный барабан разряжался в воду. Барабан представлял собой вращающийся цилиндр, имеющий электропроводную поверхность в определенном месте и определенной формы. Контакт скользил по барабану, и через установленные промежутки времени происходило замыкание цепи и разряд конденсатора (см. рис. 2).

С появлением ламповых и полупроводниковых управляемых вентилей конструкции стали более компактными и совершенными. Принцип действия современных схем электроловильных аппаратов основан на накоплении электрической энергии в конденсаторе, который затем мгновенно разряжается в воду, создавая в импульсе большой ток. Схематично это выглядит так: (см. рис. 3) В1, В2 – управляемые вентили; С – рабочий конденсатор; R – нагрузка (вода). При использовании низковольтных источников питания (аккумуляторов) с напряжением 12–24 вольта необходимо повысить его до уровня, достаточного для появления ловильных свойств. Эта величина колеблется в пределах от 200 до 1000 вольт. Обычно используется напряжение в интервале от 450 до 650 вольт. Более высокое напряжение у некоторых рыб вызывает электронаркоз на значительном расстоянии от сачка, что неудобно в процессе ловли, так как рыба теряет подвижность раньше, чем ее заметит ловец. Часто такая парализованная рыба замирает в толще воды и сносится течением вниз, оставаясь незамеченной или замеченной слишком далеко от сачка. При напряжении около 500 вольт гальванотаксис выражен отчетливо и рыба, подходя к сачку на близкое расстояние, сразу же попадает в поле зрения ловца, сохраняя при этом жизнеспособность и некоторую подвижность (дрожание или подергивание). При выключении аппарата в этот момент одни виды рыб очень быстро, даже почти сразу, обретают подвижность и скрываются в глубине; другие – спустя некоторое время выходят из гальванонаркоза и также полностью восстанавливают жизнеспособность.

Рис. 2. Барабанный генератор импульсов

Рис. 3. Общая структурная схема на полупроводниках

Для того чтобы достичь необходимой величины напряжения, применяется специальное устройство для его повышения – преобразователь. В нем постоянное напряжение от источника питания преобразуется в переменное, которое затем повышается через трансформатор до нужного значения. Далее высокое переменное напряжение выпрямляется через выпрямитель и поступает на формирователь импульсов с рабочим конденсатором. Чтобы получить нужную частоту импульсов, применяются схемы для управления вентилями, имеющие плавную регулировку. Выходное напряжение электроловильных аппаратов можно регулировать, изменяя напряжение на выходе преобразователя или используя выходной трансформатор с разными выходными напряжениями; при этом напряжение на преобразователе остается неизменным.

Общая структурная схема электроловильного аппарата имеет следующий вид: (см. рис. 4). Выходное импульсное напряжение подается по проводам на электроды – анод и катод, которые погружаются в воду. Активным электродом является анод (положительный). Именно к нему устремляется рыба, и вокруг него образуется зона гальванотаксиса и гальванонаркоза. Катод находится в воде на одном месте неизменно, а анод в виде металлического сачка или иной формы движется в воде, захватывая своим электрическим полем все новые и новые части водоема.

В отношении электродов физики Гумбург и Ф. Шименц вывели следующие закономерности:

1. Минимальный эффект получается при использовании электродов точечной формы.

2. Более эффективны электроды в форме проволоки.

3. Наиболее эффективны электроды плоской формы (сетки, пластины).

4. Действие плоских электродов максимально, когда они расположены перпендикулярно друг к другу.

Итак, основными частями электроловильного аппарата являются источник тока и электроды. Между ними находится схема повышения напряжения, схема формирования импульсов и схема управления формирователем импульсов. В электроловильных аппаратах большой мощности в качестве источника питания могут применяться автономные генераторы разных типов (например, бензомоторный). В этом случае повышения напряжения не требуется; может отсутствовать также и схема формирования импульсов.

Рис. 4. Общая структурная схема с низковольтным питанием

Преобразователи напряжения конструктивно могут быть выполнены на лампах, транзисторах, тиристорах, с использованием умформеров и другими способами. В современных компактных переносных аппаратах они выполнены на полупроводниках – на тиристорах или транзисторах. Повышенное напряжение поступает на схему формирования импульсов, собранную на тиристорах. Частота колебаний переменного тока, в который преобразуется постоянный ток, находится в пределах 1000 герц, поэтому выходной повышающий трансформатор имеет небольшие размеры. В схему преобразователей на тиристорах входят также дроссели, коммутирующий конденсатор, диоды и другие элементы.

Формирование импульсов происходит при разряде рабочего конденсатора большой емкости в воду через управляемый вентиль – тиристор. Для того чтобы он работал в режиме открытия-закрытия необходима коммутирующая цепь, состоящая из дросселей и конденсаторов. Эта цепь обеспечивает закрытие вентиля после импульсного разряда рабочего конденсатора, для чего необходимо понизить напряжение в цепи тиристора до нуля. Импульсный разряд длится около 1 миллисекунды, а в промежутках между импульсами рабочий конденсатор заряжается электрической энергией от преобразователя. От величины емкости конденсатора и индуктивности дросселей, входящих в состав цепи формирования импульсов, зависит мощность в импульсе, то есть количество электроэнергии, поступающей в воду при разряде конденсатора.

Если в выходной цепи схемы электроловильного аппарата используется выходной трансформатор, то разряд рабочего конденсатора происходит не в воду, а на его первичную обмотку. Импульсный магнитный поток, возникающий в сердечнике, наводит э.д.с. во вторичной обмотке, откуда ток и поступает на электроды и в воду. Выходное напряжение в этом случае изменяется простым изменением числа витков во вторичной обмотке, то есть подключением электрода через переключатель к одному из нескольких отводов. Мощность в импульсе, в случае использования выходного трансформатора, напрямую зависит от величины магнитного потока, возникающего в сердечнике, который, в свою очередь, зависит от величины тока в первичной обмотке, а главное, от сечения сердечника и материала, из которого он выполнен. При недостаточном сечении и при неподходящем материале величина магнитного насыщения не будет соответствовать току, возникающему в цепи первичной обмотки, что приведет к падению КПД трансформатора. В этом случае энергия рабочего конденсатора будет потребляться первичной обмоткой выходного трансформатора, а во вторичной обмотке будет возникать э.д.с., представляющая из себя лишь незначительную часть той энергии, которую аппарат потребляет от источника питания. Для того чтобы выходная мощность электроловильного аппарата с выходным трансформатором соответствовала потребляемой, размеры и вес этого последнего должны быть довольно внушительными, что увеличивает вес агрегата в целом. Однако генерация импульсов в таких аппаратах происходит независимо от того, погружены электроды в воду или находятся вне воды. Не имеет значения также сопротивление воды и площадь применяемых электродов.

В аппаратах, построенных по принципу формирования импульсов без использования выходного трансформатора, образование импульсных разрядов конденсатора возникает лишь тогда, когда электроды опущены в воду. Вода в этом случае играет роль активного сопротивления, входящего в состав электрической схемы формирования импульсов. Отсюда следует, что работоспособность такого варианта сильно зависит от сопротивления воды и размеров используемых электродов.

Отечественная промышленность освоила и выпустила несколько вариантов электроловильных агрегатов, различных по мощности, источникам питания и по способу применения. К числу переносных ранцевых агрегатов, использующих в качестве источника электропитания аккумуляторные батареи, относятся следующие типы: «Пеликан-70», «Чайка», «Ихтиолог», «Баклан», «Стрела», КТА КТМ. Переносной ранцевый агрегат «Пеликан» имеет следующие характеристики:

Средняя выходная мощность в импульсе…………….. 1,5–3,5 кВт

Средняя потребляемая мощность…………………………………. 250 Вт

Частота импульсов……………………………………. 5, 15, 25, 40, 80 Гц

Выходное напряжение…………………………………………. 200–800 В

Длительность импульса……………………………………… 0,9–1,8 мсек

Напряжение питания………………………………………………… 21 вольт

Тип аккумулятора………………………………………………………… СЦ 25

Вес……………………………………………………………………………….. 18 кг

В качестве анода используется сачок из металлической сетки, укрепленный на телескопической рукоятке. Катодом является прямоугольная гибкая металлическая сетка довольно больших размеров (около 1,5 кв. м), которая опускается на дно водоема в подходящем месте. Минимальное расстояние между анодом и катодом не должно быть менее 6 м. Лов рыбы происходит при движении ловца по дну водоема, глубина которого не должна превышать 0,5 м. Там, где продвижение по дну невозможно, ловец движется по берегу. Агрегат при этом находится у него за спиной.

В процессе лова участвуют, кроме ловца, еще один или два человека, которые помогают вынимать рыбу при помощи обычных сачков, а также при несчастном случае смогут оказать необходимую помощь. Агрегат «Пеликан» предназначен для облова узких неглубоких водоемов, ручьев, канав, рыбных и оросительных каналов глубиной не более двух метров, а также прибрежных зон прудов и озер. Возможно использование агрегата с лодки.

На панель управления агрегата «Пеликан» вынесены ручка переключения частоты импульсов и регулятор выходного напряжения. Имеется также шкала прибора, по которой необходимо следить за степенью разряда аккумуляторов.

Для подсоединения проводов, идущих к ловильному сачку и аноду, есть два специальных разъема. Перед началом лова рыбы агрегат доставляется к водоему в упаковочном ящике, где находятся все необходимые для лова принадлежности.

Аппарат состоит из следующих частей: аккумулятор, задающий генератор, инвертор, выпрямитель с накопителем энергии и импульсный генератор с выходным трансформатором. Задающий генератор работает на частоте 1 кгц и осуществляет запуск инвертора. Инвертор выполнен на двух тиристорах и служит для преобразования постоянного напряжения в переменное. В него входит, кроме тиристоров, инвертирующий трансформатор с повышающей вторичной обмоткой, коммутирующий конденсатор, коммутирующие диоды и дроссель.

Частота выходного напряжения инвертора равна 1 кГц. Ток от инвертора через выпрямитель и дроссель заряжает батарею конденсаторов, которая через управляемый вентиль (тиристор) разряжается на выходной трансформатор. Со вторичной обмотки выходного трансформатора ток поступает на электроды.

Импульсный генератор выполнен в виде мультивибратора и служит для управления тиристором. От него зависит частота импульсов, которая регулируется переключателем. Все элементы схемы и аккумуляторы помещаются в одном металлическом корпусе, имеющем форму прямоугольной коробки. Для ношения агрегата за спиной к корпусу присоединяются два ремня с регулируемой длиной.

Среди рыболовных агрегатов импортного производства можно указать следующие [2]:

При использовании электролова в водоемах глубиной свыше 2 м, а также на больших открытых водоемах применяются электроловильные устройства, выходная мощность которых значительно выше, чем у переносных. Потребляемая мощность измеряется киловаттами. Источником питания в таких агрегатах являются либо батареи аккумуляторов, либо генераторы тока, вращаемые бензиновыми двигателями. Лов рыбы происходит с лодок или катеров. В качестве электродов используются сложные конструкции, которые нередко объединены с обычными рыболовными сетями или даже с рыбонасосами.

Для ловли рыбы с лодок разработаны агрегаты, питающиеся от аккумуляторных батарей, находящихся в лодке. Мощность, потребляемая подобными конструкциями, доходит до 500 Вт. В качестве анода используется либо металлический сачок либо металлические сетки, которые опускаются с лодки и находятся в воде постоянно. Рыба при этом вынимается из воды дополнительными обычными сачками.

Таким образом, из всего вышесказанного следует, что лов рыбы с помощью электрического тока давно привлекает внимание рыболовов своей простотой и эффективностью. С развитием полупроводниковой электроники конструкции электроловильных агрегатов упростились настолько, что стало возможным без особых технических проблем самостоятельно изготовить такой аппарат практически в домашних условиях, точнее, в условиях домашней мастерской (в гараже, на даче, в сарае и т. д.).