Un detector de fulgere , numit și detector de fulgere , este un dispozitiv pentru înregistrarea fulgerelor emergente [1] .
În 1887, Heinrich Hertz a publicat un articol – „On very fast electrical oscillations” [2] , unde pentru prima dată în lume a descris experimente cu un emițător și un receptor de oscilații electromagnetice. Receptorul era o buclă de sârmă cu un mic spațiu între capete, unde ar putea apărea o descărcare de scânteie sub influență electromagnetică.
În 1889, Oliver Lodge , experimentând cu dispozitive din configurația experimentală a lui Hertz, folosește ca receptor nu o buclă, ci un vibrator , ca într-un transmițător. Pentru a crește sensibilitatea receptorului, reduce eclatorul, astfel încât, după expunerea electromagnetică, electrozii vibratorului receptor să fie închiși (interblocați). A fost necesară scuturarea ușoară pentru a deschide electrozii. Prin conectarea unei surse de alimentare și a unui sonerie electrică la electrozii vibratorului, Lodge a furnizat o indicație sonoră a undei electromagnetice recepționate [3] [4] .
În 1890, E. Branly a inventat un dispozitiv de înregistrare a undelor electromagnetice, care includea un tub de ebonită cu electrozi la capete, în interiorul căruia se aflau pilitură de metal („Tubul Branly”). Sub influența unei descărcări electrice de la distanță, rezistența electrică a tubului inclus în circuitul sursei de alimentare și al galvanometrului a scăzut de multe ori peste . Pentru a readuce „Tubul Branly” la starea inițială și a detecta un nou efect, a fost necesară agitarea, rupând contactul dintre rumeguș. Branly și-a numit dispozitivul „conductor radio”, care a introdus pentru prima dată în circulația științifică rădăcina „radio” în sensul său modern [5] .
În 1890, Oliver Lodge a recunoscut „tubul Branly” ca fiind cel mai potrivit indicator al „valurilor hertziene” disponibile la acea vreme. I-a dat numele de „coherer” ( lat. cohaerere - a interlock) și l-a introdus în circuitul său cu un vibrator receptor Hertz în loc de eclator, obținând o funcționare mai stabilă și mai fiabilă a receptorului [3] . În 1894, Lodge a ținut o prelegere dedicată memoriei lui G. Hertz, care murise cu puțin timp înainte, unde a vorbit despre utilizarea „tubului Branly” în noua sa versiune a receptorului undelor electromagnetice cu agitare continuă a „ radio conductor”. Pentru agitare s-a folosit un „asterisc” pe o axă în rotație constantă [6] . În același 1894, la o întâlnire a Asociației Britanice pentru Avansarea Științei de la Universitatea Oxford, Lodge demonstrează pentru prima dată public experimente privind transmiterea și recepția undelor radio. În timpul demonstrației, un semnal radio a fost transmis de la un laborator din clădirea Clarendon din apropiere și primit de un aparat la o distanță de 40 m - în teatrul Muzeului de Istorie Naturală, unde a avut loc prelegerea [7] . „Dispozitivul de înregistrare a recepției undelor electromagnetice” prezentat de Lodge conținea un coerer, o sursă de curent, un galvanometru și un sonerie electrică. Sub acțiunea oscilațiilor electromagnetice, rezistența circuitului în care stătea cohererul a scăzut de multe ori, iar curentul din baterie a acționat soneria și a deviat acul galvanometrului. În același an, toate aceste informații au fost publicate. Articolul a stârnit interesul și a atras atenția multor oameni de știință asupra posibilității de a utiliza dispozitivul pentru a studia undele care se propagă în timpul unei furtuni [8] .
A. S. Popov a devenit interesat de această lucrare , citind un articol în revista Electrician în martie 1895. Împreună cu asistentul lor P. N. Rybkin , au îmbunătățit receptorul Lodge [9] . Mai întâi, la circuit a fost adăugat un releu electromagnetic , care controla circuitul soneriei și crește sensibilitatea receptorului. În al doilea rând, un ciocan clopot era folosit pentru a scutura cohererul, și nu un mecanism de ceas, ca în Lodge. În plus, în experimentele sale, A. S. Popov a folosit o antenă catarg inventată în 1893 de N. Tesla [10] .
La 7 mai (25 aprilie, stil vechi), 1895, numită mai târziu „ Ziua Radioului ”, în timpul unei prelegeri la o reuniune a Societății Ruse de Fizică și Chimie (RFCS) de la Universitatea din Sankt Petersburg , A. S. Popov a prezentat dispozitivul creat. Tema prelegerii a fost: „Despre relația pulberilor metalice cu vibrațiile electrice” - materialul ei a fost publicat în jurnalul RFHO în august 1895. O diagramă completă și o descriere detaliată a dispozitivului, care a fost numit „un dispozitiv pentru detectarea și înregistrarea oscilațiilor electrice”, au fost publicate în jurnalul RFHO în ianuarie 1896 (articolul a fost datat decembrie 1895) [11] [12] .
Dispozitivul a fost folosit de A. S. Popov în scopuri de prelegere. Într-una dintre modificări, bobina de scris a fraților Richard a fost conectată la circuitul secundar al releului în paralel cu soneria - s-a obținut un dispozitiv științific pentru înregistrarea oscilațiilor electromagnetice din atmosferă. Imediat după aceasta, la inițiativa fondatorului Departamentului de Fizică al Institutului Silvic din Sankt Petersburg D.A. Muzeul de Comunicații. A. S. Popova [13] . În plus, soarta mai multor astfel de dispozitive este cunoscută. Deci, cu unul dintre ei, profesorul de fizică F. Ya. Kapustin a efectuat cercetări în Tomsk . Dispozitivul său a fost păstrat și expus în muzeul local. Încă două mostre au fost prezentate și au primit diplome de onoare la expoziții: expoziția de artă și industrie de la Nijni Novgorod (în 1896, sub denumirea „Dispozitiv de înregistrare a descărcărilor electrice în atmosferă”) și expoziția mondială de la Paris, dedicată schimbării secolelor. (1900). În toate cazurile, atelierul de scufundări Kronstadt al fraților Kolbasiev [14] [15] a fost angajat în producția de detectoare de fulgere la comandă specială .
Astfel, procesul de creare a primului detector de fulgere a fost finalizat. A devenit, deși mai degrabă „aspru”, dar un dispozitiv fiabil, potrivit pentru funcționarea pe termen lung, fără a fi nevoie de monitorizare și ajustări constante. De fapt, acest dispozitiv era un design industrial complet funcțional, în timp ce dispozitivele care l-au precedat puteau servi doar pentru demonstrații de curs. Fiabilitatea detectorului de trăsnet al lui Popov a fost determinată și de utilizarea acestuia: puterea semnificativă a radiației descărcărilor de fulgere a făcut inutilă sensibilitatea ridicată [16] .
În funcție de tipul de semnal primit, detectoarele de fulgere sunt împărțite în acustice, optice și electrice, marcând, respectiv, tunete, fulgerări și modificări ale câmpului electromagnetic . Detectoarele electrice de fulgere sunt cele mai utilizate. Ele, la rândul lor, sunt împărțite în dispozitive care detectează modificări fie în câmpul magnetic sau electrostatic, fie în dispozitive care percep radiația electromagnetică generată de fulger (unde radio) [1] .
În funcție de locație, detectoarele de fulgere sunt împărțite în staționari la sol, mobili, folosind adesea antene direcționale și sisteme spațiale situate pe orbita Pământului [1] .
De obicei, detectoarele de fulgere folosesc rețele de servicii meteorologice precum Roshydromet . În acest caz, devine posibil să se determine coordonatele loviturilor de fulger folosind metoda triangulației . Detectarea lor în timp util vă permite să răspundeți rapid la posibile amenințări legate de fulgere, cum ar fi incendiile de pădure și turbă, întreruperile de curent etc. [17]