Wat is dat? Encyclopedie voor jongeren

P.J.F.H. van de Rivière, R. de Ruyter-van der Feer (1928, 1930 en 1938)

Gepubliceerd op 13-08-2019

Radio

betekenis & definitie

Ik geloof niet, dat er iemand van jelui op het horen van het woord „radio” zou vragen: „Wat is dat”? Radio is tegenwoordig, evenals de automobiel, iets geworden, dat behoort bij de samenleving en dus zijn wij geneigd het, nu wij er eenmaal aan gewend zijn, als iets onmisbaars te betitelen. Maar al weten jullie al, wat het is, er is nog wel wat te vertellen over de geschiedenis van de radio en de wijze, waarop zij werkt.

Aanvankelijk sprak men niet van radio, maar van Draadloze Telegrafie en Telefonie. Ik geloof, dat de Amerikanen, die overal korte en vaak kernachtige uitdrukkingen voor weten te vinden, het woord „Radio” uitgevonden hebben.

Het woord is afkomstig van het Latijnse werkwoord „radiare”, hetgeen stralen of uitstralen betekent; het is dus, zoals verderop zal blijken, helemaal niet onjuist.Zoals bij uitvindingen in den regel het geval is, komt ook hier weer allereerst de vraag naar den eigenlijken uitvinder naar voren.

Laat ik maar dadelijk zeggen, dat er, zoals bij zovele moderne technische vindingen, geen eigenlijke uitvinder is.

De mogelijkheid van de „Radio” berust op het opwekken van wisselstromen (zie: Electriciteit) van zeer hoge wisseling-snelheid of hoge frequentie, welke zich in den vorm van electro-magnetische golven in de ruimte kunnen uitbreiden. Juister is het te spreken van een verstoring van den aether, welke verstoring zich op groten afstand van den oorsprong nog kenbaar kan maken. Nu is het heel merkwaardig, dat de bestaansmogelijkheid van E.M. golven reeds, op grond van theoretische beschouwingen, door de natuurkundigen Faraday (f 1867) en Maxwell aangetoond was.

Zij voorspelden tevens, dat deze E.M.golven zich geheel zouden gedragen als lichtgolven, d.w.z. aan dezelfde wetten n.l. breking, buiging, voortplantingssnelheid, enz. onderworpen zouden zijn. In 1885 toonde de Duitser Heinrich Hertz experimenteel het bestaan van E.M. golven aan en bevestigde daarmee tevens, wat over de eigenschappen voorspeld was. O.a. bleek dan ook, dat de voortplantingssnelheid gelijk was aan die van het licht n.l. 300.000 K.M. per seconde. Waar deze voortplantingssnelheid constant is, staat dus wel vast, dat de golflengte afhangt van de frequentie van de uitgezonden wisselstromen. De golflengte is dus als het ware de lengte van eiken stap, dien de E.M. stroom in de ruimte aflegt. '

De „zender” van Hertz bestond uit twee metalen bollen, waartussen een vonk oversprong. Deze vonk werd opgewekt door een Inductieklos van Rhumkorff (zie: Inductie). Op de wijze, waarop Hertz de uitbreiding van de E.M. golven aantoonde, zullen wij hier niet ingaan. Later werd aangetoond, dat metaal-vijlsel, hetwelk in geomstandigheden een groten weerstand aan den electrischen stroom biedt, geleidend werd, zodra het door E.M. golven beïnvloed werd, totdat door kloppen tegen het materiaal de hoge weerstand weder optrad. Een glazen buisje met nikkelvijlsel gevuld, coherer genaamd, heeft als ontvangmiddel of detector langen tijd dienst gedaan. Door Marconi werd in 1896 een grote stoot aan de radio gegeven, doordat hij de ene pool van de vonkenbaan met de aarde en de andere met een hoog-aangebrachte draad, „antenne” genaamd, verbond. Ook de coherer werd op dezelfde wijze met antenne en aarde verbonden en doordat de afstand, die overbrugd kan worden, o.a. evenredig is met de antenne-hoogte, begrijpen jelui, dat de Italiaan Marconi al spoedig in staat was door middel van zijn vonk-zender Morse-tekens over enigen afstand uit te zenden en op te vangen.

Dat „over enigen afstand” was dan zoiets als 25 à 30 K.M., hetgeen wij nu, gezien onze tegenwoordige wereldverbindingen, al heel gering vinden.

Nu was, behalve de afstands-kwestie, al spoedig de vraag naar de geheimhouding der telegrammen aan de orde. Immers zou ieder, die in het bezit zou zijn van een ontvanginrichting, in staat zijn de tekens op te vangen. De eerste verbetering op dit gebied werd gebracht door den afgestemden zender en ontvanger. Dus was er voor het eerst sprake van wat wij tegenwoordig een bepaalde golflengte noemen en de bedoeling was dan, dat de ontvanger slechts op die bepaalde golflengte reageerde. De oude Marconi-zender zond namelijk zowat alle mogelijke golven tegelijk uit.

Verdere verbeteringen brachten de veel gevoeliger ontvangmiddelen als de kristaldetector, waardoor het mogelijk werd veel groter afstanden te overbruggen. Na een periode van betrekkelijken stilstand had een zeer grote vooruitgang plaats door de uitvinding van het instrument, dat jelui allemaal wel meer of minder goed zullen kennen, n.l. de Radiolamp. Hier kunnen wij eigenlijk wel spreken van een bepaalden uitvinder. Hoewel de meningen daarover natuurlijk weer uiteenlopen, zijn de meeste het er toch wel over eens, dat die eer aan den Amerikaan Dr. Lee de Forest toekomt. In ieder geval was hij het, die in de Radiolamp het eerst het onderdeel, dat wij rooster noemen, aanbracht.

En in dit eenvoudige rooster zit hem eigenlijk, hoewel dit niet erg wetenschappelijk klinkt, „de truc”. Nu is het hier niet de plaats om een volledige verklaring te geven van de Radiolamp; zeer in het kort gezegd, berust deze op hetgeen men „relaiseffect” noemt. Dit betekent, dat in een radiolamp een zeer geringe verandering van de electrische spanning, die op het rooster komt, in staat is grote veranderingen in de stroomsterkte van een stroomkring te veroorzaken. De bijgaande figuur vertoont ons een z.g. vijf electrodenlamp of „Penthode”, terwijl het schema de schakeling van een drie-electrodenlamp in een stroomketen aangeeft.

De radio-lamp bestaat, in den regel, uit een luchtledige glazen buis, waarin zich bevinden een gloeidraad, kathode genaamd, een rooster, hetwelk om den gloeidraad heen geplaatst is, en om dit alles heen een metalen buis, de plaat of anode. De gloeidraad is verbonden met een batterij, waardoor een stroom door den gloeidraad vloeit en deze tot gloeien wordt gebracht. Denkt men nu den gloeidraad ook verbonden aan de minus pool en de anode aan de plus pool van een stroombron, dan vloeit een electrische stroom in den gevormden stroomkring. Hoe het nu mogelijk is, dat die stroom ook loopt van den gloeidraad naar de anode, moeten wij even in het kort proberen te verklaren. Die gloeiende draad zendt namelijk „electronen” uit. Dit heet „emissie”.

Daar deze negatief geladen electronen door de positieve anode aangetrokken worden, ontstaat werkelijk een electrische stroom in dien gevormden stroomkring. Door het bovengenoemde relais-effect zal nu een kleine spanningsverandering op het rooster grote veranderingen in de stroomsterkte in dien gevormden stroomkring veroorzaken. Hoe groot die zijn, hangt weer af van de uitvoering van de lamp en men spreekt dan van de versterkingsfactor en de steilheid van de desbetreffende lamp.

Nu bestaat een stroomkring, waarin hoogfrequente wisselstromen van een bepaalde frequentie kunnen opgewekt worden, uit een condensator en een zelfinductie, de laatste in den vorm van een spoel. Dit geldt zowel voor een zender als ontvanger.

Voor de moderne zenders, zoals die in den regel in dezen tijd voor den omroep gebruikt worden, dient ook de radio-lamp als opwekker van de E.M.-trillingen en de golflengte, waarmede deze zenders uitzenden, wordt in principe bepaald door de grootte van condensator en zelfinductie. Natuurlijk zijn de onderdelen van de zenders heel wat zwaarder gebouwd dan bij de ontvangers.

Bij de eigenlijke radio-omroepzender dienen de lampen, in veel zwaardere uitvoering, tot het opwekken van E.M.-trillingen.

Hoewel de draadloze telegrafie nog steeds een zeer belangrijk middel van verkeer vormt, geniet de draadloze telefonie en de radio-omroep de meeste belangstelling.

Wij zullen nu een poging wagen, om zo kort en duidelijk mogelijk uit te leggen, hoe nu eigenlijk het verloop is bij de Radio vanaf den spreker of het orkest, waarvan het gesprokene of de muziek uitgezonden wordt, tot aan den luidspreker. Het eerste noodzakelijke instrument is wel de microfoon, die het geluid, hetzij dus woord of muziek, opvangt en omzet in electrische stromen. Deze stromen worden door middel van de genoemde radiolampen versterkt en wel zo, dat veranderlijke spanningen op het rooster verkregen worden. Hier maken wij nu voor de eerste maal gebruik van het bovengenoemde „relais-effect”. Passen wij dit enige malen toe, dan Worden ten slotte die spanningsveranderingen zo groot, dat zij in staat zijn de uitgezonden E.M. golven in sterkte te doen veranderen. Men noemt dit „moduleren”.

Er wordt dus, zodra de microfoon door geluid beïnvloed wordt, een gemoduleerde golf uitgezonden. Wordt daarentegen de microfoon niet door geluid getroffen, dan zendt de zender slechts een ongemoduleerde golf van bepaalde golflengte uit. Dit heet de draaggolf.

Het gehele samenstelsel van toestellen, hetwelk men kortweg den „zender” noemt, bestaat in hoofdzaak uit de transformatoren, die den benodigden stroom voor die toestellen leveren, de zendlampen, een of meerdere afgestemde hoogfrequentiekringen en de antenne.

De microfoon met haar versterkers bevindt zich gewoonlijk op enigen afstand van den zender en is dan per draad ermee verbonden. In onze bekende omroepstad Hilversum zijn dan ook de studio’s van onze omroep-verenigingen op enige kilometers van den zender gelegen, om niet te spreken van den zender te Kootwijk, welke zich op ongeveer 60 K.M. van Hilversum bevindt. Verder is dit het geval met uitzendingen uit andere plaatsen. Wij denken hierbij in ons land aan de uitzendingen uit kerken en het Concertgebouw!

Ten einde nu ten slotte al die uitgezonden muziek of spraak door onzen luidspreker in onze huiskamers te doen klinken, hebben wij nodig een antenne, het eigenlijke ontvangtoestel en den genoemden luidspreker. Hoewel het aantal soorten en merken van ontvangtoestellen enorm is, kunnen deze eigenlijk in 2 typen gerangschikt worden, n.l. in die met eenvoudige hoogfrequent versterking en die welke berusten op het superheterodyne principe, welke laatste gewoonlijk „supers” genoemd worden. Hoe al deze ontvangtoestellen precies werken, kan hier moeilijk uitgelegd worden.

Daarvoor bestaan tenslotte ook de verschillende leerboeken op dit gebied. Echter bestaat ieder ontvangtoestel uit een of meer afgestemde kringen en de afstemming op het gewenste zendstation wordt geregeld door middel van draaibare condensatoren, hetgeen dan met de bekende knoppen, die zich voor op het toestel bevinden, kan geschieden.

Een der lampen dient dan om de opgevangen E.M. trillingen gelijk te richten, hetgeen eigenlijk zeggen wil, dat de radiogolven omgezet worden in wat men noemt laagfrequente stromen, welke na nog eens of meermalen door middel van de versterkerlampen versterkt te zijn, hoorbare geluiden in den luidspreker geven. Gewoonlijk zijn de laagfrequente versterkerkringen door middel van transformatoren gekoppeld.

Van een modern toestel wordt in het algemeen verlangd, dat de geluidskwaliteit goed is en dat het selectief is. Onder selectiviteit verstaat men de mogelijkheid een bepaald station te beluisteren, zonder dat het door een ander gestoord wordt. Dit is zeer wel mogelijk, doch helaas met het gevolg, dat de kwaliteit van het geluid, in het bijzonder van muziek, slecht wordt. Men kan zeggen, dat naarmate de selectiviteit verhoogd wordt, er minder hoge tonen in het geluid aanwezig zijn. Dat dit een zeer belangrijke factor is, zal jelui duidelijk worden, als je weet, dat het karakter van ieder muziek-instrument en ook van de menselijke stem bepaald wordt door de aanwezigheid van verschillende hoge tonen in het geluid. Wordt het toestel dus te selectief gemaakt, dan zouden ten slotte b.v. alle muziekinstrumenten min of meer op elkaar gaan gelijken. Men noemt dit vervlakking van het weergegevene.

Bij het moderne toestel moeten wij dus wat geven en nemen om tot behoorlijke resultaten te komen. Dit heeft o.a. ook aanleiding gegeven tot het bouwen van de supers en dat gaf opzijn beurt weer aanleiding tot het maken van lampen met meer dan één rooster en anoden, waardoor de namen als hexoden, penthoden, octoden enz. ontstonden.

Ten slotte hebben wij nog even de luidspreker te behandelen. In ’t algemeen bestaan daarvan twee typen, de magnetische en de electrodynamische. De eerste wordt nog maar zelden gebruikt en zal nog even bij het onderwerp Telefoon besproken worden. De electrodynamische berust daarop, dat een spoel, waardoor een electrische stroom loopt, zijn stand ten opzichte van een magneet wijzigt, zodra de stroom in dien spoel van sterkte verandert. Daar dit bij telephoniestromen het geval is, zal dus een aan deze spoel verbonden, b.v. papieren, conus de lucht in trilling brengen, overeenkomstig de stromen, welke door de spoel gaan.