Реклама:

Домашний удар молнии

Вопреки распространенному убеждению, внутри обычной лампы накаливания нет вакуума. Они заполнены благородными газами, такими как азот, аргон и неон. Это не дает лампе взорваться в условиях чрезвычайно низкого внутреннего давления, если лампочка сломается или упадет. Сжатый под низким давлением газ становится проводимым, если подключается относительно низкое напряжение. В результате газ ионизируется, и поток ионов уносит заряды от лампы. Искры, покидающие нить накала, видны на рис. 3.4.17. Прикоснитесь к лампе пальцем, и искры сконцентрируются на том месте, где находится палец. Поскольку стекло - хороший изолятор, поток искр останется внутри лампочки и вы не почувствуете болевого воздействия.

Учтите: чтобы нить накала создавала свет и тепло, необходимо, чтобы через нее проходил очень небольшой по величине ток. Нить накала действует только как излучающий ионы электрод. Для лучшего эффекта лампа должна иметь мощность не менее 150 Вт.

Брага Н. Создание роботов в домашних условиях

Электростатические эксперименты

Физические эксперименты с высоким напряжением можно было бы выполнять, применяя высоковольтный генератор ионного двигателя. Но в силу того, что многие эксперименты требуют постоянного напряжения, а электронная схема ионного двигателя генерирует переменное напряжение, необходимо к схеме подключать выпрямитель. На рис. 3.4.18 показан способ подсоединения высоковольтного выпрямителя.

Брага Н. Создание роботов в домашних условиях

Рис. 3.4.18. Подключение высоковольтного выпрямителя

Для схемы подходит любой высоковольтный кремниевый выпрямитель, рассчитанный на напряжение до 15 кВ. Подобный диод можно найти в старых телевизорах или видеомониторах. Как только вы подключите выпрямитель к ионному двигателю, сможете заряжать металлическую сферу или экспериментировать с электроскопом или другими приборами. (Простой электроскоп с металлическими пластинами может быть использован для обнаружения заряда объекта.)

Кросс-темы

Высоковольтные эксперименты хорошо согласуются с учебной программой по физике на уровне высшей школы. Начинающий гений-студент (и его учитель) может взять любой проект этого раздела со следующими кросс-темами:

• демонстрация точечного эффекта;

• экспериментирование с ионизацией газа;

• выполнение экспериментов с использованием искровых разрядов;

• генерирование постоянного тока высокого напряжения для заряда объектов и выполнение электростатических экспериментов;

• экспериментирование с расчетами, основанными на законе Кулона.

Дополнительные схемы и идеи

Высокое напряжение может быть сгенерировано из сети переменного тока разными способами. Ниже мы познакомим вас со схемами, которые могут быть использованы в экспериментах с ионными двигателями.

Мощные схемы

Я построил эту схему, чтобы продемонстрировать студентам и основной ионный двигатель, и искровой разряд в лампе (рис. 3.4.19).

Брага Н. Создание роботов в домашних условиях

Рис. 3.4.19. Проект с применением высоковольтного генератора, размещенного в деревянной коробке

Основной частью схемы является высоковольтный генератор, использующий интегральную микросхему (IC4093), комплементарный металлоксид-ный проводник (CMOS), а также биполярный транзистор NPN-типа. Нагрузкой для генератора является обмотка в ферритовом сердечнике обычного высоковольтного трансформатора (или формирующего трансформатора), аналогичного трансформаторам, использующимся в старых телевизорах и компьютерных мониторах. В данном варианте может быть использован трансформатор, применяемый в основном вариантов.


⇐ Предыдущая страница| |Следующая страница ⇒