Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Конденсатор самодельный


Делаем высоковольтный конденсатор в домашних условиях


Любители разных высоковольтных опытов часто сталкиваются с проблемой, когда бывает необходимо использовать высоковольтные конденсаторы. Как правило, такие конденсаторы очень сложно найти, а если и удастся, то придется заплатить за них немало денег, что по силам отнюдь не каждому. Помимо этого политика нашего сайта просто не позволит вам тратить средства на покупку того, что можно самому изготовить, не выходя из дому.

Как вы уже догадались, данный материал мы решили посвятить сборке высоковольтного конденсатора, чему также посвящен авторский видеоролик, который мы предлагаем вам посмотреть перед началом работы.

Что же нам понадобится:
- нож;
- то, что мы будем использовать в качестве диелектрика;
- пищевая фольга;
- прибор для измерения емкости.


Сразу отметим, что в качестве диелектрика автор самодельного конденсатора использует самые обычные самоклеющиеся обои. Что касается прибора для измерения емкости, то его использование не обязательно, поскольку предназначен этот прибор только для того, чтобы в конце можно было узнать, что получилось в итоге. С материалами все ясно, можно приступать к сборке самодельного конденсатора.

Первым делом отрезаем два куска от самоклеющихся обоев. Нужно примерно полметра, однако желательно, чтобы одна полоска получилась чуть длиннее другой.


Далее берем пищевую фольгу и отрезаем кусок по длине короткого куска от самоклеющихся обоев. По словам автора, лучше будет если кусок фольги будет примерно на 5 см меньше куска обоев.


Получившийся лист фольги режим ровно на две части по длине.


Следующим делом кладем на ровную поверхность один кусок обоев, на который аккуратно кладем один кусок пищевой фольги. Фольге нужно класть так, чтобы по трем краям получился зазор примерно в сантиметр. С четвертой стороны фольга будет выпирать, что вполне нормально на этом этапе.


Сверху кладем второй лист обоев.


На нем кладем второй лист фольги. Только на этот раз делаем так, чтобы выступала фольга с противоположной предыдущему шагу стороне. То есть, если у автора первый кусок выступал снизу, то на этот раз он должен выступать сверху. Отдельно следует отметить, что листы фольги не должны касаться друг друга.


Далее берем получившуюся заготовку и сворачиваем в трубочку.


Теперь с одного края снимаем подложку и проклеиваем наш конденсатор.


После этого сгибаем края и сворачиваем фольгу как конфетный фантик. Таким образом мы получаем выходы, к которым и будут крепиться провода. 


Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Самодельный конденсатор

19nF / 10KV - PocketMagic

После различных экспериментов с высоким напряжением, необходимость в компонентах высокого напряжения стала очевидной. К сожалению, это одни из самых дорогих запчастей.

Итак, я решил попробовать построить некоторые из них сам - в данном случае конденсатор высокого напряжения.
При использовании пластиковой фольги (из различных пакетов для покупок) и алюминиевой фольги требовалось только терпение: разрезать все ножницами и соединить части с помощью ленты.

Я использовал два куска пластиковой пленки размером 30 см на 40 см, разрезанных на 3 равные продольные части (10 см на 40 см). Несколько полоски алюминиевой фольги меньшего размера (во избежание выхода дуги), скажем, 7 см x 37 см.

Две пластиковые фольги использовались как одна фольга для бегущей строки, и они служили диэлектриком. Проведя несколько первоначальных измерений (что необходимо сделать!), Они показали, что они могут выдерживать напряжение 10 кВ без проколов.

Итак, один слой диэлектрика, один из алюминиевой фольги, другой из диэлектрика и так далее, все вместе складывается в эту топологию:

======= (диэлектрик)
——- (A)
======= (диэлектрик)
——- (B)
======= (диэлектрик)
—— - (A)
======= (диэлектрик)
——- (B)
======= (диэлектрик)
——- (A)
======= (диэлектрический )
——- (B)
======= (диэлектрик)

Три А соединены вместе с помощью хорошо изолированного провода, как и Б.Обычно в конце вам нужно подключить один провод конденсатора к А, а другой к В. Я использовал красный - провода высокого напряжения.

Затем сверните все вместе, чтобы минимизировать используемое пространство, и постарайтесь сжать их как можно лучше, поскольку крошечные воздушные пространства могут повлиять на емкость. Даже в этом случае мой самодельный конденсатор имел переменную емкость в зависимости от приложенного к нему давления.

Подробности смотрите в этом видео:

Cheers,
Radu Motisan

.

Самодельные конденсаторы безумного ученого

Когда-то я был настоящим сумасшедшим ученым. Я увлекался нетрадиционным движением с идеей как-то взаимодействовать с флуктуациями квантового вакуума, полем нулевой энергии. Я был вовлечен в это, несмотря на то, что имел лишь смутное представление о том, что это было, и не обращая внимания на то, насколько маловероятным или невозможным, по словам кого-либо, было взаимодействие в макроуровне. Но все мы должны были откуда-то приехать, и это было моим знакомством с миром высокого напряжения и самодельных конденсаторов.

Попутно я сделал несколько довольно интересных конденсаторов, о которых я расскажу здесь.

Большой восковой цилиндрический конденсатор

Как видно на фотографиях, этот конденсатор довольно большой и выглядит как толстый кусок парафинового воска, зажатый между двумя деревянными дисками. Внутри подводящие провода идут к двум алюминиевым мигающим дискам, которые представляют собой пластины конденсатора, разнесенные на 2,5 см (1 дюйм). Но между ними диэлектрик состоит из еще семи алюминиевых мигающих дисков, разделенных простыми хлопковыми листами, погруженными еще в парафин.Видите ли, я говорил вам, что эти конденсаторы разные.

Большой восковой цилиндрический конденсатор

Открытый воск конденсатора

Эксперимент и внутренняя часть конденсатора

Я не стану вдаваться в доводы в пользу конструкции - все это были выдуманные идеи, подкрепленные надеждой, волосами единорога и практически никакой теорией. Интересным здесь оказался сам эксперимент. Это сработало!

Я поставил конденсатор на высокую трубку из ABS-пластика диаметром 4 дюйма, которая, в свою очередь, стояла на цифровой шкале на полу.Высокое напряжение в десятки киловольт подавалось на конденсатор по толсто изолированным проводам. Источник питания содержал обратный трансформатор и умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона на стороне ВН. Когда я увеличил напряжение, весы показали уменьшение веса. Я похудела!

Но после нескольких часов смены полярности и переворота конденсатора в обратную сторону и большого количества записей я нашел причину. Потеря веса произошла только тогда, когда подающая проволока была ориентирована так, что верхняя проволока подавалась вниз, как показано на диаграмме, но не было изменения веса, когда верхняя проволока была ориентирована горизонтально.Я раньше видел, как движутся высоковольтные провода, и вот оно снова, производя то, что на весах выглядело как потеря веса.

Но это только один из интересных конденсаторов, которые я сделал. После перерыва попадаем в гравитаторы, полисульфид и даже титанат бария.

Гравитатор

Конденсатор гравитатора был создан Т. Таунсендом Брауном для управления гравитацией и описан в патенте Великобритании GB300,311. Моя реализация представляла собой кусок смолы Bondo длиной 30 см (12 дюймов) с двумя алюминиевыми электродными пластинами и еще 29 изолированными пластинами, равномерно расположенными между ними.На одной из фотографий вы можете увидеть его в стадии строительства. Он состоял из двух частей, каждая с белой пластиковой формой, в которую была добавлена ​​пластина и смола. Затем смола затвердела, форма была поднята, затем были добавлены дополнительные пластины и смола, и так далее, пока каждая деталь не стала половиной длины конечного конденсатора. Затем они были склеены вместе с использованием большего количества смолы, чтобы получить одну длинную деталь, которую вы видите на фотографии испытательной установки.

Гравитатор в виде маятника

Две формы гравитатора

Внутреннее устройство гравитатора

На этот раз испытание было горизонтальным с подвешенным в виде маятника гравитатором.Никакого движения не обнаружено. Однако обычно при проведении этого испытания одна или обе подающие проволоки представляют собой проволоку небольшого диаметра с тонким эмалевым покрытием, то есть магнитную проволоку. При таких напряжениях эта эмаль легко разрушается, и в результате возникает ионизация воздуха, действующая как струя и создающая некоторую форму движения. Мы уже видели этот тип ионного двигателя раньше, когда говорили о самодельных летательных аппаратах, называемых подъемниками.

Движение обычно невелико, но экспериментатор обычно включает и выключает источник питания в такт движения, создавая резонанс, как это делает человек на качелях, когда он тянет за веревки и размахивает ногами в нужное время. .В результате получается большое движение, но никак не связанное с контролем гравитации. В моем случае вы можете видеть, что я использую питающие провода с достаточно толстой изоляцией, чтобы избежать поломки, поэтому у меня нет движения.

полисульфид

Одна особенность, которая должна была быть полезной в этих нетрадиционных экспериментах с двигателем, заключалась в том, чтобы иметь высокий диэлектрик K, один с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Кто-то тогда обнаружил, что полисульфид имеет K 2260, что очень много. Для большинства материалов K ниже 10.Мне удалось найти полисульфидный герметик Deck-O-Seal, жидкий пластиковый наполнитель для цементных швов вокруг бассейнов. Схема и фотографии показывают, что я придумал.

Полисульфидный конденсатор с высоким K - вид спереди

Полисульфидный конденсатор с высоким K - вид сверху

Внутренний полисульфидный конденсатор с высоким K

Изначально латунная проволока была погружена в полисульфид, и все это было подвешено на конце плеча ротора.Но при подаче высокого напряжения движения не было. В ходе дальнейших исследований я обнаружил, что полисульфидный продукт может содержать электропроводящий материал, поэтому я вытащил латунную проволоку из полисульфида в надежде, что воздух будет действовать как изолятор. На этот раз я получил ионизацию на концах провода в виде голубоватой короны и шипящего звука. И, как и в случае с питающими проводами гравитатора выше, это создавало струю и приводило к небольшому движению. Но опять же, мне было нужно движение из-за взаимодействия с квантовыми флуктуациями вакуума, поэтому я отказался от этого.

Титанат бария

Однако я продолжал поиски диэлектрика с высоким содержанием K и мне удалось найти источник порошка титаната бария с чистотой 99,9% от компании Atlantic Equipment Engineers (продукт № BA-901 на случай, если вы захотите). Титанат бария может иметь тысячи K, если он находится при правильной температуре, с правильной напряженностью электрического поля и с электрическим полем в правильной ориентации.

Порошок титаната бария

Титанат бария и воск в форме

Измерение емкости

Но проблема в том, чтобы превратить этот белый порошок в твердый диэлектрик без воздуха.Один из способов сделать это - сжать его при нагревании или спекать, но у меня не было для этого средств. Вместо этого я экспериментировал с добавлением парафинового воска в качестве связующего, зная, что результирующая диэлектрическая проницаемость будет ниже, чем у чистого титаната бария. Лучшее, что я получил с этим, - это относительная диэлектрическая проницаемость от 12,5 до 18,6.

Установка для изготовления конденсатора из титаната бария / эпоксидной смолы

Смесь с маленькими шариками

Конденсатор из титаната бария / эпоксидной смолы

Затем я попробовал использовать эпоксидную смолу в качестве связующего.После множества экспериментов я получил наилучшие результаты, смешав смолу и титанат бария в такой пропорции, что я получил шары в основном диаметром 1 мм или меньше, как показано на фотографии. Конденсатор, который я искал в то время, был цилиндрическим. Я использовал медный стержень диаметром 1/4 дюйма для центрального электрода и алюминиевую сетку для внешнего. Я сделал форму из двух частей пластиковой трубки с продольным разрезом и медным стержнем, проходящим через центр. Я налил немного смеси титаната бария и эпоксидной смолы за один раз в форму и хорошо постучал, пока она была еще мягкой.С 86% -ным содержанием титаната бария по весу я получил K = 27. Это было лучшее, что я мог сделать с помощью этого метода, но не в сотнях или тысячах, как мне хотелось бы. Тем не менее, он по-прежнему впечатляет по сравнению с конденсаторами из простой смолы или воска, у которых K обычно составляет около 2 или 3.

Конденсатор с двумя диэлектриками

Но титанат бария был не самым амбициозным. Эта честь досталась цилиндрическому конденсатору, диэлектрик которого на самом деле состоял из двух отдельных частей, идущих по центру.Один кусок был сделан из эпоксидной смолы, а другой - из парафина. Были произведены полные расчеты размеров и материалов, чтобы соответствовать гипотезе, выдвинутой теорией, и, конечно, это означало, что я не мог просто использовать то, что было у меня под рукой. Как видите, я не только залил воском половину внутренней части конденсатора, но и покрыл всю его внешнюю часть.

Конденсатор только с эпоксидной смолой

Испытательная установка с двумя диэлектрическими конденсаторами

Конденсатор с двумя диэлектриками с платой наверху

Конденсатор ориентирован так, чтобы восковая часть находилась сверху, предполагалось, что чистая тяга будет направлена ​​вверх.Тесты проводились на цифровых весах, а также на весах с тройным лучом, но вес не изменился, и, тем не менее, аккуратное размещение игральной карты привело к изменению веса. Как видите, шкала была полностью покрыта заземленной алюминиевой фольгой для защиты. Напряжение составляло всего 8 кВ, прежде чем возникла искра внутри конденсатора, но этого было достаточно для проверки гипотезы. Теория оказалась ошибочной.

Заключение

Итак, хотя я не получил тот тип силовой установки, который был мне нужен, у меня действительно было отличное введение в работу с высоким напряжением, конденсаторами, новыми методами строительства, и я получил массу удовольствия от этого.Делали ли вы какие-нибудь необычные конденсаторы или проводили какие-нибудь нестандартные эксперименты с двигателем? Сообщите нам о них в комментариях ниже. Если вы склонны придерживаться более традиционных подходов, из нашей статьи можно многому научиться, касаясь конденсаторов промышленного производства.

.

Домашний переменный конденсатор


Картон Переменный конденсатор
Самодельный или самодельный

"Картонный" переменный конденсатор, построенный в этой статье, даст емкость в диапазоне около 300 пФ Макс. Увеличение до 7 дюймов приведет к выздоравливайте до 370 пФ.

Он построен из легкодоступных материалов, которые можно найти вокруг дома (некоторые в строительном магазине).

Необходимые материалы:

2 куска картона с квадратом 8 дюймов или более

1 кусок картона с квадратом 6 или более.

Небольшое количество алюминиевой фольги

2 коротких куска многожильного провода сечением от 22 до 26, около 8 дюймов или больше.

Небольшое количество изоленты, но практически любая работай.

1 Винт с плоской головкой 6-32 длиной около 3/8 дюйма с гайкой.

1 прозрачная защитная пленка размером 8 1/2 "x 11". Они используются, чтобы положить кусок бумаги, чтобы защитить его, и он уходит в папку с 3 кольцами.

Одна баллончик с контактным клеем. Вы также можете использовать кисть при контакте клей.




«Ротор»
Сделаем ротор (перемещение раздел) первый.


Прокладка из одного из 8-дюймовых квадратных (или более) кусков картона (с компас) кругом диаметром 6 дюймов и проведите линию по центру.Проделайте маленькую дырочку в центр. Вырежьте круг диаметром 6 дюймов.


Крышка половину круга картона застелить макулатурой или старым картоном. Распылите немного «аэрозольного клея» на незащищенную половину. Вы также можете использовать контактный цемент, наносимый кистью, если хотите.


Рукоять на алюминиевой фольге со стороны нанесения клея.Работа с одного край к другому и медленно прорабатывая любые морщинки по ходу движения.


Флип его и срежьте излишки фольги однолезвийным лезвием. Пока не выглядит как на фото ниже.


Лишняя пленка удалена. Также вырезать прочь фольга 3/8 дюйма вокруг центрального отверстия.


Poke отверстие на 3/4 дюйма от центральной точки и примерно на 1/4 дюйма от фольги и вытяните провод насквозь, причем конец провода «зачищен» (изоляция удалена).Прямо как на фото выше.

Поместите кусок электрический кран (или что у вас есть) на провод, чтобы удерживать его на алюминиевой фольге.


Далее воспользуемся страницей " защитник ". Разрежьте его на два отдельных листа 8 1/2 "x 11


На сторона круга, на которой есть алюминий (1 / 2alum., 1/2 картон), нанесите слой «аэрозольного клея» на всю поверхность и наклеить на «протектор листа» после высыхания клея. немного.После того, как он еще немного высохнет, удалите излишки пластика лезвие бритвы точно так же, как раньше алюминиевое. Это "электрически изолирует " фольга.

Отложите ротор на время в сторону

«Статор»
Теперь о статоре (неподвижном раздел).

План другой кусок картона, как на фото слева. и вырезать кусочки бритвенным ножом или точным ножом. Когда закончите, они будут смотреть как на фото справа.Вроде как буква C и D.


План последний кусок картона, как на фото слева. Вырежьте это с помощью бритвенный нож. Когда все будет готово, он должен выглядеть как на фото справа. я обрезал "точку" около центра, но это не обязательно.


Распылитель всю сторону с помощью клея и нанесите фольгу примерно на 1/4 дюйма от край как на фото выше.Проделайте отверстие примерно на 3/8 дюйма от края радиусной стороной и примерно 3/4 дюйма от прямой стороны и протолкните провод через с которой было снято около 3/4 дюйма изоляции.


Нравится перед этим возьмите кусок изоленты и прижмите оголенный провод к фольга.


Распылитель клей со стороны фольги и наклеить на другую половину листа протектор (прозрачный пластик) вкл.Обрежьте излишки бритвой.


Теперь возьмите этот участок и нанесите клей на только с одной стороны.


Наклейте его на только что сделанный участок (статор).


Сборка проект


Взять "ротора" и протолкните крепежный винт с плоской головкой через отверстие "по центру" со "всей картонной стороны".Теперь протолкните нитки через центральное отверстие «Статор», как на фото выше.


Переверните


Безопасный его с гайкой, чтобы было небольшое сопротивление, когда ротор получилось, но не сильно!


Вкл. поверхность картона в форме буквы «С» (см. фото слева), я использовал горячий расплавить клей, но вы также можете использовать белый клей или кисть для контактного цемента на поверхность.Затем я положил на него картон в форме буквы D и приклеил чтобы помочь удержать его.

Все детали в форме C и D служат только для толкания ротора. равномерно к секции статора. Это даст вам более плавное увеличение или уменьшение емкости при повороте ротора.


В комплекте и готово к использованию! В прозрачные защитные пленки служат для предотвращения выхода двух частей из фольги в электрический контакт друг с другом.

По мере того, как две части фольги становятся ближе друг к другу, емкость растет. По мере того, как они разводятся, она уменьшается.

Это вариант того, что называлось "книжным конденсатором" еще в 1920-е гг. Книжный конденсатор представлял собой всего два листа металла, которые были перемещены. ближе друг к другу или разделены вроде как книга. емкость выросли или уменьшились.

Возврат на веб-страницу Homebrewed Radio


Кристалл Радио

Возврат к "Оставайтесь с нами" Домой Страница

1999-2010 Дэррил Бойд, Все права защищены
Авторские права Примечание:
Мой веб-сайт защищен авторским правом.Это включает все изображения, текст, рисунки.
Если вы думаете о загрузке моего предметы, защищенные авторским правом, и продавать их на ebay (или в любом месте) имейте это в виду,
Я слежу за ebay на предмет таких нарушений. я буду рассмотреть вопрос с ebay и в суде, если нужно.
Я не делаю их для вашей выгоды от моя тяжелая работа.



Отправить письмо на:








б или
л
д
@
б
или
л
д
ч

или
u
с
e
.
с
или
м
Из-за антиспама техники, вы невозможно "вырезать и вставить" указанный выше текст

Мы приложили все усилия, чтобы что информация, представленная на этом веб-сайте точный и до Дата.
Вся информация на этом сайте носит исключительно информационный характер. и никаких гарантий с точностью любого из проектов
или схемы на этом сайте или калькуляторы. Если ты найдешь что-то вы чувствуете неточно, сообщите нам по электронной почте. Обязательно предоставьте веские аргументы в поддержку вашего кейс. Подтверждено изменения будут внесены в максимально сжатые сроки.

Изображения на этом сайте защищены авторское право. Oни являются собственностью владельца этого сайта и могут не использоваться без разрешения владельцев. Пожалуйста, не используйте изображения, сделанные нами на этом сайте, без



.

Создайте простой «электронный электроскоп», электрометр на полевых транзисторах.

СОВЕТЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

Предупреждение: не подключайте аккумулятор, пока не убедитесь, что подключили все в точности правильно. Можно сжечь полевой транзистор или светодиод если они подключены неправильно. Не допускайте ударов проводов транзистора вместе даже ненадолго, иначе светодиод мигнет и погаснет.

ПРИМЕЧАНИЕ. Никогда не подключайте какой-либо светодиод напрямую к 9-вольтовой батарее, это будет перегоревший светодиод.Без транзистора для ограничения тока голый светодиод требуется резистор на 1000 Ом, подключенный последовательно при подключении к аккумулятор на 9 вольт.

Предупреждение: Не прикасайтесь к проводу затвора полевого транзистора. Любые маленькие искры прыжок с пальца на провод затвора может повредить транзистор внутренне.

БЫСТРЫЕ ИНСТРУКЦИИ:
Используйте три зажима. Согните Провод затвора полевого транзистора направлен вверх (см. Небольшую схему выше, чтобы увидеть, какой свинец - это Врата, или проверьте схему на картоне Радиохижины FET.) Gate работает как антенна, поэтому оставьте его неподключенным. Используйте один зажим для подключения среднего вывода транзистора к красному положительному выводу для зажима батареи 9 В. Подключите оставшийся вывод транзистора к положительный вывод светодиода (более длинный провод светодиода обычно является положительным один.) Подключите оставшийся провод светодиода (отрицательный) к черному отрицательный вывод для зажима батареи 9 В. Дважды проверьте все соединения, затем осторожно подсоедините батарею 9V к зажиму батареи. Светодиод должен загораться.Если светодиод не горит, попробуйте зажечь его, помахав электрифицированная пластиковая ручка или линейка возле провода ворот (наэлектризовать пластик втирая его в волосы.)

Резистор номиналом 1 мегапиксель помогает защитить полевой транзистор от любых повреждений. случайные искры к его воротам приводят. Схема будет работать нормально без этого резистора. Только не надо намеренно "взламывать" ворота. провод с наэлектризованным предметом или пальцем.

Чтобы проверить схему, наэлектризуйте волосы ручкой или расческой, а затем помашите им. рядом с маленьким "антенным" проводом.Светодиод должен погаснуть. Когда ты уберите наэлектризованную ручку или расческу, светодиод должен снова загореться.

ЕСЛИ ЭТО НЕ РАБОТАЕТ, возможно, влажность слишком высокая. Или ваш светодиод может быть подключен наоборот, или транзистор подключен неправильно, или, может быть, ваш транзистор перегорел. Убедитесь, что транзистор подключен похож на маленький рисунок выше. Также, если полярность светодиода перевернут, светодиод не загорится. Попробуйте изменить подключения к светодиоду, чтобы изменить их порядок, затем подключите аккумулятор и снова проверьте схему.Если вы подозреваете, что влажность очень высокая, проверьте это, потерев по руке воздушный шар или пластиковый предмет. Если баллон не притягивает волосы на руках, слишком высокая влажность.


ЭКСПЕРИМЕНТЫ:

1. SENSE E-FIELDS

Подключите схему к батарее, и светодиод загорится. Расчешите свой волосы, затем поднесите расческу к проводу затвора полевого транзистора (FET). Светодиод погаснет. Это указывает на то, что в расческе имеется избыток отрицательный электрический заряд, и полевой транзистор реагирует на электростатическое поле окружающие гребень.Он действует как выключатель и выключается. Снимите гребешок и светодиод снова загорится. Пошевелите расческой и вы увидите, насколько велик расстояние, которое цепь все еще обнаруживает. Удивительно, как далеко электронное поле распространяется вокруг наэлектризованного объекта. (Но тогда электронные поля должны расширяться до бесконечность, нет?)

В зимний день с очень низкой влажностью контур сработает. на гораздо большем расстоянии. Это происходит потому, что при низкой влажности расчесывание волос приводит к более сильному разделению электрический заряд на поверхности расчески.Учтите, что металлический гребень не работай, поскольку любой разделенный электрический заряд немедленно ослабевает, распространяясь на твоя рука и по всему телу. Пластиковая или жесткая резиновая расческа подойдет. потому что резина является изолятором, и несбалансированные заряды не могут вытекать расческа.

Попробуйте просто НАДНЯТЬСЯ пластиковой ручкой к волосам. FET обнаружит даже этот крошечный отрицательный чистый заряд на ручке. Датчик обычно не указывает на то, что появляется на ваших волосах, поскольку волосы становятся проводящими благодаря влажности, а положительный чистый заряд утечки в вашу голову.Полярность электрического заряда на поверхности расческа или пластиковая ручка отрицательная. Правило для этого полевого транзистора: отрицательное электрическое заряд поворачивается выключатель (и светодиод) выключены.

2. ЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

Этот датчик FET не является идеальным образовательным устройством, потому что он реагирует иначе на положительное, чем на отрицательное. Создайте положительный чистый заряд прикрепив небольшой пучок волос или шерсти к концу пластикового предмета (ручка или линейка), затем потрите волосы о другой пластиковый предмет.(Если мы электризовать некоторые волосы, мы можем избежать потерь утечки, не касаясь их пальцами или другим заземленным предметом.) Принесите положительно наэлектризованные волосы возле полевого транзистора. Обратите внимание, что светодиод становится ярче, но когда волосы при удалении светодиод погаснет и останется прежним. Принесите волосы поближе снова, и снова загорится светодиод. Правила для этого FET:

  • отрицательные объекты отключают светодиод, он загорается снова при удалении.
  • положительные объекты делают светодиод ярким, а при удалении - темным.
Снова включить светодиод, одновременно коснувшись пальцами провода "Ворота". и в какую-то другую часть схемы. Или прикоснитесь пластиковой ручкой к волосы, затем помашите ими рядом с датчиком, и светодиод загорится. Помните этот трюк при проведении других демонстраций. (Примечание: профессиональный электрометры не страдают от этого эффекта "перезагрузки", но профессиональные электрометры стоят как минимум несколько сотен долларов!)

MPF-102 - это транзистор с N-каналом, который выключается, когда подвижные отрицательные электроны в корпусе транзистора выталкиваются из кремний, превратив его в изолятор.Вы также можете купить «П-канал» транзисторы, работающие в обратном направлении: их кремний полон подвижных положительные заряды, называемые «дырами», и они отключаются положительным заряд на воротах. Попробуйте купить несколько транзисторов 2N5460 от обычных поставщики ( Jameco, Mouser, Digikey )

3. СОХРАНЯЕТСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД

Закрепите пучок волос на пластиковом стержне и убедитесь, что он полностью разряжается и не влияет на полевой транзистор. Возьмите второй пластиковый стержень (или пластиковая ручка!) и убедитесь, что она полностью нейтральна.(Ласкайте если нет, держите ручку целиком слегка влажными руками). и коснитесь пучком волос кончика ручки, разделите их, затем удерживайте их до датчика по одному. Вы обнаружите, что конец пластиковая ручка теперь отрицательна и на мгновение выключает светодиод. Волосы пучок положительный и включает светодиод, а затем гаснет.

Контакт между волосами и пластиком вызвало некоторое ассиметричное разделение равных положительных и отрицательных «электричество» внутри них.Когда они расстались, некоторые отрицательные электрические заряды остался с пластиком, оставив на нем больше минусов, чем положительных (чистый отрицательный заряд.) В то же время в волосах осталось меньше отрицательные, чем положительные, для чистого положительного заряда. Атомы разорвались "ионизировались", и пары электронов и протонов были разделены и разделены на огромные расстояния. Примечание: «статическое электричество» не вызвано трение, вызванное контактом разнородных материалов, последующим по разделению.Можно сказать, что это вызвано «шелушением».

4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ ПИЛИНГА

Эффект «отслаивания» можно продемонстрировать с помощью рулона пластикового клея. лента. Снимите с рулона несколько дюймов ленты и поднесите ее к цепь. Светодиод покажет, что лента сильно наэлектризована. Сейчас используйте датчик для проверки диспенсера ленты. Вы обнаружите, что Рулон ленты имеет противоположную полярность по сравнению с полосой ленты. это показывает, что «статическая» электрификация не требует трения, она требуется только тесный контакт на большой площади между разнородными материалами.

Материя состоит из положительного и отрицательного электрического заряда, и отслаивание ленты может разделить электрические заряды, которые уже были в материи. Так как пластиковая основа ленты - это другой материал, чем клей, когда они соприкасаются друг с другом, происходит асимметричная связь и обмен электронами. Это приводит к отделению противоположного заряда, когда мы отслаиваем ленту от ее рулон. Также попробуйте взять две полоски изоленты, приклеить их задом наперед (сложить маленькие вкладки, чтобы их можно было снова разделить), промокните их влажным руками, чтобы разрядить их, а затем отделите их.Держите каждую возле датчика. Одна полоса указывает на строго положительное значение, другая - на столь же отрицательное. В полоски будут притягивать друг друга. Попробуйте другие демонстрации от Sticky Электростатика с использованием детектора заряда для определения полярности различных части ленты.

[ПРИМЕЧАНИЕ: люди обнаружили, что клейкая лента "Скотч" тоже не работает. для вышеуказанного действия. Он содержит некоторые химические вещества, которые предотвращают электрификация. Вместо этого используйте ленту другой, недорогой марки.]

5.Прыгающие электроны, «ГОЛОСОВОЙ КОНТРОЛЬ»

Если вы построите крошечный компактный вариант схемы на полевом транзисторе (припаяйте его к разорван разъем аккумулятора) можно попробовать следующий трюк. Держи цепь в руке, убедитесь, что светодиод горит, встаньте на коврик, затем прыгайте вверх и вниз. Светодиод будет мигать. Прогуляйтесь, и то же самое что-то случается. Когда подошва обуви соприкасается с ковром, а затем отслаивается вдали от него все ваше тело становится электрифицированным. Это делает датчик отвечать. И во время прыжка, если вы снова положите обувь на противоположно наэлектризованные следы, вы отменяете чистый электрический заряд, и датчик показывает другой полярность изменение.Потрите обувь, топайте и опускайтесь, прыгайте, и датчик будет дико мигать. Продемонстрируйте зрителям, что датчик не реагирует, когда вы встряхиваете его вверх и вниз, но он реагирует, когда вы прыгаете. В сухой день вы можете управлять датчиком малейшим движением: потертости один ботинок, затем поднимите носок, чтобы включить и выключить датчик. Скажите "на", "выключено" при движении пальца ноги, и у вас есть волшебный трюк с "голосовым управлением". Пусть какой-нибудь бедняга осмотрит датчик, накричит на него и т. Д. Это только ответь на твой голос! (ухмылка!)

6.ИЗМЕНИТЬ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Схема усиливает крошечные напряжения, и мы можем изменить его «усиление». Возьмите небольшой конденсатор емкостью менее 100 пикофарад. Любое значение Сделаю. Подключите это между выводом затвора полевого транзистора и одним другим выводом полевого транзистора (не имеет значения какой именно.) Это значительно снижает чувствительность устройства. В ситуациях, когда датчик слишком чувствительный, это может иметь большое значение. Конденсаторы емкостью более 100 пФ можно использовать, но они ДЕЙСТВИТЕЛЬНО стирают чувствительность. Большой значение, тем меньше чувствительность.Конденсатор делает это, потому что он образует часть схемы, называемая «емкостным делителем напряжения», своего рода регулировка громкости для невидимых полей напряжения.

Затем сделайте схему БОЛЕЕ чувствительной. Возьмите провод с зажимом типа «крокодил» и подсоедините его к выводу затвора полевого транзистора. Пусть это висеть, ничего не касаясь. Вы обнаружите, что это значительно увеличил чувствительность вашей схемы полевого транзистора. Это достигается за счет увеличения емкость между затвором полевого транзистора и источником сигнала напряжения.На сухой день это будет реагируют на расчесывание волос с расстояния 20 футов. Если олдскульный телевизор в эрт-стиле экран доступен, датчик будет вести себя странно (особенно когда люди проходят между экраном и датчик.) Кабель с зажимом действует как дополнительная антенна, и чем длиннее он , тем более чувствительной становится схема на полевом транзисторе.

7. ИСКАЖЕНИЯ ПОЛЯ

Электризуйте пластиковый предмет, поместите его на изолирующую опору, поместите Датчик полевого транзистора рядом с ним, затем убедитесь, что светодиод включен. Если вы сейчас машете руку рядом с объектом или датчиком, светодиод среагирует.Твоя рука вызывает искажение и изменение электронного поля вокруг объекта. Даже если ваша рука не наэлектризована, FET отвечает. Вы создали своего рода Система "DC Radar", которая посылает сигнал, а затем реагирует, когда рядом объекты «отражают» сигнал. Некоторые типы промышленных датчиков (датчики приближения или емкостные датчики) используют этот эффект. Какой-то грабитель будильники тоже.

8. VANDEGRAAFF SENSING

Посмотрите, на каком расстоянии ваш электрометр на полевом транзисторе может определять электрическое поле от операционный настольный электростатический генератор VandeGraaff.Вдруг разрядите генератор с помощью заземленного сферического электрода и посмотрите дальний полевой транзистор отвечает. Вы действительно излучаете радиоволны с почти нулевая частота, когда вы это делаете. FET на самом деле не реагировать мгновенно, есть задержка скорости света (около одной наносекунды на фут расстояния.) Требуется некоторое время, чтобы волна исчезновения электронное поле для доступа к датчику. Радиоволны просто распространяют изменения в электрических полях, поэтому ваша машина VDG и датчик FET представляют собой простой радиопередатчик и приемник.

9. КОНДЕНСАТОРЫ ДОМАШНИЕ

Цепь полевого транзистора настолько чувствительна, что обнаруживает энергию, запасенную в миниатюрный самодельный конденсатор. Сделайте простой конденсатор из алюминиевой фольги, пенополистирол (из кофейной чашки) и провода. Храните энергию в конденсаторе ненадолго подключив его к батарее 9 В. Теперь прикоснитесь к одному проводу конденсатора отрицательный полюс батареи цепи полевого транзистора и коснитесь другого провод конденсатора к клемме затвора (не прикасайтесь к проводам пальцами, это разрядит конденсатор.) Светодиод укажет накопленная энергия. Используйте батарею 9 В, чтобы поменять полярность конденсатор, затем снова проверьте его с помощью полевого транзистора и обратите внимание, что полярность действительно наоборот. Примечание: не используйте бумагу для диэлектрика конденсатора, бумага становится слабопроводящей при повышении влажности, и ваши энергия таинственным образом исчезнет, ​​потому что бумага предлагает путь утечки, поэтому разделенные электрические заряды могут рекомбинировать. Другое примечание: это эксперимент демонстрирует, что «статическое электричество» и схемы батарей одинаковы.Полевой транзистор обнаруживает разность потенциалов, создаваемую батареей 9 В, просто поскольку он обнаруживает гораздо большие потенциалы в пространстве вокруг электрифицированного объекты. Не будет ошибкой сказать, что «статическое электричество» просто "напряжение". Повседневные схемы управляются "статическим электричество », произведенное их низковольтными источниками питания.

10. ДИПОЛЬНАЯ АНТЕННА

После того, как вы некоторое время воспользуетесь этим устройством на полевых транзисторах, вы поймете, что в нем только один антенный терминал.Однако, как и все вольтметры, на самом деле имеет два. Остальная часть схемы действует как другой терминал. Чтобы продемонстрировать это, построить миниатюрную версию схемы детектора на верх батареи 9 В. Если держать батарею как обычно, Gate делает действуют как антенна, а отрицательные объекты заставляют светодиод гаснуть. Сейчас осторожно возьмитесь за провод затвора между пальцами и поднимите все устройство в воздухе. Не прикасайтесь к аккумулятору. Если вы сейчас отрицательно электрифицированный объект рядом с аккумулятором, светодиод станет ярче вместо диммер.Полярность работы была обратной. Если вы положите все устройство на изолирующую поверхность и подойти к нему с электрифицированным объекты, вы обнаружите, что провод затвора полевого транзистора отвечает одной полярности, в то время как батарея и остальная часть цепи отвечают другим. Пытаться Подключите провод затвора к заземлению, затем приостановите остальную цепь с изолирующей ручкой. Если вы держите предметы, имеющие различные полярности, вы обнаружите, что полярность работы противоположна полярности проволока для ворот.

11. «ИЗВИНИТЕ МЕНЯ, ПОКА Я ЧУЮ НЕБО По всей земле грозы переносят отрицательный электрический ток. обвинение вниз и положительный заряд вверх. В результате земля электрифицирован везде отрицательно, а небо положительно. (Фактически, это проводящая ионосфера, которая положительна.) Датчик FET может обнаружить это. Выносите его на улицу, подальше от деревьев или зданий. Погоди высоко в воздухе, затем опустите его на землю, наблюдая за светодиодами.(Возможно, попросите сделать это высокого взрослого.) Светодиод станет темнее, когда устройство опускается и становится ярче, когда оно поднимается. Земля это отрицательный! Может быть, повесить зажимную антенну на провод датчика для улучшения чувствительность. (Эта полярность меняется на противоположную, когда идет гроза. над головой, но я бы не советовал выделяться на открытом воздухе, когда есть вероятность удара молнии!)

12. НАПРЯЖЕНИЕ АККУМУЛЯТОРА (ОПАСНО!)

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! ПРИСУТСТВИЕ ОПАСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Только для учителей естественных наук и опытных экспериментаторов.Напряжение выше 60 В может привести к поражению электрическим током! Если вы не умеете безопасно работать с опасным высоким напряжением, тогда не выполняйте этого эксперимент.
ВНИМАНИЕ! ПРИСУТСТВИЕ ОПАСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Возьмите десять батареек на 9 В. (Старые батареи в порядке, если они еще выходят 8 В или более.) Сформируйте их в цепочку, например: поместите пять батареек рядом на столе, чтобы все разъемы были выровнены одинаково. Затем соедините их вместе, вставив остальные пять батарей в перевернутом виде. в первые батареи.Это создает связанный блок батарей. Это батарея на девяносто вольт. Теперь помашите антенной полевого транзистора цепь вокруг этой аккумуляторной цепи. НЕ ДОПУСКАЙТЕ АНТЕННУ КАСАТЬСЯ НИКАКОЙ ИЗ БАТАРЕИ ИЛИ ИХ РАЗЪЕМЫ! Вы обнаружите, что отрицательный конец цепь батареи погаснет светодиод.

Смотрите, что происходит? Батареи могут создавать эффект «статического электричества». Но это бывает только при высоком напряжении. Напряжение одной батареи 9В не влияет на датчик полевого транзистора, потому что электрическое поле батареи 9 В является немного слабоват.Но батарея на 90 В создает электронное поле в десять раз сильнее!

13. НЕПРОВЕРЕННЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Вот несколько вещей, которые стоит попробовать. Я их не тестировал, не знаю знать, насколько хорошо они работают. Будь первым!

Электрифицировать большой пластиковый предмет, пока его никто не видит, затем попросите группу люди с детекторами заряда на основе полевых транзисторов пытаются найти, какой объект в комната имеет несбалансированный электрический заряд.

Пусть все построят электрометры на полевых транзисторах.Выровняйте их все в ряд, электризуйте пластмассовый предмет, а затем проведите им вперед и назад. Вы будете уметь «видеть» электростатическое поле, окружающее объект. Держать ваша рука возле ряда детекторов, стоя на коврике. Подпрыгните и вниз и посмотрим, что произойдет.

С помощью куска ткани создайте небольшое электрическое пятно на пластиковой книге. обложка. Используйте устройство FET, чтобы найти место. Нарисуйте наэлектризованную фигуру используя ткань как кисть, затем посмотрите, сможете ли вы использовать датчик для выяснить, что это за форма.

Постройте много полевых транзисторов и светодиодов в ряд на деревянной палочке. Подключите их все к одна батарея. Поместите отрицательно наэлектризованный предмет на стол в тусклом освещенную комнату, затем быстро проведите полевым транзистором мимо объекта. Вернуться и вперед очень быстро, и вы должны увидеть ряд красных линий, вызванных движущиеся светодиоды. Посередине красных линий будет черное пятно вызвано электростатическим полем, окружающим отрицательный объект! Повторение этот тест, но на этот раз используйте кусок ткани, чтобы написать букву «А» на пластиковая обложка книги в невидимке, отрицательный заряд.Вы видите "А" когда ты водишь палкой вперед и назад? Установите ряд светодиодов на вроде моторизованного пропеллера, и у вас будет автоматический "детектор заряда" диск ".

ОТКУДА ОТ

Схема представляет собой электронную версию электроскопа. Электроскопы - это простые научные инструменты для измерения высокого напряжения. Электроскопы использовались сотни лет.

Эта схема детектора заряда на полевом транзисторе основана на гораздо более ранней схеме, называемой «электронный электрометр», выполненный с помощью вакуумной трубки.В детстве я нашел Схема в старой книге в мягкой обложке о проектах радиолюбителей от Pop. Журнал электроники. Использовался 6J7 лампочка и лампочка NE2 и 100К резистор, подключенный к пластинчатому выводу. я потратил деньги на несколько недель, чтобы купить эту трубку (плюс 6,3 В трансформатор, плюс причудливый бакелитовый ящик.) Используется сетевое напряжение 120 В переменного тока. подключен к катоду и светодиоду (лампа тогда действует как выпрямитель). Трубка 6J7 имеет клемму на верхняя часть, которая соединяется с клеммой решетки трубки (скорее, "крышка решетки" чем более обычный пластинчатый колпачок.) Моя 'антенна' появилась из-под кофейной канистры через консервный нож, плюс пластиковая крышка банки для защиты острых металлический край. Когда отрицательно наэлектризованная пластиковая ручка была помахал рукой возле сетки, светящийся NE2 погаснет. Зимой дней чувствительность была довольно удивительной.

Другие современные устройства также реагируют на близлежащие электрифицированные объекты. когда Полевые транзисторы сначала были проданы, я купил один и измерил сопротивление омметром. источник / сток. Конечно, когда наэлектризованный объект махали возле неподключенный провод сетки, показания омметра сходили с ума.Кроме того, если у вас есть микросхему операционного усилителя на полевых транзисторах (TL072 и т. д.), и вы оставляете вход плавающим, или если у вас есть логические микросхемы CMOS с плавающими входами, они иногда вести себя как сумасшедший, когда машешь им рукой. Если влажность не очень высоко, ваше тело обычно заряда постоянного тока достаточно, чтобы включить или выключить их.

Я протестировал несколько распространенных полевых транзисторов, чтобы найти чувствительный, и обнаружил, что MPF102 был намного более чувствительным, чем оригинальная вакуумная лампа, которую я имел в качестве дитя. С помощью пары футов провода клеммы ворот я мог включать и выключать размахивая наэлектризованной пластиковой расческой взад и вперед с расстояния более десяти футов прочь.(С более длинными антеннами он начал улавливать гул 60 Гц и был перегружен.) Позже в Музее науки в Бостоне я спроектировал выставку, массив многих сотен таких штуковин, каждая с маленьким стальным винтом в качестве антенна. См. «Аура Тестер ». Также см. Подробнее о схеме.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Полное описание этого устройства требует вникания в физику его твердотельная электроника. Вместо этого вот краткое описание, основанное на жидкая аналогия электрического заряда.

Металлы действуют как проводники НЕ потому, что через них может проходить заряд. Вместо этого они проводники, потому что они содержат заряд, который может двигаться. Думайте о металлической проволоке как о как шланг, который всегда наполнился водой. И помните, вакуум - это изолятор, даже если он не препятствует зарядам. Но вакуум не содержит зарядов, которые могут двигаться.

«Море заряда» в металле не очень сжимаемо. Сжать (или удалить) даже крошечный его кусочек потребует огромного количества энергии.В металлах «электрическая жидкость» плотна, как вода, поскольку каждый атом вносит один электрон в «электронное море». Число атомов огромные, поэтому количество мобильных зарядов тоже огромно. Внутри металлов, , крайние электроны атомов не придерживаются отдельных атомов, а вместо этого вращаются по всему материалу. (Так, металлический предмет похож на резервуар «жидкого электричества», а металлический провод - как полная труба.) если мы могли бы удалить все подвижные электроны из металла, этот металл стать изолятором.К сожалению, удаление электронов даже из самая тонкая металлическая проволока требует электростатической силы в миллиарды Ньютонов, и вырабатывает миллиарды вольт разности потенциалов. («Газиллионы» означает какое-то огромное число с очень большим количеством нулей!). Металлы бывают высокая проводимость, и мы не можем легко это изменить.

Вот тут-то и появляется кремний. Пока электронное вещество металла действует подобно плотной жидкости, в кремнии подвижные заряды действуют как разреженные и сжимаемый газ.В кремнии лишь очень немногие атомы вносят подвижный электрон к «морю заряда». На самом деле кремний не совсем вносят электроны вообще, а сверхчистый кремний является изолятором. Вместо этого только крошечные частицы примесных атомов в кремнии будут вносят подвижные электроны. Если мы поместим только крошечную, крошечную долю процентов примесей в смеси кремния, то полученный материал подвижное электронное вещество становится намного более сжимаемым, чем "электрон море »в металле.Он действует почти как газ, а не как несжимаемый жидкость. Это снижает необходимое напряжение и силу (на миллиард раз!) уменьшая силу, необходимую для выталкивания подвижных зарядов кремния. Электронное море металла не очень сжимаемо. Электронный газ в кремнии очень сжимаем.

Ну и что? Что ж, если мы можем вытолкнуть «электронное море» из проводника, мы может превратить его в изолятор. Это все равно, что зажать шланг, так что жидкость не могла течь.Я бы хотел выключить выключатель, но почти для этого не требуется никакой работы. Просто примените электрический "толчок" в форма электростатического отталкивания, тогда кремний становится изолирующим, поэтому большие токи можно включать и выключать.

Полевой транзистор представляет собой крошечную кремниевую пластину с ребра, подключенные к проводам «Источник» и «Слив», а также к проводу «Ворота» связано к металлической пластине, уложенной на поверхность кремниевой пластины. Когда ввод ворот электрифицирован отрицательный, он отталкивает электронный газ из кремния и преобразует его в изолятор.Кремниевая пластина действует как электрический выключатель, который выключен чистым напряжение. Если представить силикон как резиновый шланг, наполненный воды, то заслонка прикладывает боковую силу, которая зажимает шланг закрыто. Размещение отрицательного сетевого заряда на проводе затвора вызывает "переключатель" выключится, а светодиод погаснет. Просто отрицательно Электрифицированный объект рядом с выводом Врат приложит силу к электронам в той маленькой проволоке ворот, которая проталкивает их в металлическую пластину, которая отталкивает электроны в кремнии, которые защемляют проводящий путь.

Интересный момент: для отключения полевого транзистора действительно не требуется энергии. Оно делает возьмите электростатическую силу, но сила - это не энергия! Так что даже очень удаленный объект со слабым нетто-зарядом может повлиять на FET и контролировать гораздо большую энергию, направляемую на светодиод.

Полевой транзистор на самом деле не выключается из-за отрицательного чистого заряда. Это чрезмерно упрощенное описание. Он действительно выключен РАЗНИЦОМ в чистый заряд между кремнием и металлической пластиной.Вы также можете электризовать металлическую пластину отрицательно или электризовать кремний положительно (который также электризует аккумулятор, светодиод и провода цепи.) Оба будут выключите полевой транзистор, выталкивая (или вытягивая) электроны из кремния. Снова подумайте о резиновом шланге: либо вы можете зажать его пальцами, или вы можете снизить давление всего водяного контура, и шланг сморщится «всасыванием» (фактически давлением воздуха)

Для чего нужны полевые транзисторы? Что ж, большинство современных компьютеров построены почти полностью из полевых транзисторов.Мегабайты памяти формируются из маленьких сеток миллионов микроскопических полевых транзисторов, каждый с чистым зарядом хранится на его проводе ворот, обозначающем ноль или единицу. Чипы процессора состоят из логических переключателей с напряжением затвора в качестве входа и включения / выключения переключение как их выход. Другое: можно построить супер-полевые транзисторы, которые на самом деле содержат многие тысячи маленьких транзисторов FET, все подключенные параллельно. Эти VFET или HEXFET часто используются в качестве основных транзисторов. больших усилителей звука.Крошечное вибрирующее напряжение на их выводе затвора может направить много ампер зарядового потока на звуковой частоте через громкоговорители и несколько пластин на полевых транзисторах размером с ноготь контролировать мощность звука для всего рок-концерта.

.

Смотрите также