Юный техник, 2008 № 12

Журнал Юный техник

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Диод из… соды и воды

В 20-е годы прошлого века еще ничего не знали о полупроводниковых диодах, а выпрямительные лампы — кенотроны — были редкостью. Их заменяли электролитические выпрямители.

Делали их так. В стеклянный сосуд наливали электролит, опускали два электрода и включали их последовательно с источником переменного тока, нагрузкой и контрольной лампочкой накаливания. Один электрод обычно делали из алюминия, второй — из свинца, а электролитом служил раствор питьевой

соды в количестве 5…8 г на 100 мл воды.

Чтобы конструкция приобрела выпрямительные свойства, электроды формовали, пропуская переменный ток в течение получаса. По мере формования ток и свечение контрольной лампы ELI снижались, а алюминиевая пластина, становящаяся положительным электродом, покрывалась тончайшим налетом окиси.

По окончании формовки ток мог проходить лишь в направлении от свинца к алюминию, чем и обеспечивался выпрямительный эффект.

В ту пору всякая находка, связанная с составом электролита и материала электродов, приводившая к улучшению работы, отражалась на страницах печати. Нередко сюда попадали наблюдения эффектов, вроде бы не отвечающих напрямую задаче разработки, а потому оставленных без достаточного объяснения и последующего развития.

Электролитический выпрямитель 20-х годов прошлого века.

Много позже, уже в наше время, некоторые любители истории техники стали обращать внимание на аномальные явления, подмеченные в прошлом. Сегодня они могут найти полезное применение. В одной из публикаций указывалось на слабое голубоватое свечение, возникающее у двух алюминиевых пластин-электродов, непосредственно присоединенных к источнику питания. Присутствие в электролите буры или меди способствует изменению цвета свечения на зеленоватый. Анодом может служить не только свинец, но и графит, сталь «обычная» и нержавеющая. Слабое свечение, возникающее с указанными электролитами, можно наблюдать в затемненном помещении при напряжении источника 120 В с 75-ваттной лампой накаливания, включенной последовательно с выпрямителем.

Американский физик-историк Нил Штайнер отмечает, что свечение получается ярче, если оба электрода сделать из алюминия. Иногда вместо равномерного свечения наблюдаются отдельные вспышки у границы между электродами и верхней поверхностью электролита. Такое явление чаще возникает, когда электролит составлен на основе соды, а не буры.

Схема прибора, в котором Нил Штайнернаблюдал загадочное свечение.

Откуда берется это свечение? В процессе экспериментов Н.Штайнер наблюдал еще одно интересное явление.

Когда алюминиевый электрод едва касался поверхности электролита, кривая тока приобретала N-образную форму, характерную для случая с отрицательным сопротивлением. При этом возникает «белый шум» с частотами до 30 МГц, который можно поймать находящимся поблизости радиоприемником.

Помните, эти эксперименты должны проводиться при полном соблюдении правил техники электробезопасности в присутствии взрослых.

Ю. ПРОКОПЦЕВ

ПОЛИГОН

Всё ли мы знаем о магнитах?

Каждый знает: железо и

сталь хорошо притягиваются к магниту, а дерево, например, и бумага на магнитное поле не реагируют. Однако, как нам рассказал руководитель Молодежного научно-технического центра А.А. Оликевич, и дерево, и бумагу, и пластмассу тоже можно примагнитить. Все дело только в мощности магнита.

Для проверки сказанного вам нужно вооружиться сильным магнитом. Проще всего такой магнит взять из старого жесткого диска от компьютера. Разберите его и найдите магнит из редкоземельного сплава. Он так мощен, что вы его ни с чем не спутаете.

С этим магнитом у вас получатся все опыты. Ну а если старого винчестера у вас нет, вы можете сделать электромагнит, заострив стальной болт диаметром 16 и длиной около 50 мм и намотав на него виток к витку, слой за слоем обмоточный провод диаметром 0,25 мм до заполнения. Перед этим обязательно намотайте на болт два слоя виниловой изоленты, а поверх нее на расстоянии 30 мм друг от друга установите две картонные шайбы и зафиксируйте их при помощи скотча. Это будет каркас вашей катушки. Питать электромагнит следует от источника постоянного тока с регулировкой напряжения от 12 до 24 В.

Перейдем к экспериментам. Поднесите ваш магнит к обрывкам бумаги, и вы увидите, что они соберутся на его полюсе. В чем же дело?

Строго говоря, сильно или слабо, но с магнитным полем взаимодействуют все вещества. Так, например, молекулы кислорода к магниту притягиваются, атомы висмута — отталкиваются. Но эти взаимодействия очень слабы и проявляются только в очень тонких экспериментах.

Однако железо и некоторые его сплавы, как уже сказано, притягиваются к магниту очень сильно. Поэтому еще в глубокой древности наши пращуры наблюдали притяжение мелких железных предметов природным магнитом — простым обломком железной руды.

Возвращаясь к опыту с бумагой, остается предположить, что она содержит в себе примеси железа. Они могли попасть в диоксид титана — вещество, придающее бумаге белизну, — в процессе его тонкого помола на мельнице со стальными шарами.

Между полюсами магнита горящая спичка не проявляет магнитных свойств.

Спичка остывает в магнитном поле.

Притягиваются к мощному магниту и спички, причем сгоревшие в магнитном поле притягиваются сильнее, чем целые или сгоревшие вдалеке от магнита. Причина в химическом составе спичечной головки.

Принято считать, что она состоит из серы, но это не так. В ее состав входит бертолетова соль и соединения, катализирующие ее распад — МnO ₂; Fe ₂0 ₃и другие.

Fe ₂0 ₃— это красный железняк, реагирующий на магнитное поле. Когда спичка горит вблизи магнита, лишние вещества выгорают, а частички красного железняка разворачиваются параллельно магнитным силовым линиям и в таком виде остаются после остывания. Головка спички оказывается намагничена.