|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
Błyskawica podwodna. Laboratorium naukowe dla dzieci
Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci Mówią, że pod koniec lat czterdziestych ubiegłego wieku student Leva Yutkin przeczekał burzę na brzegu jeziora. Nagle piorun uderzył w wodę, podnosząc wielką fontannę ku niebu, zalewając młodego mężczyznę od stóp do głów. Pamiętam dziwne zdarzenie. Nauczyciel dał Levie małą maszynę elektrostatyczną, a uczeń nie poświęcił kilku lat na eksperymentalne odtworzenie tego, co zobaczył. Wydawałoby się, że wszystko jest proste: wrzuć jeden drut do naczynia z wodą, wynieś drugi na powierzchnię i przekręć uchwyt maszyny. Ale ani pierwsza, ani setna iskra nie dały żadnego efektu... A potem to się stało. Małe akwarium nagle rozpadło się cicho na kilka dużych kawałków, a woda wpadła do pokoju. Ten sukces zdeterminował dalsze życie wynalazcy Yutkina.
Okazało się, że jeśli prawidłowo przeprowadzisz wyładowanie elektryczne w wodzie, a nawet użyjesz do tego silniejszego źródła energii niż szkolna maszyna elektrostatyczna, otrzymasz potężną eksplozję. Jego moc niszczyła wszelkie materiały. Wszystko mówiło o ciśnieniu tysięcy i dziesiątek tysięcy atmosfer. Nic dziwnego, że w 1950 r. L.A. Yutkin wraz ze swoją żoną Lidią Alexandrovną Goltsovą złożyli wniosek o „Metodę uzyskiwania wysokich i ultrawysokich ciśnień”. Zgłoszenie zostało uwieńczone certyfikatem praw autorskich, jednak po siedmiu latach… (później L.A. Yutkin i L.A. Goltsova wykonali jeszcze około 150 wynalazków!) Podczas wyładowania elektrycznego w wodzie zachodzą złożone procesy. W pierwszym etapie, który trwa mikrosekundę, tworzy się kanał plazmowy o temperaturze dochodzącej do 40000 1410°C. Plazma rozszerza się z prędkością porównywalną z prędkością dźwięku w wodzie (XNUMX m/s). W ten sposób powstaje pierwsza fala uderzeniowa i wnęka wypełniona gorącą parą i gazem, która stopniowo kończy swoją ekspansję, następnie zaczyna pulsować i ostatecznie zapada się. Istnieje kumulatywny efekt podobny do tego stosowanego w pociskach przeciwpancernych. Według naukowców ciśnienie powstające na tym etapie może osiągnąć 450 tysięcy atmosfer. Nic dziwnego, że nie ma materiałów, które mogłyby wytrzymać iskrę elektryczną w wodzie. Należy zauważyć, że wyładowania elektryczne w wodzie obserwowano już w XIX wieku. Ale naukowcy nie widzieli w nich nic niezwykłego. A L.A. Yutkin odkrył wiele interesujących rzeczy. Dlatego cały wachlarz zjawisk związanych z wyładowaniami elektrycznymi w wodzie i innych cieczach jest powszechnie nazywany efektem elektrohydraulicznym (EGE) lub efektem Yutkina. W EGE do 30-80% energii elektrycznej jest przetwarzane na pracę mechaniczną, a ciepło jest czasami uwalniane znacznie, 2-3 razy więcej. Przyczyna leży w procesach zachodzących w momentach zapadania się jamy. Niestety niewiele o nich wiemy. Większość z nich występuje, gdy wnęka jest zmniejszona do rozmiarów, których nie można odróżnić w żadnym mikroskopie. Ponadto najciekawszy etap zawalenia trwa znacznie mniej niż jedna miliardowa sekundy. Jednak brak wiedzy teoretycznej nie stoi na przeszkodzie praktycznemu zastosowaniu efektu Yutkina. Przede wszystkim jest to kruszenie szerokiej gamy materiałów, począwszy od prostego przekształcania kamiennych bloków w gruz. Tak więc podczas odbudowy jednego z moskiewskich mostów stare betonowe elementy zostały zamienione w okruchy za pomocą wyładowań elektrycznych, z których wykonano nowe. Ale są bardziej subtelne procesy kruszenia. Na powierzchni stalowych części odlanych do glinianej formy pozostaje mocno wrośnięta warstwa ziemi i zgorzeliny. Usunięcie go jest niezwykle pracochłonne, jeśli EGE nie jest używane. A jeśli go użyjesz, proces jest niezwykle prosty. Detale są umieszczone w wannie, kilka uderzeń podwodnego pioruna - a ich powierzchnia jest czysta. Efekt Yutkina pozwala nie tylko niszczyć, ale także tworzyć. Oto, jak na przykład używa się go do stemplowania części z blachy. Najpierw wykonują matrycę – detal o kształcie odwrotnym do tego, który chcą otrzymać. Umieszcza się go na dnie wanny, na wierzchu mocno dociska się blachę i spod niej wypompowuje się powietrze. Następnie na wierzch wlewa się wodę i powstają w niej wydzieliny. Blacha ugina się i dokładnie wypełnia całą powierzchnię matrycy. Trzeba powiedzieć, że tłoczenie blachy można wykonać na wiele innych sposobów, na przykład przez ciśnienie oleju lub uderzenie młotkiem w warstwę gumy. Ale tutaj konieczne jest użycie szczególnie ciągliwego i miękkiego metalu, co oznacza, że \uXNUMXb\uXNUMXbczęść jest delikatna. Efekt Yutkina pozwala na stemplowanie części z kruchych i mocnych metali, a część jest bardzo mocna. Zdolne do EGE i wiercenia. Wiertło Yutkina składa się z plastikowego pręta z elektrodą w środku i korony wykonanej z dowolnego metalu, takiego jak miedź. Zarówno korona, jak i trzon są nieruchome, obraca się tylko elektroda z lekkiego drutu. Woda jest dostarczana przez inny z kanałów w pręcie. Z każdym obrotem elektrody zęby stałej korony obracają się wokół wielu iskier, miażdżąc leżącą poniżej skałę w pył, a woda przenosi ją na powierzchnię. I nie ma ras, które są w stanie oprzeć się takiemu musztrze. Pewnego razu L.A. Yutkin i L.A. Goltsova poddali zwykłą glebę wstrząsom EG, wdmuchując przez nią powietrze. Faktem jest, że zawarte w nim sole mineralne dostają się do korzeni roślin, głównie z powierzchni jego cząstek. Zmiażdżyły je mikrowyładowania atmosferyczne, powierzchnia wzrosła, a większość zawartych w glebie soli stała się dostępna dla korzeni roślin. Co więcej, zawarty w powietrzu azot przeszedł w postaci związków chemicznych dostępnych dla roślin. Zwykła ziemia zamieniła się w cudowny ekologiczny nawóz!
O efekcie Yutkina można mówić długo, ale lepiej samemu spróbować. Najważniejsze jest źródło wysokiego napięcia zdolne do tworzenia ostrych, szybko narastających impulsów. W instalacjach przemysłowych stosuje się do tego transformator wysokiego napięcia 30-60 kV, który ładuje kondensator przez prostownik. Jednak wykonanie takiego źródła zasilania jest bardzo trudne, a praca z nim jest niebezpieczna. Najprościej zrobić to samo, co sam Yutkin: rozpocząć eksperymenty z małą szkolną maszyną elektrostatyczną, która może dać około 30000 XNUMX V. Za jej pomocą trzeba złożyć obwód składający się z dwóch wyładowań powietrza i elektrod zamontowanych na dnie wanny. Ale najpierw musisz całkowicie uporządkować samą maszynę elektrostatyczną - zdemontuj ją i dokładnie oczyść z kurzu. Uwaga! Wszelkie prace przy maszynie elektrycznej są niebezpieczne! Mogą być prowadzone tylko w obecności osób pełnoletnich! Dla nas bardzo ważne są dwa stojące na podstawce wysokonapięciowe kondensatory typu „Leyden jar”. Są to szklanki pokryte folią. Należy je szczególnie dokładnie czyścić z kurzu, starając się nie uszkodzić folii, która jest okładziną kondensatorów: pył przy wysokich napięciach jest dobrym przewodnikiem. Zamknięcie prądu generowanego przez maszynę nie pozwoli na uzyskanie wysokiego napięcia. Należy również zwrócić uwagę na małe szczotki miedziane - odbieraki prądu. Należy je oczyścić z ciemnego nalotu tlenków. Na koniec maszyna elektrostatyczna musi być dobrze wysuszona. Aby to zrobić, umieść go na jeden dzień w pobliżu gorącego grzejnika. Potem zacznie działać, abyś jej nie rozpoznał. Iskry będą duże, dźwięczne i częste. Teraz przystępujemy do uzyskania efektu elektrohydraulicznego. Będziesz potrzebował wanny z przezroczystymi ścianami. Szklane naczynie nie jest dobre - nie wytrzyma uderzenia wodnego. Lepiej jest wziąć dno pięciolitrowej plastikowej butelki. Należy go podłączyć do maszyny elektrostatycznej za pomocą przewodu wysokiego napięcia, podobnego do tego stosowanego w układzie zapłonowym samochodu. Aby utworzyć impuls, konieczne jest wykonanie dwóch iskierników. Każda z nich składa się z kulek o średnicy 15-20 mm zamocowanych na kawałku plastiku. Można je znaleźć wśród oldschoolowych sprzętów. Ustaw ograniczniki tak, aby odległość między kulkami wynosiła 15-20 mm. Przymocuj wiosła do dna wanny. Ich rolę pełnią pozbawione końcówek drutu wysokiego napięcia. Odległość między nimi wynosi 50-80 mm. Następnie wlej wodę do wanny - i zacznij eksperymentować. Autor: A.Ilyin
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Jednopłytkowy komputer PC LattePanda 3 Delta ▪ Nowy katalizator do konwersji energii ▪ Ochrona sieci energetycznych przed cyberatakami ▪ Napromieniowanie a geny mózgu
▪ sekcja serwisu Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki. Wybór artykułu ▪ artykuł Orientacja w czasie. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Modemy radiowe pakietowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony