Лаборатория юного физика
Шрифт:
Угольный стержень служит положительным электродом. Деполяризатор состоит из перекиси марганца и графита. Перекись марганца окисляет водород, который во время работы элемента выделяется на положительном электроде. Графит добавляется для лучшей проводимости.
Электролитом служит насыщенный раствор нашатыря (хлористого аммония). В элементы для карманных фонарей он заливается не жидкий, а в смеси с крахмалом и мукой. Поэтому он становится похож на студень и не выливается.
При работе элемента Лекланше угольный стержень не портится. Деполяризатор
А вот цинк разъедается, и раствор истощается и засоряется посторонними веществами. Поэтому для восстановления элемента необходимо сменить раствор и восстановить цинковый электрод.
Выньте из элемента угольный стержень вместе с деполяризатором в мешочке и оставьте их на ночь в воде, подкисленной несколькими каплями соляной кислоты. На другой день еще раз хорошенько промойте мешочек с деполяризатором подкисленной водой.
Если цинковый электрод сильно разъеден, придется его выбросить и заменить новым. Новый электрод сверните из листового цинка толщиной 0,5–2 мм. Чем толще цинк, тем дольше он прослужит. Припаяйте к электроду отвод, который должен выступать над поверхностью электролита. К нему припаяете впоследствии контактный провод. Если конец провода будет погружен в электролит, в этом месте образуется свой маленький гальванический элемент. Он будет мешать работе основного элемента.
Если цинковый электрод проеден только в одном месте (это иногда бывает в больших элементах), его можно еще использовать. Промойте электрод в горячей воде со щеткой, чтобы удалить окислы, и напаяйте цинковую заплату.
Электролит приготовьте, растворив нашатырь в теплой воде. Растворять надо до насыщения, то есть до тех пор, пока на дне сосуда не останутся нерастворившиеся кристаллы нашатыря.
Соберите элемент в стеклянном сосуде. Мешочек с деполяризатором ни в коем случае не должен касаться цинка. Поэтому обвяжите его в нескольких местах бечевкой с изоляционными бусами, как показано на рисунке 30.
После того как зальете элемент электролитом, он начнет давать ток только через несколько часов.
Элемент Лекланше можете сделать и сами, если есть все необходимые материалы. Его устройство показано на рисунке 30. Сосуд— стеклянная банка из-под майонеза или полулитровая банка. Положительный электрод — угольный стержень диаметром 15–20 мм и длиной на 18–20 мм больше высоты сосуда. Как сделать цинковый электрод, сказано выше.
Деполяризатор приготовьте из двух весовых частей перекиси марганца и одной весовой части графита. И то и другое должно быть в мелком порошке. Если графита у вас нет, можете мелко истолочь уголь от старых элементов или огарки углей от дугового фонаря, от кинопроектора и т. п.
Мешочек для деполяризатора сшейте из бязи или холста. Он должен быть круглый, с дном диаметром 40–50 мм. Для баночки из-под майонеза уголь возьмите потоньше (до 10 мм), а мешочек диаметром 25–30 мм.
Вставьте мешочек в согнутую из жести формочку; установите в середину угольный стержень и туго набейте деполяризатором. Смесь насыпайте слоями. Каждый слой плотно утрамбовывайте деревянной палочкой и слегка смачивайте водой. Набив мешочек на 3/4 высоты, выньте его
Обвяжите мешочек по окружности в нескольких местах суровой ниткой или тонкой бечевкой. Стяните туго, чтобы плотнее прижать массу к угольному стержню. А на бечевку предварительно нанижите бусы или кусочки стеклянных трубок. Это для того, чтобы мешочек не касался цинка.
На верхнем конце угольного стержня ребром напильника сделайте желобок и туго обмотайте концом медной проволоки. Как приготовить электролит, сказано выше.
Этот элемент работает 20–30 часов. Затем раствор надо сменить, а цинковый электрод промыть в горячей воде щеткой, чтобы удалить с него окислы. Элемент Лекланше дает напряжение около 1,5 в. Для получения более высоких напряжений соединяют несколько элементов в батарею. Так, в батарейке карманного фонаря три последовательно соединенных элемента Лекланше дают напряжение 4,35 в.
Самодельную батарею из трех элементов Лекланше можно использовать для переносного фонаря. Сделайте для батареи ящик. К верхней крышке ящика приделайте ручку. Под ручкой установите маленький выключатель, так называемый тумблер. На передней стенке ящика укрепите жестяной рефлектор с патроном для лампочки от карманного фонаря.
Переносный фонарь пригодится вам в пионерском лагере.
Постоянный магнит
В технике магниты делают из специальных сплавов, в состав которых входят, кроме железа, магний, кобальт, никель, алюминий, вольфрам или другие металлы. Но мы с вами сделаем магнит из старого напильника. Такой магнит вполне достаточен для опытов по физике.
Насечку с напильника снимите на наждачном точиле. Это необязательно, но магнит с насечкой будет выглядеть некрасиво. Затем накалите напильник докрасна и ударами тяжелого молотка изогните его в подкову (рис. 31).
Рис. 31. Изготовление магнита из напильника.
Дайте подкове медленно остыть на воздухе. Опилите напильником ее концы, чтобы подкова хорошо стояла на столе. Если у вас нет наждачного точила и вы не сняли насечку, можете спилить ее теперь напильником.
Прежде чем намагничивать подкову, придется ее снова закалить. Нагрейте ее в печи по возможности ровнее, пока вся она не станет светло-красного цвета. Раскаленную подкову быстро опустите в чистую холодную воду концами вниз. Закаленную подкову очистите от окалины.
Оберните подкову по всей длине бумажной или изоляционной лентой и обмотайте изолированной проволокой. Вся обмотка должна идти в одном направлении. Для намагничивания от сети переменного тока намотайте 250 витков провода диаметром 0,7–0,8 мм (рис. 32).