Юный техник, 2007 № 02
Шрифт:
А теперь взгляните на опыт Клода и Бушеро (см. рис. 2).
Рис. 2
Слева — бутыль с теплой водой. Справа — сосуд со льдом, через стенку которого проходит труба. Выходящий из нее пар устремляется на колесо паровой турбины. Турбина через ременную передачу вращает маленький генератор, от которого горят лампочки.
В одном из таких экспериментов мощность генератора кратковременно достигла 3 киловатт. На этом принципе ученые в 1928
Накопив необходимый опыт, в 1930 году инженеры построили на Кубе установку, работающую от разности температуры океанских вод. При этом выяснилось: самое сложное — это подъем с больших глубин холодной океанской воды, обрастание труб морскими организмами и значительный расход энергии на ее перекачивание.
Полезную мощность около 28 кВт получили, потратив более миллиона долларов из собственных средств. В 1934 году ученые начали сооружение плавающей установки для производства льда возле Рио-де-Жанейро. Однако при строительстве произошла авария. Продолжить работу Клод и Бушеро не смогли из-за нехватки средств…
Несмотря на всю привлекательность «даровой» энергии океана, строительство океанских электростанций на принципах Д’Арсонваля, Клода и Бушеро оказалось не выгодно. Слишком велики затраты на строительство установки, а окупаются они через десятки лет. В настоящее время лишь в США и Японии есть отдельные экспериментальные установки такого рода.
Но забывать идею не стоит. Ведь в стране есть промышленные предприятия, сбрасывающие теплые стоки, есть горячие ключи. Особый интерес представляют солнечные водонагревательные панели. С каждого квадратного метра такой панели в ясный день можно получить около киловатта тепла. Если его направить на подогрев воды в двигателе Клода и Бушеро, то можно получить до 70 Вт механической энергии. Имеющиеся в продаже полупроводниковые солнечные панели могут дать 90 — 100 Вт, но стоят они в десятки раз дороже…
Если вам захочется повторить опыт Клода и Бушеро, начинать придется с нуля. Первый шаг — это уже описанный опыт с двумя сосудами.
Кстати, если их соединить гибким прозрачным шлангом, то его можно укрепить на столике проектора и увидеть на экране образующиеся у стенок шланга бурные завихрения, свидетельствующие о движении потока пара.
Следующий шаг — заставить вращаться в этом потоке жестяную крыльчатку (см. рис. 3).
Рис. 3
Для этого ее нужно расположить в наглухо закрытом прозрачном сосуде. Его можно склеить из оргстекла. Было бы очень привлекательно вывести наружу вал крыльчатки для последующего соединения с генератором. Но давление в сосуде в тридцать раз ниже атмосферного, и воздух неизбежно проникает через отверстия для вывода вала.
Клод и Бушеро тоже не могли справиться с этой проблемой и потому расположили турбину и генератор под колпаком.
Для нас важно вначале добиться быстрого вращения крыльчатки. Лишь после этого можно думать о соединении крыльчатки с генератором.
Очень многое в этом опыте зависит от качества исполнения крыльчатки. Поищите в школе демонстрационную модель паровой турбины.
Кстати, с ротором подобной модели Клод и Бушеро показывали свой знаменитый
А. ВАРГИН
Рисунки автора
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Слушай мою команду!
Устройство, о котором пойдет речь, может пригодиться как для создания занятной игрушки, так и простого автомата, способного выполнять некоторые бытовые функции. Основная задача аппарата — беспроводное управление посредством звуковых команд. Устройство построим по принципу акустического реле: хлопок в ладоши или свист включит или выключит питание исполнительного узла.
Даже при столь нехитром алгоритме управления появляется возможность пускать в ход игрушку, управлять освещением в темной комнате, включать электровентилятор.
В устройство входит датчик акустических команд, усилитель и логический узел, реализующий последовательность фиксированных действий «пуск — стоп», а также коммутатор «силовой» цепи. Указанные узлы связаны между собой согласно принципиальной схеме, приведенной на рисунке 1.
Рис. 1
Акустическим датчиком служит электронный микрофон ВМ1, получающий питание от 9-вольтового источника через делитель R1, C1, R2. Появление звуковой команды вызывает всплеск тока микрофона, отчего на его выходе образуется импульс напряжения отрицательной полярности. Усиленный транзистором VT1, но уже с положительной полярностью, он поступает через диоды VD1, VD2 на входы логического узла, построенного на ячейках 2И-НЕ DD1.2 … DD1.4. В исходном состоянии ячейка DD1.1 заперта благодаря «заземленному» конденсатору С3 при входах 1, 2, а ячейки DD1.2 … DD1.4 открыты, имея на выходах 4, 10, 11сигнал низкого уровня. Поэтому связанный с ними составной транзистор («силовой» коммутатор) VT2, VT3 заперт, и его нагрузка в виде двигателя M1 бездействует. Обратно включенный диод VD3 защищает транзисторы от перенапряжения при индуктивной нагрузке.
После первого звукового сигнала положительный импульс с диода VD1 открывает ячейку DD1.1, а возникающий на ее выходе 3сигнал низкого уровня запирает ячейки DD1.2 … DD1.4; возросший уровень сигнала на их выходах открывает коммутатор VT2, VT3 и запускает двигатель вашей модели. Повторный звуковой сигнал переключит логические ячейки в исходное состояние и остановит привод M1.
Обратите внимание, что узлы автоматики и выходной коммутатор получают питание от разных источников. Для первых достаточно гальванической батарейки типа «Кроны», для второго требуется батарея с напряжением до 4,5 В при токе порядка 0,5 А, чтобы хватало для питания электрифицированной игрушки.
Если понадобится управлять нагрузкой переменного тока, связанной с осветительной электросетью, используйте промежуточный коммутатор — электромагнитное реле типа РЭС-6 с низким напряжением срабатывания. Облегчит сборку устройства рисунок 2, показывающий расположение выводов, используемых в конструкции микрофона и полупроводниковых элементов.
Рис. 2
Ю. ПРОКОПЦЕВ