Юный техник, 2013 № 03
Шрифт:
Зачистите их кончики от изоляции примерно на 3–5 мм. Один проводок пусть будет подлиннее, чтобы его можно было опустить ближе ко дну. Другой — покороче — будет заканчиваться в верхней части пробирки или пузырька.
Залейте в сосуд электролит почти до самой пробки.
Состав раствора должен быть таким: в 10-процентный раствор хлорида натрия (натрий хлор — это обычная поваренная соль) капните из пинетки пару капель фенолфталеина, который наверняка есть в школьном кабинете химии, и вставьте пробку в сосуд.
При подаче на проводки постоянного напряжения, например от полуторавольтовой батарейки, раствор возле отрицательного электрода покраснеет. Привести
Схема датчика движений, придуманного О. Ольгиным.
В свое время подобные ячейки пытались приспособить для информационных табло на вокзалах и в аэропортах, а также использовали в научных исследованиях. Вы же можете поискать им другое предназначение.
Датчик движения устроен несколько сложнее. Сначала изготовьте корпус будущего сенсора. Лучше всего выточить его из оргстекла на токарном станке. Но если такой возможности нет, корпус можно склеить дихлорэтаном из отдельных пластинок оргстекла, в этом случае он будет прямоугольным.
Примерный диаметр круглого корпуса — 40 мм, а высота около 20 мм. С торцов цилиндра надо выточить две полости глубиной около 5 мм и диаметром 30 мм так, чтобы между ними осталась толстостенная перемычка. Непосредственно под перемычкой просверлите горизонтально отверстие диаметром 2–3 мм для заливки электролита и подберите к этому отверстию плотную пробку.
Затем с противоположной стороны корпуса проделайте одно под другим еще три отверстия для электродов диаметром чуть больше миллиметра. Центральный электрод должен находиться в перемычке, верхний и нижний — в соответствующих полостях.
В качестве электродов возьмите толстые грифели для цанговых карандашей. Те места, где грифели выходят из корпуса, надо загерметизировать тем же клеем, которым вы клеили пластины оргстекла при изготовлении прямоугольной ячейки. Когда клей высохнет, в перемычке просверлите вертикально очень тонкое сквозное отверстие диаметром не более 0,5 мм. Выбирая для него место, имейте в виду, что оно, это отверстие, обязательно должно пройти через средний грифель-электрод.
Прибор почти готов. Осталось лишь приклеить к нему сверху и снизу по тонкой мембране из того же оргстекла, только небольшой толщины (0,3–0,5 мм).
Пока приклейте только нижнюю мембрану и приступайте к приготовлению электролита. В половине стакана воды растворите 20–30 г йодида калия, а затем, слегка подогрев раствор, добавьте около 1 г йода (и то и другое можно купить в аптеке). Через боковое, более широкое, отверстие залейте этот электролит внутрь датчика, в нижнюю полость, следи за тем, чтобы не осталось воздушных пузырьков. Удобнее всего провести эту операцию медицинским шприцем.
Когда заполнится и верхняя полость, приклейте вторую мембрану и окончательно загерметизируйте корпус, для чего вставьте во впускное отверстие заранее приготовленную пробку и тщательно залейте ее клеем.
Хемотронный датчик будет работать от батарейки напряжением 4,5 В. Верхний и нижний электроды, находящиеся в полости, соедините с положительным полюсом батарейки, средний — с отрицательным. В цепь желательно включить реостат, а также вольтметр и микроамперметр, который, впрочем,
С помощью реостата (или сопротивлений) установите напряжение примерно 0,8–0,9 В. Микроамперметр, включенный в цепь центрального электрода, покажет ток 200–300 мкА. Оставьте цепь замкнутой часов на 10–15. Ток постепенно понизится до 10–20 мкА, что и требуется. Датчик готов к работе.
Проверить, как он действует, проще всего так: подуйте на одну из мембран или слегка прикоснитесь к ней, например, иголкой. Стрелка микроамперметра должна тут же отклониться вправо. Для глаза движение мембраны незаметно, но датчик на него сразу отреагировал.
Происходит это вот почему. Сила тока зависит от того, сколько йода находится возле отрицательного электрода — катода. Под действием постоянного тока йод на катоде восстанавливается, принимая электроны, а на аноде он вновь образуется из ионов. Поэтому йод как бы постепенно перекачивается от катода к аноду.
После зарядки датчика ток понемногу падает, потому что у отрицательного электрода остается все меньше йода. Но как только вы чуть-чуть, даже слабым прикосновением, воздействовали на мембрану, к катоду поступает дополнительная, пусть и очень небольшая, порция молекул йода; датчик мгновенно на это реагирует — ток возрастает.
Хемотронные приборы на редкость чувствительны; тщательно изготовленные, они могут иногда отреагировать буквально на считаные молекулы. В свое время их использовали в медицинских исследованиях.
А нельзя ли как-нибудь использовать такой датчик дома или в школе? Можно. Достаточно поставить датчик в дверях квартиры, и он откликнется, как только гость дотронется до двери.
Но, понятно, такой датчик сам по себе для этой цели не слишком удобен: надо все время смотреть на микроамперметр и ждать, пока отклонится его стрелка. Однако к датчику можно приспособить систему сигнализации — звонок или электрическую лампочку. Как это сделать — придумайте сами или посоветуйтесь с учителем физики.
Публикацию подготовил К. КОРЕНЕВ
ЕЩЕ ДВА УСТРОЙСТВА
На принципах хемотроники в свое время разработали еще переменное сопротивление и ячейку памяти.
Принцип работы электрохимического управляемого сопротивления — мимистора — основан на изменении сопротивления проводника в результате катодного осаждения на него металла или анодного растворения.
Мимистор (см. рис.) состоит из стеклянного корпуса 4, заполненного электролитом 1 (обычно CuSo4 + H2SO4 + этанол). На одной из стенок герметично закрытой ячейки нанесена электропроводящая подложка 6, имеющая выводы 7 и 5. Электролит омывает электрод 2 с выводом 3. Входные сигналы подаются на электропроводящую подложку 6 и электрод 2. В зависимости от полярности входных сигналов, на подложке 6 медь будет осаждаться или растворяться. Тем самым будет изменяться электрическое сопротивление медной пленки, находящейся на подложке 6.