اگر قصد دارید یک لیزر، یک لوله شتاب دهنده، یک ژنراتور تداخل الکترومغناطیسی یا هر چیز دیگری از این دست بسازید، دیر یا زود با نیاز به استفاده از اندوکتانس کم مواجه خواهید شد. خازن ولتاژ بالا، قادر به توسعه گیگاوات توان مورد نیاز شما است.
در اصل، شما می توانید سعی کنید با استفاده از خازن خریداری شده و چیزی نزدیک به آنچه شما نیاز دارید حتی به صورت تجاری آن را دریافت کنید. اینها خازن های سرامیکی از نوع KVI-3، K15-4، تعدادی از مارک های موراتا و TDK، و البته جانور Maxwell 37661 هستند (البته دومی، نوع روغن)

استفاده از خازن های خریداری شده اما دارای معایبی است.

1. آنها گران هستند.
2. آنها غیرقابل دسترس هستند (البته اینترنت افراد را به هم متصل کرده است، اما حمل قطعات از آن طرف کره زمین تا حدودی آزار دهنده است)
3. خوب، و از همه مهمتر، البته: آنها هنوز هم پارامترهای رکورد مورد نیاز شما را ارائه نمی کنند. (وقتی نوبت به تخلیه ده ها و حتی چند نانوثانیه برای تامین انرژی لیزر نیتروژن یا بدست آوردن پرتوی از الکترون های فرار از یک لوله شتاب دهنده غیر تخلیه می شود، حتی یک ماکسول نمی تواند به شما کمک کند)

با توجه به این راهنما، ما یاد خواهیم گرفت که چگونه یک ولتاژ بالا با اندوکتانس پایین خانگی بسازیم
خازن به عنوان مثال از بردی که برای استفاده به عنوان درایور در نظر گرفته شده است
لیزر رنگ لامپ. با این حال، اصل کلی و با آن است
با استفاده از شما قادر خواهید بود به طور خاص خازن بسازید (اما نه محدود به)
حتی برای تامین انرژی لیزرهای نیتروژن.

I. منابع

II. مونتاژ

هنگام طراحی دستگاهی که نیاز به منبع تغذیه با اندوکتانس کم دارد، باید به کل طرح فکر کرد، نه به طور جداگانه در مورد خازن ها، به طور جداگانه در مورد (مثلا) سر لیزر و غیره. در غیر این صورت، میله‌های حامل جریان، تمام مزایای طراحی خازن با اندوکتانس پایین را نفی می‌کنند. معمولا خازن ها ارگانیک هستند بخشی جدایی ناپذیرچنین دستگاه هایی، و به همین دلیل است که برد درایور لیزر رنگی به عنوان یک نمونه عمل می کند.
خوشا به حال آن فردی که این کار را خودتان انجام دهید که اطرافش ورقه های فایبرگلاس و پلکسی گلاس قرار دارد. من باید از آشپزخانه استفاده کنم تخته های برشدر فروشگاه فروخته می شود
یک تکه پلاستیک بردارید و آن را به اندازه مدار آینده ببرید.

ایده این طرح ابتدایی است. اینها دو خازن ذخیره سازی و تیز کننده هستند که از طریق یک شکاف جرقه مطابق مداری با شارژ رزونانس به هم متصل می شوند. ما در اینجا به جزئیات عملکرد مدار نمی پردازیم، وظیفه ما در اینجا تمرکز بر مونتاژ خازن ها است.

پس از تصمیم گیری در مورد ابعاد خازن های آینده، قطعات یک گوشه آلومینیومی را با توجه به ابعاد کنتاکتورهای آینده برش دهید. گوشه ها را با دقت مطابق با تمام قوانین فناوری ولتاژ بالا پردازش کنید (همه گوشه ها را گرد کنید و همه نقاط را صاف کنید).

سرنخ های خازن های آینده را روی "برد مدار چاپی" حاصل ثابت کنید.

قسمت هایی از مدار را سوار کنید که اگر اکنون مونتاژ نشوند، ممکن است بعداً در مونتاژ خازن ها اختلال ایجاد کنند. در مورد ما، اینها اتوبوس های اتصال و شکاف جرقه هستند.

توجه داشته باشید که اندوکتانس کم در هنگام نصب برقگیر برای سهولت در تنظیم قربانی می شود. در این مورد، این امر موجه است، زیرا اندوکتانس ذاتی لامپ (طول و نازک) به طور محسوسی از اندوکتانس مدار برقگیر بیشتر است و علاوه بر این، لامپ، طبق تمام قوانین یک جسم سیاه، نمی درخشد. سریعتر از سیگما * T ^ 4، مهم نیست مدار قدرت چقدر سریع باشد. شما می توانید فقط جلو را کوتاه کنید، اما نه کل ضربه را. از طرف دیگر، هنگام طراحی، به عنوان مثال، یک لیزر نیتروژن، دیگر شکاف جرقه را به این راحتی نصب نخواهید کرد.

مرحله بعدی برش فویل و احتمالا بسته های لمینت است (مگر اینکه اندازه خازن نیاز به فرمت بسته کامل داشته باشد، همانطور که در مورد خازن ذخیره سازی روی برد مورد نظر وجود دارد).

اگرچه لمینت به طور ایده آل هوابند است و باید از چشمک زدن لبه ها اجتناب شود، توصیه نمی شود برای هر 10 کیلو ولت ولتاژ کاری، مهره ها (بعد d در شکل) کمتر از 5 میلی متر ساخته شوند.
لبه های 15 میلی متری به ازای هر 10 کیلو ولت ولتاژ، عملکرد کم و بیش پایداری را حتی بدون آب بندی ارائه می دهند.
اندازه پین ​​ها (اندازه D در شکل) باید برابر با ضخامت مورد انتظار پای خازن آینده با مقداری حاشیه انتخاب شود. گوشه های فویل البته باید گرد باشد.
بیایید با خازن پیک شروع کنیم. قسمت های خالی و روکش لمینت تمام شده به این صورت است:

برای خازن پیک، ورقه ورقه ای با ضخامت 200 میکرومتر گرفته شد، زیرا در اینجا به دلیل شارژ "رزونانسی" افزایش ولتاژ 30 کیلوولت انتظار می رود. تعداد لازم روکش را لمینت کنید (در مورد ما 20 عدد). آنها را در یک شمع تا کنید (به طور متناوب در جهات مختلف سنجاق کنید). در پشته به دست آمده، سرنخ ها را خم کنید (در صورت لزوم، فویل اضافی را قطع کنید)، پشته را در لانه ای که توسط کنتاکتورهای زاویه روی تخته تشکیل شده است قرار دهید و پوشش بالایی را فشار دهید.

فتیشیست ها پوشش بالایی را با پیچ و مهره های منظم درست می کنند، اما می توانید به سادگی آن را با نوار چسب بچسبانید. خازن پیک آماده است.

مونتاژ یک خازن ذخیره سازی اساساً متفاوت نیست.
کار قیچی کمتر به عنوان اندازه کامل A4 استفاده می شود. لمینت در اینجا 100 میکرومتر ضخامت دارد زیرا برنامه استفاده از ولتاژ شارژ 12 کیلو ولت است.
به همین ترتیب، ما در یک توده جمع می کنیم، نتایج را خم می کنیم و درب را فشار می دهیم:

یک تخته آشپزخانه با دسته بریده، البته بد به نظر می رسد، اما عملکرد را نقض نمی کند. امیدوارم مشکلات کمتری با منابع داشته باشید. و یک چیز دیگر: اگر تصمیم دارید از تکه های چوب به عنوان پایه و پوشش استفاده کنید، آنها باید به طور جدی آماده شوند. اولین مورد این است که کاملاً خشک شود (ترجیحاً در دمای بالا). و دوم - هرمتیک لاکی. لاک اورتان یا وینیل.
نکته در اینجا قدرت الکتریکی و نشتی نیست. واقعیت این است که وقتی رطوبت تغییر می کند، تکه های چوب خم می شوند. اولاً، این امر کیفیت تماس را مختل می کند و زمان تخلیه خازن ها را طولانی می کند. ثانیاً، اگر قرار باشد مانند اینجا، یک لیزر بالای این برد نصب شود، آن هم با تمام عواقب آن خم می شود.

هنگام خم کردن لیدها، فراموش نکنید که یک لایه عایق اضافی بگذارید. و سپس در واقع: صفحات توسط دو لایه دی الکتریک از یکدیگر جدا می شوند و لیدهای صفحات با قطب مخالف تنها با یک لایه جدا می شوند.
ببینیم چی گرفتیم بیایید از یک مولتی متر با ظرفیت سنج داخلی استفاده کنیم.
در اینجا چیزی است که خازن ذخیره سازی نشان می دهد.

و اینجا چیزی است که خازن پیک نشان می دهد.

همین. خازن ها آماده هستند، موضوع راهنما تمام شده است.
با این حال، من احتمالا مشتاقانه منتظر امتحان آنها هستم. قسمت گم شده مدار را تکمیل می کنیم، لامپ را نصب می کنیم، آن را به منبع برق وصل می کنیم.
در اینجا به نظر می رسد.

در اینجا یک اسیلوگرام از جریان است که با یک حلقه سیم کوچک که مستقیماً به اسیلوسکوپ متصل است و در نزدیکی مداری که لامپ را تغذیه می کند، گرفته شده است. درست است، به جای یک لامپ، مدار روی یک شنت بارگذاری شده است.

و در اینجا یک اسیلوگرام از فلاش لامپ است که با یک فتودیود FD-255 گرفته شده است که نزدیکترین دیوار را نشانه گرفته است. نور پراکنده کافی است. حتی درست تر است که بگوییم «بیش از».

شما می توانید خازن های بد کار شده را برای مدت طولانی سرزنش کنید و به دنبال دلیل ماندگاری تخلیه بیش از 5 میکرو ثانیه باشید... در واقع، لامپ فلاش یک دسته مگاوات را تخلیه می کند و حتی نور پراکنده از دیوارها، فتودیود را به داخل می برد. اشباع عمیق بیایید فتودیود را برداریم. در اینجا یک اسیلوگرام از 5 متری گرفته شده است، زمانی که فتودیود دقیقاً به لامپ نگاه نمی کند، اما کمی دورتر از آن است.

تعیین دقیق زمان افزایش به دلیل تداخل دشوار است، اما می توان مشاهده کرد که در حدود 100 ns است و مطابقت خوبی با مدت نیم چرخه فعلی دارد.
دم باقی مانده در پالس نور، درخشش پلاسمایی است که به آرامی خنک می شود. مدت زمان کل کمتر از 1 میکرو ثانیه است.
آیا این برای لیزر روی کاراسیتل کافی است؟ این یک موضوع جداگانه است. به طور کلی، چنین ضربه ای معمولاً بیش از اندازه کافی است، اما همه اینها به رنگ (میزان خالص و خوب بودن آن)، به کووت، روشن کننده، تشدید کننده و غیره بستگی دارد. اگر بتوانم یکی از نشانگرهای فلورسنت تجاری موجود را تولید کنم، راهنمای جداگانه ای در مورد لیزر رنگی خانگی وجود خواهد داشت.

(PS) مجبور شدم 30 nF دیگر به خازن ذخیره اصلی اضافه کنم و واقعاً کافی بود. لوله ای که عکس آن را می توان همانجا در بخش "عکس ها" یافت، حتی بهتر از GIN دو مکسول کار کرد.

به طور کلی، زمان تخلیه 100 ns به هیچ وجه محدودیتی برای فناوری توصیف شده برای ایجاد خازن نیست. در اینجا یک عکس از یک خازن است که با آن لیزر نیتروژن پمپاژ هوا در حالت superradiance به طور پایدار کار می کند:

زمان تخلیه آن در حال حاضر فراتر از توانایی های اسیلوسکوپ من است، با این حال، این واقعیت که مخزن نیتروژن با این خازن به طور موثر در حال حاضر 100 میلی متر جیوه تولید می کند. اجازه می دهد تا زمان تخلیه 20 ns یا کمتر تخمین زده شود.

III. به جای نتیجه گیری امنیت

گفتن این که چنین خازنی خطرناک است، چیزی نگفتن است. شوک الکتریکی از چنین کانتینری به اندازه یک کاماز است که با سرعت 160 کیلومتر در ساعت به سمت شما پرواز می کند. با این خازن مانند سلاح یا مواد منفجره رفتار کنید. هنگام کار با چنین خازن هایی، از تمام اقدامات ایمنی ممکن و به ویژه روشن و خاموش کردن از راه دور استفاده کنید.
پیش بینی همه موقعیت های خطرناک و ارائه توصیه هایی در مورد نحوه وارد نشدن به آنها به سادگی غیرممکن است. مراقب باش و با سرت فکر کن. آیا می دانید شغل یک سنگ شکن چه زمانی به پایان می رسد؟ وقتی از ترس دست می‌کشد. درست در لحظه ای که با مواد منفجره «روی تو» می شود، سرش را به باد می دهد.
از سوی دیگر میلیون ها نفر با خودروهای کاماز در جاده ها رانندگی می کنند و هزاران سنگ شکن سر کار می روند و زنده می مانند. تا زمانی که مراقب باشید و با سر فکر کنید، همه چیز درست می شود.

خازن مخزن

این نوع خازن نام خود را از شباهت شکل صفحات با بسته بندی تیشرت گرفته است.
اندوکتانس این خازن بیشتر از خازن توضیح داده شده در بالا یا آب نبات است، اما برای استفاده در CO2 یا GIN کاملاً مناسب است. به سختی رنگ را شروع می کند و برای نیتروژن مناسب نیست.

موادی که شما نیاز دارید مانند راهنمای بالا هستند: فیلم مایلار (یا کیسه های لمینیت)، فویل آلومینیومی و نوار چسب / نوار الکتریکی.

نمودار زیر ابعاد شکاف های اصلی را نشان می دهد.

L - طول دی الکتریک
د - عرض دی الکتریک
R شعاع بیرونی خازن است

شکاف از لبه های دی الکتریک 15 میلی متر است. در سمتی که نوارهای تماس صفحات بیرون می آیند، یک فرورفتگی 50 میلی متری وجود دارد. این انحرافات برای حداکثر ظرفیت برای L و D معین دی الکتریک تا حد امکان کوچک ساخته می شوند. لطفا توجه داشته باشید که این فاصله ها برای 10 کیلو ولت انتخاب شده است. (بعید می‌دانم ساخت این نوع خازن برای ولتاژهای بالاتر منطقی باشد، بنابراین فرمول‌هایی را برای محاسبه مجدد افست و شکاف برای ولتاژهای دیگر نمی‌نویسم)

فاصله بین سرب صفحات 30 میلی متر است. این شکاف نیز به عنوان حداقل ممکن برای 10 کیلو ولت در نظر گرفته شده است. افزایش این شکاف باعث باریک شدن بیش از حد لیدها می شود - افزایش اندوکتانس خازن.

ساخت

کندانسور مخزن آماده است. می توانید آن را با لیزر، GIN یا سایر دستگاه های ولتاژ بالا نصب کنید.

عصر بخیر! امروز می خواهم به شما نشان دهم که چگونه یک شیشه لیدن بسازید، ساده ترین وسیله ای که می توانید بار الکتریکی را در آن ذخیره کنید.

الکتریسیته ساکن فقط کمبود یا مازاد الکترون در سطح یک جسم است.

یکی از راه های تولید الکتریسیته ساکن تماس دو جسم غیرمشابه است. بسیاری هنوز آزمایش با چوب آبنیت را از مدرسه به یاد دارند. اگر آن را با پشم بمالید، بخشی از الکترون‌ها به چوب می‌روند و پشم بار مثبت می‌ماند و چوب به دلیل وجود الکترون‌های زیاد، بار منفی پیدا می‌کند و می‌تواند اجسام سبک را جذب کند.

در زندگی روزمره، چنین وضعیتی رخ می دهد، به عنوان مثال، هنگام شانه کردن مو با یک شانه. شما حتی می توانید صدای تروق تخلیه های الکترواستاتیک را بشنوید. راستی، آیا می دانستید که چنین کلیک هایی ولتاژ چند هزار ولتی دارند؟ به نظر می رسد که با کمک یک شانه معمولی می توانید ولتاژ زیادی دریافت کنید. فقط اکنون شارژی که یک شانه می تواند نگه دارد بسیار بسیار کم است. شارژ ناشی از شانه را می توان در جای دیگری جمع کرد. مثلاً در بانک لیدن. شیشه لیدن در اصل ساده ترین خازن است (دو هادی که توسط یک عایق از هم جدا شده اند.

بیایید تولید را شروع کنیم

مواد
شیشه کلاسیک لیدن معمولاً از یک ظرف شیشه ای ساخته می شود، اما دیواره ها خیلی ضخیم هستند و میزان شارژ آن زیاد نیست. بنابراین از یک شیشه پلاستیکی با دیواره های نازک استفاده خواهیم کرد. به عنوان یک هادی، از فویل غذا یا فویل شکلات استفاده می کنیم.

مرحله 1
شیشه باید با یک لایه فویل یکنواخت به ارتفاع حدود دو سوم، از جمله خود کف پوشیده شود. از چین و چروک های بزرگ و اشک جلوگیری کنید.

گام 2
حالا باید همین کار را از داخل به همان ارتفاع آستر بیرونی انجام داد.

مرحله 3
در مرکز شیشه، یک گیرنده فویل وصل کنید که باید فویل داخل شیشه را لمس کند. قسمت بالایی باید از قوطی خارج شود.

اگر برای چسباندن داخل قوطی تنبل هستید، می توانید به سادگی نمک نمکی را دقیقاً تا سطحی که فویل در قسمت بیرونی آن چسبانده شده است، در آنجا بریزید. (گیرنده باید یک سر آب را لمس کند.

بنابراین، اکنون ما باید از کجا شارژ را از یک شانه جمع کنیم. برای انجام این کار، پوشش بیرونی را با یک دست بگیرید و با دست دیگر شانه بارگذاری شده را در نزدیکی گیرنده اجرا کنید.

می توانید با گرفتن آستر با دست و آوردن انگشت به سمت گیرنده شیشه را روی خود تخلیه کنید. و همچنین می توانید از یک تکه فویل چنین شکاف جرقه ای خنک ایجاد کنید که جرقه ای یکنواخت تر و زیباتر می دهد.

نکته: شکست 1 میلی متر هوا نیاز به ولتاژ هزار ولت دارد. به هر حال، رطوبت هوا به شدت بر طول جرقه تأثیر می گذارد (هرچه در آپارتمان شما خشک تر باشد، جرقه طولانی تر خواهد بود).

ظرفیت الکتریکی کره زمین، همانطور که از درس فیزیک مشخص است، تقریباً 700 میکروفاراد است. یک خازن معمولی با چنین ظرفیتی را می توان از نظر وزن و حجم با یک آجر مقایسه کرد. اما خازن هایی با ظرفیت الکتریکی کره زمین وجود دارند که اندازه آنها برابر با یک دانه شن است - ابرخازن.

چنین دستگاه هایی نسبتاً اخیراً ، حدود بیست سال پیش ظاهر شدند. آنها را متفاوت می نامند: یونیستور، یونیکس یا به سادگی ابرخازن.

فکر نکنید که آنها فقط در دسترس برخی از شرکت های هوافضای بلند پرواز هستند. امروز می توانید یک یونیستور به اندازه سکه با ظرفیت یک فاراد در فروشگاه خریداری کنید که 1500 برابر ظرفیت کره زمین و نزدیک به ظرفیت بزرگترین سیاره است. منظومه شمسی- سیاره مشتری.

هر خازن انرژی را ذخیره می کند. برای درک اینکه انرژی ذخیره شده در یونیستور چقدر بزرگ یا کوچک است، مهم است که آن را با چیزی مقایسه کنید. در اینجا یک راه کمی غیر معمول، اما بصری است.

انرژی یک خازن معمولی برای پرش حدود یک متر و نیم کافی است. یک یونیستور کوچک از نوع 58-9 ولت، با جرم 0.5 گرم، با ولتاژ 1 ولت شارژ می شود، می تواند به ارتفاع 293 متر بپرد!

گاهی اوقات تصور می شود که یونیستورها می توانند جایگزین هر باتری شوند. روزنامه‌نگاران دنیای آینده را با وسایل نقلیه الکتریکی بی‌صدا با نیروی ابرخازن به تصویر کشیدند. اما تا اینجای کار با آن فاصله زیادی دارد. یک یونیستور با وزن یک کیلوگرم قادر به جمع آوری 3000 ژول انرژی است و بدترین باتری سرب - 86400 ژول - 28 برابر بیشتر است. با این حال، زمانی که توان بالا را در مدت زمان کوتاهی تحویل دهید، باتری به سرعت خراب می‌شود و فقط نیمی از آن تخلیه می‌شود. از طرف دیگر، یونیستور به طور مکرر و بدون هیچ آسیبی به خودش هیچ قدرتی می دهد، اگر فقط سیم های اتصال بتوانند در برابر آنها مقاومت کنند. علاوه بر این، یونیستور را می توان در چند ثانیه شارژ کرد و باتری معمولا ساعت ها طول می کشد تا این کار را انجام دهد.

این محدوده یونیستور را تعیین می کند. به عنوان منبع تغذیه برای دستگاه هایی که برای مدت کوتاهی، اما اغلب اوقات، انرژی بالایی مصرف می کنند، خوب است: تجهیزات الکترونیکی، چراغ قوه، استارت خودرو، چکش های برقی. یونیستور همچنین می تواند کاربردهای نظامی به عنوان منبع انرژی برای سلاح های الکترومغناطیسی داشته باشد. و در ترکیب با یک نیروگاه کوچک، یونیستور به شما امکان می دهد اتومبیل هایی با چرخ های برقی و مصرف سوخت 1-2 لیتر در 100 کیلومتر ایجاد کنید.

یونیستورها برای طیف گسترده ای از ظرفیت ها و ولتاژهای کاری در فروش هستند، اما گران هستند. بنابراین اگر وقت و علاقه دارید، می توانید سعی کنید خودتان یک یونیستور بسازید. اما قبل از ارائه توصیه های خاص، یک نظریه کوچک.

از الکتروشیمی مشخص است: هنگامی که یک فلز در آب غوطه ور می شود، یک لایه الکتریکی به اصطلاح دوتایی بر روی سطح آن تشکیل می شود که از بارهای الکتریکی مخالف - یون ها و الکترون ها تشکیل شده است. بین آنها نیروهای جذب متقابل وجود دارد، اما اتهامات نمی توانند به یکدیگر نزدیک شوند. این توسط نیروهای جاذبه آب و مولکول های فلزی مانع می شود. در هسته خود، لایه دوگانه الکتریکی چیزی بیش از یک خازن نیست. بارهای متمرکز روی سطح آن مانند صفحات عمل می کنند. فاصله بین آنها بسیار کم است. و همانطور که می دانید ظرفیت خازن با کاهش فاصله بین صفحات آن افزایش می یابد. بنابراین، به عنوان مثال، ظرفیت یک پره فولادی معمولی غوطه ور در آب به چندین mF می رسد.

در اصل، یک یونیستور از دو الکترود با سطح بسیار بزرگ غوطه ور در الکترولیت تشکیل شده است که در سطح آنها، تحت تأثیر ولتاژ اعمال شده، یک لایه الکتریکی دوتایی تشکیل می شود. درست است، با استفاده از صفحات مسطح معمولی، می توان ظرفیتی معادل چند ده mF بدست آورد. برای به دست آوردن ظرفیت های بزرگ ذاتی در یونیستورها، آنها از الکترودهای ساخته شده از مواد متخلخل با سطح منافذ بزرگ با ابعاد خارجی کوچک استفاده می کنند.

برای این نقش، فلزات اسفنجی از تیتانیوم تا پلاتین در یک زمان آزمایش شدند. با این حال، به طور غیر قابل مقایسه بهترین ... کربن فعال معمولی بود. این زغال چوبی، که پس از درمان خاص متخلخل می شود. سطح منافذ 1 سانتی متر مکعب چنین زغال سنگی به هزار می رسد متر مربع، و ظرفیت دو لایه الکتریکی روی آنها ده فاراد است!

یونیستور خود ساخته شکل 1 طراحی یونیستور را نشان می دهد. این شامل دو صفحه فلزی است که در برابر "پر کردن" کربن فعال فشرده شده اند. زغال سنگ در دو لایه انباشته می شود که بین آنها یک لایه جداکننده نازک از ماده ای که الکترون ها را هدایت نمی کند قرار می گیرد. همه اینها با الکترولیت آغشته شده است.

هنگامی که یونیستور در یک نیمه از آن شارژ می شود، یک لایه الکتریکی دوتایی روی منافذ زغال سنگ با الکترون های روی سطح، در نیمه دیگر - با یون های مثبت تشکیل می شود. پس از شارژ شدن، یون ها و الکترون ها شروع به حرکت به سمت یکدیگر می کنند. هنگامی که آنها به هم می رسند، اتم های فلز خنثی تشکیل می شوند و بار انباشته شده کاهش می یابد و ممکن است در نهایت به طور کلی ناپدید شوند.

برای جلوگیری از این امر، یک لایه جداکننده بین لایه‌های کربن فعال وارد می‌شود. این می تواند از لایه های پلاستیکی نازک مختلف، کاغذ و حتی پنبه ساخته شود.
در یونیستورهای آماتور، الکترولیت محلول 25% کلرید سدیم یا محلول 27% KOH است. (در غلظت های پایین تر، لایه ای از یون های منفی روی الکترود مثبت تشکیل نمی شود.)

صفحات مسی با سیم های از قبل لحیم شده به آنها به عنوان الکترود استفاده می شود. سطوح کار آنها باید از اکسید تمیز شود. در این مورد، توصیه می شود از پوست درشت دانه استفاده کنید که خراش ایجاد می کند. این خراش ها باعث بهبود چسبندگی زغال سنگ به مس می شود. برای چسبندگی خوب، صفحات باید چربی زدایی شوند. چربی زدایی صفحات در دو مرحله انجام می شود. ابتدا آنها را با صابون شسته و سپس با پودر دندان مالیده و با جریان آب شسته می شوند. پس از آن، شما نباید آنها را با انگشتان خود لمس کنید.

زغال چوب فعال که از داروخانه خریداری می شود، در هاون آسیاب می شود و با الکترولیت مخلوط می شود تا خمیر غلیظی به دست آید که با صفحات به دقت چربی زدایی شده آغشته می شود.

در اولین آزمایش، صفحات با واشر کاغذی روی هم قرار می گیرند و پس از آن سعی می کنیم آن را شارژ کنیم. اما در اینجا یک نکته ظریف وجود دارد. در ولتاژ بیش از 1 ولت، انتشار گازهای H2، O2 آغاز می شود. آنها الکترودهای کربن را از بین می برند و اجازه نمی دهند دستگاه ما در حالت خازن یونیستور کار کند.

بنابراین، باید آن را از منبعی با ولتاژ بالاتر از 1 ولت شارژ کنیم. (این ولتاژ برای هر جفت صفحه است که برای عملکرد یونیستورهای صنعتی توصیه می شود).

جزئیات برای کنجکاوها

در ولتاژ بیش از 1.2 ولت، یونیستور به باتری گاز تبدیل می شود. این وسیله جالبی است که از کربن فعال و دو الکترود نیز تشکیل شده است. اما از نظر ساختاری، متفاوت ساخته شده است (شکل 2 را ببینید). معمولاً دو میله کربن از یک سلول گالوانیکی قدیمی گرفته می شود و کیسه های گازی از کربن فعال دور آنها بسته می شود. محلول KOH به عنوان الکترولیت استفاده می شود. (محلول نمک نباید استفاده شود، زیرا در هنگام تجزیه کلر آزاد می شود.)

شدت انرژی باتری گاز به 36000 J/kg یا 10 Wh/kg می رسد. این 10 برابر بیشتر از یک یونیستور است، اما 2.5 برابر کمتر از باتری های سربی معمولی است. با این حال، یک باتری گاز فقط یک باتری نیست، بلکه یک سلول سوختی بسیار عجیب و غریب است. هنگامی که شارژ می شود، گازها بر روی الکترودها آزاد می شوند - اکسیژن و هیدروژن. آنها روی سطح کربن فعال "ته نشین می شوند". هنگامی که یک جریان بار ظاهر می شود، آنها به یکدیگر متصل می شوند تا آب و جریان الکتریکی ایجاد کنند. اما این فرآیند بدون کاتالیزور بسیار کند است. و همانطور که معلوم شد، فقط پلاتین می تواند یک کاتالیزور باشد ... بنابراین، برخلاف یک یونیستور، یک انباشته گاز نمی تواند جریان های بالایی بدهد.

با این حال، مخترع مسکو A.G. پرسنیاکوف (http://chemfiles.narod.r u/hit/gas_akk.htm) با موفقیت از یک باتری گاز برای راه اندازی موتور کامیون استفاده کرد. وزن جامد آن - تقریباً سه برابر بیشتر از حد معمول - در این مورد قابل تحمل بود. اما کم هزینه و عدم وجود چنین است مواد مضرمانند اسید و سرب بسیار جذاب به نظر می رسید.

باتری گاز ساده ترین طراحیمستعد تخلیه کامل خود در 4-6 ساعت بود. این به آزمایش ها پایان داد. چه کسی به ماشینی نیاز دارد که بعد از یک شب پارکینگ روشن نشود؟

و با این حال، "فناوری بزرگ" باتری های گازی را فراموش نکرده است. قدرتمند، سبک و قابل اعتماد، آنها در برخی از ماهواره ها هستند. فرآیند در آنها تحت فشار حدود 100 اتمسفر انجام می شود و از نیکل اسفنجی به عنوان جاذب گاز استفاده می شود که در چنین شرایطی به عنوان کاتالیزور عمل می کند. کل دستگاه در یک بالون فیبر کربنی فوق سبک قرار گرفته است. نتیجه باتری هایی با ظرفیت انرژی تقریباً 4 برابر بیشتر از باتری های سرب بود. یک خودروی الکتریکی می تواند حدود 600 کیلومتر را با آنها طی کند. اما، متاسفانه، در حالی که آنها بسیار گران هستند.

چگونه یک خازن ثابت بسازیم

ساخت خازن با ظرفیت خازن ثابت کار دشواری نیست. این به فویل فولادی (کاغذ قلع)، کاغذ مومی و تکه‌های قلع نیاز دارد. فویل استانیول را می توان از بسته بندی آب نبات یا شکلات گرفت و کاغذ مومی را می توان توسط خودتان درست کرد.

برای انجام این کار، دستمال کاغذی نازک بردارید و آن را به صورت نوارهایی به عرض 50 میلی متر و طول 200-300 میلی متر برش دهید.

نوارها به مدت 2-3 دقیقه در پارافین مذاب (نه جوش) غوطه ور می شوند. به محض بیرون آوردن آنها، پارافین بلافاصله سفت می شود. پس از آن، باید آن را با احتیاط با سمت صاف چاقو خراش دهید تا کاغذ پاره نشود. ورق های موم دار به دست می آید.

برنج. 111. خازن ثابت خانگی.

برای خازن، کاغذ مومی با حرف "I" تا می شود، همانطور که در شکل 111 نشان داده شده است، در فواصل، در هر دو طرف "آکاردئون"، ورق هایی به اندازه 45X30 میلی متر درج می شود.

هنگامی که تمام ورق ها وارد می شوند، "آکاردئون" تا می شود و با یک اتو گرم شده اتو می شود. انتهای فولادی باقی مانده در خارج به یکدیگر متصل می شوند.

بهتر است این کار را انجام دهید: دو صفحه از مقوای ضخیم بریده شده، در دو طرف "آکاردئون" قرار داده شده و با دو گیره ساخته شده از قلع یا برنج بسته می شود. لازم است هادی ها را به گیره ها لحیم کنید که با کمک آنها خازن در هنگام نصب لحیم می شود.

با ده ورق فولادی، ظرفیت خازن تقریباً برابر با 1000 pF خواهد بود.

اگر تعداد برگ ها دو برابر شود، ظرفیت خازن نیز حدود دو برابر افزایش می یابد.

به این ترتیب می توانید خازن هایی با ظرفیت 100 تا 5 تن pf بسازید.

خازن های بزرگ از 5 تن pf تا 0.2 میکروفاراد کمی متفاوت ساخته می شوند. برای ساخت آنها به یک خازن میکروفاراد کاغذی قدیمی نیاز دارید.

خازن کاغذ یک رول است که از یک نوار ساخته شده است که از دو نوار کاغذ پارافین و دو نوار فویل فولادی بین آنها قرار گرفته است.

به منظور تعیین طول نوار مورد نیاز

ما برای خازن، از فرمول استفاده کنید:

سی
l = 0.014 ---
آ

در این فرمول، C ظرفیت خازن مورد نیاز ما در pF است. a عرض نوار فویل بر حسب سانتی متر است. l طول نوار فویل بر حسب سانتی متر است به عنوان مثال برای بدست آوردن خازن با ظرفیت 10 تن pF با عرض نوار 4 سانتی متر طول نوار مورد نیاز خواهد بود:

10 000
l \u003d 0.014----------- \u003d 35 سانتی متر.
4

خازن به صورت زیر ساخته می شود. از یک رول خازن میکروفاراد (شکل 112)، نواری به طول مورد نیاز باز می شود (هر چهار نوار). برای جلوگیری از اتصال صفحات خازن به یکدیگر، در ابتدا و انتهای نوار، فویل فولادی 10 میلی متر بیشتر از کاغذ بریده می شود.

112 خازن خانگی پرظرفیت.

قبل از چرخاندن نوار، از هر نوار

فویل با سیم رشته ای نازک یا فویل مسی قلع بندی شده خاتمه می یابد. نتیجه گیری از یک آستر در ابتدای نوار قرار می گیرد، و از دیگری - در انتها و در جهت مخالف. سپس نوار را به شکل لوله درآورده و با کاغذ ضخیم روی آن چسبانده می شود. کاغذ چسباندن 10 میلی متر پهن تر از نوار گرفته می شود. در لبه های بیرون زده کاغذ، دو هادی نصب سفت و سخت را ببندید.

همانطور که در شکل نشان داده شده است، سرنخ های صفحات خازن از داخل آستین کاغذ به این هادی ها لحیم می شوند.

کندانسور تمام شده با پارافین پر شده است.

خازن ثابت خانگی

خازن ثابت خانگی.

خازن ها را می توانید خودتان بسازید. ساده ترین راه ساخت یک خازن ثابت است. برای خازن های خانگی با ظرفیت تا چند صد پیکو فاراد، فویل آلومینیوم یا قلع، کاغذ تحریر نازک یا دستمال کاغذی، پارافین یا موم (استئارین مناسب نیست) مصرف می شود. فویل را می توان از خازن های کاغذی با ظرفیت زیاد خراب کرد یا از فویل آلومینیومی استفاده کرد که برای بسته بندی شکلات و برخی از انواع آب نبات استفاده می شود. برای خازن های آسیب دیده نیز می توان از کاغذ استفاده کرد. فویل را صاف کنید و دو نوار را از آن جدا کنید - صفحات خازن آینده. طول و عرض نوارهای فویل با توجه به ظرفیت خازن ساخته شده تعیین می شود (محاسبه در زیر آورده شده است). دو تا دیگه برش بزن نوارهای کاغذی 2 برابر پهن تر از فویل است. یکی از آنها باید 1.5-2 برابر بیشتر از دیگری باشد. پارافین را در یک شیشه آب کنید، اما آن را به جوش نیاورید. با استفاده از قلم مو، نوارهای کاغذی را با پارافین داغ آغشته کنید و نوارهای فویل را دقیقاً از وسط روی آنها قرار دهید. هر دو جفت نوار را تا کنید. روی آنها را کاغذ بپوشانید و با اتو گرم اتو کنید تا نوارها بهتر و محکمتر به هم بچسبند. اگر پارافین یا موم وجود نداشته باشد، می توان نوارها را در وازلین طبی خیس کرد. قطعات سیم مسی به ضخامت 1-1.5 و طول 50-60 میلی متر را بردارید. آنها را خم کنید و انتهای نوارهای فویل را در حلقه های تشکیل شده قرار دهید و قبلاً پارافین را از آنها تمیز کرده باشید تا یک تماس الکتریکی قابل اعتماد بین آنها وجود داشته باشد. نوارهای چسبانده شده را در یک رول محکم بچرخانید - خازن آماده است. برای استحکام، می توان آن را در یک نوار مقوا چسباند و سپس آن را با پارافین مذاب آغشته کرد یا از بیرون با چسب BF-2 پوشاند. حال اجازه دهید داده های محاسبه شده چنین خازن هایی را گزارش کنیم. دو نوار فویل که متقابلاً همپوشانی دارند با یک مساحت 1 سانتی متر مربع که توسط کاغذ تحریر نازک از هم جدا شده است، خازن با ظرفیت حدود 20 pF را تشکیل می دهد. اگر به عنوان مثال نوارهای فویل به عرض 1 سانتی متر و طول 10 سانتی متر را در نظر بگیریم، خازن دارای ظرفیت 200 pF خواهد بود. با نوارهایی با عرض یکسان، اما به طول 50 اهم، یک خازن با ظرفیت حدود 1000 pF بدست می آید. خازن taکه ظرفیت را می توان از نوارهای فویل به عرض 2 و 25 سانتی متر یا طول 2.5 و 20 سانتی متر ساخت. انتهای دیگر نوار پس از ساخت خازن، بررسی کنید که آیا صفحات آن به یکدیگر بسته است یا خیر.