Журнал удивительных идей


Совместный проект учителей и учеников 192 школы




















Вот и все, что мне понадобилось













Кстати, тиски - из изолятора. С металлическими лучше не пробовать- обуглишься!













Низковольтную дугу можно держать руками - это не опасно













А для 220B дуги нужна хотя бы такая "установка".





































Опасное это занятие - зажигать маленькое солнце. Страшно, однако!

Зажигаем...
электрическую дугу!

ВНИМАНИЕ!

Будьте очень осторожны. Проведение этого эксперимента потенциально опасно. Перед проведением эксперимента обязательно прочитайте

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

Нам понадобятся:

  • лист пластика, текстолита, фанера или сухая доска (любой изолятор) размерами примерно 10х30 см;
  • Жесть или соответствующей толщины листовой алюминий;
  • две солевых батарейки типа D;
  • электрические провода;
  • электрическая вилка;
  • электрическая розетка;
  • утюг или электрочайник;
  • винты, гайки и саморезы;
  • две крышечки от алюминиевых тюбиков с зубной пастой;
  • инструменты - пассатижи, дрель, сверла, нож для снятия изоляции, ножницы по металлу.

Шаг первый

Первым делом получим самую главную часть дуговой лампы. Для этого понадобятся две простых солевых батарейки. Не гонитесь за дорогими батарейками, "работающими в десять раз дольше", - зря потратите деньги. Все, что нужно, - два угольных стержня из них.

Аккуратно вскрываем отверткой и пассатижами металлическую оболочку батарейки, оголяя цинковый стаканчик, покрытый пластиковой пленкой.  Оболочку откладываем - она нам еще пригодится. Пассатижами очень осторожно, стараясь не расколоть хрупкий уголь, зажимаем стержень и, вращая, понемногу достаем его из батарейки.

Шаг второй

Для сборки нам понадобятся "скобяные изделия" - уголки и хомуты. Можно купить готовые, а можно сделать их самостоятельно, воспользовавшись нашими советами.

Для изготовления уголков вырежем из жести средней толщины два прямоугольничка с закругленными углами. Затем просверлим в каждом два отверстия диаметром 4,5 мм и согнем посередине под прямым углом.

Хомуты для крепления стержней мы изготовляем из металлической оболочки батарейки. Снаружи она покрыта краской, и мы используем в качестве проводника внутреннюю часть. Вырезаем прямоугольнички, сгибаем их пассатижами, используя в качестве шаблона металлический стержень диаметром 7 мм (например, сверло). Размечаем и сверлим отверстия (4,5мм).

Шаг третий

Отрезаем соответствующей длины электрические провода, зачищаем их концы и собираем хомуты. Зажимаем провод между половинками хомута, стягиваем хомуты винтами М4, вставив внутрь стержни. Будьте аккуратны - уголь пачкает руки, хотя эта грязь и легко смывается водой с мылом.

Надеваем на "внешние" концы стержней "перевернутые" крышечки от тюбиков зубной пасты. Лучше всего подойдут колпачки от алюминиевых тюбиков российского производства - их диаметр чуть больше диаметра стержней. Для надежного крепления можно использовать какую-нибудь эластичную прокладку - например, кусочек разрезанной силиконовой трубки.

Шаг четвертый

На пластиковой или деревянной пластине монтируем с помощью саморезов уголки и крепим к ним хомуты со стержнями. Расстояние подбираем таким образом, чтобы стержни соприкасались, образуя тупой угол.

Затем на этой же пластине монтируем электрическую часть. Хемфри Деви использовал Вольтов столб (батареи постоянного тока) в качестве источника питания, мы же сделаем дугу на переменном токе. А чтобы избежать выгорания "пробок", включим ее не напрямую, а последовательно с каким-нибудь мощным электроприбором - электрочайником или утюгом. Исходя из этого собираем схему.

Шаг пятый

Собрав схему и тщательно проверив правильность сборки, включаем вилку в розетку, а утюг или электрочайник подключаем к схеме. Держась сухими руками только за пластиковые крышечки, соединяем стержни. А затем плавно чуть разводим их. Возникает дуга, правда довольно короткая. Но спустя несколько секунд стержни разогреются, и можно развести их побольше.

И вот что получится:


ВНИМАНИЕ! Меры предосторожности

Будьте очень осторожны. Проведение этого эксперимента потенциально опасно, и если вы не уверены в своих способностях, лучше не беритесь.

  1. Подключать собранную установку к сети следует сухими руками и ни в коем случае не касаясь металлических частей или стержней (уголь - проводник). И конечно, не стоит совать руки или какие-либо предметы (особенно металлические) в зону дугового разряда - можно получить одновременно ожоги и поражения электротоком.

  2. При горении дуги стержни раскаляются до очень высокой температуры, поэтому даже после отключения электричества касаться стержней или металлических частей не следует - можно обжечься. По этой же причине стержни начинают гореть, как головешки в костре. Это нормально, не стоит паниковать. Чтобы потушить стержни, следует сначала отключить электричество, а только потом погасить огонь, просто задув его (в крайнем случае - водой или даже огнетушителем). Ну и конечно, соблюдайте общие требования пожарной безопасности.

  3. Дуга дает очень яркий свет. Наденьте темные (или даже сварочные) очки, чтобы защитить зрение.

  4. При изготовлении батареек в качестве герметика используется смола, следы которой на стержнях горят и дают дым, поэтому после эксперимента проветрите помещение.

Дуга, но не радуга!

Дуговой разряд горит при любых давлениях газа, превышающих 0,01 - 0,0001 мм рт. ст., при постоянной или меняющейся с невысокой частотой (до 1 кГц) разности потенциалов между электродами. Наиболее наглядный пример дугового разряда - электрическая дуга между угольными электродами в воздухе, токи - от ампера до сотен ампер, катодное падение потенциала - приблизительно 10 В. Если электроды расположены горизонтально, входящие конвекционные потоки воздуха дугообразно изгибают столб разряда, отсюда и произошло название. Дуга постоянного тока может гореть в воздухе как между угольными, так и между металлическими электродами. А вот дуга переменного тока - только между угольными. Температура поверхности электродов может при этом достигать почти 3500 К, а температура плазмы в столбе разряда - почти 7000 К!

Материал ПМ № 1, 2004.
Автор Дмитрий Мамонтов.
Предложил к публикации
и проверил на практике
Гиндин Илья

М
а
т
е
м
а
т
и
к
а
Ф
и
з
и
к
а
Х
и
м
и
я
Б
и
о
л
о
г
и
я
И
н
ф
о
р
м
а
т
и
к
а