www.tranzistor.sk www.tranzistor.cz

Hľadať

Newsletter zadarmo



Elektronická školička
Elektronická školička

Smile

Štekajúci vodík, pekný názov, však ? Keďže už viem ľahko vyrábať vodík, tak som pripravil experiment, ktorý vám predvedie aký je tento plyn výbušný!

Vodík som zachytával do plastovej flaše otočenej dnom nahor, keďže je vodík ľahší ako vzduch, stúpa do vrchnej časti flaše. Po priložení horiacej špajdle k flaši s vodíkom nastane zlúčenie vodíka so vzdušným kyslíkom a vznikne voda 2H2 + O2 -> H2O.

Po priblížení horiacej špajdle nastane reakcia.

Asi je to najnázornejšie z videa, tak tu ho máte. Z flaše vyšľahne aj oheň, ale ten kamera veľmi nezachytila, a ozve sa zvuk pripomínajúci šteknutie psa. Vodík som zachytával len 30 sekúnd. Ten plač si nevšímajte to je naša malinká.

Vyskúšal som veľmi jednoduchý experiment. Reakcia prebiehala samovoľne, bez pridávania elektrickej energie ako je tomu pri galvanickom pomeďovaní. Do skúmavky som pripravil roztok modrej skalice a vody a vhodil som do vnútra obyčajný klinec. Po niekoľkých dňoch som klinec vybral a pol pomeďený pomerne hrubou vrstvou.

Modrá skalica CuSO4 sa vo vode rozkladá na katión Cu2+ a anión SO42-. Katión medi je je priťahovaný klincom, od ktorého prijíme 2 elektróny a na jeho povrchu sa usadzuje ako atomárna meď.

Modrá skalica.

Pomedený klinec. Spodok som zoškrabal, aby ste videli rozdiel.

 

Hydroxid sodný (NaOH) je chemická zlúčenina, ktorá sa v priemysle často používa. Dá sa kúpiť aj v predajniach farby laky, tak som si trochu kúpil a pripravil zopár zaujímavých experimentov.

!!!Pozor Hydroxid sodný je silná žieravina!!!

Tak, ako vidieť z chemickej značky (NaOH), hydroxid sodný je zlúčenina Sodíka (Na) a hydroxidovej zložky (OH). Predáva sa vo forme granuliek v dobre utesnenej umelohmotnej flaške.

Granulky hydroxidu sodného na tanieri.

Ak necháte hydroxid sodný na vzduchu, okamžite začne zo svojho okolia nasávať vzdušnú vlhkosť a bude reagovať aj s oxidom uhličitým (CO2). Oxid uhličitý, ktorý vydychujeme je vo veľkej koncentrácii pre človeka smrteľne jedovatý a preto sa v kozmických lodiach a na ponorkách v minulosti redukoval hydroxidom sodným. Vzniká pri tom uhličitan sodný a voda a NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O

Hydroxid sodný po niekoľkých hodinách na voľnom vzduchu.

Zaujímavá je aj reakcia, ktorá nastáva keď nasypete granulky hydroxidu sodného do vody. Voda sa okamžite začne zahrievať a podľa množstva hydroxidu sodného dosahuje neskutočne vysokú teplotu.

Tento umelohmotný pohár sa po zmiešaní hydroxidu sodného s vodou zohrial tak, že sa nedal udržat v ruke.

Pre mňa bola najzaujímavejšou reakcia hydroxidu sodného s hliníkom. 6NaOH + 2Al -> 3H2 + 2Na3AlO3. Vzniká pri to hlinitan sodný, ale čo je zaujímavejšie vzniká aj vodík. Pokúšal som sa už vyrobiť vodík z kyseliny chlorovodíkovej, ale plynný chlorovodík, ktorý sa pri tom uvolňoval bol veľmi nepríjemný a jedovatý, takže to nedopadlo veľmi dobre.

!!! Pozor vodík je vo vzduchu výbušný, stačí malá nepozornosť!!!

Pripravil som si testovaciu aparatúru so skúmavkou a balónom, ktorý som chcel naplniť vodíkom. Naplnenie balóna vodíkom sa dá dokázať veľmi jednoducho, balón bude lietať Smile. Ako vidno na obrázku, experiment v testovacej aparatúre sa vydaril, jediná nevýhoda bola, že to trvalo pomerne dlho a objem skúmavky nebol dostatočný na nafúkanie celého balóna.

Test výroby a plnenia balóna vodíkom.

Smile Trochu pozmenená aparatúra pre zvýšenie množstva produkovaného vodíka. Smile

 

 

Pozrite si to na videu, je to názornejšie.

 

Piezo efekt pozná asi každý z Vás. Ako malí chlapci sme búchali o seba dva kremenné kameňe, pričom sa vytvárali iskry a charakteristická vôňa. Vtedy som nerozumel mechanizmu, prečo tie iskry vznikajú, bolo ale dôležité, že to fungovalo. A fungovalo to len s kremennými kameňmi, s inými ani za nič.

Dva malé kremenné kameňe. Keď ich o seba buchnete vznikne iskra. Najlepšie to funguje keď ich buchnete šikmo.

Nafotené iskry v tme. Nie je to úplne zaostrené, ale vidno ich.

Tento efekt sa dosahuje tlakom na kryštály kremeňa. Tlak spôsobí posunutie atómov v kryštáli, pričom sa poruší nábojová rovnováha a vznikne napätie. Toto napätie má niekoľko tisíc voltov a zapríčinuje vznik iskrenia. Piezoe efekt dokážete vytvoriť aj na iných kryštáloch, napríklad na kryštáloch cukru.

Nasypte si do skleného pohára cukor a malou lyžičkou tlakom šúchajte kryštáliky cukru o stenu pohára. Bude vznikať iskrenie, ale dokážete ho vidieť len v úplnej tme, keď si vaše oči na tmu privyknú.

 

!!! Pozor pri tomto experimente potrebujete zváračskú ochrannú prilbu, inak možete prísť o zrak. Nezamieňajte si slnečné okuliare so zváračskou prilbou, slnečné okuliare váš zrak pri tomto experimente neochránia !!!

  Keď už som sa poslednú dobu zaoberal vysokým napätím a prierazmi elektrických iskier vo vzduchu, úplne prirodzene prišlo k tomu, že som vytvoril elektrický oblúk. Na tomto experimente chcem aj poukázať na otázky, ktoré mi neustále chodia ohľadne vzdialenosti, na ktorú dokáže iskra preskočiť pri určitom napätí.

  Experiment je veľmi jednoduchý. Potrebujete napätie len 30V, viac neodporúčam, napätie 30V stačí a navyše je ešte stále pomerne bezpečné. Zdroj napätia musí vedieť dodávať prúd zhruba 1-2A. Elektrický oblúk vytvoríte medzi dvomi uhlíkovými elektródami (uhlíková tuha). Teplota elektrického oblúka dosahuje 3000 °C.

  Uhlíkové elektródy napojíte priamo na zdroj elektrického prúdu, jednu elektródu na záporný pól a druhú na kladný pól zdroja. Keď elektródy k sebe priblížite tak, že sa dotknú, preskočí medzi nimi iskra, ktorá jonizuje vzduch. 

  Jonizácia vzduchu znamená, že sa z molekúl vzduchu odtrhne záporný elektrón, ktorý potom letí ku kladnej elektróde a na svojej ceste naráža do ďalších molekúl, z ktorých vyráža ďaľšie elektróny. Spôsobí sa tým lavínový efekt, ktorý vytvorí vodivý kanál medzi kladnou a zápornou elektródou.

  To umožní ďalší preskok iskier na vačšiu vzdialenosť. V pomerne krátkom čase sa elektródy na koncoch rozžeravia, čo umožní ešte jednoduchší tok elektrického prúdu vzduchom medzi elektródami.

Začiatočná fáza po dotyku elektród. Začína medzi nimi tiecť elektrický prúd vo vzduchu.

Po pár stotinách sekundy je už tok elektrického prúdu značný a na väčšiu vzdialenosť. 

Teplota elektrického oblúku je niekde okolo 3000 °C, ale nemal som to ako zmerať, takže je to len teoretická informácia.

Tesne po rozpojení elektrického oblúka sú konce elektród poriadne žeravé.

 

Video demonštrujúce celý priebeh vzniku a zániku elektrického oblúku.

Záver:

1. Elektrická iskra preskočí medzi zápornou a kladnou elektródou na vzdialenosť úmernú napätiu. Čím je napätie väčšie, tým na väčšiu vzdialenosť dokáže iskra preskočiť.

2. Vzdialenosť na ktorú dokáže iskra preskočiť závisí aj od vlhkosti, teploty a tlaku vzduchu a taktiež od prevedenia elektród.

3. Ak už iskra preskočila, vytvorila jonizovaný kanál medzi elektródami. Cez tento kanál dokáže tiecť elektrický prúd aj pri rádovo nižšom napätí a aj na výrazne väčšiu vzdialenosť.

    Už dávnejšie mi Matúš poslal inšpiráciu na zhotovenie žiarovky z uhlíkovej tuhy. Keďže sa momentálne pripravujem na rádioamatérske skúšky a experimenty sa mi popritom nejako nedaria, tak som sa rozhodol, že to konečne zhotovím.

    Zapojenie je veľmi jednoduché. Postačí uhlíková tuha z versatilky, dva vodiče s krokosvorkami a dobrá batéria, najlepšie olovený článok.

Celé zapojenie je na obrázku, použil som 12V olovený článok.

Uhlíkovú tuhu som pripojil na batériu a na moje prekvapenie sa po jej zohriatí začali diať čudné veci:

    Najskôra sa tuha zarosila, toto som vôbec nečakal doslova ma to šokovalo. Potom z tuhy začala kvapkať tekutina, radšej som obvod prerušil. Po ďalšom zahrievaní sa z tuhy začalo dymiť a vôňa dymu silne pripomínala parafín. Dovtípil som sa, že moje tuhy asi výrobca napustil voskom. Po chvíľke sa parafín odparil (oddymil), ale tuha nezasvietila, ani sa nerozžeravila. Čo ale bolo horšie, roztavil sa mi plast na krokosvorkách, takže som to znovu prerušil a plastový obal krokosvoriek som dal dole.

    Pochopil som, že mám zrejme príliš dlhú tuhu (kladie priveľký odpor) na to, aby ňou pretekal dostatočný prúd. Tak som jednu krokosvorku pripojil bližšie k druhej, asi na 4cm. Po tejto zmene sa už tuha rozžeravila. Hneď som to išiel skúsiť v zhasnutej miestnosti. Celý experiment som natočil na video, aj keď už s mierne ohnutou tuhou, predtým som ju prílišným žeravením ohol. Tuha by sa mala po nejakej dobe prepáliť (zhorieť), ale skôr ako sa to stalo sa mi znovu prepálili upevnenia vodičov ku krokosvorkám.

Video ziarovky vyrobenej z tuhy.

    Princíp tohoto experimentu je založený na tom, že tuha (grafit) je elektricky vodivý materiál a je to tiež materiál, ktorého bod topenia je niekde okolo 3600 °C, čo je dosť vysoká hodnota. Elektrický odpor tuhy pri zapojení s krokosvorkami som nameral 11Ω. Keďže odpor medených vodičov je zanedbateľný takmer všetok výkon z batérie sa vyžiari cez tuhu.

    Výkon v mojom zapojení zrátame veľmi jednoducho P = U x I a keďže prúd zrátame ako I = U / R (I = 12V / 11Ω) tak nám výkon vychádza ako P = 12 x 12 / 11 čo je zhruba 13Wattov. Táto energia sa vo forme žiarenia (tepla a svetla) musí z tuhy dostať, aby bol zachovaný zákon zachovania energie.

    Takže nám tuha zasvietila ako 13Wattová žiarovka. Pozor na tento experiment potrebujete takzvaný tvrdý zdroj (veľký prúdový odber), napríklad olovené akumulátory. S obyčajnými batériami Vám to zrejme nezasvieti, alebo ich zničíte (môžu sa prehriať a vybuchúť).

Na tvorbu komplikovanejších zapojení potrebujete použiť plošné spoje. Inak sa v spleti káblikov a súčiastok určite zamotáte.

 

Minimálne vybavenie, ktoré potrebujete na to, aby ste bez problémov dokázali osadiť a priletovať súčiastky do plošného spoja:

- doska univerzálneho plošného spoja

- mikropájkovačka

- cín

- kolofónia

- stojan

  

A ako to funguje ?

Cín je kov, ktorý má pomerne nízku teplotu tavenia 231.93 °C. Čiže, keď rozohrejeme pájkovačku na túto teplotu a priložíme cín, tento sa začne roztápať. 

Malé množstvo roztaveného cínu sa pridržiava na kovových materiáloch, ktoré sú tiež rozohriate. Teda ak priložíme cín k rozohriatej pájkovačke, roztopí sa a malé množstvo sa na nej prichytí. Keď rozohrejeme medenú plôšku dosky plošného spoja a priložíme cín, roztaví sa a prichytí sa k tejto plôške. Keď teraz necháme cín vychladnúť, ostane pevne prilepený k tejto plôške.

Na zabránenie oxidácie (hrdzaveniu) roztaveného cínu sa používa materiál kolofónia. Je to živica (pôvodne získavaná z ihličnatých stromov), ktorá sa v roztavenom stave správa ako silná kyselina. Používa sa tak, že sa rozžeravený hrot pájky trochu ponoríme do tvrdej živice, čím sa roztaví a časť z nej ostane roztopená na hrote.

 

Veľmi jednoduchá a lacná mikropájkovačka. Nie je to síce profesionálna pájka s regulovateľnou teplotou hrotu, ale pre začiatok úplne postačuje.

 

Stojan pre mikropájkovačku. Stojan je nevyhnutný, pretože máte len dve ruky a pomerne často potrebujete pájkovačku odložiť a keďže je rozžeravená na vysokú teplotu musíte ju umiestniť tak, aby nič nepodpálila a zároveň aby nevychladla.

 

Doska univerzálneho pošného spoja. Má predvŕtané dierky, okolo ktorých sú medené očká na ktoré jednoducho pripájkujete súčiastky. Očká poprepájate podľa schémy, buď drôtikmi alebo susedné spojíte cínom.

 

Bez kolofónie radšej neskúšajte pájkovať, je to ako keby ste chceli vyprážať hranolky bez oleja. Cín sa Vám bude drobiť, spoje vôbec nebudú hladké.

 

Odsávačka cínu funguje na princípe rýchleho nasávania vzduchu a s ním nasaje aj roztopený cín v okolí jej hrotu. Použijete ju, ak ste niečo nesprávne naspájkovali a potrebujete súčiastku vybrať, alebo ak je už na plošnom spoji neúmerne veľa cínu.

Popis: V tomto experimente sa dozviete ako funguje žiarovka. Všetky klasické Edisonovské žiarovky fungujú na rovnakom jednoduchom princípe. Ak máte s experimentom problém, napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.
začínajúci elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi
Zložitosť: nízka
Princíp fungovania žiarovky je veľmi jednoduchý. Na obrázku nižšie je zapojený veľmi jednoduchý obvod, v ktorom je zapojená len batéria a žiarovka.
Obvodom bude pretekať elektrický prúd ktorý sa rovná podielu napätia batérie a súčtu odporu batérie a žiarovky. I = U / (RŽ + RB)
Odpor novej alebo dobre nabitej batérie je veľmi nízky a keďže je žiarovka zhotovená z kovového vodiča jej odpor je takmer nulový.
Z tohoto vyplýva, že prúd tečúci obvodom je obrovský. Veľký prúd znamená, že obvodom preteká veľké množstvo elektrónov, ktoré "trením" zahrievajú obvod.
Čím menší prierez vodiča, tým viac sa zahreje. Prierez vodiča žiarovky je v porovnaní s prierezom ostatných vodičov veľmi malý, takže vodič v žiarovke sa zohreje až tak, že sa rozžeraví.

Vytvorenie žiarovky:
Obyčajný káblik lanko odblankujte a vyberte jeden drôtik lanka dlhý asi 7cm
Drôtik natočte na priemer asi 1,5mm
Na konce drôtika napojte klasický vodič. Všimnite si rozdiel v hrúbke.
Žiarovku budeme napájať dvomi 1,5V batériami. Vyberte si radšej hrubšie batérie, ktoré majú väčšiu kapacitu, dlhšie vydržia nabité, takže ich vnútorný odpor s vybíjaním rastie pomalšie.
Na videu nižšie vidieť ako sa drôtik rozžeraví keď ho pripojíme do obvodu. Batérie pripojte len na krátky čas inak sa drôtik roztaví a pretrhne. Dávajte pozor aj na to, aby ste niečo nepodpálili, teplota drôtika vystúpi až na hodnotu 1000 C°

 

Po určitej dobe sa Vám drôtik tak či tak prepáli, môže to byť spôsobené dvomi faktormi:

  1. Prešvihli ste rozžeravenie nad teplotu tavenia drôtiku.
  2. Drôtik pri vysokej teplote a prístupe kyslíka zoxidoval (ľudovo zhrdzavel)

 

Teploty tavenia:

  • Meď        -> 1084.62 C°
  • Hliník      ->   660.32 C°
  • Železo    ->  1538.00 C°
  • Wolfrám  -> 3422.00 C°

Ako ste si iste všimli, wolfrám sa taví pri ďaleko najvyššej teplote a preto sa aj používa v žiarovkách.

 

A takto vyzerá prepálený drôtik žiarovky.

 

Popis: Tento experiment vysvetľuje funkciu tranzistora zapojeného so spoločným kolektorom. Ak máte s experimentom problém napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.
Určenie:začínajúci elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi
Zložitosť:nízka
  

 

Vlastnosti zapojenia tranzistora so spoločným kolektorom:

  • vstupný odpor stredný 100kΩ až 10MΩ
  • výstupný odpor stredný 50Ω až 1kΩ
  • prúdové zosilnenie 20 až 800 krát

 

Príklady:

1. vhodné

  • ak chceme zosilniť vstupný signál
  • ak nemôžeme zo vstupného signálu odoberať "veľký" prúd
  • ak máme na výstupe malý odpor/impedanciu

2. nevhodné

  • ak je vstupný odpor menší alebo porovnateľný ako výstupný odpor. V tomto prípade by neexistovalo žiadne zosilnenie a prúd by tiekol cez bázu. Tranzistor by sa mohol zničiť. 
  • ak má výstupné zariadenie veľký odpor/impedanciu

Preštudujte si video.

V zapojení je NPN tranzistor BC547B napájaný jednou 1,5V batériou. Na vstupe je odpor 100kΩ, ktorý prepúšťa na bázu prúd 8,6μA.

Bázový prúd umožňuje prechod prúdu kolektorom a emitorom, ktorý je rádovo vyšší a platí IB = IC + IE.

Zosilnenie tranzistora je v tomto prípade 897μA/3,19μA = 276,7krát

 

Dôležité:

Toto zapojenie je dôležitý základ pre elektrotechnické obvody.

Odporúčame odskúšať viac odporov zapojených v báze tranzistora a viac odporov zapojených v kolektore tranzistora a zaznačiť výstup na milimetrový papier.

Taktiež odporúčame pripojiť 2 x batériu 1,5V a porovnať namerané hodnoty.


 
  objednať súčiastky na tento experiment
  
Popis: Tento experiment vysvetľuje funkciu tranzistora zapojeného so spoločným emitorom. Ak máte s experimentom problém napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.
Určenie:začínajúci elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi
Zložitosť:nízka
  

 

Vlastnosti zapojenia tranzistora so spoločným emitorom:

  • vstupný odpor stredný 500Ω až 2kΩ
  • výstupný odpor stredný 10kΩ až 100kΩ
  • prúdové zosilnenie 20 až 800 krát

 

Príklady:

1. vhodné

  • ak chceme zosilniť vstupný signál
  • ak môžeme zo vstupného signálu odoberať "veľký" prúd
  • ak máme na výstupe veľký odpor/impedanciu

2. nevhodné

  • ak vstupné zariadenie nemôže dodávať "veľký" prúd 
  • ak má výstupné zariadenie malý odpor/impedanciu (reproduktor 8Ω)

Preštudujte si video.

V zapojení je NPN tranzistor BC547B napájaný jednou 1,5V batériou. Na vstupe je odpor 470Ω, ktorý prepúšťa na bázu prúd 1,5mA.

Bázový prúd umožňuje prechod prúdu kolektorom a emitorom, ktorý je rádovo vyšší a platí IB = IC + IE.

Zosilnenie tranzistora je v tomto prípade 897μA/3,19μA = 281,19krát

 

Dôležité:

Toto zapojenie je dôležitý základ pre elektrotechnické obvody.

Odporúčame odskúšať viac odporov zapojených v báze tranzistora a viac odporov zapojených v kolektore tranzistora a zaznačiť výstup na milimetrový papier.

Taktiež odporúčame pripojiť 2 x batériu 1,5V a porovnať namerané hodnoty.


 
  objednať súčiastky na tento experiment
  
<< Začiatok < Predošlý 1 2 Nasledujúca > Koniec >>
JPAGE_CURRENT_OF_TOTAL

Akcia

sale closed

Telefonické objednávky

PO - NE 8:00 - 18:00

0903 404425

skype: kocalka