Плазма в пробірці

  • Час 28-04-2015, 15:09
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

У даній статті піде мова про четвертий стан речовини - плазмі. Однак прошу зауважити, що перед повторенням даного винаходу уважно прочитайте попередження, вказане нижче.

Відмова від відповідальності: якщо ви збираєтеся повторити даний винахід, візьміть до уваги наступні ризики: для роботи пристрою використовується небезпечний струм високої напруги. Крім того, кінцевий продукт може випромінювати невелика кількість рентгенівських променів. Я не буду нести відповідальність за пошкодження власності або людей при повторенні даного навчального матеріалу.

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Мета даної розробки - чи не створити урок про фізичну природу плазми (я б і не зміг це зробити), а навчити вас як її відтворювати, хоча у більшості про плазмі дуже невиразні уявлення.

Ми звикли до трьох станів речовини: тверде, рідке і газоподібне. Однак існує ще одне погано вивчене стан - плазма, яка є найбільш поширеною формою речовини у Всесвіті. Тому більшість зірок перебувають у стані плазми.

В принципі, плазма являє собою іонізований газ, який складається з набору електронів та іонів, але в цілому є нейтральним.

Нейтральний газ є діелектриком (тобто він не проводить електрику), але якщо його піддати впливу сильного електричного поля, при значно низькому тиску, він починає іонізуватися. Це означає, що його частинки втрачають фізичне електронне рівновагу і починають проводити електрику.

Блискавка - це приклад плазми, видимої в земних умовах. І оскільки плазма дуже гаряча (в блискавки плазма досягає температури 28 тисяч кельвінів), то вона часто використовується при промисловій різанні.

Фактично, ми повинні отримати заворожуючий сяйво світла в колірному діапазоні від рожевого до синього.

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Для даної розробки використовуються наступні матеріали:

1) Кілька товстих і великих пробірок, в моєму випадку використовувалася пробірка довжиною 20 см і діаметром 2 см.

2) Коркова пробка, яка герметично закриває пробірку.

3) Металева трубка довжиною 7 см і діаметром 0,5 см. Я використовував латунну, але матеріал не грає ролі.

4) Сталевий гвинт з плоскою головкою довжиною 10 см і діаметром 0,5 см. Головка має діаметр 1,8 см, тому майже збігається з діаметром пробірки.

5) Ізоляційна стрічка.

6) Епоксидний клей.

7) Короткий шматочок металевого дроту.

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Для даної розробки використовуються наступні інструменти:

1) Зварювальний пальник на бутані.

2) Термостійкі рукавички (це важливо!)

3) Шліфувальний круг

4) Дриль

5) Плоскогубці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Назва даного розділу може зруйнувати всі ваші прагнення: «Мені знадобиться спеціальне обладнання? Але я відповім, це буде легко! »Для виготовлення пристрою вам знадобиться:

1) Високовольтний генератор напругою 15-25 кВ при струмі 50-200 мА.

Я використовував схему на базі ZVS (комутація при нульовому напруги), яка управляє трансформатором рядкової розгортки. Ви можете побудувати свій власний генератор, завдяки виноска, зазначеним нижче:
- www.instructables.com/id/ZVS-Driver/
- www.instructables.com/id/2n3055-flyback-transformer-driver-for-beginners/

Генератор дуже легко виготовити, але можна купити готовий на аукціоні ebay за ціною 25 $, якщо ви не дуже добре вмієте паяти. Також можна використовувати трансформатор від неонової вивіски.

2) Вакуумний насос.

Вакуумні насоси дуже дорогі, тому я використовував старий компресор від холодильника. Я просто прикріпив товсту ПВХ трубку до всмоктуючого кінця і це реально працює.

Плазма в пробірці

Ми збираємося побудувати циліндричну вакуумну камеру з двома електродами. Після створення вакууму, розріджене повітря буде залишатися в камері. При створенні сильної різниці електричних потенціалів між двома електродами, гази всередині будуть переходити в стан плазми.

На фото зазначена докладна інформація.

На останньому кроці ви можете переглянути відеоролик роботи пристрою!

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Гвинт буде використовуватися в якості катода, але спочатку необхідно виконати деякі модифікації:

- Загострити кінець гвинта, використовуючи шліфувальний круг. Це дозволить більш легко зробити наскрізний отвір через скло.

- Якщо гвинт маєте гальванічне покриття, тоді видаліть цинкове покриття з головки. При досягненні високої температури можливе відшаровування лусочок з гвинта і забруднення вакуумної камери.

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Анодний блок буде виступати в якості пристосування для вакуумного насоса. Ви повинні:

- Просвердлити отвір в корковою пробці, трохи менше, ніж діаметр латунної трубки.

- Проштовхнути латунну трубку через пробку, залишивши як мінімум 5 см трубки у внутрішньому кінці.

- Обернути дріт навколо зовнішнього кінця трубки, залишивши пару сантиметрів спереду.

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Тепер починається найцікавіше: ви повинні надати катода кулясту форму в задній частині пробірки, залишивши непокриту частину гвинта для приєднання до генератора. Це звучить складно, але я виявив, що обробка скла не така вже й складне завдання. Ви повинні зробити наступне:

1) Одягніть захисні рукавички.

2) Розігрійте зварювальним пальником задню частину пробірки, щоб скло розм'якшилися. Це зручно виконувати, повертаючи пробірку безперервно над полум'ям під кутом 30 °, як показано на фото. Скло розм'якшиться, коли полум'я пальника за кольором стане з помаранчевого синім, а саме скло також стане помаранчевим за кольором. Використання кілька пальників значно полегшують даний процес обробки.

3) Протолкніте гвинт через розм'якшене скло зсередини пробірки. Це створить форму скляного виступу.

4) Розламайте кінчик виступу, коли гвинт буде проходити через нього.

5) Нагрійте скляний виступ, і дайте склу сплющиться на гвинті.

6) Загерметизуйте скляний виступ навпроти гвинта, стиснувши розм'якшене скло за допомогою плоскогубців.

На фото зазначена докладна інформація.

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Результат попереднього кроку може бути незадовільним. Для перевірки просто подмімо в пробірку.

Якщо ви відчуєте витік повітря в зоні гвинта, тоді ви повинні загерметизувати це місце за допомогою епоксидного клею або обернути ізоляційною стрічкою. Краще використовувати саме стрічку, оскільки при створенні вакууму вона деформується, заповнюючи місце витоку.

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Прийшов час для налаштування пристрою:

1) Зберіть камеру. Якщо ви все зробили правильно, тоді відстань між електродами має становити 12 см.

2) Розташуйте камеру в горизонтальному положенні. Для цього, виготовте підставку з фанери. Також можна використовувати картон.

3) Підключіть вакуумний насос до анода.

4) Підключіть високовольтний генератор до електродів.

5) Запустіть вакуумний насос.

Пристрій готовий до показу!

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Плазма в пробірці

Після створення вакууму просто запустіть генератор. На ваших очах з'явиться яскравий потік плазми.

Відхилення потоку: так як плазма чутлива до магнітних полів, то можливо відхилити потік за допомогою сильного магніту (як показано на фото).

Оскільки плазма сильно гаряча, не рекомендується включати пристрій більше, ніж на 30-40 секунд.

Я сподіваюся, що вам сподобалося даний пристрій, і ви дізналися для себе багато корисного!

Tags

Коментарі до новини