Get Adobe Flash player
    Принимаются SMS-пожертвования на развитие ресурса     Копирование материалов     разрешено с обязательной ссылкой     на этот сайт     Принимаются SMS-пожертвования на развитие ресурса    

Простой детектор полярности электростатических зарядов

В естественной природе  электрические заряды обоих полярностей ведут себя одинаково, но поскольку их носители могут сильно различаться, то это значит, что существуют некоторые различия, которые можно использовать для определения полярности электростатического заряда.

 

Основные способы определения полярности зарядов

Измерение полярности при помощью электроскопа. Обычный электроскоп заряжается  от исследуемого заряженного объекта, который  подносят  к его контактному электроду и стрелка укажет полярность и величину заряда .  Такой опыт является классическим и не обнаруживает никакой асимметрии между  зарядами двух полярностей.

По внешнему виду  коронного разряда . В темноте положительная корона выглядит, как струя с коротким ярким стволом.  Отрицательная корона — это просто свечение в виде  пятен на поверхности проводника.

По звуку коронного разряда: В асимметричном искровом промежутке между двумя шарами разного диаметра длинные искры легко получаются на меньшем  шаре  положительного заряда. Если меньший шар заряжен отрицательно, то слышен характерный шипящий звук и получаются только короткие искры.

По внешнему виду искры: Короткая искровой разряд между полированными клеммами ярче на положительном конце. Длинный искровой разряд  имеет прямой фрагмент на положительном конце.
Магнитные методы:
Аналоговый микроамперметр,  может определять направление тока .
Положительный ток исходит от положительного заряда, отрицательный ток от отрицательного заряда.
Аналоговые измерители тока, как правило, основаны на взаимодействии между магнитом и катушкой, где проходит электрический ток, и поэтому магнит служит для определения полярности.
 

Электронные методы: Электронные усилители такие как: вакуумные лампы, биполярные и полевые транзисторы, операционные усилители и т.д . Все они  полярно зависимы, а  поэтому могут использоваться в качестве детекторов полярности.

 

Простой электронный электроскоп может быть изготовлен с помощью пары P и N канальных JFET или  MOSFET транзисторов, затворами подключенными к антеннам, а к стокам или истокам подключают светодиоды .

Тип полевых транзисторов не являются критическим. Однако, большей чувствительностью обладают транзисторы с меньшей входной емкостью, но устройство работает также хорошо даже с силовыми MOSFET транзисторами, имеющими  несколько единиц  наноФарад  входной емкости. Достоинство этой схемы в том, что она почти не потребляет ток, когда светодиоды  выключены.

Питание от 3 до 9  Вольт (нужно подобрать резисторы для светодиодов). Светодиоды красный и зеленый (можно использовать любые цвета) будут указывать  полярность изучаемого заряда.

Антенны автора представляют собой петли изолированного провода, но удобнее использовать 2 дБ антеннки от WI-FI оборудования.

Корпус прибора лучше изготовить металлический и обязательно заземлить на минус питающей батареи — это позволит избежать повреждения транзисторов прямыми разрядами и ненужных наводок.  Антенны также необходимо изолировать пластиковыми изоляторами.

Две маленькие кнопки используются для сброса заряда с затворов транзисторов и сброса детектора в ноль.

Желательно подбирать комплементарные пары полевых транзисторов, чтобы добиться максимальной симметрии чувствительности прибора.

 

По материалам    http://www.coe.ufrj.br/~acmq/polarity/

 

 

  • ЗАДАТЬ ВОПРОС