Юный техник, 2007 № 05 - [18]

Насыпьте в баночку от сыра столовую ложку «Геркулеса» и залейте водой. Затем опустите в нее пластину из оцинкованного железа и пластину из меди. Площадь пластин должна быть не менее 3—10 см².

Через некоторое время содержимое банки начнет бродить под действием случайно попавших микроорганизмов. (Если процесс затянется, добавьте в смесь кислого молока.) Рано или поздно среда в сосуде станет кислой. Кислота начнет действовать на цинк, и ваше устройство превратится в гальванический элемент с ЭДС 1,3–1,5 В.

Элемент маломощен, его внутреннее сопротивление достаточно велико, поэтому удобнее измерять его напряжение при помощи высокоомного вольтметра, например, цифрового.

Другое дело — если собрать несколько таких элементов в батарею. Электроды при помощи винтов закрепите в их крышках. Крышки при этом должны прочно держаться на закраинах баночки, но в них обязательно должно быть несколько отверстий общей площадью не менее 3–5 см², через них будет проходить воздух, необходимый для дыхания микроорганизмов.

У обычных гальванических элементов электролитом служат растворы солей. Они разъедают цинковые пластины как при работе, так и в паузах.

Наш элемент в некотором смысле живой, он регулируется автоматически. В паузах, когда тока нет, микроорганизмы как бы спят. Но лишь замкнется внешняя цепь и появится ток, у микробов усилится «аппетит», они начнут питаться и вырабатывать кислоту.

Работу элемента можно значительно улучшить, если ухаживать за вашими работниками — вводить в их рацион дополнительно соль, сахар, витамины. Добавим к этому, что применяемые в батарее микроорганизмы и все продукты их жизнедеятельности абсолютно безвредны.

А. ИЛЬИН, Ю. ПРОКОПЦЕВ

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Как сделать полупроводник?

Фотоэлемент, а тем более транзистор — изделие наукоемкое, требующее сложной технологии и высокой культуры производства. Но американский изобретатель Нил Штайнер, проанализировав работы советского изобретателя 0. Лосева и американца П. Кодингтона, пришел к иному заключению. Следуя его советам, дома, на письменном столе, вы можете делать диоды, фотоэлементы и даже транзисторы.

Эти и другие опыты Штайнера могут оказаться полезными не только в качестве чисто познавательного экскурса в историю. Не исключено, что на этом пути можно обнаружить новый класс полупроводниковых электронных приборов.

Итак, возьмите медную пластинку размером 2x3 см, а если такой не найдете, расплющите молотком на наковальне кусок толстой медной проволоки. Нагрейте его на газовой горелке до появления на поверхности легкой коричневой патины — слоя окисла. Попробуйте измерить его электрическое сопротивление. Оно окажется разным в зависимости от полярности присоединения омметра. Получается, что кусок меди приобрел свойства полупроводникового диода. Роль р-n перехода в нем выполняет граница между медью и слоем окисла.

Превратить его в диод совсем не сложно. Прижмите к слою окисла при помощи бельевой прищепки чистую медную пластину, припаяв к обеим по проводу. Вот и получился у вас простейший диод. Он может выпрямлять переменный ток частотой 50 Гц и напряжением до двух вольт. Если нужно больше — соедините несколько таких диодов последовательно. Для работы на более высоких частотах, например, в приемниках, такие диоды не подойдут из-за большой емкости.

Капля расплавленной соли и проволочка — это уже фотоэлемент.

Яркий луч света заставляет фотоэлемент вырабатывать приличный ток.

В свое время подобные выпрямители (их называли купроксными) широко применяли в технике. Но они сильно грелись, имели большое сопротивление в прямом направлении и получались очень громоздкими. Их заменили германиевые и кремниевые диоды, у которых этих недостатков нет.

Известно, что полупроводниковые диоды в прозрачном корпусе способны изменять свое сопротивление под действием света. Это связано с тем, что попадающий на р-n переход свет увеличивает подвижность зарядов. Это же явление превращает все полупроводниковые диоды, а также транзисторы со вскрытым корпусом в фотоэлементы, способные вырабатывать электрический ток. Вот этой особенностью и воспользовался Нил Штайнер.

Положите на покрытую окислом поверхность меди кусок проволоки, посыпьте ее поваренной солью и нагрейте на газовой горелке. Соль расплавится и застынет в виде твердой прозрачной капли. Если осветить эту каплю ярким лучом света, то между проволокой и пластинкой появится напряжение 20–50 мВ. Вот вам и фотоэлемент. (Судя по нашим опытам, фотоэффект наблюдается и тогда, когда на поверхность окисленной меди наносится обычная капля соленой воды, а в нее вводится тонкая медная проволока.)

Мощность фотоэлемента невелика, и для питания двигателей, например, он непригоден. Но, как оказалось, такие фотоэлементы прекрасно реагируют на быстрое изменение амплитуды светового луча, и их можно использовать в светотелефонах.

Штайнер присоединил через конденсатор емкостью 1 мФ к выходу усилителя низкой частоты (УНЧ) лазерный диод от указки и на вход этого УНЧ подал сигнал от плеера.

Свой самодельный фотоэлемент Штайнер подключил ко входу другого УНЧ, нагруженного на громкоговоритель. Направив луч лазера на фотоэлемент, Штайнер получил высококачественную передачу музыки на расстояние более 20 м. Неплохо для фотоэлемента, сделанного своими руками почти из ничего!