Почему в моей лейденской банке пропадает напряжение?

Этот вопрос похож на этот в том смысле, что у меня есть моя любительская лейденская банка, и я питаю ~ 7,5 В от 5 батарей (~ 1,5 В каждая) последовательно.

введите описание изображения здесь

Некоторые подробности и факты после экспериментов:

  • Коричневый провод касается воды с солью внутри бутылки и подключен к стороне низкого напряжения батареи.
  • Красный провод касается алюминия и стороны более высокого напряжения батареи.
  • Если я использую мультиметр, касаясь алюминия и воды, я получаю ~ 7,5 В, как и ожидалось.
  • Если убрать провода, идущие к аккумулятору, и измерить напряжение, то его нет.
  • Если я удалю провода, соприкасающиеся с аккумулятором, когда щупы мультиметра подключены, я увижу очень быстрое падение напряжения.
  • Сделав некоторые расчеты, я прикинул, что в банке около   1.1 п Ф

Затем я решил соединить схему со светодиодом, который вы видите на рисунке. Аналогичная схема с конденсатором 220 мю Ф при подключении светодиод исчезает, а не выключается, когда я вынимаю батарею. Так что я пытался увидеть тот же эффект, используя лейденскую банку, чтобы убедить себя, что она действительно держит некоторый заряд.

Однако, как только я разделяю коричневый и красный провода между бутылкой и батареями, светодиод выключается без эффекта затухания.

Кто-нибудь знает, что может повлиять на работу моей лейденской банки?

Ответы (2)

Проблема с вашей лейденской банкой заключается в том, что ее емкость (как и у всех лейденских банок) очень мала (вероятно, порядка 1000 пФ). Так, если его сопротивление утечке (через пленки влаги на стекле и т. д.) равно 100 МОм Ом , постоянная времени цепи будет

т "=" С р     "="   10 − 9   Ф × 10 8   Ом     "="   10 − 1   с .
Это расчетное время, когда заряд конденсатора упадет до 37% от исходного!

Очевидно, что в вышеприведенном расчете используются некоторые догадки, и сопротивление может отличаться на один или два порядка, но расчет, безусловно, показывает, почему конденсатор лейденской банки разряжается так быстро. С подключенным к нему вольтметром разряд будет еще быстрее, потому что сопротивление вольтметра, вероятно, будет всего 20 МОм. Ом или так!

Спасибо за Ваш ответ! Я думаю, что 1000 пФ слишком много для банки? Как описано в посте, при использовании стандартного 220pF светодиод создает эффект затухания. Если бы у меня действительно было 1000 пФ, не мог бы я воспроизвести эффект затухания?
Да, я только что сделал более точную оценку емкости, и она составляет около 200 пФ. Боюсь, что ваша первоначальная оценка 1,1 мю F слишком высок. Вы можете попробовать еще раз, используя формулу емкости параллельных пластин - это будет хорошее приближение. Диэлектрическая проницаемость (относительная диэлектрическая проницаемость) стекла составляет около 5. Что касается сопротивления утечки, то его крайне сложно оценить теоретически.
Ах, извините. я использовал мю когда но я думал о пико. Мой расчет выходит как 1,1 пФ. Отредактировал исходный пост. По сути, стандартный конденсатор имеет емкость примерно в 1000 раз больше, чем емкость банки (изготовленной из пластика).
«Если бы у меня действительно было 1000 пФ, разве я не мог бы воспроизвести эффект затухания?» Я бы так не подумал. 1000 пФ = 0,001 мю Ф, и это не так уж и много.
Действительно, я полностью запутался с микро/пико блоками.
Я думаю, что 1,1 пФ слишком мало. Диэлектрическая проницаемость пластика, вероятно, очень похожа на диэлектрическую проницаемость стекла.
Спасибо, вы правы. Я переделал его, и он составляет около 5616 пФ.

Как уже отмечалось, с помощью цифрового вольтметра входного сопротивления 10 М Ом приведет к постоянной времени разряда 200 × 10 − 12 × 10 × 10 6 "=" 2 м с .

Поэтому для прямого измерения напряжения вам понадобится вольтметр/электрометр с гораздо более высоким входным сопротивлением, к которому у вас может не быть доступа.

Дешевый/легкий в изготовлении вольтметр с высоким сопротивлением представляет собой электроскоп (с золотым) листом, но такое устройство будет регистрировать только сотни вольт, поэтому, чтобы увидеть, накапливает ли лейденская банка заряд, вам нужно подключить его к источнику постоянного тока высокого напряжения, что, вероятно, быть очень опасным.

Так что соберите себе электрофорус (в этот замаскирован листовой электроскоп).

Высушите все части устройства с помощью тепловентилятора / фена, так как поверхностная влага является относительно хорошим проводником электричества, и обратите внимание, что изоляция на вашем соединительном проводе может быть не такой хорошей, как вы думаете, поэтому имейте как можно больше незаземленных проводов. ведите в воздухе (т.е. не касаясь ничего, кроме двух концов), сколько сможете.

Подсоедините листовой электроскоп к внутренней части банки и внешней стороне лейденской банки и электроскопу вместе (и к земле) и повторите зарядку лейденской банки.
При отклонении электроскопа прекратите зарядку и некоторое время наблюдайте за отклонением. Чем медленнее опускается створка, тем лучше изоляция.

Если вы достаточно зарядите лейденскую банку, вы сможете генерировать искру, когда внутренняя и внешняя металлические части лейденской банки соединятся, но будьте очень осторожны, когда вы делаете это, так как вы можете получить неприятный удар током. Можно ли рассмотреть использование пластиковой линейки?

Я только что нашел смехотворно чувствительный детектор электрического заряда , который может позволить вам проверить вашу лейденскую банку, заряженную от вашего банка 1,5 В ячейки или даже только одна ячейка и миллиамперметр также могут быть включены вместо светодиода. Схема вполне может работать, так как сопротивление затвора JFET очень велико.

Привет, спасибо за ваш ответ. Разве электрофорус не может генерировать и высокое напряжение?
Я смог построить электрофорус и увидел разницу в напряжении 7, 20 и 70В. Однако я не понимаю. Если я могу зарядить банку до 7В электрофорой, то почему я не могу зарядить ее до этого напряжения аккумуляторами?
Я не думаю, что напряжения были настолько низкими. Как вы измеряли эти напряжения?
Цифровой мультиметр. Но теперь я думаю, что разряд может быть настолько быстрым, что я вижу только некоторые значения, а не начальное значение напряжения.
Вы смогли произвести искру?
Да, с электрофором, спасибо за идею! Я смог увидеть, что вольтметр показывает более 500 В перед разрядкой. Я попытаюсь построить детектор электрического заряда, чтобы убедиться, что заряд есть и при использовании элементов питания 1,5 В.
Почему в моей лейденской банке пропадает напряжение?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v