Такое электронное устройство, как выпрямительный диод, можно создать в домашних условиях, используя подручные средства и зная процессы протекания химических реакций. Поскольку работа прибора основана на пропускании электрического тока в одном направлении и блокировании в противоположном, в опыте используется ионизация металлов в жидкости и движение электронов между электродами.
Как сделать химический диод из шприца
Для создания однонаправленного потока электронов потребуются два металла с различной электрической активностью. Подойдут медь, серебро, железо, алюминий, оксид алюминия и т.д. В качестве емкости берется обычный медицинский шприц на 5 мл. У него вынимается поршень и снимается уплотнительная шайба.
В ней засверливается небольшое отверстие, которое будет использоваться для фиксации центрального электрода.
Роль электрода в данном случае отводится железному винту, к которому перед установкой подсоединяется кусочек медного проводника.
Винт вставляется в уплотнительную шайбу и фиксируется гайкой.
Далее берется кусочек листовой алюминиевой фольги (можно от шоколадки). Он сворачивается втрое-вчетверо в полоску шириной 15-20 мм и длиной 150-200 мм.
Полоска накручивается на маркер для получения соленоида. Ему отводится роль второго электрода.
К фольге также присоединяется кусочек медной проволоки.
Вся «конструкция» аккуратно заводится в корпус шприца так, чтобы проволока вышла через его носик.
Для получения герметичности носик шприца нагревается на огне до оплавления.
Теперь в шприц вводится поршень так, что конец винта оказывается в центре цилиндра из фольги.
В корпусе шприца проделывается небольшое отверстие. Для этого удобно использовать жало паяльника. Для приготовления электролита берется треть стакана воды и порошок карбоната натрия (углекислой соли). С помощью другого шприца с иглой емкость заполняется готовым раствором.
Для безопасности отверстие заправляется, хотя можно этого и не делать, чтобы выходили образуемые газы.
Из-за разницы активности металлов между винтом и фольгой образуется однонаправленный поток электронов. Электролиз приводит к разделению молекул водорода, поэтому требуется осторожность – он взрывоопасен. Работу такого одностороннего электролитического выпрямителя можно увидеть наглядно, используя микроэлектродвигатель постоянного тока (DC-motor, работающий от 12V. Для этого диод подключается через трансформатор к сети переменного тока.
Используя мультиметр можно удостовериться в параметрах сигнала на выходе трансформатора. У него требуемое напряжение, но ток переменный.
Поэтому при подключении к нему мотора напрямую якорь не крутится или движется рывками.
При включении в цепь собранного элемента двигатель начинает вращаться, так как входной сигнал на нем меняется на полуволну постоянного тока, создаваемую диодом.
Отсюда видно, что собранное устройство ограничивает нижние в одном направлении, а верхние — при обратном подключении. Повернув его другим концом можно изменить направление вращения моторчика. Элемент также может выступать односторонним мостом из-за ионов, отдаваемых воде. Работа его кратковременна, пока вода в растворе не расщепится на водород и кислород, и это лишь аналог диода, так как его сопротивление с одной и другой стороны отличается на порядок, а не в миллион раз, как у реального диода. Тем не менее функцию однополупериодного выпрямления он выполняет, что видно из проведенного опыта.
