Юный техник, 2009 № 07

Схема аппарата «искусственная почка».

Когда закончится нефть, ничего особенно страшного не произойдет. Энергию нам смогут давать осмотические электростанции.

Вот как они устроены. Пресная вода из устья реки по трубам отводится на дно моря. Поскольку ее плотность близка к плотности воды соленой, то сама она по трубе не потечет, нужна какая-то внешняя сила. Это сделает сила осмотического давления. На конце трубы можно установить систему трубок, закрытых полупроницаемой пленкой. Пресная вода начнет просачиваться через пленку и потечет в сторону воды соленой. Если площадь поверхности пленки достаточно велика, то в трубе возникнет мощный поток, способный вращать турбину.

Однако на пути к их созданию придется решить множество чисто технических проблем. Одна из главных — создать прочную и долговечную пленку, которой не страшно засорение и обитатели моря.

Г. ТУРКИНА

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ

ЧУДЕСНЫЕ ПУЗЫРИ

Сверни на бутылке проволочное кольцо; концы проволоки свей вместе, чтобы получилась ручка. Обмакни это кольцо в мыльный раствор, к которому для крепости добавлено немного сахару. Осторожно вынь кольцо — и увидишь, что оно затянуто тонкой пленкой.

Держи кольцо вертикально перед ртом и легко, но непрерывно дуй на середину пленки. С противоположной стороны кольца начнет вытягиваться пузырь, похожий на мешок. Потом он вдруг отделится от кольца, и большой шар, отливая всеми цветами радуги, полетит по воздуху.

Когда наловчишься выдувать таким способом мыльные шары, попробуй выдуть пузырь без проволочного кольца. Окуни руку, сжатую в кулак, в мыльную воду, потом раскрывай кулак постепенно, складывая большой и указательный пальцы в кольцо. Вынь осторожно руку из мыльного раствора; это кольцо окажется затянутым пленкой. Поверни теперь руку ладонью кверху и дуй прямо в горсть. Может быть, тебе удастся выдуть таким образом, без трубки и без кольца, огромный пузырь до 20 см в диаметре.

БЫСТРОХОДНЫЕ КОРАБЛИКИ

Целый флот мы заставим двигаться на подносе. Корпус каждого судна сделан из мела, мачты — из спичек с флагами из цветной бумаги. Трубы и другие детали тоже выполнены из спичек и бумаги. Дно кораблей должно быть совершенно плоским.

Расставь корабли на подносе и налей на него тонкий слой уксуса. Кораблики моментально окружатся пеной и начнут перемещаться. Они будут двигаться направо и налево, сталкиваться.

Вот причина этого забавного явления: под влиянием уксуса из мела выделяется углекислота, она поднимается вверх пузырьками, и потому вокруг корабликов образуется пена. Углекислота выделяется так сильно, что слегка приподнимает мел из жидкости и толкает кораблики во всех направлениях.

Положи яйцо в стакан с уксусом, и через некоторое время оно станет вертеться вокруг своей большой оси. Уксус действует на яичную скорлупу (в ней много извести) и выделяет углекислоту — это и заставляет двигаться яйцо.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Электростатические громкоговорители и телефоны

Как известно, электростатические громкоговорители отличаются высоким качеством звука, но это редкие и дорогие изделия. А про электростатические телефоны многие даже не слышали по той простой причине, что промышленность их не выпускает. Рынок заполнили электродинамические головки, используемые как в больших акустических системах (АС), так и в миниатюрных телефонах, вставляемых в уши.

В то же время полузабытые «электростаты» имеют массу достоинств, определяемых самим принципом работы. Масса колеблющейся металлизированной пленки в них ничтожна, и она передает свои колебания воздуху практически без потерь и без искажений. А это, в свою очередь, обеспечивает высокий КПД и хорошее качество звука. Конструкция несложна и вполне доступна для самостоятельного изготовления.

Простейший электростатический громкоговоритель устроен так: пленка располагается параллельно плоской металлической пластине с отверстиями для прохода воздуха (рис. 1а).

Зазор d между пленкой и поверхностью пластины делают как можно меньше, но достаточным, чтобы не мешать колебаниям пленки. Если между пластиной и пленкой приложить напряжение U_п порядка сотен вольт (поляризующее) с наложенными на него колебаниями звуковой частоты U_зв (рис. 1б), то в зазоре возникнет электрическое поле, вызывающее притяжение пленки и пластины.

Сила притяжения приведет в колебательное движение пленку и окружающий ее воздух, то есть создаст звук.

На мысль о том, что электростатический излучатель для небольшого маломощного громкоговорителя или телефонов легко сделать в любительских условиях, навел старый учебник по электроакустике. Там был описан телефон с ненатянутой мембраной, свободно лежащей между двумя перфорированными металлическими пластинами. Необходимый зазор получался из-за естественных неровностей пленки.

Воспользовавшись этой идеей и разыскав в «запасах» пару одинаковых перфорированных пластин из фольгированного гетинакса, еще в начале 2001 г. удалось провести несколько вполне успешных опытов. Размеры пластин были 160x180 мм, каждая содержала множество равномерно распределенных по площади отверстий диаметром 2 мм. По счастью, пластины имели небольшую естественную вогнутость со стороны фольги (вероятно, от старости), поэтому никаких разделительных прокладок не понадобилось.

Конструкция излучателя показана на рисунке 2. Первый рисунок (рис. 2а) дает фрагмент конструкции в увеличенном виде.

Пластины 1 располагаются фольгой друг к другу, между ними вкладывается лист металлизированной пластиковой пленки 2 (металлизация справа), и вся система скрепляется винтами 3 по углам (рис. 2б).

Использовалась пленка от цветочных букетов, толщина ее оказалась равной 35 мкм. Под винты следует положить изолирующие шайбы, а от фольги пластин сделать выводы 4, тоже из медной фольги, которые послужат выводами громкоговорителя.

Другой вариант — сделать на пластинах выступы, не совпадающие при сборке излучателя, тогда провода припаиваются прямо к фольге на выступах. Заусениц, задиров, паек или других подобных выступающих неоднородностей на поверхности, соприкасающейся с пленкой, быть не должно, при необходимости они убираются наждачной бумагой.

В том случае, если естественной вогнутости у пластин нет, по периметру устанавливается прокладка из тонкого картона 5 с той стороны пленки, где нет металлизации. Несколько картонных кружков 6 той же толщины целесообразно приклеить и в середине пластины. Они создадут необходимый зазор, «выведя из строя» очень незначительную площадь излучателя. Собственно говоря, фольгированная пластина, расположенная со стороны металлизации пленки, нужна только для хорошего контакта с последней, а также для защиты пленки от механических повреждений.