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如何用鹽和糖制作一個(gè)簡(jiǎn)易的電容器?

454398 ? 來(lái)源:未知 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-08-03 16:13 ? 次閱讀

電容器的原理并不復(fù)雜,兩塊金屬板平行放置,中間間隔一定的距離,就是最簡(jiǎn)單的電容器。這篇文章詳細(xì)介紹了一種電容器的制作過(guò)程,很值得大家學(xué)習(xí)。

4只這種自制的電容器串聯(lián),充電后可以使1只3伏的發(fā)光二極管發(fā)光1分鐘!

這種電容器的外殼是把融化的糖稀澆筑在模具里,等糖稀冷卻凝固后制成的。當(dāng)然,我們不必要這么復(fù)雜,只要找?guī)讉€(gè)塑料或者其它絕緣材料的容器就可以了。不過(guò)作者選擇糖來(lái)做電容器的外殼還是很有創(chuàng)意的,也增加了不少趣味性,我們來(lái)一起學(xué)習(xí)一下吧!

把加2杯白糖,2/3杯玉米糖漿和一杯水倒入鍋中,慢慢加熱到150攝氏度,期間要不斷攪拌。因?yàn)槲鞣絿?guó)家的餐飲里面經(jīng)常有糖漿,所以選用這樣的材料對(duì)他們來(lái)說(shuō)非常容易,但是對(duì)中國(guó)人就有些難了。而且他們還有熬糖漿專(zhuān)用的溫度計(jì),可以確保溫度準(zhǔn)確。注意鍋的溫度不能太高,糖漿溫度過(guò)高會(huì)燃燒。

如下圖這樣糖漿冒泡了,基本就是熬好了。

這是作者使用的塑料模具。

停止加熱,讓糖漿慢慢冷卻到130度,等氣泡自己消失。然后把糖漿倒入模具,靜置一個(gè)晚上,讓它自然冷卻凝固。

這是澆筑好的糖外殼。注意澆筑之前,應(yīng)該在塑料模具上抹一些油,方便脫模,不然熱糖很容易粘在模具上。

準(zhǔn)備4根銅線(xiàn),4根鋁線(xiàn),都是大約20厘米長(zhǎng),準(zhǔn)備做電容器的電極。

用鉗子把導(dǎo)線(xiàn)繞成圓盤(pán)狀:

就是這樣:

一個(gè)模具里放置2個(gè)電極,一個(gè)銅的,一個(gè)鋁的,相對(duì)放置,注意電極之間不能有接觸,可以把導(dǎo)線(xiàn)的末端彎一下,讓它夾住糖做的模具的邊緣。

其實(shí)這就相當(dāng)于是最簡(jiǎn)單的平行板電容器,兩根金屬絲完成的圓盤(pán),就相當(dāng)于兩個(gè)金屬板。

看了上面的制作過(guò)程,你肯定覺(jué)得難度太大。其實(shí)你只要自己找?guī)讉€(gè)現(xiàn)成塑料容器,問(wèn)題就簡(jiǎn)單多了。但是下面的材料和步驟卻不能偷懶了。

拿出事先準(zhǔn)備好的羅謝爾鹽(酒石酸鉀鈉)和一些瀉鹽(硫酸鎂),這些東西很容易在雜貨店和藥店買(mǎi)到(在中國(guó)的雜貨店是買(mǎi)不到的,去化學(xué)試劑商店吧)。確保羅謝爾鹽足夠粉碎,以便和瀉鹽充分混合。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,我用1份羅謝爾鹽兌2份瀉鹽,4個(gè)模子的話(huà),就是4勺羅謝爾鹽兌8勺瀉鹽。下圖中,羅謝爾鹽在鍋里,瀉鹽在勺子里。

把兩種鹽的混合物一邊加熱一邊攪拌,不需要加熱至沸騰,只要變成液態(tài)就行,大概需要加熱5—10分鐘。

把鹽溶液倒入加了電極的糖制模具里,靜置一夜,讓它們慢慢冷卻。

至此4個(gè)自制的電容器就做成了。銅線(xiàn)和鋁線(xiàn)做成的圓盤(pán)分別是電容的2個(gè)極板,正負(fù)電荷分別儲(chǔ)存在它們里面。酒石酸鉀鈉和硫酸鎂填充在金屬極板中間,是電介質(zhì),電介質(zhì)的作用是增加電容的容量,改善電容的各種特性。

萬(wàn)用表的電壓檔測(cè)量一個(gè)電容器,發(fā)現(xiàn)兩極之間存在0.6伏特的電壓。這是由于銅導(dǎo)線(xiàn)和鋁導(dǎo)線(xiàn)之間的電勢(shì)差造成的,可以看成一個(gè)原電池。

用一塊9伏干電池給一個(gè)電容器充電,銅導(dǎo)線(xiàn)接電池正極,鋁線(xiàn)接負(fù)極。

經(jīng)過(guò)30秒的充電,電容兩極間的電壓已經(jīng)由0.6伏特變成了1.6伏特。證明里面已經(jīng)存貯了從干電池得到的電能。

把4個(gè)自制電容器串聯(lián)起來(lái),就是第一個(gè)的銅導(dǎo)線(xiàn)與第二個(gè)的鋁導(dǎo)線(xiàn)連接,依次相連,最后用9伏特干電池一起給它們充電。

經(jīng)過(guò)30秒的充電過(guò)程后,拿掉干電池,用萬(wàn)用表測(cè)量,4個(gè)充電后電容器串聯(lián)的電壓是6伏特。

把一個(gè)3伏的發(fā)光二極管(LED)接在電容器電路中,二極管持續(xù)發(fā)光了大約60秒,然后開(kāi)始閃爍。

撤掉二極管,再次用萬(wàn)用表測(cè)量,發(fā)現(xiàn)電壓變成了3.1伏特,證明電容器里存貯的電能已經(jīng)大部分釋放給二極管發(fā)光了。

然后,我用電吹風(fēng)對(duì)著串聯(lián)的自制電容器吹熱風(fēng),發(fā)現(xiàn)電壓有0.1V的起伏。接著,把它們放在低音炮旁邊,看震動(dòng)是否會(huì)引起電壓波動(dòng),結(jié)果同樣出現(xiàn)了0.1V的起伏。證明溫度和震動(dòng)都會(huì)對(duì)這種自制的電容器產(chǎn)生影響。

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