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LABORATORIO SCIENTIFICO PER BAMBINI
Fotocopiatrice fatta in casa. Laboratorio di scienze per bambini
Elenco / Laboratorio di scienze per bambini La xerografia è apparsa diversi decenni fa all'interfaccia tra fotografia ed elettrostatica. Si è scoperto che quando viene esposto un foglio di carta elettrificato, la configurazione della carica ripete esattamente i contorni dell'immagine e la sua densità dipende dall'intensità dei mezzitoni. Spruzza la vernice su un foglio del genere, si attaccherà alla carta elettrificata e davanti a te c'è una copia esatta dell'immagine. Proponiamo di realizzare un impianto funzionante secondo questo principio. Avrai bisogno di una sorgente ad alta tensione CC per elettrificare il materiale fotosensibile, la carta fotosensibile e uno sviluppatore con inchiostro. Iniziamo con la preparazione del materiale fotosensibile. Questa è carta rivestita con un'emulsione foto-semiconduttore. Ce la faremo. Mescolare due parti in peso di bianco di zinco secco e una parte di colla BF-2. Mescolare accuratamente la massa, aggiungendo periodicamente alcol. Dovrebbe avere uno spessore simile alla panna acida. Ora scalda un po 'l'emulsione. Diventerà meno viscoso e si adagierà bene sul foglio. È meglio prendere la carta patinata e applicare un'emulsione su di essa con uno strato sottile usando un pennello o un rullo. Dopo aver lasciato asciugare i fogli per 20 minuti, coprirli con un secondo strato. Dopo l'asciugatura finale a temperatura ambiente (circa 2 ore), la carta è pronta per la fotocopiatura. Ma non è ancora ricettiva alla luce. Lo strato superficiale del fotoconduttore deve ricevere una carica elettrica. Questo viene fatto al buio, usando un elettrodo elettrizzante sotto forma di un disco di metallo (rame, ottone) con una maniglia dielettrica.
L'aspetto dell'elettrificatore e dell'installazione è mostrato nella figura. È costituito da una base dielettrica in getinak, textolite o plastica vinilica con uno spessore di 5 - 6 mm. Su di essa è fissata una lastra di rame o ottone dello spessore di 0,5 mm, delle dimensioni di un foglio di carta dattiloscritto. Per evitare contatti accidentali e cortocircuiti, poseremo uno strato dielettrico spesso 0,5 mm tra la carta e la lastra da un film fluoroplastico, una tonnellata di getinak o textolite. Per comodità, può essere riparato con la colla. È meglio non utilizzare viti metalliche per il montaggio, poiché esiste il rischio di guasti ad alta tensione. L'elettrodo elettrizzante è collegato al negativo e la piastra sulla base è collegata al polo di conversione positivo. Prestare particolare attenzione all'isolamento elettrico dei pneumatici che trasportano corrente e ai punti del loro attacco agli elettrodi. Il filo MGSHV non è adatto allo scopo, è necessario un filo di tipo VMMA, MPI, oppure si può utilizzare un cavo di tipo PK75, avendone preventivamente tolto la treccia di schermatura. Accendendo la sorgente di alta tensione, far scorrere l'elettrodo su tutta la superficie del foglio. La carta è ora pronta per essere esposta. Non puoi portarlo allo scoperto. Dopo aver preparato diversi fogli, iniziare a copiare, altrimenti la carica potrebbe "scaricarsi" e il materiale perderà la sua fotosensibilità. Per ottenere una stampa su carta, è necessario proiettare l'immagine. Questo è facile da fare con un ingranditore di foto, e ancora meglio con un epidiascopio. Ma ricorda, in xerografia, il processo corrisponde alla formula: "positivo - positivo". Tempo di esposizione con una sorgente luminosa con una potenza di 100 ... 150 W da una distanza di 0,5 m da 0,5 a 5 secondi. I migliori risultati sono dati dalle lampade al quarzo-mercurio, ma si possono usare anche lampade fotografiche convenzionali. Ora è il momento della manifestazione. Puoi usare metodi asciutti o bagnati. Ma, ovviamente, a casa è più conveniente il secondo. Inchiostro da stampa denso diluito per rotative in benzina raffinata per aviazione o motore in un rapporto di 5 grammi di inchiostro per 1 litro di benzina. Basta abbassare il foglio di carta esposto in questa soluzione e in un minuto apparirà la stampa. Non necessita di fissaggio, la benzina evaporerà rapidamente e la vernice aderirà saldamente alla superficie. Tang può essere ripreso non solo su carta, ma anche su vetro e persino su ceramica. La parte più difficile di una fotocopiatrice fatta in casa è una fonte di alta tensione. Soffermiamoci su di esso in modo più dettagliato.
Il design del convertitore dovrebbe fornire una tensione dell'ordine di 10 - 15 kV a una corrente molto bassa. Il diagramma più semplice di un tale dispositivo è mostrato nella figura. La sorgente di alta tensione mostrata nello schema è costituita da un trasformatore di rete step-down con un ponte a diodi, un convertitore e un moltiplicatore di tensione. La tensione raddrizzata dal trasformatore di rete Tr1 viene alimentata all'ingresso di un convertitore autoeccitato assemblato secondo un circuito push-pull su transistor del tipo P210. I loro terminali di collettore sono collegati all'avvolgimento I e i terminali di base sono collegati all'avvolgimento II. Il resistore R1 e il condensatore C2 forniscono la modalità operativa richiesta.
Una tensione alternata con una frequenza di 3000 - 4000 Hz appare sui terminali dell'avvolgimento I. Viene aumentato centinaia di volte dall'avvolgimento secondario III e alimentato a un circuito di moltiplicazione costituito da diodi ad alta tensione KTs106G e condensatori di filtro del tipo K73-13 con una capacità di 2200 pF e progettato per una tensione di almeno 12 kV. La tensione raddrizzata viene fornita alla fotocopiatrice. Il trasformatore elevatore Tr2 è avvolto su un nucleo di ferrite da un trasformatore di linea televisiva (TVS-A, TVS-B, TVS-110), costituito da due metà (vedi Fig.). L'avvolgimento ad alta tensione III è avvolto su un telaio incollato da fibra di vetro, cartone elettrico o plexiglass di 1 mm di spessore. La larghezza del telaio deve essere di almeno 30 mm. L'avvolgimento contiene 8000 giri di filo PELSHO con un diametro di 0,08 - 0,1 mm. Puoi usare il filo PEL, PEV. L'avvolgimento fa un giro per girare, isolando ogni strato con una tonnellata di film fluoroplastico o tessuto verniciato. Assicurarsi che le spire degli strati superiori non entrino in contatto con quelle inferiori. Per gli avvolgimenti primari, realizzare una boccola di cartone spesso. L'avvolgimento I contiene 14 spire di filo PEL 0,8; e avvolgimento II - 6 giri dello stesso filo con un tocco dal centro. È auspicabile coprire gli avvolgimenti con paraffina e avvolgere con nastro isolante. Inserire le metà del nucleo nei telai e unirle con un supporto dal trasformatore orizzontale. Il trasformatore elevatore può anche essere avvolto su un nucleo di ferro convenzionale del tipo Sh-20 con uno spessore impostato di 30 mm. La cornice complessiva è realizzata in cartone spesso, getinax o textolite. Innanzitutto, gli avvolgimenti I e II vengono avvolti (rispettivamente 20 giri di PEL 1,2 e 16 giri di PEL 0,5 - entrambi con un colpetto dal centro) e ricoperti di paraffina e ricoperti dall'alto con uno strato di nastro isolante spesso 1 mm. Quindi viene avvolto l'avvolgimento III - 7000-8000 giri di PELSHO 0,1. È anche impregnato di paraffina. È auspicabile installare transistor su dissipatori di calore con un'area di 60-100 mq. cm realizzati in lamiera di duralluminio o ottone con uno spessore di 1,5 - 2,0 mm. Le parti del trasduttore sono posizionate su un pannello di getto di 3 - 5 mm di spessore e un inserto del corpo in plexiglas. Durante il montaggio, prestare particolare attenzione ai collegamenti tra diodi e condensatori. I fili di collegamento dovrebbero essere corti e la saldatura dovrebbe essere uniforme e liscia. Arrotondare con cura tutti i bordi taglienti della saldatura e le estremità sporgenti dei conduttori con una lima ad ago, altrimenti diventeranno una fonte di scariche corona. Il raddrizzatore è assemblato secondo il circuito a ponte su diodi del tipo D303 - D305 o simili. La tensione raddrizzata è filtrata dal condensatore C1. La tensione alternata viene rimossa dall'avvolgimento secondario del trasformatore step-down Tr1. L'avvolgimento primario è progettato per una tensione di 220 V. Il raddrizzatore viene acceso con l'interruttore a levetta B1. Avvolgere il trasformatore di rete Tr1 su un nucleo di ferro Sh-20 con uno spessore impostato di 30 mm. L'avvolgimento I per una rete da 220 V contiene 2200 giri di filo PEV-2 0,25; l'avvolgimento II è avvolto con filo PEV-2 con un diametro di 1,2 mm e contiene 120 spire. Per una selezione più accurata della tensione, si consiglia di effettuare rubinetti da 90, 100 e 110 giri. È adatto anche qualsiasi trasformatore già pronto che fornisca una tensione di 10-12 V a una corrente di 2 A. Posizionare il raddrizzatore e il convertitore in un alloggiamento comune. Prestare particolare attenzione all'isolamento dei terminali ad alta tensione da cui viene rimossa l'alta tensione. Il controllo e la regolazione si riducono a diverse operazioni. Per prima cosa controlla il raddrizzatore. Invece di un convertitore, collegare ad esso un resistore da 10 Ohm con una potenza di 20-25 W di tipo PEV o Ts5-35. Connettiti alla rete e misura la tensione attraverso il resistore: dovrebbe essere almeno 10 V. Quindi collegare il convertitore al raddrizzatore. Se il suo circuito è assemblato correttamente e le parti sono in buono stato, si sentirà un sottile cigolio di un trasformatore ad alta tensione. No, scambia i terminali estremi dell'avvolgimento I o II. In caso di cigolii acuti o scatti di guasto, ridurre la tensione di alimentazione saldando il raddrizzatore alle prese dell'avvolgimento secondario del trasformatore Tr1 con una tensione inferiore. Assicurati che non ci siano scariche corona. Spegni le luci nella stanza e guarda la parte ad alta tensione del dispositivo. Se sui perni delle parti compaiono dei lampi viola, questo viene riconosciuto come corona. Il suo compagno indispensabile è l'odore dell'ozono. Spegnere la macchina, ispezionare i punti di saldatura, arrotondare o risaldare. Lavorare su una fotocopiatrice richiede un'attenzione speciale. L'alta tensione di per sé non è pericolosa. La forza della corrente è decisiva. Come sapete, una corrente pericolosa per la vita superiore a 30 μA. Ma questo non significa che puoi anche toccare accidentalmente i conduttori che trasportano corrente. Riceverai una puntura tangibile di una scintilla di scarica! Pertanto, il nostro consiglio è che con qualsiasi saldatura nel circuito, assicurati di cortocircuitare il filo ad alta tensione del moltiplicatore al terminale di messa a terra dell'avvolgimento III. Tutte le saldature durante la regolazione devono essere eseguite con il raddrizzatore scollegato dalla rete. Autore: V. Konovalov
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