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어린이 과학 실험실
수중 번개. 어린이과학실
그들은 지난 세기의 1940 년대 후반에 학생 Leva Yutkin이 호수 기슭에서 뇌우를 기다렸다고 말합니다. 갑자기 번개가 물을 강타하여 거대한 분수가 하늘로 솟아 오르고 청년은 머리부터 발끝까지 물에 잠겼습니다. 나는 이상한 사건을 기억한다. 학교 선생님은 Leva에게 작은 정전기 기계를 주었고 학생은 그가 본 것을 실험적으로 재현하는 데 몇 년을 아끼지 않았습니다. 모든 것이 간단 해 보일 것입니다. 하나의 와이어를 물이 담긴 용기에 던지고 다른 와이어를 표면으로 가져오고 기계 핸들을 돌리십시오. 그러나 첫 번째와 XNUMX 번째 스파크 모두 효과가 없었습니다 ... 그리고 그 일이 일어났습니다. 작은 수족관이 갑자기 여러 개의 큰 조각으로 조용히 갈라지고 물이 방으로 몰려 들었습니다. 이 성공은 발명가 Yutkin의 미래 삶을 결정했습니다.
물에서 전기 방전을 올바르게 수행하고 학교 정전기 기계보다 더 강력한 에너지 원을 사용하더라도 강력한 폭발이 발생한다는 것이 밝혀졌습니다. 그의 힘은 모든 재료를 파괴했습니다. 모든 것이 수천에서 수만 기압의 압력에 대해 말했습니다. 1950년에 L.A. Yutkin이 그의 아내 Lidia Alexandrovna Goltsova와 함께 "고압 및 초고압을 얻는 방법"을 신청한 것은 놀라운 일이 아닙니다. 응용 프로그램은 저작권 인증서로 선정되었지만 150 년 후에 ... (나중에 L.A. Yutkin과 L.A. Goltsova는 약 XNUMX 개의 발명품을 더 만들었습니다!) 방전 중에는 수중에서 복잡한 과정이 발생합니다. 40000마이크로초 동안 지속되는 첫 번째 단계에서 최대 1410°C의 온도로 플라즈마 채널이 형성됩니다. 플라즈마는 수중 음속(XNUMXm/s)에 필적하는 속도로 팽창합니다. 이것이 첫 번째 충격파가 형성되고 뜨거운 증기와 가스로 채워진 공동이 점차 팽창을 완료한 다음 맥동을 시작하고 마침내 붕괴되는 방식입니다. 갑옷 관통 포탄에서 사용되는 것과 유사한 누적 효과가 있습니다. 과학자들에 따르면 이 단계에서 발생하는 압력은 450기압에 달할 수 있습니다. 당연하게도 물 속에서 전기 스파크를 견딜 수 있는 재료는 없습니다. XNUMX세기 초에 물에서의 전기 방전이 관찰되었다는 점에 유의하십시오. 그러나 과학자들은 그들에게서 주목할만한 것을 보지 못했습니다. 그리고 L. A. Yutkin은 많은 흥미로운 것을 발견했습니다. 따라서 물 및 기타 액체의 방전과 관련된 전체 현상을 일반적으로 EGE(electrohydraulic effect) 또는 Yutkin 효과라고 합니다. EGE에서는 최대 30~80%의 전기 에너지가 기계적인 작업으로 변환되며 열은 때때로 2~3배 더 크게 방출됩니다. 그 이유는 캐비티 붕괴 순간에 발생하는 프로세스에 있습니다. 불행히도 우리는 그들에 대해 거의 알지 못합니다. 대부분은 공동이 어떤 현미경에서도 구별할 수 없는 크기로 줄어들 때 발생합니다. 또한 붕괴의 가장 흥미로운 단계는 XNUMX억분의 XNUMX초보다 훨씬 적게 지속됩니다. 그러나 이론적 지식의 부족이 Yutkin 효과의 실제 적용을 방해하지는 않습니다. 우선 이것은 돌 블록의 단순한 변형에서 잔해로의 변형에 이르기까지 다양한 재료의 분쇄입니다. 따라서 모스크바의 교량 중 하나를 재건하는 동안 오래된 콘크리트 부품은 전기 방전을 사용하여 부스러기로 바뀌었고 새 부품을 만드는 데 사용되었습니다. 그러나 더 미묘한 분쇄 과정이 있습니다. 흙 주형에 주조된 강철 부품의 표면에는 흙과 스케일이 단단히 박혀 있습니다. EGE를 사용하지 않는 경우 이를 제거하는 것은 매우 힘든 작업입니다. 그리고 그것을 사용하면 프로세스가 매우 간단합니다. 세부 사항은 욕조에 놓고 수중 번개를 몇 번 치고 표면이 깨끗합니다. Yutkin 효과는 파괴뿐만 아니라 생성도 허용합니다. 예를 들어 금속 시트에서 부품을 스탬핑하는 데 사용되는 방법은 다음과 같습니다. 먼저, 그들은 수신하려는 것과 모양이 반대인 세부 사항인 매트릭스를 만듭니다. 그것은 욕조 바닥에 놓고 금속판을 단단히 누르고 그 아래에서 공기를 펌핑합니다. 그런 다음 위에 물을 붓고 그 안에 배출물이 생성됩니다. 금속 시트는 매트릭스의 전체 표면을 구부리고 정확하게 채웁니다. 시트 스탬핑은 예를 들어 오일 압력이나 고무층을 두드리는 것과 같은 다른 많은 방법으로 수행할 수 있습니다. 그러나 여기에서는 특히 연성이 있고 부드러운 금속을 사용해야 합니다. 즉, 부품이 깨지기 쉽습니다. Yutkin 효과를 사용하면 부서지기 쉽고 강한 금속 부품을 찍을 수 있으며 부품은 매우 강합니다. EGE 및 드릴링이 가능합니다. Yutkin의 드릴은 내부에 전극이 있는 플라스틱 막대와 구리와 같은 금속으로 만든 크라운으로 구성됩니다. 크라운과 샤프트는 모두 고정되어 있고 라이트 와이어 전극만 회전합니다. 로드의 다른 채널을 통해 물이 공급됩니다. 전극을 돌릴 때마다 고정 크라운의 이빨이 많은 스파크를 돌면서 아래에 있는 바위를 부수어 먼지로 만들고 물이 그것을 표면으로 운반합니다. 그리고 그러한 훈련에 저항할 수 있는 품종은 없습니다. 한때 L. A. Yutkin과 L. A. Goltsova는 일반 토양에 EG 충격을 가하여 공기를 불어 넣었습니다. 사실 그것에 포함 된 미네랄 염은 주로 입자 표면에서 식물의 뿌리로 나옵니다. 초미세 번개가 그것들을 부수고 표면이 부풀어 올랐으며 토양에 포함된 대부분의 염분을 식물 뿌리에 사용할 수 있게 되었습니다. 게다가 공기 중에 함유된 질소는 식물이 이용할 수 있는 화합물의 형태로 바뀌었습니다. 평범한 흙이 멋진 친환경 비료로 바뀌었습니다!
윷킨 효과에 대해 오랫동안 이야기 할 수 있지만 직접 해보는 것이 좋습니다. 가장 중요한 것은 날카롭고 빠르게 성장하는 펄스를 생성할 수 있는 고전압 소스입니다. 산업 설비에서는 정류기를 통해 커패시터를 충전하는 30-60kV의 고전압 변압기가 이를 위해 사용됩니다. 그러나 그러한 전원을 만드는 것은 매우 어렵고 작업하는 것은 위험합니다. 가장 쉬운 방법은 Yutkin 자신과 동일한 작업을 수행하는 것입니다. 약 30000V를 제공할 수 있는 작은 학교 정전기 기계로 실험을 시작합니다. 이를 통해 욕조 바닥에 장착된 두 개의 공기 방전기와 전극으로 구성된 회로를 조립해야 합니다. 그러나 먼저 정전기 기계 자체를 완전히 정리해야합니다. 분해하고 먼지로부터 철저히 청소하십시오. 주목! 전기 기계에서의 모든 작업은 위험합니다! 성인이 있는 경우에만 실시할 수 있습니다! 우리에게는 스탠드에 서있는 두 개의 고전압 "라이덴 병"커패시터가 매우 중요합니다. 그들은 호일로 덮인 유리입니다. 커패시터의 라이닝 인 호일을 손상시키지 않으려 고 노력하면서 먼지를 특히 조심스럽게 청소해야합니다. 고전압의 먼지는 좋은 도체입니다. 기계에서 생성된 전류를 차단하면 고전압을 얻을 수 없습니다. 작은 구리 브러시 - 집전 장치에도주의를 기울여야합니다. 어두운 산화물 코팅으로 청소해야합니다. 마지막으로 정전기 기계는 잘 말려야 합니다. 이렇게하려면 뜨거운 히터 근처에 하루 동안 두십시오. 그 후 그녀는 당신이 그녀를 알아보지 못하도록 일하기 시작할 것입니다. 스파크는 크고 울리며 자주 발생합니다. 이제 우리는 전기 유압 효과를 얻기 위해 진행합니다. 벽이 투명한 욕조가 필요합니다. 유리 용기는 좋지 않습니다. 수격 현상을 견딜 수 없습니다. XNUMX 리터 플라스틱 병의 바닥을 가져가는 것이 좋습니다. 자동차의 점화 시스템에 사용되는 것과 유사한 고전압 전선을 사용하여 정전기 기계에 연결해야 합니다. 펄스를 형성하려면 두 개의 스파크 갭을 만들어야 합니다. 그들 각각은 플라스틱 조각에 고정된 직경 15-20mm의 볼로 구성됩니다. 오래된 학교 가전 제품에서 찾을 수 있습니다. 볼 사이의 거리가 15-20mm가 되도록 어레스터를 조정합니다. 패들을 욕조 바닥에 부착하십시오. 그들의 역할은 고전압 전선의 벗겨진 끝 부분에 의해 수행됩니다. 그들 사이의 거리는 50-80mm입니다. 그런 다음 욕조에 물을 붓고 실험을 시작하십시오. 저자: A.Ilyin
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