30 Απριλίου 2012

Ραδιόφωνο που λειτουργεί χωρίς ενέργεια



Εκείνο που προκαλεί έκπληξη στον περισσότερο κόσμο - παρότι έχει μια ιστορία σχεδόν 100 ετών - είναι ότι μπορεί ο καθένας να κατασκευάσει  ραδιόφωνο που να λειτουργεί χωρίς μπαταρίες, χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα, χωρίς να του “παρέχουμε” οποιασδήποτε μορφής ενέργεια!

Ποια είναι τα ελάχιστα υλικά που χρειαζόμαστε για να κατασκευάσουμε ένα τέτοιο ραδιόφωνο;

1.-Μία δίοδος γερμανίου – πολύ καλή είναι η 1Ν34Α . Η δίοδος επιτρέπει τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος μόνο προς την μια κατεέυθυνση (παλιότερα χρησιμοποιούσαν γαληνίτη και πολύ πιο παλιά ξυραφάκι (ξυρίσματος!) με μολύβι (που γράφουμε !) - για το τελευταίο βλέπε το βίντεο



2. Χάλκινο σύρμα για την κατασκευή ενός πηνίου.

3. Ακουστικά από χαλαζία. Ο χαλαζίας είναι ένα πιεζοηλεκτρικό υλικό. Όταν εφαρμοστεί σ΄αυτό ηλεκτρική τάση, ταλαντώνεται και παράγει ηχητικά κύματα (ισχύει και το αντίστροφο: παράγει ηλεκτρική τάση όταν δέχεται κάποια μηχανική πίεση ή δόνηση)

Το πιο απλό κύκλωμα που μπορεί να κατασκευάσει κανείς είναι το παρακάτω



Για κεραία πρέπει να χρησιμοποιήσουμε καλώδιο αρκετών μέτρων ή αν δεν έχουμε να χρησιμοποιήσουμε την κεραία της τηλεόρασης. Ως γείωση αρκεί πολλές φορές το σώμα μας.

Το ραδιόφωνο αυτό δεν χρειάζεται να του δίνουμε ενέργεια. Χρησιμοποιεί την ενέργεια που μεταφέρει το ίδιο το ραδιοφωνικό κύμα που συλλαμβάνει η κεραία του!

Εννοείται ότι πρόκειται για ραδιόφωνο ΑΜ. Στα βόρεια της Αθήνας αν το πηνίο έχει αρκετές σπείρες και χρησιμοποιηθεί η κεραία της τηλεόρασης, συντονίζεται εύκολα με το δεύτερο πρόγραμμα που εκπέμπει στα ΑΜ.



Για να συντονιστούμε σε διαφορετικούς σταθμούς πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μεταβλητό πυκνωτή ή να χρησιμοποιούμε μέρος των σπειρών του πηνίου. Όμως οι σταθμοί που εκπέμπουν σήμερα στα ΑΜ δεν είναι πολλοί. Τέτοια ραδιόφωνα (με τον γαληνίτη να παίζει το ρόλο της διόδου) χρησιμοποιούνταν προπολεμικά και τα κατασκεύαζαν και στην Ελλάδα μέχρι το 1950.


Ας  δούμε τώρα  και μία άλλη  κατασκευή  βήμα βήμα


Κατασκευή απλού ραδιοφώνου χωρίς μπαταρίες

                      Το ραδιόφωνο αποτελείται από τα παρακάτω εξαρτήματα

Πηνίο
Χάλκινο σύρμα για πηνία γαλβανιζέ διαμέτρου 0,16mm.
Πυρήνας ξύλινος κύλινδρος διαμέτρου 2,5cm και μήκους 12,5cm.
Δρομέας
Σκληρό μεταλλικό έλασμα περίπου 12,5cm επί 1cm.
Βάση
Ξύλινη με διαστάσεις 20cm επί 20cm επί 1cm.
Πυκνωτής
Πυκνωτής μίκας 0,002mF.
Κρυσταλλικός φωρατής
Δίοδος γερμανίου 1Ν34Α.
Κεραία
Σύρμα από 1,5 έως 3 μέτρα μονωμένο.
Ακουστικά
Ένα ζευγάρι ψηλής εμπέδησης 2000Ω. Αν δε διατίθενται, τότε χρησιμοποιήστε τα κοινά ακουστικά ραδιοφώνου.
Υπόλοιπα
υλικά
Βίδες, κορκοδειλάκια, ροδέλες, καρφάκια, τρυπάνι, κολλητήρι, γυαλόχαρτο, μονωτική ταινία.


Οδηγίες κατασκευής  Για τον  πυρήνα  αν δεν μπορέσετε να βρείτε ξύλινο κύλινδρο διαμέτρου 2,5cm, μπορείτε να κόψετε το ξύλινο χέρι απόκάποια παλιά σκούπα, ή ένα κομμάτι λάστιχο ποτίσματοςεξωτερικής διαμέτρου 2,5cm.

Αν βρείτε τον κατάλληλοπυρήνα, κόψτε τον σε μήκος 12,5cm, μετρήστε 1 cm από το κάθε άκρο του και βάλτε ένα σημάδι. Στη συνέχεια κάντε μια τρύπα στα σημάδια, διαπερνώντας όλο τον πυρήνα. Αυτές οι τρύπες θα κρατήσουν το εμαγιέ χάλκινο σύρμα στη θέση του.Περάστε περίπου 10cm σύρμα από τη μία τρύπα και αρχίστενα τυλίγετε το πηνίο. Οι σπείρες πρέπει να είναι πυκνές.

Θα τυλίξετε περίπου 70 σπείρες, έως ότου φθάσετε στην άλλησπείρα. Όταν τη φθάσετε, περάστε το σύρμα από αυτήν καικόψτε το αφήνοντας περίπου 10cm. Τρίψτε με ένα γυαλόχαρτο τη μόνωση από το επάνω μέρος του πηνίου, ώσπου να φανεί το γυμνό μέταλλο. Ο δρομέας θα πρέπει να μπορεί να κάνει ηλεκτρική επαφή με κάθε σπείρα τουσύρματος του πηνίου.Για το  δρομέα .

Κάμψτε το μεταλλικό έλασμα, όπως φαίνεταιστο σχήμα. Ένα χοντρό κομμάτι γυμνού χάλκινου σύρματοςπρέπει να συγκολληθεί στην κάτω όψη του μπροστινού μέρους. Αυτό το σύρμα επιτρέπει στο βραχίονα να κάνει επαφή το πολύ με 1-2 σπείρες του σύρματος του πηνίου. Αυτό είναι σημαντικό για μια καλή ρύθμιση.

Μπορείτε για αυτό το σκοπό να χρησιμοποιήσετε ένα κομμάτι σύρματος εμαγιέ, αν ξύσετε τελείως το βερνίκι του. Τελειώστε το δρομέα τυλίγοντας μονωτική ταινία γύρω από το μπροστινό άκρο,ώστε να εμποδίζεται η επαφή των χεριών σας με το γυμνόμέταλλο, η οποία θα εξασθένιζε αρκετά το σήμα.


Σημ.
Το ραδιόφωνο που θα κατασκευάσετε θα πιάνει σταθμούς στα ΑΜ. Για τη  λειτουργία του δε χρειάζονται μπαταρίες








Εξήγηση της λειτουργίας του ραδιοφώνου.

Η εξήγηση της λειτουργίας του ραδιοφώνου είναι αρκετά δύσκολη, αφού για αυτήν απαιτούνται γνώσεις απο όλα σχεδόν τα κεφάλαια της φυσικής, όπως ηλεκτρισμός, ταλαντώσεις και συντονισμός, κύματα κτλ.

Θα επιχειρήσουμεόμως μια απλή όσο το δυνατό εξήγηση. Το βασικό τμήμα του ραδιοφώνου μας είναι ένα κύκλωμα L-C,δηλαδή ένας ηλεκτρομαγνητικός ταλαντωτής. Ο ταλαντωτής αυτός ταλαντώνεται με κάποια συχνότητα που λέγεται iδιοσυχνότητα.

Η ιδιοσυχνότητα αυτή αλλάζει, όταν μετακινούμε το δρομέα,αφού η μετακίνηση του δρομέα αλλάζει τον αριθμό τωνσπειρών του πηνίου, άρα και την αυτεπαγωγή του.

Στην κεραία του ραδιοφώνου φθάνουν κύματα διαφόρων συχνοτήτων από τους διάφορους σταθμούς της περιοχής μας. Έτσι το κύκλωμα του ταλαντωτή εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση, με αποτέλεσμα να έχουμε το φαινόμενο του συντονισμού. Δηλαδή ο ταλαντωτής θα ταλαντώνεται επιλεκτικά με τη συχνότητα του σταθμού που είναι ίση με την ιδιοσυχνότητά του.

Μόνο η ενέργεια του σταθμού που έχει συχνότητα ίση με τη συχνότητα του ταλαντωτή τουραδιοφώνου θα μπορεί να απορροφηθεί από τον ταλαντωτή, θέτοντάς τον σε εξαναγκασμένη ταλάντωση.

Η δίοδος θακάνει αυτό που λέμε αποδιαμόρφωση του σήματος, δηλαδή θα αποκόψει τις αρνητικές ημιπεριόδους, αφού λειτουργεί ως ηλεκτρονική βαλβίδα, αφήνοντας το ρεύμα να περάσει μόνο προς τη μία κατεύθυνση. Τα ακουστικά θα μετατρέψουν τις αργές μεταβολές του ρεύματος, δηλαδή την περιβάλλουσα, σε αντίστοιχες μηχανικές ταλαντώσεις, δηλαδή σε ήχο.....


Πηγές:



Δεν υπάρχουν σχόλια:
Write σχόλια