Лаборатория юного физика - Хлебников П.П.
Скачать (прямая ссылка):
При нагревании все тела расширяются. Но одни тела при одинаковом нагревании расширяются больше, другие—меньше. Например, медь при нагревании расширяется больше, чем железо. Пользуясь этим свойством, можно построить очень интересный прибор с биметаллической спиралью. Биметаллической она называется потому, что спаяна из двух разных металлов. Слово «би» происходит от латинского слова «бис», что означает «дважды». От него происходят некоторые знакомые вам слова: «биплан» — самолет с двумя несущими плоскостями, «бинокль»— зрительная труба для двух глаз и т. п.
Одним металлом для нашей спирали будет медь или латунь, другим — железо. Проще всего взять железо от консервной банки: оно как раз подходящей Толщины и уже луженое, так что его легче будет паять,
У банки диаметром 100 мм срежьте верхний бортик. Вырежьте место спайкн и отрежьте от стенки полосу шириной 4 JHM. Длина полосы получится около 300 мм. Вторую полосу шириной 4 мм вырежьте из листовой меди или латуни толщиной 0,2—0,3 мм. Ее длина тоже должна быть 300 мм. Если такого куска материала ие достанете, можно составить эту полосу из нескольких кусков.
" На листке бумаги начертите так называемую архиме-
лииию и отметить на ней две точки, отстоящие одна от другой на 3 мм. Поставив иожку циркуля в одну из этих точек, проведите радиусом 3 мм дугу, равную половине окружности. Концы этой дуги должны опираться на горизонтальную линию.
Затем перенесите ножку циркуля во вторую из отмеченных точек и увеличьте его раствор так, чтобы каран-
40 дащ попал в конец, первой дуги. Снова проведите половину окружности, опирающуюся на горизонтальную і«ииию (см. рнс. 14). Таким же образом, переставляя ножку циркуля то в первую, то во вторую точку и каж-. дый раз увеличивая его раствор, продолжайте разворачивать спираль. Нужио четыре полных оборота.
Каждую из заготовленных металли-4 рис 14 Схема построения ЧЄСКИХ ПОЛОС свер- архимедовой спирали. ниТе спиралью иа
деревянной палочке, картонном патроне от фотохимикалий или любом другом круглом стержне диаметром 15—20 мм.
Затем внутренний конец железной полосы обожмите плоскогубцами ,вокруг болтика диаіметром 3 мм. Вложите спираль в спираль и приткните к петле для болтика конец медной полосы. В таком положении соедините полосы пайкой с обеих сторон. * * V
Наложите заготовку биметаллической спирали на . чертеж архимедовой спирали. Постепенно разворачивайте ее от середины и, придерживая пинцетом, закрепляйте пайкой с обеих сторон через каждые 10—15 мм. При этом все время подгибайте спираль так, чтобы она ложилась точно по вычерченной. Если медная полоса у вас составная, прикладывайте кусок к куску в стык.
Когда заготовите таким образом всю спираль, еще раз проверьте, хорошо ли прилегает медная полоса к железной и Лежит ли вся спираль в одной плоскости. Подправив, где йу^кно, спаяйте полосы по всей длине спирали в направлении от центра к наружному концу.
Панель для спирали размером 50 X70 мм вырежьте из гетинакса или текстолита толщиной 1—2 мм. Размет-
41 ка панели показана на рисунке 15, слева вверху. Спираль прикрепите к панели болтиком диаметром вЗ мм. ПоД головку болтика наденьте металлическую шайбу, затем — спираль, затем — толстую металлическую шайбу или гайку большего диаметра, чтобы спираль ие касалась панели. Пропустив конец болтика в отверстие панели, наденьте контактный лепесток, шайбу и затяните гайкой.
Подберите две пластины с контактами от старого реле. Одну из ии* согните под прямым углом, просверлите отверстие .под винт и привинтите болтиком с гайкой к панели. Контактный лепесток пластины пропустите сквозь панель, просверлив для этого особую дырочку.
Вторую пластину с контактом припаяйте к наружному концу спирали. Подгибая спираль, отрегулируйте ее так, чтобы контакты были замкнуты, но прижаты друг к другу возможно слабее.
Изготовьте для прибора деревянную подставку в форме угловой панели. В центре основания подставки (его размер 100X100 мм) установите патрон для электрической лампочки. Вверните в него обыкновенную электрическую лампочку мощностью 75 или 96 вт.
К стенке подставки приложите панельке биметаллической спиралью так, чтобы центр спирали пришелся на одном уровне с нитью лампочки. Отметив это положение, лампочку временно выверните, а панель привинтите к стеике подставки четырьмя шурупами. Под панелью должны будут пройти монтажные провода. Поэтому на шурупы наденьте по нескольку толстых шайб, или изоляционные бусины, или металлические трубочки высотой 5—8 мм.
Электрический монтаж прибора выполните осветительным шнуром или другим гибким проводом в надежной изоляции, прикрепляя его к подставке скобками. Схема соединений показана на рисунке 16. Прибор включается в сеть при помощи штепсельной вилки со шнуром. Один провод шйура присоединяется к патрону лампочки прямо, другой — через контакты биметаллической спирали. Когда контакты замкнуты, лампочка горит и нагревает спираль. От нагревания внутренняя, медная, часть спирали расширяется сйльЦее, чем наружная, сделанная из жести. Спираль начнет раскручиваться. Контакт, укреПЛеИНЫЙ На ЄЄ СВОбОДНОМ КОНЦе, ОТОЙДеТ ОТ KOHr
