Лабораторни откровения

[Dr Dulcamara]

Странно е, че при толкова много природонаучни факултети в нашия университет, не открих никъде тема по проблемите на експериментаторската работа в учебните и изследователските лаборатории. Предлагам това място като поле за общуване между хората с отношение към експеримента, без значение от специалността им.

Тук бихте могли:
- да потърсите помощ при решаването на проблеми в лабораторната Ви работа, учебна и/или изследователска;
- да споделите положителния и/или отрицателния си опит;
- да се похвалите с постигнатото от Вас (необичайни методи, интересни/странни резултати, полезни собствени устройства и апаратура);
- да предложите идеи, за чиято реализация нямате време, възможност или просто Ви мързи;
- да разкажете за неволите си като експериментатори;
- да пишете за всичко неспоменато, стига да е по темата.

Най-учтиво каня всички колеги от природонаучните специалности да споделят своите "лабораторни преживявания". Нека се чувстват поканени и колегите от областите на хуманитарните науки, стига да имат отношение към темата, дори ако сполетялата ги беда е изгорял бушон или повредена лампа.

[Dr Dulcamara]

Наелектризиран измерителен уред със стрелка.

Вчера правех нещо в лабораторията и резултатът можеше да се провери чрез измерване на напрежение от няколко волта. Точно тогава се оказа, че батерията на цифровия ми волтметър (мултимер) се е изтощила. Искаше ми се да разбера, какво е станало, та измъкнах отнякъде стар мултиметър със стрелка (руски Ц4324).

Беше прашасал и доста мръсен. Следвайки примера на някои форумци, писали в темата "Какви ги вършите по време на сесията вместо да учите?", започнах с почистване: разглобяване, вода, сапун, изсушаване. Накрая избърсах прозрачния пластмасов капак, покриващ също скалата и стрелката с чиста "памучна" кърпа. Сглобих всичко и ... металната стрелката се оказа отместена с повече от 20% и трудно подвижна. Разглобяване, сглобяване и пак същото или подобно. За трети път внимателно приближих прозрачния пластмасов капак и забелязах, как стрелката зпочва да "танцува" ...

Оказа се, че при бърсането чистата пластмаса се е наелектризирала, при това доста неравномерно. Индуцира електростатични заряди в металната стрелка и я привлича силно. Леко избърсване с овлажнен със сапунена вода (йони) памук оправи нещата.

После се чудех, как е възможно, никога досега да не съм забелязал подобно нещо. Дадох си сметка, че стрелковите уреди, които съм използвал, винаги са имали стъклено, а не пластмасово, "прозорче".

[Etiainen]

Готина тема, само че хората от съответните природонаучни факултети почти не влизат във форума :/

[Dr Dulcamara]

Кондензаторите стареят при силен импулсен ток

"Общопризнато" слабо място на кондензаторите е повреда на диелектрика и последващо късо съединение между електродите при работа с напрежения, близки до допустимите. Оказва се (забравя се), че е възможно да "стареят" губейки капацитет при протичането на силен импулсен ток през тях.

Днес изпробвахме със студенти импулсно устройство за запалване на дъгов разряд в специална лампа. Енергията се натрупваше в два кондензатора 470 nF/630V (МРТ-221), след което бързо, за няколко микросекунди се прехвърляше при пиков ток от десетки ампери.

Убедихме се, че всичко е наред и се приготвихме за измерванията. Точно тогава устройството започна да прави "въртели". Енергията видимо намаляваше, лампата присветваше все по слабо, макар че напрежението върху кондензаторите оставаше в очакваните граници. След доста лутане (проверка на различни елементи) и в изблик на отчаяние "обвинихме" кондензаторите, които си бяха "здрави". Нали върху тях имаше напрежение, т.е. не бяха дали накъсо. Сменихме ги и всичко се оправи. По късно установих, че капацитетът им беше намалял неколкократно, а с това и натрупваната енергя.

Не диелектрикът, а металните електроди, нанесени чрез вакуумно изпаряване, се бяха повредили този път. Тънкият метален слой е прогорял (частично се е изпарил) от силния ток (много голяма плътност на тока). Така кондензаторите се бяха повредили без да пробиват (да дадат накъсо). Лесно ще ги заменим с други, изработени по-подходяща технология.

Коварен дефект, но все още се питам, как съм могъл да забравя. Преди петнадесетина години направи същото "откритие", след което реших успешно доста по-тежък проблем от подобен характер.

[Dr Dulcamara]

Блясък и пукот от "нищото"

Пръв ги забеляза дипломантът ми, докато работеше с лазер, притежаващ скромни енергетични параметри. В такт със светлинните импули (инфрачервената област от спектъра), но не всеки път, а през случайни интервали от време, в една ограничена област над лабораторната маса възникваше ярко проблясване, съпроводено от ясен пукот. Там нямаше "нищо" ... След невярващо кикотене, многократно наблюдаване на явлението и груба оценка на обстоятелствата разбрахме, какво се случва.

Светлинният импулс от инфрачервен лазер, с енергия около 10 mJ и продължителност десетина наносекунди се разпространяваше над лабораторната маса. Наред с някои други оптични елементи, на пътя му бе поставена и късофокусна (50 mm) събирателна леща. След преминаване през фокуса светлинният сноп отново се разширяваше и попадаше на измерителя на енергия, вече със значително по-голям диаметър.

Получаването на искра във въздуха при фокусиране на мощен светлинен импулс е известно явление, но за него се изисква много по-голям интензитет от нашия. Заедно с това, явлението има много добра повторяемост. Нашият импулс беше с мощност около 1 MW, а интензитетът във фокуса бе оценен на няколко GW/cm2 - крайно недостатъчен.

Причината за наблюдаваното се оказа съвсем прозаична. Прашинките във въздуха, имали нещастието да се озоват във фокуса на лещата, когато през нея преминава светлинният импулс, се "запалваха" и при това осезаемо изпуквах.

Никога не съм обичал да създавам действителен фокус за мощното лазерно лъчение, освен тогава, когато това не ми е било наистина нужно. В случая просто не разполагахме с подходяща разсейвателна леща. При постановка, подобна на нашата, дори отделни прашинки могат да доведат до грешни измервания, отделни прашинки могат да "обърнат каруцата" ...