Схема детекторного приемника с УНЧ и питанием от земляной батареи
Схема простейшего приемника 0-V-1 на одном транзисторе и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема мощных местных радиостанций, работающих в диапазоне длинных волн.
Настройка на принимаемые станции плавная. Прием осуществляется на наружную антенну длиной 20— 40 м с высотой подвеса 10— 15 м, а прослушивание радиопрограмм — на миниатюрный головной телефон Тл.
Принципиальная схема
Рассматриваемая схема содержит антенный контур L1C1, детектор на диоде Д1 и каскад усиления низкой частоты на транзисторе Т1. Схема приемника представляет определенный интерес с целью экспериментирования с «земляной» батареей, от которой она питается.
Рис. 1. Схема детекторного приемника с усилителем низкой частоты и питанием от «земляной» батареи.
Детали
Для сборки схемы необходимы следующие стандартные покупные радиодетали:
- ферритовый сердечник для антенного контура L1C1 длиной 30—50 мм и диаметром 7— 9 мм:
- конденсатор настройки — одна секция сдвоенного блока с воздушным диэлектрикам емкостью 12— 490 пф (эти блоки используются в ламповых промышленных приемниках «Рекорд», «Родина», «Волна», «Стрела» и др.);
- диод для детектора любой из серий Д1, Д2 и Д9;
- транзистор для усилителя низкой частоты типа П13А, П14, П15, желательно (но не обязательно) с большим значением коэффициента усиления по току.
Следует отметить, что в детекторных приемниках с малым числом каскадов усиления чувствительность будет несколько выше с транзисторами, имеющими большой коэффициент усиления.
Но достаточно хорошие результаты получаются и с транзисторами, обладающими малым усилением; миниатюрный головной телефон типа ТМ-І, ТМ-2А или ТОН-2. Самодельной деталью является контурная катушка L1. Наматывают ее непосредственно на ферритовом стержне внавал проводом ПЭЛ, ПЭВ или ПЭЛШО 0,12—0,25.
Самодельной, если так можно выразиться, является и «земляная» батарея питания. Для ее изготовления нужен угольный стержень и пластинка листового цинка размерами с лист из ученической тетради. Угольный электрод можно заменить медным, а цинковый — алюминиевым.
Оба электрода помещают во влажный грунт на глубину 1—1,5 м на расстоянии 300-500 мм друг от друга Медь или уголь будут являться положительным электродом земляного элемента, а цинк или алюминий — отрицательным.
Выводы от электродов можно делать медным проводом, надежно припаяв их в местах соединений. Вывод отрицательного электрода необходимо изолировать
Налаживание
Собранная правильно схема не потребует никакого налаживания. Подключив ее к земляному гальваническому элементу, проверяют ее работоспособность с эфира и в случае необходимости подборов количества витков антенной катушки L1 подгоняют границы рабочего диапазона вопи.
Общие замечания
Чтобы земляная батарея работала надежно круглый год, электроды нужно помещать в непромерзаемый грунт, так как промерзание парализует ее работу. Рассмотренный вариант схемы является простейшим.
Радиолюбителям, желающим экспериментировать с «земляной» батареей, можно рекомендовать усовершенствовать низкочастотную часть схемы. Добавив к ней дополнительные усилительные каскады и используя какой-либо чувствительный громкоговоритель, можно получить и громкоговорящий прием.
Источник: М. Румянцев — 50 схем карманных приемников.
Земляная батарея Натана Стаблфилда
26 октября 1896 года, 35 летний уроженец американского города Мюррей, штат Кентукки, экспериментатор самоучка, фермер Натан Беверли Стаблфилд (Nathan Stubblefield) , который называл сам себя «практическим фермером, плодоводом и электриком», подал заявку на получение очередного патента. Этот патент должен был стать уже третьим патентом изобретателя после двух предыдущих.
Предыдущими были патенты на зажигалку для керосиновых ламп и на механический телефон, полученные им еще несколько лет назад. В данном же случае предметом патентования была особая электрическая батарея, земляная батарея. Изобретателем был проявлен довольно оригинальный подход к использованию вольтовой пары в качестве основы для создания источника тока нового класса.
Как известно, гальванический эффект возникает при погружении гальванической пары во влажную землю или в воду, что позволяет получать электричество для отдачи во внешнюю цепь очень малой мощности.
Значительного тока получить от такого источника не удавалось из-за большого внутреннего сопротивления вольтовой ячейки, можно было разве что измерить разность потенциалов источника, или же приходилось соединять несколько маломощных элементов параллельно, для получения большей мощности.
Изобретатель поставил перед собой задачу создать такую батарею, совершенно нового класса, которая не только смогла бы отдавать в нагрузку ток значительной силы, но смогла бы еще и индуцировать напряжение во вторичной катушке для питания, например, микрофона или обмотки реле.
Натан Стаблфилд (1908) с его т. н. «индукционным беспроводным телефоном»
Батарея представляла собой конструкцию, в которой гальванической парой выступали два проводника, расположенных рядом, один из которых был железным, а другой – медным. Медный проводник был изолированным, а железный – оголенным. Это делало взаимодействие проводников с электролитом оптимальным.
Провода наматывались вокруг железного сердечника, расположенного в центре каркаса батареи. Намотка осуществлялась следующим образом. Два провода бок о бок укладывались слой за слоем до заполнения каркаса, ограниченного деревянными боковинами. После намотки каждого слоя укладывался слой изолирующей ткани, такой же слой ткани располагался и вокруг центрального стержня. В итоге проводники в сборке все время чередовались, находясь рядом.
Сборка погружалась в емкость с водой, а электроды выводились наружу для подключения рабочих устройств. Достаточно было просто поместить батарею во влажную землю, именно поэтому Стаблфилд называл ее «земляной батареей».
Модификация такой батареи включала в себя еще и вторичную обмотку, которая располагалась поверх обмотки, образующей гальваническую пару. Вторичную обмотку необходимо было изолировать материалом наподобие слюды. Когда электроды гальванической пары замыкались и размыкались, во вторичной обмотке возникал индукционный ток, который мог использоваться для питания устройств.
Работоспособность батареи сохранялась до тех пор, пока конструкция оставалась увлажненной. Кроме возможности питать устройства, конструкция могла использоваться в качестве электромагнита, для работы которого достаточно было замкнуть выведенные наружу электроды гальванической пары между собой. Стабблфилд сделал необоснованное утверждение, что его устройство также получало дополнительную энергию от земли.
Такие батареи изобретатель использовал в своих экспериментах по беспроводной телефонной связи. В начале 1902 года Натан Б. Стаблфилд провел серию публичных демонстраций беспроводного телефона с батарейным питанием, который можно было транспортировать в разные места и использовать на мобильных платформах, таких как лодки.
Натан Стаблфилд использует свой наземный беспроводной телефон в 1902-м году
В 1908 году он получил патент США на беспроводную телефонную систему, в которой использовалась магнитная индукция. Многие считают его первым изобретателем мобильного телефона. Изобретение вакуумных ламповых радиопередатчиков в середине 1910-х годов сделало возможным в начале 1920-х годов радиовещание, которое Стабблфилд предполагал еще в 1902 году.
Сам Стабблфилд не продвинулся дальше своей предыдущей работы. Кроме этого, был очень неудачливым в коммерциализации своих изобретений, разорился и умер в одиночестве в 1928 году.
Андрей Повный, редактор Электрик Инфо
- Способы беспроводной передачи электроэнергии
- Резонансный метод беспроводной передачи электрической энергии Николы Тесла
- Куда течет электричество
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Интересные факты
Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Земляная электрическая батарея
Самодельный «земляной» гальванический (электролитический) элемент делается из имеющихся материалов, с выбором по максимальной разности их электродных потенциалов (напряжение, в режиме холостого хода, между медной и цинковой пластиной – порядка 1 вольта, см. таблицу 1). Это могут быть старые железные трубы и листы оцинкованного железа, угольная куча или древесная зола, моток алюминиевого провода и проч. Сгодится любой металлолом – жестянки, металлические конструкции и т.д. Работать такая батарея может долго – месяцы (до зимних холодов, когда верхний слой почвы леденеет и становится почти диэлектриком). Быстрее корродирует (разрушается растворяясь) – минусовой электрод.
Мощность зависит от конструкции, геометрических линейных размеров, физико-химических свойств грунта и применяемого материала. Наивысший К.П.Д. одного небольшого элемента, под нагрузкой – достигается при токе 1 – 5 миллиампер, при напряжении в десятые доли вольта.
C2H6 + H2O Eo = +0.46 —>
«Ряд напряжений металлов» (электрохимический ряд стандартных
окислительно-восстановительных потенциалов), вольт:
K (Калий) = -2,9
Na (Натрий) = -2,71
Mg (Магний) = -2,36
Al (Алюминий) = -1,66
Mn (Марганец) = -1,2
Zn (Цинк) = -0,76
Fe (Железо, сталь) ~= -0,4
Ni (Никель) = -0,25
Sn (Олово) = -0,14
Pb (Свинец) = -0,13
Бронза ~= 0
Cu (Медь) = +0,34
С (Графит, каменный уголь, древесная зола) ~= +0,4 (?)
Ag (Серебро) = +0,8
Au (Золото) = +1,50
// Графит – имеет, как и металлы, электронную проводимость. Его электродный потенциал довольно высок, имея значение, приблизительно +0,4 вольт (эта величина зависит от многих физико-химических факторов). Если нет электротехнического чистого графита, приблизительным эквивалентом, заменой ему – будет обычный каменный уголь, применяемый в печном отоплении или металлургический кокс. Электродом послужит и обычная угольная куча (или печная зола, пепел), с вылитой на неё водой (сухой, молотый в крошку уголь – очень плохо проводит электричество). В качестве токоотводов – медные листы или трубы, моток ненужной стальной или алюминиевой проволоки и прочего лома металла.
От земляной батареи можно запитать, при подключении через преобразователь – например, радиоприемник.
Оба электрода помещают (забивают трубу / штырь или закапывают пластину и прочее) во влажный грунт (в качестве электролита гальванического элемента) на глубину 1-2 м (то есть, ниже глубины промерзания почвы в зимнее время, для данного района, если делаете всесезонный девайс), на расстоянии от полуметра до нескольких метров, друг от друга. Для уменьшения электрического сопротивления в межэлектродном пространстве (это увеличит ток) – его надо полить водой. На минусовой, цинковый электрод – вылить раствор поваренной соли (NaCl) или щёлочь (К или Na).
Подходящие гальванические пары: медь и/или уголь – будут положительным электродом земляного элемента, а цинк, алюминий или железо (в том числе, оцинкованное) – отрицательным (его вывод (алюминиевый провод) надо изолировать от земли). Места соединений – герметизируются (покрыть защитной водостойкой краской, лаком или битумной мастикой).
Поверхность алюмишки быстро окисляется, поэтому алюминиевый стержень, периодически, подбивается кувалдой (при этом – абразивные частицы грунта, частично, сдирают окисную плёнку). Если верхушки электродов расположены над землёй – к ним подключаются (надёжной скруткой или на винтовое соединение) любым изолированным проводом или проволокой, зачистив, предварительно, контактные поверхности отводов.
Для получения электрического напряжения, в несколько раз больше 1 вольта – собираются батареи из нескольких элементов, соединённых последовательно. Для увеличения силы тока – их соединяют параллельно, увеличивают рабочую площадь электродов и поливают водой (с растворённой солью или с разведённой печной золой) землю между электродами. Концентрированный (большой плотности) электролит или морскую воду – нельзя выливать на землю (иначе, там ничего не будет расти).
Положительный электрод (медный/угольный, должен быть глубже, чем южный) – на северной точке (если линия ориентирована вдоль магнитного меридиана), отрицательный – находится южнее. К цинковой пластине – приложить слой войлока.
// Удельное электрическое сопротивление обычной питьевой воды, довольно мало – до первых десятков Ом•м. В солончаках – на один-два порядка меньше (из-за высокой степени ионной проводимости). Влажная почва – действует как электролит в гальваническом элементе.
Обычно, на практике – применяют комбинированный, последовательнопараллельный способ соединения. Этого бывает достаточно для питания радио-приёмника.
Гальванический элемент можно собрать и в миниатюре – в стеклянную банку, с электролитом в виде 20%-го раствора поваренной соли (или 5%-й уксус), помещаются две пластины из электротехнической меди и цынка (или железа). Под нагрузкой, на положительных пластинах выделяются газовые пузырьки (водород), отчего, во время работы, и уменьшается ток. Дря решения этой проблемы – плюсовой электрод окружают деполяризатором, состоящим из равных частей порошка (помещается в холщовый мешок) графита и пиролюзита.
Фруктово-овощные («зелёные», экологичные) источники электрического тока
В плоды растений, в свежий лимон, в яблоко или в отварной картофель, втыкаются металлические электроды, например – железный гвоздь и зачищенный медный провод. Напряжение на элементе – может достигать 1 вольта. Ток – до нескольких миллиампер.
Батарея – получится при соединении нескольких таких элементов. Её, может быть, и хватит для питания светодиода.
Экзотические девайсы
Гальванические пары используются во множестве устройств, в том числе и, в так называемых, «Цилиндрах Фараона» (Жезлы Гора, применяемые в эзотерических практиках, в виде цилиндров из меди и цинка, длиной 15 сантиметров, диаметром 2.5-3 см., с ферритовым и угольным наполнителем). Их, определёнными способами, держат одновременно в двух руках. При соединении – появляется дополнительный ток в замкнутой, телом, электрической цепи. Медный электрод (с правой стороны) – имеет полярность со знаком «плюс».
Свободная энергия от электромагнитного излучения мощных передающих радиостанций
Об этом уже и так много написано, в том числе – в статьях, в журнальных публикациях и книгах В.Полякова.
Наводимая, электромагнитным полем широковещательной станции, ЭДС и ток – могут составить, примерно, 1 вольт и до нескольких сотен микроампер. Это – вблизи крупных городов (на расстоянии до 100 км.), при хорошем заземлении антенны и нормальной погоде (когда нет, поблизости, опасной грозы).
В случае катастрофического природного, военного или техногенного Апокалипсиса (БП) – данная технология почти не будет работать, т.к. останется только излучение от ближайших грозовых разрядов, а многие мощные радиотрансляторы прекратят вещание.
Как добыть бесплатное электричество в экстремальных условиях. Химические источники тока (гальванические элементы).
Free energy from the earth («земляная электрическая батарея»). Минисправочник по некоторым видам источников электроэнергии и их параметрам.
Copyright © 2007-2023, KAKRAS.RU
Земляная батарейка
Для питания и зарядки портативной электроники в тех местах, где нет электросети можно успешно использовать на ряду с другими источниками электроэнергии и простейшие химические источники тока, гальванические первичные и вторичные элементы.
Их использование возможно на дачах при долгосрочном проживании при отсутствии электросети, а так-же в отдалённых деревнях где или нет совсем электроэнергии, или постоянные перебои с электроснабжением. В советской России химические источники тока или гальванические элементы получили широкое распространение в радиолюбительской технике в середине прошлого столетия, так как эти источники просты в изготовлении и изготовляются из легкодоступных материалов.
Сейчас, когда портативная электроника стала очень экономична в плане электропотребления, её питание от самодельных химических источников тока может оказаться очень эффективным, так как такие источники тока с успехом применяли ещё на заре развития радиотехники.Тогда техника потребляла в разы больше электроэнергии чем современная аппаратура, а сейчас с развитием энергосберегающей светотехники .например светодиодной, на освещение тратится в 4-5 раз меньше электроэнергии, чем от потребление обычной лампочки, а так-же современные мобильные телефоны, КПК, и другие гаджеты потребляют не чуть не больше, а даже меньше чем радиоаппаратура прошлых десятилетий.
Простейший гальванический элемент
Вольтов столб Первый химический источник тока был изобретён итальянским учёным Алессандро Вольта в 1800 году. Это был элемент Вольта — сосуд с солёной водой с опущенными в него цинковой и медной пластинками, соединенными проволокой. Затем учёный собрал батарею из этих элементов, которая впоследствии была названа Вольтовым столбом. Это изобретение впоследствии использовали другие учёные в своих исследованиях. Так, например, в 1802 году русский академик В. В. Петров сконструировал Вольтов столб из 2100 элементов для получения электрической дуги.
В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля».В 1859 году французский физик Гастон Планте изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах. В 1865 году французский химик Ж. Лекланше предложил свой гальванический элемент (элемент Лекланше), состоявший из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или другой хлористой соли, в который был помещён агломерат из оксида марганца(IV) MnO2 с угольным токоотводом.
Модификация этой конструкции используется до сих пор в солевых батарейках для различных бытовых устройств.В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создаёт первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент — серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. Подключенный к ней звонок работает и по сей день. (источник ВИКИПЕДИЯ)
Простейший медно-цинковый элемент сосотойт из двух электродов-пластин погруженных в раствор электролита, при погружении в электролит между металлами возникает разница потенциалов, при погружении в раствор повареной соли медной пластины и цинковой возникает разница потенциалов примерно в 1вольт, и один элемент независимо от размеров имеет напряжение в один вольт, а мощьность такого элемента зависит от его размеров и площади пластин погружоннх в электролит.Для получения более высокого напряжение эти элементы, как и зоводские батарейки соеденяют последовательно для получения нужного напряжения.
Характеристики мдно-цинкового элемента
Медно-цинковые источники тока. Производство этих химических источников тока началось еще в 1889 г. В настоящее время они выпускаются в небольших масштабах в виде элементов емкостью от 250 до 1000 А*ч. Гладкие цинковые пластины и пластины из смеси оксида меди, меди и связующего помещают в стеклянный или металлический сосуд с 20%-ным раствором NaОН. Элементы имеют напряжение 0, 6-0, 7 В и удельную энергию 25-30 Вт*ч/кг. К их достоинствам относится постоянство разрядного напряжения, очень малый саморазряд, безотказность в работе и невысокая цена. Применялись в системах сигнализации и связи на железных дорогах.
В реальных условиях энергоёмкость может сильно отличатся, и зависит она от площади пластит, чистоты металлов и плотности электролита.Элемент собранный в литровой банке, с пластинами максимальной площади, двадцати процентным раствором соли в виде электролита, выдаёт напряжение от 0, 6-1, 1 вольта, 10-20а/ч, но в таких элементах очень маленький разрядный ток маленький, и ток замыкания может быть около 100-150мА/ч., а чем меньше подсоединенный источник потребляет, тем больше медно-цинковый элемент может вырабатывать электроэнергии. Элемент собранный в литровой банке при токе разряда 50мА/ч проработает от 200часов до 400часов и более и более, но со временем пластины окисляются и напряжение падает и в итоге элемент перестаёт работать. Для восстановления элемента надо заменить электролит и очистить пластины от окисления и элемент снова будет работать.
Процесс окисления зависит от разрядного тока чем он выше, тем быстрее элемент выйдет из строя, но в среднем элемент в литровой банке до чистки и перезарядки, при разрядном токе 50 мА/ч проработает около 3-4 месяца, а при разрядном токе в 2-5 мА/ч его хватит на год и более.Простого литрового элемента не хватит для питания даже простого миниатюрного радиоприемника, и для того чтобы получить нужные характеристики нужно собрать блок из нескольких элементов.
Сейчас в основном вся портативная электроника питается напряжением в 3,6-4,5 вольта, и для того чтобы получить такие числа нужно соединить последовательно 4-5 таких элементов, если соединить 5 литровых элементов, то получится примерно3,5-4,8 вольта, и ёмкость возрастает до 40-50а/ч, а ток разряда может достигать 400-600 мА/ч, следовательно такой источник легко справится с питанием маленького радиоприёмника или светодиодного фонарика, а так-же с зарядкой миниатюрных аккумуляторов телефонов в течении 10-30 часов.Но для питания мощных светодиодных фонарей и питания современных телефонов и КПК такого источники будет маловато.
Для стабильного питания понадобится что -то по больше, например элемент ёмкостью как на рисунке, объем 40-50 литров, для стабильного питания портативных комнатных светодиодных светильников и другой техники.Для изготовления такого химического источника электроэнергии на понадобятся, 5 медных пластин размерами 20/40, и 5 таких-же цинковых, далее на каждую пластинку нужно припаять или запрессовать путём загибания уголка пластины вставить проводок и за плющить молотком.
После надо пластины через электронопроводящие прокладки (деревянный брусочек или пластмассовая трубка) закрепить между собой, потом опускаем их в ёмкости с электролитом, это или раствор поваренной соли, или раствор нашатыря, или раствор серной кислоты(авто электролит), после соединяем получившиеся батарейки последовательно, то есть медная пластина одного элемента через проводок соединяется с цинковой пластиной другого элемента и в итоге с одной стороны получившегося блока остаётся пластина медная с проводком (+), а с другой цинковая (-). Чем больше площадь пластин и чем лучше электролит, тем выше эффективность такого источника тока.