В принципе, тут нет ничего удивительного – хотя дерево считается диэлектриком, оно все равно проводит ток. Хотя бы за счет влаги, которой в той или иной степени напитана древесина. Другое дело, насколько сильно проводит. Давайте для начала узнаем, насколько сильно проводит.
Делаем резистор
Для изготовления резистора из спички нам понадобятся собственно спичка и два кусочка голого одножильного провода. Наматываем на концы спички по 3-4 витка провода, оставив небольшие концы – это выводы резистора. Для лучшего контакта обжимаем витки пассатижами.
При помощи мегаомметра измеряем сопротивление – 400 МОм. Много, но тем не менее. Можно ли как-то использовать резистор такой величины в электрической схеме? Оказывается можно. Для микросхем КМОП, к примеру, сопротивление велико, но вполне приемлемо.
Собираем генератор
Генератор соберем на КМОП микросхеме 4093, которая содержит 4 элемента 2И-НЕ. Подойдет и другая логика - И-НЕ, ИЛИ-НЕ, НЕ, с учетом, конечно, цоколевки. Можно использовать и отечественные микросхемы серий 176, 561, 564. Для самого генератора используем один элемент. Второй используем в качестве буферного и нагрузим его на пьезоизлучатель. Подойдет, к примеру, ЗП-3 или любой другой. Источник питания – кассета гальванических элементов на 1.5 В, батарея типа «Крона» (9 В) или А23 (12 В).
Частотозадающими элементами в генераторе являются конденсатор C1 и резистор R1. Чем ниже сопротивление и емкость, тем выше частота генерации. Собираем, подаем питание. Если все собрано правильно, генератор запустится, и в излучателе будут раздаваться щелчки. Из-за большого сопротивления спички частота генерации будет низкой, несмотря на достаточно маленькую емкость конденсатора.
Важно! Поскольку генератор работает с резистором очень большого сопротивления, после монтажа необходимо тщательно промыть места пайки для исключения паразитных сопротивлений.
Несколько опытов
Эти опыты будут любопытны и весьма познавательны для вашего ребенка как в плане электроники, так и физики. Запустите генератор и направьте струю пара из чайника на спичку. Почти сразу же щелчки в динамике станут чаще. Почему – вполне понятно вам, а теперь понятно и вашему ребенку. Сырая спичка имеет меньшее сопротивление, а значит, частота генератора увеличится.
Теперь настала очередь бытового фена, который можно позаимствовать у мамы. По мере высыхания спички сопротивление ее начнет увеличиваться, а частота генератора уменьшаться. Щелчки станут реже.
Если в вашем распоряжении есть частотомер и бытовой гигрометр (часто встраивается в настольные китайские часы), то вообще здорово. Поставьте перед ребенком задачу, которую он наверняка выполнит с удовольствием и со всей тщательностью. Пусть он составит таблицу зависимости частоты генератора от влажности воздуха. Теперь в его распоряжении будет настоящий гигрометр, сделанный своими руками. Громоздко, не очень удобно, зато работает, а главное, сделал и отградуировал его сам!
Важно! Если ваш частотомер умеет измерять период, то лучше пользоваться этим режимом – показания гигрометра будут точнее.
Вот такое нестандартное использование спички предложил бразильский популяризатор электроники Ньютон С. Брага. Думается, такой эксперимент будет очень полезен для общего развития ребенка, а может быть, и вашего.