Странный эффект при работе от медно-цинкового источника тока

fobos_666 · 04.05.2009, 14:19

Решил сделать себе фонарик, работающий от медно-цинкового источника тока. Что бы быть независимым от батареек. Источник собрал самый примитивный. Цинковый электрод сделал из цинкового стаканчика от пальчиковой батарейки. В качестве второго электрода использовал сантиметров десять распушённого медного провода приблизительно в один квадрат. Электроды засунул в банку с рассолом неизвестной концентрации. Элемент работал как и ожидалось. Давал приблизительно 0.7 вольта. Ток, при подключении нагрузки, постепенно падал. При взбалтывании батареи ток снова возрастал. К элементу был подключен фонарик, собранный по схеме найденной здесь https://kazus.ru/forum/topics/14608.html. Сначала схема вела себя, как и ожидалась. При непрерывном взбалтывании батареи светодиод светился. После того как я переставал взбалтывать батарею, светодиод постепенно погасал. Но после того как я оставил схему на некоторое время проявился интересный эффект. Секунд через двадцать после полного погасания светодиод начал вспыхивать с частотой приблизительно в 1 Герц. Почему это происходит не понятно. При добавлении к медному электроду ещё сантиметров двадцать провода светодиод стал гореть ярче и дольше гаснуть после прекращения взбалтывания, а вспышки прекратились. Дополнительную медь я убрал, чтобы поэкспериментировать и выяснить причину вспышек. После того, как схема промигала пару часов, появились ещё странности. При взбалтывании батареи светодиод не начинал нормально гореть. Вместо этого увеличивалась частота вспышек. Если взболтать посильнее, то светодиод гас и после прекращения взбалтывания снова начинал мигать. Добиться нормального горения светодиода удавалось только после десяти секунд интенсивного встряхивания батареи. Мне никак не удаётся понять, почему так происходит. Постепенное погасание светодиода после прекращения встряхивания батареи объясняется тем, что на медный электрод оседают продукты химических реакций, это понятно. Но почему возникает импульсный режим и странности, наблюдающиеся после длительной работы схемы мне не понятно. Если кто хорошо знаком с химией объясните, пожалуйста.
Завтра приволоку это чудо техники на работу и посмотрю осциллографом токи и напряжения. Может, разберусь что к чему.

tauP10 · 04.05.2009, 15:38

Сообщение от fobos_666

Секунд через двадцать после полного погасания светодиод начал вспыхивать с частотой приблизительно в 1 Герц. Почему это происходит не понятно.

Схема автогенератора на высокочастотном кольце способна генерировать при соблюдении определенных условий. Высокочастотные свойства транзисторов ухудшаются с падением тока коллектора ниже оптимальной величины. Когда светодиод в первый раз погасает, потребление от вашего хим элемента уменьшается. напряжение начинает тихоооооонечко расти и наконец наступает момент когда ток коллектора достигает определенной величины , на которой петлевой коэффициент положительной обратной связи превысит единицу. Схема запускается и дальше работает несмотря на снижение напряжения на хим элементе ниже уровня требовавшегося для запуска. Этот "гистерезисный" эффект связан с нелинейным режимом работы транзистора в такой автогенераторной схеме. То есть, когда колебания появились и достигли амплитуды - ток в базе в момент открытого состояния больше чем во время момента начала запуска из-за присутствия трансформированных импульсов, добавляемых к напряжению питания.

fobos_666 · 05.05.2009, 13:58

Спасибо за ответ. Сегодня посмотрел осциллографом напряжение на батареи. То, что я увидел, полностью совпадает с вашими словами. Остаётся не понятным, почему после длительной работы батареи в импульсном режиме приходится её сильно и долго трясти для того, что бы она перешла в непрерывный режим работы. Мне казалось, что при встряхивании батарея должна была почти сразу перейти в непрерывный режим. Но этого почему-то не происходит. Вместо этого если начать слегка взбалтывать батарею. То, частота импульсов сначала возрастает, потом падает, потом светодиод гаснет. И только после нескольких секунд интенсивного взбалтывания батареи светодиод начинает непрерывно гореть. Мучает вопрос, почему так происходит?

vly67 · 08.05.2009, 14:11

я как-то видел результаты работы самодельной электролизной установки. Там происходило наращивание одного электрода не равномерно по всей пластине. Максимально это происходило в только в некоторых местах. Как оказалось, эти места вначале были небольшими выступами на поверхности металла, шероховатостями. Попросту сказать иглообразными фигурами. На концах этих иголок образовывалась максимальная напряженность поля и максимумы тока через пластину приходились на эти иглы. Возможно, что поэтому происходило максимальное нарастание металла на них. Чтобы этого избежать в раствор окунали небольшой винт, приводящийся в движение маломощным моторчиком - происходило перемешивание раствора и пластины нарастали равномерно.
Похоже, что у вас происходит нечто подобное. При горении фонарика нарастают иглообразные фигуры, но одновременно оседают продукты хим. реакции и проводимость среды падает и вместе с ней падает мощность вашей батареи. Как следствие - падает напряжение. При перемешивании раствора вы разрушаете градиент концентрации раствора возле этих иглы и ток возобновляется. Когда фонарь мигает - возможно, что после прекращения тока происходит временное прекращение хим. реакции и раствор начинает самопроизвольно приходить в состояние временного равновесия (это аналогично перемешиванию) - после некого порога начинает протекать ток.

j2153 · 23.05.2009, 11:03

В электрохимии известно, что около электродов существует так наз. двойной электрический слой. И вот его-то Вы и разрушаете при интенсивном встряхивании.
Вообще, все эти эффекты являются эффектами поляризации гальванического элемента.

kru_yurij · 12.10.2011, 21:10

Как все сложно у Вас. Вы, наверное, не слышали про мигающие светодиоды? Они мигают при подключении питания ВСЕГО к 2 выводам светодиода. Скорее всего такой и был использован.

Не твори сущностей сверх необходимого - монах ОККАМ.

niXto · 12.10.2011, 22:23

Сообщение от kru_yurij

Вы, наверное, не слышали про мигающие светодиоды? Они мигают при подключении питания ВСЕГО к 2 выводам светодиода

Это вы наверное не знаете, что внутри такого светодиода стоит сам излучающий кристалл и кристалл микросхемы, которая генерирует импульсы для мигания. Сами по себе светодиоды (исправные) никогда не мигают

fatyalink · 15.07.2014, 23:33

Сообщение от vly67

я как-то видел результаты работы самодельной электролизной установки. Там происходило наращивание одного электрода не равномерно по всей пластине. Максимально это происходило в только в некоторых местах. Как оказалось, эти места вначале были небольшими выступами на поверхности металла, шероховатостями. Попросту сказать иглообразными фигурами. На концах этих иголок образовывалась максимальная напряженность поля и максимумы тока через пластину приходились на эти иглы. Возможно, что поэтому происходило максимальное нарастание металла на них. Чтобы этого избежать в раствор окунали небольшой винт, приводящийся в движение маломощным моторчиком - происходило перемешивание раствора и пластины нарастали равномерно.
Похоже, что у вас происходит нечто подобное. При горении фонарика нарастают иглообразные фигуры, но одновременно оседают продукты хим. реакции и проводимость среды падает и вместе с ней падает мощность вашей батареи. Как следствие - падает напряжение. При перемешивании раствора вы разрушаете градиент концентрации раствора возле этих иглы и ток возобновляется. Когда фонарь мигает - возможно, что после прекращения тока происходит временное прекращение хим. реакции и раствор начинает самопроизвольно приходить в состояние временного равновесия (это аналогично перемешиванию) - после некого порога начинает протекать ток.

с сухими батареями то же самое, если батарейку постучать--эдс несколько восстанавливается. то же самое и с аккумуляторами.... скорее дело в чистом перемешивании и в меньшем токе через электролит... при большом токе разряда электролит интенсивней перемешивается, при малом меньше... чуть постоит--последействие--восстановление эдс некоторое. перемешивает ток в любом случае. что в сухой батарее, что в жидкой, только время восстановления в жидком меньше...отсюда и то рост, то падение эдс.

процесс(реакция) после снятия нагрузки в аккумуляторах и батареях прекращается не сразу.