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LABORATOIRE SCIENTIFIQUE POUR ENFANTS
Foudre sous-marine. Laboratoire scientifique pour enfants
Annuaire / Laboratoire scientifique pour enfants Ils disent qu'à la fin des années 1940 du siècle dernier, l'étudiante Leva Yutkin a attendu un orage sur la rive du lac. Soudain, la foudre frappa l'eau, élevant une immense fontaine vers le ciel, arrosant le jeune homme de la tête aux pieds. Je me souviens de l'événement étrange. L'instituteur a donné à Leva une petite machine électrostatique, et l'élève n'a pas ménagé plusieurs années pour reproduire expérimentalement ce qu'il a vu. Il semblerait que tout soit simple: jetez un fil dans un récipient avec de l'eau, amenez l'autre à sa surface et tournez la poignée de la machine. Mais la première et la centième étincelle n'ont donné aucun effet ... Et puis c'est arrivé. Un petit aquarium s'est soudainement divisé en plusieurs gros morceaux et l'eau s'est précipitée dans la pièce. Ce succès a déterminé la vie future de Yutkin l'inventeur.
Il s'est avéré que si vous conduisez correctement une décharge électrique dans l'eau, et même utilisez une source d'énergie plus puissante pour cela qu'une machine électrostatique scolaire, vous obtenez une puissante explosion. Son pouvoir a détruit tous les matériaux. Tout parlait de pressions de milliers et de dizaines de milliers d'atmosphères. Il n'est pas surprenant qu'en 1950, L.A. Yutkin, avec sa femme Lidia Alexandrovna Goltsova, ait déposé une demande pour une "Méthode d'obtention de hautes et ultra hautes pressions". L'application a cependant été couronnée d'un certificat de droit d'auteur après sept ans ... (Plus tard, L.A. Yutkin et L.A. Goltsova ont réalisé environ 150 autres inventions!) Lors d'une décharge électrique, des processus complexes se produisent dans l'eau. Lors de sa première étape, qui dure une microseconde, un canal de plasma se forme avec une température pouvant atteindre 40000 1410 ° C. Le plasma se dilate à une vitesse comparable à la vitesse du son dans l'eau (XNUMX m/s). C'est ainsi que se forme la première onde de choc et une cavité remplie de vapeur et de gaz chauds, qui achève progressivement son expansion, puis se met à pulser et finalement s'effondre. Il y a un effet cumulatif similaire à celui utilisé dans les obus perforants. La pression apparaissant à ce stade, selon les scientifiques, peut atteindre 450 XNUMX atmosphères. Sans surprise, aucun matériau ne peut résister à une étincelle électrique dans l'eau. A noter que des décharges électriques dans l'eau ont été observées dès le XNUMXème siècle. Mais les scientifiques n'y ont rien vu de remarquable. Et L.A. Yutkin a découvert beaucoup de choses intéressantes. Par conséquent, l'ensemble des phénomènes associés à une décharge électrique dans l'eau et d'autres liquides est communément appelé effet électrohydraulique (EGE), ou effet Yutkin. Dans l'EGE, jusqu'à 30 à 80% de l'énergie électrique est convertie en travail mécanique, et la chaleur est parfois dégagée de manière significative, 2 à 3 fois plus. La raison en est dans les processus qui se produisent au moment de l'effondrement de la cavité. Malheureusement, nous en savons peu sur eux. La plupart d'entre eux se produisent lorsque la cavité est réduite à des tailles qui ne peuvent être distinguées dans aucun microscope. De plus, l'étape la plus intéressante de l'effondrement dure bien moins d'un milliardième de seconde. Cependant, le manque de connaissances théoriques n'empêche pas l'application pratique de l'effet Yutkin. Il s'agit tout d'abord du concassage d'une grande variété de matériaux, allant de la simple transformation de blocs de pierre en gravats. Ainsi, lors de la reconstruction de l'un des ponts de Moscou, de vieilles pièces en béton ont été réduites en miettes à l'aide de décharges électriques, qui ont été utilisées pour en fabriquer de nouvelles. Mais il existe des processus de broyage plus subtils. À la surface des pièces en acier coulées dans un moule en terre, une couche de terre et de tartre y reste solidement ancrée. Son retrait est extrêmement laborieux si EGE n'est pas utilisé. Et si vous l'utilisez, le processus est extrêmement simple. Les détails sont placés dans le bain, quelques éclairs sous-marins - et leur surface est propre. L'effet Yutkin permet non seulement de détruire, mais aussi de créer. Voici comment, par exemple, il est utilisé pour emboutir des pièces à partir d'une tôle. Tout d'abord, ils créent une matrice - un détail dont la forme est inverse de celle qu'ils souhaitent recevoir. Il est placé au fond du bain, une feuille de métal est fermement pressée dessus et de l'air est pompé par en dessous. Ensuite, de l'eau est versée sur le dessus et des décharges y sont produites. La tôle se plie et remplit avec précision toute la surface de la matrice. Il faut dire que l'emboutissage de la tôle peut se faire de bien d'autres manières, par exemple par pression d'huile ou par martelage sur une couche de caoutchouc. Mais ici il faut utiliser un métal particulièrement ductile et mou, ce qui signifie que la pièce est fragile. L'effet Yutkin vous permet d'emboutir des pièces à partir de métaux fragiles et résistants, et la pièce est très résistante. Capable d'EGE et de forage. La perceuse de Yutkin se compose d'une tige en plastique avec une électrode à l'intérieur et une couronne faite de n'importe quel métal, tel que le cuivre. La couronne et l'arbre sont tous deux fixes, seule l'électrode à fil léger tourne. L'eau est fournie par un autre des canaux de la tige. A chaque tour d'électrode, les dents de la couronne fixe font le tour de nombreuses étincelles, écrasant la roche se trouvant en dessous en poussière, et l'eau l'emporte à la surface. Et aucune race ne peut résister à un tel exercice. Une fois, L.A. Yutkin et L.A. Goltsova ont soumis un sol ordinaire à des chocs EG, soufflant de l'air à travers. Le fait est que les sels minéraux qu'il contient proviennent des racines des plantes, principalement de la surface de ses particules. Les micro-éclairs les ont écrasés, la surface a augmenté et la plupart des sels contenus dans le sol sont devenus disponibles pour les racines des plantes. De plus, l'azote contenu dans l'air est passé sous forme de composés chimiques disponibles pour les plantes. La terre ordinaire s'est transformée en un merveilleux engrais écologique !
Vous pouvez parler longtemps de l'effet Yutkin, mais il vaut mieux l'essayer vous-même. L'essentiel est une source haute tension capable de créer des impulsions nettes et à croissance rapide. Dans les installations industrielles, un transformateur haute tension de 30 à 60 kV est utilisé pour cela, qui charge le condensateur via un redresseur. Cependant, il est très difficile de fabriquer une telle source d'alimentation et il est dangereux de travailler avec. Le moyen le plus simple est de faire la même chose que Yutkin lui-même : commencez des expériences avec une petite machine électrostatique scolaire qui peut donner environ 30000 XNUMX V. Avec elle, vous devez assembler un circuit composé de deux déchargeurs d'air et d'électrodes montées au fond du bain. Mais d'abord, vous devez mettre la machine électrostatique elle-même en ordre complet - la démonter et la nettoyer soigneusement de la poussière. Attention! Tout travail sur une machine électrique est dangereux ! Ils ne peuvent être menés qu'en présence d'adultes ! Pour nous, deux condensateurs haute tension "Leyden jar" debout sur son support sont très importants. Ce sont des verres recouverts de papier d'aluminium. Ils doivent être particulièrement soigneusement nettoyés de la poussière, tout en essayant de ne pas endommager la feuille, qui est le revêtement des condensateurs : la poussière à haute tension est un bon conducteur. En fermant le courant généré par la machine, cela ne vous permettra pas de gagner en haute tension. Vous devez également faire attention aux petites brosses en cuivre - collecteurs de courant. Ils doivent être nettoyés d'une couche sombre d'oxydes. Enfin, la machine électrostatique doit être bien séchée. Pour ce faire, placez-le pendant une journée près d'un radiateur chaud. Après cela, elle commencera à travailler pour que vous ne la reconnaissiez pas. Les étincelles seront grandes, sonores et fréquentes. On passe maintenant à l'obtention de l'effet électro-hydraulique. Vous aurez besoin d'une baignoire aux parois transparentes. Un récipient en verre n'est pas bon - il ne résistera pas aux coups de bélier. Il est préférable de prendre le fond d'une bouteille en plastique de cinq litres. Il doit être connecté à la machine électrostatique avec un fil haute tension, similaire à celui utilisé dans le système d'allumage d'une voiture. Pour former une impulsion, il est nécessaire de réaliser deux éclateurs. Chacun d'eux est constitué de boules d'un diamètre de 15-20 mm fixées sur un morceau de plastique. Ils peuvent être trouvés parmi les appareils de la vieille école. Ajustez les parafoudres de sorte que la distance entre les billes soit de 15-20 mm. Fixez les palettes au fond de la baignoire. Leur rôle est assuré par les extrémités dénudées du fil haute tension. La distance entre eux est de 50 à 80 mm. Après cela, versez de l'eau dans votre bain - et commencez à expérimenter. Auteur : A.Ilyin
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