اتصال کوتاه

.

.

یکسوساز الکترولیتی بر این اساس کار می‌کند که یک الکترود آلومینیومی در داخل یک محلول الکترولیت تنها هنگامی رسانش دارد که بار منفی داشته باشد. اگر آلومینیوم بار مثبت بگیرد، سطح آن به سرعت با لایه‌ای از اکسید آلومینیوم پوشیده می‌شود که عایق الکتریسیته است و از ادامه‌ی عبور جریان الکتریکی جلوگیری می‌کند. با گرفتن بار منفی، روی سطح الکترود آلومینیومی حباب‌های گاز هیدروژن پدیدار می‌شوند که لایه‌ی اکسید را به اندازه‌ی کافی تخریب می‌کنند که جریان الکتریکی دوباره امکان برقراری پیدا کند.

من اولین بار با این نوع یکسوسازها در مقاله‌ی نایل استاینر مواجه شدم، اما ضمن مطالعه‌ی آن متوجه شدم که راهکارهایی برای بهبود بخشیدن و توسعه دادن آن وجود دارد. به طور مشخص، من فکر کردم که چه بسا بتوانم دو یکسوساز را درون یک ظرف جای داد و به این ترتیب یک یکسوساز تمام‌موج ساخت، و همچنین به نظرم رسید که بتوانم با کاستن از مساحت سطح الکترودها، مقدار ظرفیت‌های پراکنده و پارازیتی یکسوساز خود را کاهش دهم.

.

.

کار را با ساختن الکترودها آغاز کردم. همان طور که در تصویر دیده می‌شود، دو الکترود بیرونی از جنس آلومینیوم و الکترود مرکزی از جنس فولاد ضدزنگ (استنلس استیل) ساخته شدند. هر سه این الکترودها استوانه‌هایی با تقریباً 6 میلی‌متر قطر و در حدود 65 میلی‌متر طول بودند. روی یکی از قاعده‌های آن‌ها را برای بستن پیچی به قطر 5/4 میلی‌متر به آن‌ها سوراخ و سپس با قلاویز رزوه زدم. زیر این پیچ‌ها کفشک‌های کابل قرار می‌گیرند. برای ظرف شیشه‌ای درپوشی از جنس تخته چوبی ضخیم بریدم، روی آن سه سوراخ خیلی تَنگ برای نصب میله‌های الکترود ایجاد کردم که الکترودها را محکم در جای خود نگه دارد. یک سوراخ ریز به قطر حدود 3 میلی‌متر روی درپوش چوبی وظیفه‌ی تهویه و خارج کردن گاز از داخل ظرف به بیرون را بر عهده دارد و از افزایش فشار در داخل ظرف هنگام کار پیش‌گیری می‌کند. قطر پیرامون درپوش را، در نیمه‌ی زیرینِ آن (در عکس‌ها دیده نمی‌شود) . با سوهان‌زدن آن قدر کوچک کردم که نیمی از ضخامت درپوش داخل دهانه‌ی ظرف قرار گیرد. به این ترتیب درپوش دیگر از جای خود نخواهد لغزید و مانند یک درب چوب‌پنبه‌ای در جای خود ثابت خواهد ماند. خود ظرف مورد استفاده، یک ظرف مرّبا با قطر 5 سانتی‌متر و ارتفاع 5 سانتی‌متر بود. پس از مونتاژ کامل آن، ظرف را تا سه‌چهارم با آب جوش پر کردم و به اندازه‌ی یک‌چهارم قاشق چایخوری بکینگ پودر به آن اضافه کردم. پس از حل‌شدن بکینگ پودر، آزمایش‌های خود را با یکسوساز الکترولیتی در مدار زیر آغاز کردم.

.

.

من پیش از پرداختن به اسیلوسکوپ، این یکسوساز را از نظر کیفی مورد آزمایش قرار دادم، به این صورت که یک الکتروموتور کوچک جریان مستقیم را به عنوان بار (مصرف‌کننده) در مدار قرار دادم. موتور فوری شروع به چرخیدن کرد و در زمان طولانی هیچ تغییری در سرعت چرخش و دور موتور مشاهده نشد. سپس الکتروموتور را با یک مقاومت 5 واتی 100 اهم پل کردم و در حالی که ولتاژ ورودی به مدار را توسط رئوستا تغییر می‌دادم، رفتار یکسوساز را روی پرده‌ی اسیلوسکوپ زیر نظر گرفتم. سیگنال جریان متناوب به کانال 1 اسکوپ، و سیگنال جریان مستقیم «ریپِل‌دار»، یعنی ولتاژ روی مصرف‌کننده (بار)، به کانال 2 آن داده شد. در اسیلوگرام‌های زیر، ولتاژ بار برای درک بهتر، معکوس شده است. در همه‌ی تصویرهای زیر، مقیاس محور عمودی 10 ولت بر خانه است.

.

.

سپس یک مقاومت 330 اهمی را به جای بار وصل کردم و نتایج مشابهی گرفتم. به نظر می‌رسد که این یکسوساز در حدود 5 تا 10 ولت افت ولتاژ (ولتاژ پیشرو یا فوروارد) داشته باشد، و با آزمایش اتصال کوتاه دریافتم که «مقاومت داخلی» آن باید در حدود 10 تا 20 اهم باشد. من «جریان نشت» میان الکترودهای آلومینیومی را هم تست کردم که روی ولتاژ 30 ولت مقداری کمتر از 1 میلی‌آمپر بود. علاوه بر این‌ها، آزمایش ظرفیت خازنی یکسوساز نشان داد که این ظرفیت در بازه‌ی 100 تا 200 نانوفاراد قرار دارد.

به طور کلی، می‌توان گفت که کیفیت این یکسوساز رضایت‌بخش است و پس از دو ساعت آزمایش هیچگونه خوردگی در سطح الکترودهای آلومینیومی یا کاهش در سطح الکترولیت مشاهده نشد. البته در جریان کار یکسوساز، حباب‌زایی روی سطح الکترودها مشاهده شد، اما این منجر به کاهش محسوس سطح الکترولیت نسبت به سطح اولیه‌ی آن نشده بود. احتمالاً مقاومت داخلی و افت ولتاژ یکسوساز با افزودن بر غلظت جوش‌شیرین در الکترولیت و یا با استقرار نزدیک‌تر الکترودها نسبت به هم، و چه بسا با قرار دادن الکترودهای آلومینیومی در داخل یک الکترود لوله‌ای از جنس استنلس استیل بهبود پیدا کند.

قابل ذکر است که من در طول آزمایش‌ها هرگز درخشش و تابشی را که آقای استاینر گزارش کرده است، ندیدم. حتی با وصل کردن ولتاژی برابر 120 ولت به دو الکترود آلومینیومی چنین درخششی دیده نشد. احتمال دارد که این درخشش فقط هنگامی بروز می‌کند که مقدار ظرفیت خازنی یکسوساز بسیار بزرگ باشد.

بخش پیشین

.

.

مطالب مرتبط:

.

.

.