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WISSENSCHAFTLICHES LABOR FÜR KINDER
Selbstgebauter Fotokopierer. Wissenschaftliches Kinderlabor
Verzeichnis / Wissenschaftliches Kinderlabor Die Xerographie entstand vor einigen Jahrzehnten an der Schnittstelle zwischen Fotografie und Elektrostatik. Es stellte sich heraus, dass bei der Belichtung eines elektrifizierten Blattes Papier die Ladungskonfiguration die Konturen des Bildes genau wiederholt und seine Dichte von der Intensität der Halbtöne abhängt. Sprühen Sie Farbe auf ein solches Blatt, es bleibt am elektrifizierten Papier haften und Sie haben eine exakte Kopie des Bildes vor sich. Wir schlagen vor, eine Installation nach diesem Prinzip durchzuführen. Sie benötigen eine Hochspannungsquelle, um das lichtempfindliche Material, das lichtempfindliche Papier und einen Entwickler mit Tinte zu elektrisieren. Beginnen wir mit der Vorbereitung des lichtempfindlichen Materials. Dabei handelt es sich um mit einer Fotohalbleiteremulsion beschichtetes Papier. Wir werden es machen. Mischen Sie zwei Gewichtsteile trockenes Zinkweiß und einen Teil BF-2-Kleber. Mischen Sie die Masse gründlich und fügen Sie regelmäßig Alkohol hinzu. Es sollte eine ähnliche Dicke wie Sauerrahm haben. Erhitzen Sie nun die Emulsion etwas. Es wird weniger viskos und lässt sich gut auf dem Blech ablegen. Besser ist es, beschichtetes Papier zu nehmen und mit einem Pinsel oder einer Rolle eine dünne Schicht Emulsion darauf aufzutragen. Nachdem Sie die Blätter 20 Minuten lang trocknen lassen, bedecken Sie sie mit einer zweiten Schicht. Nach der abschließenden Trocknung bei Raumtemperatur (ca. 2 Stunden) ist das Papier zum Fotokopieren bereit. Aber sie ist noch nicht empfänglich für Licht. Die Oberflächenschicht des Fotoleiters muss elektrisch aufgeladen werden. Dies geschieht im Dunkeln mithilfe einer elektrifizierenden Elektrode in Form einer Metallscheibe (Kupfer, Messing) mit einem dielektrischen Griff.
Das Aussehen des Elektrisiergeräts und der Installation ist in der Abbildung dargestellt. Es besteht aus einer dielektrischen Basis aus Getinaks, Textolith oder Vinylkunststoff mit einer Dicke von 5 - 6 mm. Darauf wird eine 0,5 mm dicke Kupfer- oder Messingplatte in der Größe eines maschinengeschriebenen Blattes Papier befestigt. Um unbeabsichtigten Kontakt und Kurzschlüsse zu vermeiden, legen wir zwischen Papier und Platte eine 0,5 mm dicke dielektrische Schicht aus einer Fluorkunststofffolie, einer Tonne Getinaks oder Textolith. Der Einfachheit halber kann es mit Kleber befestigt werden. Für die Montage sollten Sie besser keine Metallschrauben verwenden, da die Gefahr eines Hochspannungsdurchschlags besteht. Die elektrisierende Elektrode ist mit dem Minuspol verbunden und die Platte auf der Basis ist mit dem positiven Umwandlungspol verbunden. Achten Sie besonders auf die elektrische Isolierung der stromführenden Reifen und die Stellen ihrer Befestigung an den Elektroden. Das MGSHV-Kabel ist für diesen Zweck nicht geeignet, es ist ein Kabel vom Typ VMMA, MPI erforderlich, oder Sie können ein Kabel vom Typ PK75 verwenden, nachdem Sie zuvor das Abschirmgeflecht davon entfernt haben. Schalten Sie die Hochspannungsquelle ein und führen Sie die Elektrode über die gesamte Oberfläche des Blechs. Das Papier kann nun belichtet werden. Man kann es nicht an die Öffentlichkeit bringen. Nachdem Sie mehrere Blätter vorbereitet haben, beginnen Sie mit dem Kopieren, da sonst die Ladung „abfließen“ kann und das Material seine Lichtempfindlichkeit verliert. Um einen Ausdruck auf Papier zu erhalten, müssen Sie das Bild projizieren. Das geht ganz einfach mit einem Fotovergrößerer, noch besser mit einem Epidiaskop. Aber denken Sie daran, dass der Prozess in der Xerographie der Formel „positiv – positiv“ entspricht. Belichtungszeit mit einer Lichtquelle mit einer Leistung von 100 ... 150 W aus einer Entfernung von 0,5 m von 0,5 bis 5 Sekunden. Die besten Ergebnisse erzielen Quecksilber-Quarzlampen, es können aber auch herkömmliche Fotolampen verwendet werden. Jetzt ist es Zeit für die Manifestation. Sie können Trocken- oder Nassmethoden verwenden. Aber zu Hause ist die zweite Variante natürlich bequemer. Verdünnen Sie dicke Drucktinte für Rotationsdruckmaschinen mit raffiniertem Flugzeug- oder Motorbenzin im Verhältnis 5 Gramm Tinte zu 1 Liter Benzin. Es reicht aus, das freigelegte Blatt Papier in diese Lösung einzutauchen, und in einer Minute erscheint der Abdruck. Es ist keine Fixierung erforderlich, das Benzin verdunstet schnell und die Farbe haftet fest auf der Oberfläche. Tang kann nicht nur auf Papier, sondern auch auf Glas und sogar Keramik abgebildet werden. Der schwierigste Teil eines selbstgebauten Kopierers ist eine Hochspannungsquelle. Lassen Sie uns näher darauf eingehen.
Der Entwurf des Wandlers sollte eine Spannung in der Größenordnung von 10 - 15 kV bei einem sehr geringen Strom liefern. Das einfachste Diagramm eines solchen Geräts ist in der Abbildung dargestellt. Die im Diagramm dargestellte Hochspannungsquelle besteht aus einem Abwärtstransformator mit Diodenbrücke, einem Wandler und einem Spannungsvervielfacher. Die gleichgerichtete Spannung vom Netztransformator Tr1 wird dem Eingang eines selbsterregten Wandlers zugeführt, der nach einer Gegentaktschaltung auf Transistoren vom Typ P210 aufgebaut ist. Ihre Kollektoranschlüsse sind mit der Wicklung I und die Basisanschlüsse mit der Wicklung II verbunden. Widerstand R1 und Kondensator C2 sorgen für die erforderliche Betriebsart.
An den Anschlüssen der Wicklung I liegt eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 3000 - 4000 Hz an. Es wird durch die Sekundärwicklung III um das Hundertfache erhöht und einer Multiplikationsschaltung zugeführt, die aus Hochspannungsdioden KTs106G und Filterkondensatoren vom Typ K73-13 mit einer Kapazität von 2200 pF besteht und für eine Spannung von mindestens 12 kV ausgelegt ist. Die gleichgerichtete Spannung wird dem Fotokopierer zugeführt. Der Aufwärtstransformator Tr2 ist auf einen Ferritkern eines Fernsehleitungstransformators (TVS-A, TVS-B, TVS-110) gewickelt, der aus zwei Hälften besteht (siehe Abb.). Die Hochspannungswicklung III ist auf einen Rahmen gewickelt, der aus Glasfaser, Elektrokarton oder Plexiglas mit einer Dicke von 1 mm aufgeklebt ist. Die Breite des Rahmens muss mindestens 30 mm betragen. Die Wicklung enthält 8000 Windungen PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,08 – 0,1 mm. Sie können den Draht PEL, PEV verwenden. Wickeln Sie es abwechselnd und isolieren Sie jede Schicht mit einer Tonne Fluorkunststofffolie oder einem lackierten Stoff. Achten Sie darauf, dass die Windungen der oberen Schichten nicht mit den unteren in Kontakt kommen. Für Primärwicklungen stellen Sie eine Buchse aus dickem Karton her. Wicklung I enthält 14 Windungen Draht PEL 0,8; und Wicklung II - 6 Windungen desselben Drahtes mit einem Abgriff in der Mitte. Es empfiehlt sich, die Wicklungen mit Paraffin abzudecken und mit Isolierband zu umwickeln. Setzen Sie die Kernhälften in die Rahmen ein und ziehen Sie sie mit einer Halterung vom Horizontaltransformator zusammen. Der Aufwärtstransformator kann auch auf einen herkömmlichen Eisenkern vom Typ Sh-20 mit einer festgelegten Dicke von 30 mm gewickelt werden. Der Gesamtrahmen besteht aus dickem Karton, Getinax oder Textolith. Zuerst werden die Wicklungen I und II gewickelt (jeweils 20 Windungen PEL 1,2 und 16 Windungen PEL 0,5 – beide mit einem Abgriff von der Mitte) und mit Paraffin bedeckt und von oben mit einer 1 mm dicken Schicht Isolierband abgedeckt. Dann wird Wicklung III gewickelt - 7000-8000 Windungen von PELSHO 0,1. Es ist auch mit Paraffin imprägniert. Es empfiehlt sich, Transistoren auf Kühlkörpern mit einer Fläche von 60-100 qm zu installieren. cm aus Duraluminium- oder Messingblech mit einer Dicke von 1,5 - 2,0 mm. Die Teile des Wandlers werden auf einer 3 - 5 mm dicken Getinance-Platte und einem Plexiglas-Körpereinsatz platziert. Achten Sie bei der Montage besonders auf die Verbindungen zwischen Dioden und Kondensatoren. Die Verbindungsdrähte sollten kurz sein und die Lötstellen sollten gleichmäßig und glatt sein. Alle scharfen Lötkanten und überstehenden Enden der Leiter sorgfältig mit einer Nadelfeile abrunden – sonst werden sie zur Quelle von Koronaentladungen. Der Gleichrichter ist nach der Brückenschaltung auf Dioden vom Typ D303 - D305 oder ähnlich aufgebaut. Die gleichgerichtete Spannung wird durch den Kondensator C1 gefiltert. Wechselspannung wird von der Sekundärwicklung des Abwärtstransformators Tr1 entfernt. Die Primärwicklung ist für eine Spannung von 220 V ausgelegt. Der Gleichrichter wird mit dem Kippschalter B1 eingeschaltet. Wickeln Sie den Netzwerktransformator Tr1 auf einen Sh-20-Eisenkern mit einer festgelegten Dicke von 30 mm. Wicklung I für ein 220-V-Netz enthält 2200 Drahtwindungen PEV-2 0,25; Wicklung II ist mit PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 1,2 mm gewickelt und enthält 120 Windungen. Für eine genauere Spannungsauswahl empfiehlt es sich, Abgriffe mit 90, 100 und 110 Windungen vorzunehmen. Geeignet ist auch jeder fertige Transformator, der eine Spannung von 10-12 V bei einem Strom von 2 A liefert. Platzieren Sie Gleichrichter und Wandler in einem gemeinsamen Gehäuse. Achten Sie besonders auf die Isolierung von Hochspannungsanschlüssen, an denen die Hochspannung abgeschaltet wird. Das Prüfen und Justieren reduziert sich auf mehrere Arbeitsgänge. Überprüfen Sie zunächst den Gleichrichter. Schließen Sie anstelle eines Konverters einen 10-Ohm-Widerstand mit einer Leistung von 20-25 W vom Typ PEV oder Ts5-35 an. Schließen Sie das Gerät an das Netzwerk an und messen Sie die Spannung am Widerstand – sie sollte mindestens 10 V betragen. Schließen Sie dann den Konverter an den Gleichrichter an. Wenn sein Stromkreis richtig zusammengebaut ist und die Teile in Ordnung sind, ist ein dünnes Quietschen eines Hochspannungstransformators zu hören. Nein – tauschen Sie die äußersten Anschlüsse der Wicklung I oder II aus. Wenn ein scharfes Quietschen oder Knackgeräusche auftreten, reduzieren Sie die Versorgungsspannung, indem Sie den Gleichrichter mit einer niedrigeren Spannung an die Anzapfungen der Sekundärwicklung des Tr1-Transformators anlöten. Stellen Sie sicher, dass es keine Koronaentladungen gibt. Schalten Sie das Licht im Raum aus und schauen Sie sich den Hochspannungsteil des Geräts an. Erscheinen violette Blitze auf den Stiften der Teile, wird dies als Korona erkannt. Sein unverzichtbarer Begleiter ist der Geruch von Ozon. Maschine ausschalten, Lötstellen prüfen, runden oder neu löten. Die Arbeit am Kopiergerät erfordert besondere Aufmerksamkeit. Hochspannung an sich ist nicht gefährlich. Entscheidend ist die Stärke der Strömung. Wie Sie wissen, ist ein lebensgefährlicher Strom von mehr als 30 μA vorhanden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie versehentlich stromführende Leiter berühren können. Sie erhalten einen fühlbaren Stich eines Entladungsfunkens! Daher empfehlen wir Ihnen, bei allen Lötarbeiten im Stromkreis darauf zu achten, dass das Hochspannungskabel des Multiplikators mit dem geerdeten Anschluss der Wicklung III kurzgeschlossen wird. Alle Lötarbeiten während der Einstellung sollten bei vom Netz getrenntem Gleichrichter durchgeführt werden. Autor: V. Konovalov
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