Читать «Юный техник, 2008 № 01» онлайн - страница 32

А. ВАРГИН

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Плывут по небу облака

Всем хорошо известно, что планета Земля обладает магнитным полем, которое легко обнаружить обычным компасом. Но у Земли есть еще и электрическое поле, направленное сверху вниз, от ионосферы, заряженной положительно, к поверхности, заряженной отрицательно. Ионосфера проводит электричество, поскольку в ней много свободных электронов и ионов, создаваемых солнечным излучении ем, космическими лучами и другими факторами.

Земля тоже неплохой проводник, а вот воздух над ее поверхностью — диэлектрик. Таким образом, мы живем как бы между обкладками большого сферического конденсатора размером во весь Земной шар, заряженного до разности потенциалов более 300 000 В.

У поверхности Земли есть небольшой ионный ток, направленный сверху вниз. Его плотность, измеренная чувствительными приборами, составляет несколько пикоампер на квадратный метр. По всей же поверхности Земли этот ток достигает тысяч ампер. Современной науке еще не совсем ясны механизмы генерации атмосферного электричества: по одной из теорий отрицательный заряд к Земле переносят молнии, ведь в каждый момент на Земле бушует около двух тысяч гроз. Перед грозой и в других случаях активной электризации в атмосфере напряженность поля сильно возрастает.

На рисунке 1 условно показана электрическая цепь циркуляции зарядов в нижних слоях атмосферы.

Рис. 1

Видно, что под облаками поле даже меняет направление, поскольку нижняя часть облака заряжена отрицательно.

Исследователь атмосферного электричества И. М. Имянитов пишет: «При высоких значениях электрического поля у земной поверхности порядка 500…1000 В/м начинается электрический разряд с острых вытянутых предметов (травы, деревьев, мачт, труб и т. д.), который иногда становится видимым (т. н. огни св. Эльма, особенно яркие в горах и на море). Возникающие при метелях, ливнях и особенно грозах токи коронирования способствуют обмену зарядами между Землей и атмосферой».

Простой электрометр, который мы советуем собрать, позволяет провести массу интересных наблюдений и обнаруживать медленно изменяющиеся электрические поля не только от грозовых облаков за окном, но даже от наэлектризованной расчески, перемещаемой по комнате.

Основа прибора — полевой транзистор КП303Г, специально предназначенный для электрометрических устройств, но можно использовать транзисторы этого типа и с другим буквенным индексом и даже полевые транзисторы других типов. Устройство собрано в пластиковой банке из-под продуктов, антенной служит металлическая крышка, например, от круглой коробки конфет, как видно на рисунке 2.

Рис. 2

В боковой стенке банки вырезано отверстие под измерительную головку — микроамперметр на 100 мкА. Вполне подойдут и иные головки, например, от индикатора уровня записи старого магнитофона. На другие боковые стенки корпуса выведены выключатель питания (любого типа), кнопка для «обнуления» показаний, ручка потенциометра установки нуля, а также заземляющий винт или клемма, к которой надо прикасаться пальцем, держа корпус в руках. Схема прибора показана на рисунке 3.