Esperimento 2 - Elettroscopio elettronico

Adesso veniamo alla costruzione di un eletroscopio elettronico: non vi preoccupate tutto ciò che ci serve lo si può reperire ad un negozio di elettronica per un totale di max 10€. La lista dei componenti è brevissima e non servono particolari abilità: comunque, anche se bisogna saper saldare i pezzi io dico che tutto questo può essere un buono spunto per cominciare a muoversi per qualcosa di più impegnativo e poi...si sbaglia e si riprova.

Del precedente esperimento non ho fatto le foto anche perchè frequentavo le scuole medie e allora non avevo la possibilità di "riprendere" quei momenti. Di questa nuova esperienza, invece, conservo foto e qualche filmatino fatto con la web-cam del mio pc.


Ingredienti

Dunque, gli "ingredienti" sono i seguenti:

1. 1 batteria da 9 volt;
2. 1 FET (field effect transistor) BF245C;
3. 1 Led (light emitting diode) rosso;
4. 1 resistenza da 1 MegaOhm da 1/4 di Watt;
5. un pò di cavetti elettrici da max 1.5 mm (anche meno se si può);
6. una basetta millefori.


Montaggio

Proseguirò spiegandovi come ho condotto e creato io stesso questo strumento con le relative foto per capire meglio i passaggi.
Anzitutto si prende la basetta millefori e si sistemano i componenti inserendo i rispettivi cavetti nei fori in modo che non siano troppo lontani da non poter essere saldati nella parte inferiore oppure essere almeno collegati. Io ho scelto la strada della saldatura a stagno. Dunque, una volta sistemati e collegati (in questo caso è meglio metterli in fila, fidatevi, potrete sfruttare lo spazio a disposizione e districarvi meglio):





Per quanto riguarda la batteria da 9 volt... beh... io non ne avevo una a portata di mano così ho "ottenuto" un prototipo di pila a 9 volt riadattando un alimentatore la cui fine sarebbe stata... il cestino dell'immondizia! Ma, se siete arrivati a leggere fino a questo punto, allora sarete daccordo con me che sarebbe stato un peccato non provare a dar nuova vita a quell'alimentatore (almeno a provarci). Così preso l'alimentatore, il mio è un alimentatore universale che si compra in qualsiasi negozio di elettronica per 5€ tipo questo qui:


Ovviamente, essendo universale, bisogna settarlo esattamente ai 9 volts come richiesto dalla nostra ricetta. Occorre ricordarsi che esiste un'altra levetta (oltre a quella del settaggio della tensione in uscita) che ci indica la polarità dei fili che trasportano la tensione. E' fondamentale anche questo passaggio in quanto un'inversione delle polarità ci darà risultati non corretti.

La parte più difficile è quella di riuscire a connettere in modo esatto tutti gli elementi. Anzitutto però, occorre dare un'occhiata al transistor, il nostr FET BF245C (per avere maggiori chiarezza si può visitare il data sheet a questo link http://www.datasheetcatalog.net/it/datasheets_pdf/B/F/2/4/BF245.shtml ) eccolo qui:


Visto in questa posizione i piedini di questo elemento elettronico hanno un nome proprio: il primo piedino è chiamato Gate, il secondo Source ed il terzo Drain.
Dunque, occorre collegare al Gate la resistenza da 1 MOhm, al Source il polo positivo della batteria (o dell'alimentatore) e al Drain il piedino del Led che si trova sulla parte circolare del Led stesso. A questo punto occorre fare chiarezza anche sul Led: questo elemento si presenta a forma di campana ed ha un parte della superficie laterale che è curva ed una parte piana così come viene illustrata qui:


Notate che un piedino del Led si trova vicino a quella piccola sporgenza: quella è la parte piana. Bene il piedino che si trova vicino alla parte piana lo possiamo collegare al polo positivo della batteria (o alimentatore).
...finito!!!


Prove sperimentali
Una volta che è stato montato tutto quanto si vedrà il Led acceso perchè scorrono cariche tra il Source ed il Drain.

Per effettuare le nostre prove sperimentali occorrerà "dotarsi" di una pera biro. La mitica penna biro che per le prove sulle cariche elettrostatiche è sempre utile. Sfreghiamo il contenitore di plastica su di un maglione in modo da caricarla negativamente:



fatto ciò si può avvicinare la penna alla resistenza e si vedrà spegnersi il Led man mano che si avvicina la penna ad esso e "riaccendersi" appena la allontaniamo. Quello che abbiamo creato è un dispositivo sensibile alla presenza delle cariche:





Spiegazione del fenomeno

Voi direte: a quiali cariche è sensibile? Beh... a quelle negative di sicuro e lo abbiamo notato... ma anche a quelle positive! Come provarlo? Bene... partiamo dall'inizio: tra il Source ed il Drain scorrono cariche e quindi il Led è acceso; appena avvicino un corpo carico negativamente il Gate ne risente di questo e blocca lo scorrere di tali cariche spegnando di conseguenza anche il Led.
Se allontaniamo il corpo carico negaivamente il Led ritornerà a splendere.

Ora se avviciniamo alla resistenza un corpo carico positivamente dapprima il Led comincerà a brillare maggiormente e non appena allontaniamo il corpo positivo il Led si spegnerà. Per poterlo "riaccendere" occorre cambiare le cariche nel suo "intorno" (questo perchè il FET ha un effetto memoria nella sua giunzione). Quindi occorre strofinare di nuovo la biro per caricarla negativamente e avvicinarla all'"antenna" (la resistenza da un MOhm) e vedremo riaccendersi il Led.


Divertimento

Quando costruì questo circuito e vidi che funzionava alla grande ne rimasi così felice che ce l'ho ancora conservato intatto (un giorno lo smantellerò... magari lo mostrerò un pò in giro... eh eh ... ne sono orgoglioso! ;-) ). Per me è stato entusiasmante poter creare un oggetto che potesse "misurare" o comunque segnalare la presenza di cariche elettrostatiche nell'ambiente... ho trovato anche un modo per divertirmi (oltre il divertimento di costruirlo!): davanti ad alcune persone mi sono improvvisato "illussionista", "caricata" la mia biro mi sono mosso a tempo di maestro d'orchestra sul dispositivo e questo mi seguiva nelle movenze... modulando la sua luce... magia dell'elettronica!


I Video