Члены кружка могут электрифицировать некоторые свои модели, пользуясь батарейками для карманного фонаря. С помощью батарей можно, например, осветить сцену настольного театра, зажечь лампочки в фарах модели автомобиля, сделать модель светофора. (Указанные модели описаны в этой книге.)
В бумажном футлярчике батареи заключены три сухих гальванических элемента, соединенных последовательно. Электродвижущая сила одного элемента равна 1,4—1,6 вольта, а всей батареи — 4,6 вольта. Напряжение тока от батареи получается несколько меньше, но оно вполне достаточное, чтобы накалять лампочку карманного фонаря, рассчитанную на 3,5 вольта. Емкость батареи равна 0,5 ампер-часа.
Эти показатели относятся к свежей, только что изготовленной батарее. С течением времени, если батарейкой даже не пользуются, ее емкость, электродвижущая сила и напряжение падают. Лампочка начинает гореть тускло, а когда напряжение становится меньше 2,5 вольта, совсем не горит. Батарея считается разряженной. Срок сохранности каждой батарейки установлен в 6 месяцев. Определить пригодность ее можно по дате изготовления, которая всегда проставляется на бумажной обклейке.
Вверху батарейки имеются две металлические полоски — контакты. Под короткой полоской на бумажной обклейке стоит знак плюс; эта полоска соединяется с положительным электродом (угольной палочкой) крайнего элемента. Более длинная полоска помечена знаком минус; она соединена с отрицательным электродом (цинковым цилиндриком) другого крайнего элемента. Если соединить оба контакта проводом, то по нему пойдет ток. Лампочка, присоединенная к проводу, загорится.
Чтобы установить на какой-нибудь модели лампочку от карманного фонаря, необходимо сделать для нее патрон. Самодельные патроны изготовляют разными способами.
Патрон можно согнуть из жести или листовой латуни по форме, изображенной на рисунке 60 (5А). Кольцо патрона разрезанное, что дает возможность туго зажать в нем цоколь лампочки. Отогнутый конец полоски жести привинчивают шурупами к дощечке. К этому концу присоединяют один провод, идущий к батарейке. Вторую изогнутую полоску жести привинчивают к дощечке так, чтобы верхний конец ее упирался в конец цоколя лампочки. От этой полоски идет к батарейке другой провод.
Можно сделать патрон иначе (смотрите рисунок 60 (5Б). Толстую медную проволочку наматывают на цоколь лампочки по резьбе. Конец проволоки, согнув его колечком, прикрепляют шурупом к дощечке. Здесь же закрепляют согнутую полоску жести так, чтобы в нее упирался конец цоколя лампочки. В такой патрон лампочку удобно ввертывать. Дощечки патронов желательно покрыть олифой и хорошо просушить.
И тот и другой патроны имеют, как и батарейка, по два контакта. Их соединяют с контактами батарейки двумя тонкими проводами. Какой из двух проводов присоединить к контакту со знаком плюс — безразлично.
Для соединения берут так называемый звонковый или другой тонкий провод диаметром приблизительно 0,5 миллиметра (но не больше 0,8 миллиметра). Провод может быть оголенный или в изоляции. Если провод где-нибудь, кроме контактов, соприкасается с металлическими частями модели или с сырыми местами (например, в плавающих моделях), то он обязательно должен быть изолированный. Изоляция проводов бывает различная: одинарная хлопчатобумажная (провод марки «ПБО»), двойная хлопчатобумажная (марка «ПБД», в такой изоляции делается звонковый провод), шелковая одинарная или двойная («ПШО» и «ПШД»), эмалевая («ПЭ»), хлорвиниловая («ПМВ») и другие. Все эти провода пригодны для соединений.
Концы проводов, присоединяемые к контактам патрона и батарейки, зачищают от изоляции. Различные способы присоединений изображены на рисунке 60 (6). К контактам батарейки провода можно просто туго прикрутить. Но самый надежный способ соединения — припаять провода к контактам. Можно их припаять и к лампочке без патрона: один провод припаивают к резьбе, а другой — к концу цоколя. Изоляционная лента для обмотки соединений не нужна.
Рис. 60. Использование батарейки для карманного фонаря:
1 — устройство батарейки; 2 — последовательное соединение батареек; 3 — последовательное соединение лампочек; 4 — параллельное соединение лампочек; 5 — самодельные патроны для лампочек от карманного фонаря (А — из жести, Б — из медной проволоки); 6 — различные способы присоединения проводов к контактам; 7 — самодельный выключатель из полосок латуни или жести; 8 — выключатель-рубильник из старого циркуля.
Во всех случаях провода, соединяющие лампочку с батарейкой, стремятся проложить по кратчайшему пути, сделать как можно короче. Длинный провод имеет большое сопротивление и вызывает лишний расход энергии.
Чтобы удобнее было включать и выключать лампочку, к одному из проводов можно присоединить самодельный выключатель. Самый простой выключатель делают из полосок латуни или жести. На дощечке укрепляют два зажима, к которым присоединены концы разрезанного провода. В одном зажиме закреплен рычажок, который можно отводить в сторону. На свободном конце рычажка прибита деревянная ручка.
Из ножки старого циркуля для карандаша («козья ножка») можно сделать удобный выключатель — рубильник. Оба выключателя изображены на рисунке 60 (7 и 8).
При всех соединениях проводов и контактов требуется обеспечить выполнение двух условий.
Во-первых, провода и контакты в местах соединения должны быть зачищены до блеска.
Во-вторых, соединения должны быть как можно более тугими. Цоколь лампочки туго прижимают к патрону, провод — к контакту, рычажок выключателя — к зажиму. Рычажок слегка отгибают кверху, чтобы он пружинил. Чем лучше прижаты соединенные концы друг к другу, тем надежнее соединение, электрическая цепь будет действовать бесперебойно.
Следует предупредить членов кружка, что самодельные зажимы (клеммы), выключатели и патроны применяются только в проводке от батарейки карманного фонаря. Пользоваться ими при работе с обычными лампочками и проводами осветительной сети нельзя.
От батарейки карманного фонаря горит одна лампочка, рассчитанная на напряжение в 3,5 вольта и силу тока от 0,15 до 0,28 ампера. Но от двух батареек можно включить две такие лампочки или одну так называемую автомобильную лампочку, рассчитанную на напряжение в 6 вольт. Для этого батарейки соединяют последовательно: контакт со знаком плюс одной батарейки присоединяют к контакту со знаком минус другой батарейки. Провода, ведущие к лампочкам, присоединяют к оставшимся свободными крайним контактам.
Так можно соединять и три и больше батареек. При последовательном соединении напряжение тока увеличивается: оно равно сумме напряжений всех соединенных батареек. Сила же тока остается прежней.
Лампочки к соединенным батарейкам можно присоединять двумя способами: последовательно и параллельно.
При последовательном соединении лампочки присоединяют к одному проводу. Если одна из лампочек перегорит или ее выкрутят из патрона, то погаснут и остальные лампочки, так как электрическая цепь окажется разорванной. Включать и выключать надо сразу все лампочки. Так соединяют лампы, например, в трамвае.
При параллельном соединении каждую лампочку присоединяют к обоим проводам. Если выключить одну лампочку, то другие будут продолжать гореть. Так включают лампы, например, в квартирах.
Работа с током от батареек карманного фонаря безопасна.
Если юные техники заинтересуются этой работой, то на занятиях кружка можно собрать ряд моделей и провести различные опыты, использовав «Электроконструктор № 1» (московского завода «Физэлектроприбор»).