Электроскоп с миллиамперметр-индикатором и неоновым индикатором

Основной рабочей частью электроскопа является электронная лампа (рис. 48). Можно использовать лампу двухвольтовой батарейной серии, например пентод типа 2К2М или 2Ж2М. В анодную цепь лампы включается индикатор: миллиамперметр или микроамперметр любого типа. Хорошие результаты получены нами с микроамперметром М24. Антидинатронная сетка соединена с катодом внутри лампы. Экранная сетка присоединяется к аноду при монтаже. Анодное напряжение снимается с включенного в цепь высокоомного потенциометра R₁ (порядка 0,5— 1,5 Мом), а не непосредственно с выводов источника анодного тока.

Для питания анода была использована батарея типа БАС-60. Можно питать анод и от сети переменного тока через выпрямитель.

В цепь накала ставится переменное сопротивление R₂ — проволочный реостат на 25 ом, с помощью которого подбирается наилучший режим работы лампы.

Сопротивление R₂, кроме того, предохраняет катод лампы от преждевременного выхода из строя. Питание накала пентода осуществляется от одного гальванического элемента с э.д.с., равной 1,5 в.

К управляющей сетке лампы с помощью короткого проводника присоединяется вывод электроскопа — металлический шарик О.

Для шасси берется хороший изолятор, например гетинакс или плексиглас. Можно использовать и сухое дерево.

Надежность в работе прибора и увеличение его чувствительности зависят от:
а) хорошей изоляции вывода управляющей сетки от земли.
б) наличия заземления катода.

На стрелку-указатель миллиамперметра можно наклеить небольшой легкий кружок из цветной бумаги. Это значительно улучшит видимость действия прибора при демонстрации в классе.

Действие прибора основано на управляющих свойствах сетки. При поднесении к шарику О наэлектризованного тела происходит электризация управляющей сетки лампы с помощью электрической индукции, что влечет за собой увеличение или уменьшение анодного тока (в зависимости от знака заряда, возникающего на сетке).

Изменение величины анодного тока отмечается миллиамперметром. Поднесение к выводу электроскопа эбонитовой палочки, предварительно потертой о мех, уменьшает значение анодного тока; поднесение же к шарику О стеклянной палочки, потертой об амальгамированную кожу, увеличивает анодный ток. Это согласуется с теорией.

Электроскоп с неоновым индикатором. В анодной цепи пентода вместо миллиамперметра в качестве индикатора используется неоновая лампа. В остальном — схема и детали те же самые, какие были использованы в электроскопе с миллиамперметр-индикатором. Источник анодного питания должен иметь э.д.с. не менее 85—90 в. (В предыдущем случае — 1,5 в.)

Неоновая лампа может быть применена любого типа. Хорошо работает лампа типа СН-1. Можно использовать маленькую лампу МН-4 или подобные ей.

Применение в данной схеме в качестве индикатора неоновой лампы обусловлено ее особыми свойствами. Известно, что неоновая лампа зажигается при строго определенном значении напряжения на ее электродах (при так называемом потенциале зажигания V₃, который для нее равен приблизительно 80 в). Потенциал гашения неоновой лампы V₂ имеет также вполне определенное значение, причем всегда несколько меньше, чем потенциал зажигания. Примерная вольт-амперная характеристика неоновой лампы приведена на рисунке 49. Зная особенности данной лампы, нетрудно уяснить действие прибора.

Если поднести к шарику электроскопа О положительно заряженное тело, то увеличится разность потенциалов на электродах неоновой лампы, и, если до этого разность потенциалов была несколько ниже потенциала зажигания V₃, лампа вспыхнет и будет светиться. Необходимая разность потенциалов перед электризацией тела подбирается с помощью потенциометра R₁. Если удалить от шарика положительно наэлектризованное тело, то лампа погаснет.

Отрицательный заряд на теле, поднесенном к шарику О, можно обнаружить так. С помощью потенциометра R₁ предварительно подбирают напряжение на электродах неоновой лампы таким, чтобы оно было несколько больше ее потенциала зажигания V₃. Если после этого поднести к шарику отрицательно заряженное тело, то лампа погаснет. При удалении от шарика тела, заряженного отрицательно, лампа вновь зажжется.

Описанный прибор отличается высокой чувствительностью. Например, тщательно подготовленный прибор сигнализирует о появлении наэлектризованного тела на расстоянии в несколько метров.

Оба описанных выше варианта электроскопа можно совместить, составив одну схему его с соответствующим переключателем.