Elektrická pole se nacházejí prakticky všude kolem nás. Celá naše zeměkoule je vlastně jediný obrovský kulový kondenzátor. Na svém povrchu nese záporný náboj a intenzita elektrického pole za klidného bezbouřkového stavu je okolo 100 V / 1 m.
Několik tisíc voltů
Kdybychom mohli zviditelnit rozložení nábojů, byl by to nesporně zajímavý pohled. Intenzita elektrického pole se zvyšuje v oblastech s vyšší koncentrací vodních par a také poblíž zahrocených a špičatých předmětů. Například v blízkosti větví jehličnatého stromu může elektrické napětí vůči zemi dosáhnout několika tisíc voltů. Výrobou nových umělých materiálů člověk významně přispěl k tvorbě elektrických nábojů. Stačí se projít po linoleu nebo se učesat běžným hřebenem. Automobilisté jistě už dostali nepříjemnou elektrickou ránu při vystupování z automobilu a v domácnosti často zažijeme totéž při pouhém oblékání.
Detekce elektrických polí
Každý jistě viděl při hodinách fyziky pokusy se zavěšenými bezovými kuličkami a stéblovými elektroskopy. Elektrická pole však můžeme zjišťovat i elektronicky. V podstatě jde o zesílení nepatrného signálu vyvolaného ve vhodné anténě elektrickým polem, ke kterému se přiblížíme. Nepůjde nám o přesné měření, ale naším velmi jednoduchým zařízením zjistíme přítomnost statických i střídavých elektrických polí. Schéma zapojení indikátoru je na obrázku 1. Schéma zapojení indikátoru je na obr. 1
Jak to funguje
Funkce zařízení je zřejmá ze schématu. Kladný náboj na anténě 1 rozsvítí po zesílení řetězcem tranzistorů T1, T2 a T3 červenou svítivou diodu D1. Záporný náboj obdobně rozsvítí zelenou LED diodu D2. Antény jsou vyrobeny z neizolovaného měděného drátu o průměru okolo 1 mm a délce alespoň 10 cm. Pokud je elektrické pole střídavé (např. okolí spotřebiče zapnutého do zásuvky), rozsvítí se pochopitelně obě diody. Zařízení je umístěno na plošném spoji podle nákresu na obr. 2.
Experimenty
Při experimentování se zařízením zjistíme, že my sami indikaci jako nositelé nábojů velmi ovlivňujeme. Pokud bychom chtěli indikovat elektrická pole proti nulovému potenciálu zemského povrchu, musíme spojit záporný pól baterie s vodovodním potrubím nebo s povrchem kovového topného tělesa ústředního vytápění.
Využití indikátoru
Na zařízení není nutné nic nastavovat a při pozorné montáži bude pracovat okamžitě po připojení konektoru baterie. Baterii pro větší pohodlí připevníme k materiálu plošného spoje lepicí páskou nebo samolepicím suchým zipem. Případné umístění celého zařízení do krabičky je sice možné, ale vstupy antén by musely být dokonale izolovány. Nejlépe vyhoví krabička kovová, jejíž materiál bude vodivě spojen se záporným pólem baterie. Se zařízením můžeme zmapovat rozložení nábojů v místnosti nebo si ho vzít do přírody. Nějaký elektrický náboj najdeme téměř všude.
Rozpis součástek
rezistory R1, R3 - 8M2 R4, R5 - 1k2 tranzistory T1, T2, T3 - BC546 (BC547, BC548) T4, T5, T6 - BC558 (BC557, BC559) LED diody D1 - červená LED, 3 mm D2 - zelená LED, 3 mm ostatní anténa 1 a 2 - drát Cu, průměr okolo 1 mm baterie 9 V, konektor pro připojení baterie, izolační lepicí páska
