W poprzednich eksperymentach częściowo już sprawdziłem jak zachowuje się materia w ekstremalnie niskich temperaturach. Ale jaki wpływ taka temperatura ma na zachowanie elementów elektrycznych przez które płynie prąd? W poniższym eksperymencie to sprawdzę.

Niestety do azotu dostęp mam ograniczony, dlatego duży nacisk kładę na oszczędności. Do poniższych eksperymentów zastosuję malutki szklany termos o poj. kilku mililitrów zamocowany w statywie. Do schładzania małych elementów w zupełności wystarczy.

Pierwsza "pod młot" idzie krzemowa dioda półprzewodnikowa. Jak wiemy dioda przewodzi prąd elektryczny w jednym kierunku ale ma w tę stronę też pewną rezystancję, z którą związany jest spadek napięcia. Dla sprawnej diody ten spadek napicia powinien mieścić się w granicach 0,5 - 0,7 V. Pomiaru spadku napięcia dokonam multimetrem z funkcją pomiaru diod.

Po ochłodzeniu wartość spadku napięcia gwałtownie wzrasta i szybko wychodzi poza skalę multimetru, co sygnalizowane jest wyświetleniem znaku "OL". Świadczy to o tym, że rezystancja diody wzrosła. W tej temperaturze zupełnie straciła swoje właściwości i nie nadaje się do pracy u jakimkolwiek układzie elektronicznym. Po ogrzaniu jej rezystancja wraca do poprzedniej wartości.

Przedstawiam kolejnego bohatera naszego eksperymentu - kawałek drutu oporowego ze starego piecyka. Jego rezystancja w temperaturze pokojowej wynosi: 31 omów.

Rezystancja drutu oporowego zmalała do 22 omów. Co prawda materiału nadprzewodzącego nie otrzymaliśmy i nie zarobimy na tym milionów, ale możemy śmiało stwierdzić, że metale wraz ze spadkiem temperatury zmniejszają swój opór elektryczny, w przeciwieństwie do półprzewodników co stwierdziliśmy powyżej.

A teraz pytanie: co się stanie z diodą LED po zanurzeniu w ciekłym azocie ?.

Jeszcze przez chwilę po zanurzeniu trzyma się dzielnie i w miarę jasno świeci.

Po chwili w azocie jej barwa świecenia przechodzi w ciemnożółtą i całkiem gaśnie, dopiero po wyjęciu z azotu i ogrzaniu znów stopniowo zaczyna świecić i w końcu całkowicie odzyskuje swoje właściwości.

Podobnie zachowuje się dioda biała.

W temperaturze -196 ^oC gaśnie całkowicie, ale po ogrzaniu znów stopniowo zaczyna świecić.

Teraz sprawdzę jaki wpływ będzie miało obniżenie temperatury na wyładowanie elektryczne. Po lewej stronie przedstawiłem wyładowanie w powietrzu w temperaturze pokojowej. Źródłem wysokiego napięcia jest samowzbudny generator, wyładowanie jest ciągłe. Napięcie ma wartość ok. 7 kV - przemienne. długość łuku to prawie 2 cm.








Wyładowanie w azocie prowadziłem w ten sposób, że jedną elektrodę zanurzyłem w cieczy na stałe, a drugą był śrubokręt, który podłączony do zasilacza wprowadzałem do azotu.

Pierwszą najbardziej widoczną zmianą charakteru wyładowania była drastyczna zmiana jego długości. W cieczy wyładowanie miało długość już nie 2 cm tylko ok. 3 mm i nie zapalało się z odległości tylko trzeba było zewrzeć elektrody. Nawet w powietrzu wyładowanie było dużo krótsze ok. 6 mm, gdy elektrody były zimne. Przy prowadzeniu wyładowania w cieczy wyczuwalny był charakterystyczny zapach tlenków azotu. Ciekawostką, którą zauważyłem było oddziaływanie magnetyczne, gdy w cieczy zapalił się łuk elektryczny wyraźnie czułem, że na śrubokręt działa siła odpychająca. W powietrzu nie da się czegoś takiego odczuć.