CATtest2012 — Universums Historia

UNIVERSUMS HISTORIA | ESLT | 2012V7 a BellDHARMA production | Senast uppdaterade version: 2016-01-07 · Universums Historia

innehåll denna sida · webbSÖK äMNESORD på denna sida Ctrl+F · sök ämnesord överallt i SAKREGISTER · förteckning över alla webbsidor

BILDKÄLLA: Författarens arkiv · 9Aug2012 E22 Bild65 • Nikon D90 · Detalj

BF254CKopplingsBild — JFET-sensorn — med uppslag från olika webbkällor [JFETkopplingenWebben]

ELEKTROSTATMÄTAREN — JFET-sensorn — ElektroStatisk LaddningsTestare [ESLT]

Högkänslig Elektrostatisk Laddningstestare — Nch JFET BF245C 1Nov2012

———————————————————————————————————————————————————————————

ELEKTROSTATMÄTAREN — Med separat 9V batterispänning — stabil och kompakt konstruktion för 9V-batteriet — inkluderat med batteriströmbrytare

Huvuddetaljen JFET BF 245C	Det enkla kopplingsschemat

BILDKÄLLA: Författarens arkiv BILD30 1Nov2012 · Nikon D90

Huvuddetaljen JFET BF245C med inbäddad GateAnslutning för skärmad konstruktion — Se Huvudkonstruktionen.

ÄVENTYRET

INNAN SKÄRMGLAPPET UPPTÄCKTES

Alla experiment görs med handskar av skinn eller plast (billiga, bra, tajta skydds/montagehandskar finns bl.a. på JÄRNIA) — för att eliminera/minimera extra personlig inverkan/förmedling av statisk elektricitet

Observera också inverkan av nätspänningens variationer (50 Hz):

— Beröring av JFET-Gaten med (t.ex.) en metalltråd (eller metallmassa) — eller testa bara med fingret (utan handskar) — är detsamma som att koppla ihop JFET-Gaten med en SVÄNGANDE ANTENNKRETS: Laddningar matas in-ut på nätfrekvsensens 50 Hz; Speciella mätuppkopplingar [redovisas inte här] visar hur man på det sättet kan »putta upp» (eller sänka ner) spänningen på en högresistivt kopplad kondensator (grovt i steg mellan 0V5-4V0).

— För utvärderingen av de olika möjliga induktionsresultaten via BF245-kopplingarna, måste denna detalj tas med i beräkningarna (annars får man galna förklaringsbeskrivningar).

Resultat av De Första Preliminära Utvärderingarna

(1Nov2012)

Test med SKÄRMAD LEDARE (1 M):

— Ingen reaktion:

Förklaring:

— Den avgörande INDUKTIONSRÖRELSEN i JFET-gate- ledaren som triggar JFET-transistorns gate-kondensator för upp eller urladdning åstadkommer en motsvarande induktion i den omkringliggande GND-ledaren; JFET-gateLedens induktionsström genererar en lika stor motriktad JFET-Source-LedInduktionsström: ingenting händer.

Test med långa enkelledare:

— Lysdioden blinkar, stänger av, slår på, i en till synes kaotisk oreda:

— KLÄMMER MAN på (isoleringen på) olika avsnitt av ledaren inträffar samma:

— Ledningen förlänger/förstorar JFET-Gaten och gör den motsvarande känslig för variationer:

— Om man väntar tills Gate-kopplingen stabiliseras (flera minuter: väntetiden ökar med ökande ledningsländ) — tills lysdioden lyser för fullt — verkar normal känslighet:

— En extra stor ledarmassa i slutänden (en vanligt bobbin isolerad transformatortråd i testet) visar i stort samma (eller större) känslighet som för den enkla korta JFET-GateAntennen i JFET-transistorns omedelbara närhet.

— Separat test med mindre luftlindad spole ger (ungefär) samma resultat som via den separata bobbinen.

Ändresultatet pekar i vilket fall på att mest effektiva JFET-GateAntennen är den som ligger NÄRMAST JFET-gaten (och på minsta möjliga extramassa).

— Denna fenomenform (senare test) verkar ansluta till NÄTFREKVENSEN INVERKAN: Alltså INTE (explicit) närvaro av elektrostatisk laddning, utan snarare en rent ledningsinduktiv (antenn-) verkan; nätbrummet »sänder», JFET-Gaten tar emot.

Test (4Nov2012) med en isolerad enkelledare (starkström) virad ett antal varv (vita tråden 5 vrv på Ø13cM) visar ÖPPEN ytterst ringa verkan. Sluts slingan i ändarna, går lysdioden ner på noll om slingan närmas GateAntennen.

— Det (FÖREFALLER som att det) BEVISAR spol = induktionsfenomenets del i saken i koppling till nätbrummet på 50 Hz.

— Vi måste, säkert, VETA dessa fenomendetaljer för att SÄKERT kunna fastställa den rent elektrostatiska fenomendelens del i saken.

BILDKÄLLA: Författarens arkiv SlinganBILD2/3 5Nov2012 · Nikon D90 · Av BellDHARMA för UniversumsHistoria.

Funktion: Testobjekt till JFET-probens GateAntenn — krävande resultat:

Upprepat som ovan (5Nov2012):

— Efter borttagning av det svarta sammetstyget från experimentbordet (huruvida DETTA spelar in är ännu inte känt):

— Det spelar ingen roll om slingan är öppen eller sluten i ändarna: lysdioden slocknar i vilket fall; visarutslaget av samma typ, ingen märkbar skillnad;

— Lysdioden slocknar oberoende av RIKTNINGEN som slingan förs in mot JFET-GateAntennen; det är, tydligen, själva slingans massring som räknas; Med probantennen i mitten och slingan i drag uppåt-neråt visas en högst marginell ändring (tiondels volt från toppläget 5V).

;

— Jag skriver detta (ovan 5Nov), går tillbaka till experimentbordet med den sist lämnade slingan ÖPPEN, gör om testet igen: ingen reaktion (bara runt tiondels volt från toppläget 5V):

— Efter att slingan åter slutits: fullt utslag, lysdioden slocknar. Wao.

— Den här typen av experimentella resultat kan, tydligen, göra en (milt sagt) galen: ingenting verkar stämma; För varje resultatbeskrivning, och ett nytt Verifikationstest, demoleras föregående resultat och rena omvändningen inträffar.

Verkligen Intressant.

Det föregående underlaget (svart sammet) spelar tydligen INTE huvudrollen i dramat). Spännande.

Avgjort (5Nov2012 16:15):

— Efter spolning med kranvatten över slingan försvann utslaget.

Den elektrostatiska laddningen spelar oss spratt

— Det är alltså, tydligen, den elektrostatiska laddningen som HELA TIDEN »spelar oss spratt»: man TAR i slingan, med eller utan isolerande mellanlägg, och det ARBETET i materialkontakterna GENERERAR ELEKTROSTATISK ÖVERFÖRING. JFET-kopplingen (med mätinstrumentets visning för spänningen över 1K-resistorn) känner av det. Alldeles tydligt.

— NÄTBRUMMET skulle därmed ha en högst marginell inverkan — tvärt emot vad som från början antogs.

— Att det sedan, dessutom, finns en metall innanför plasthöljet, komplicerar (möjligen) saken ytterligare genom att olika influensområden kan uppkomma i laddningsfördelningen (ledningselektroner i metallen kontra elektrostatiska dito i isoleringen). Om detta VET vi här dock strängt taget intet, endast antydningar finns.

— TEST MED MÄSSINGSBRICKAN — slingans plastisolation får glida utmed brickan i några rörelser — visar att JFET-probens rörelse i brickans närhet får lysdioden att slockna.

— Men det är — som från föregående — inget ENTYDIGT resultat av någon »elektrostatisk överföring» av REDAN EXISTERANDE ELEKTROSTATISKA laddningar mellan slingisolationsmaterialet och metallbrickan, utan HUVUDSAKLIGEN, som det får förstås, ett resultat av ARBETET i materialkontakten explicit. (Testet med neutraliserad plexiplatta [HUVUDUPPGIFTEN] och sedan lätt materialkontakt med metallbrickan, vilket visade utslag för denna).

Det är ÖKNING eller MINSKNING av ELEKTROSTATISKA fältstyrkan som bestämmer funktionen:

— Om ElektrostatKällan eller SensorJFET:en positionsändras går (enligt grovt översiktliga, uppskattade testresultat) på ett ut: Lysdioden uppvisar samma flämtningar i vilket fall om man flyttar ElektroStatKällan eller JFET:en (eller spolen i enkelledarens ände);

Sambandsformerna

(för energin som används/omsätts via induktionsrörelsen) är

E = UQ ; grundsambanden från FYSIKENS ALLMÄNNA FÖRKLARING

U = TI/C = Q/C; I=Q/T; Q=IT ;

E = UQ

= (Q/C)Q

= Q²/C ;

C = ε(A/d) ; kondensatorlagen

= Q/U ;

Teoretisk förklaring:

— Minskar avståndet mellan ElektroStatKällan och JFET:en, ökar kapacitansen (C) i induktionshändelsen;

Ökar avståndet mellan ElektroStatKällan och JFET:en, minskar kapacitansen (C) i induktionshändelsen;

— Beroende på om ElektroStatKällan är i överskott (ePLUS) eller underskott (eMINUS) på elektroner medför kapacitansändringen ett motsvarande till eller frånflöde av elektronladdningar (e) i JFET-Gaten som släcker lysdioden (Gatespänningen dras ner — Gatekondensatorn laddas ur) eller tänder lysdioden (Gatespänningen lyfts upp — Gatekondensatorn laddas upp).

För given ElektroStatKällas elektronmängd, avtar lysdiodens reaktivitet (blir allt svagare med) induktionsrörelsen med avståndet till JFET-GateAntennen.

TESTET MED DET ENDA PENSELDRAGET ÖVER PLEXIPLATTANS ENA YTTERSTA HÖRN bevisar JFET-kretsens (milt sagt oerhörda) känslighet.

EfterOmbyggnaden 4Nov2012 — Test med Mässingsbrickan

BF254-Proben (3Nov2012):

BILDKÄLLA: Författarens arkiv · BFprep 4Okt2012 Bild 14;24 · Nikon D90

Vänster: hela anordningen (Mera utförligt i ESM4Nov2012). Höger: 10 mM mässingsbrickan upphängd i sytråd (DIMmM: iØ10,5;yØ21,0;t1,9).

MÄSSINGSBRICKAN används för att testa laddningsöverföring från plexiplattan till metall. Se BildFigurerna 0-5.

Test med 10 mM mässingsbricka upphängd i sytråd:

TestProcedur

— Först den sedvanliga proceduren (se BildFigurerna nedan till texten):

0. Alla moment görs med handskar — för att minimera inverkan av separat laddningsöverföring;

1. Spolning av plexiplattan i kranvatten för att avlägsna/neutralisera all överflödig elektrisk laddning;

2. Avstrykning av vattnet mot en fuktad wettexduk som hänger över ribban mellan diskhoarna;

3. Kontroll: JFET-transistorn ska inte reagera = ingen närvarande elektrostatisk laddning (5V över 1K-resistorn);

OM utslag görs, spola igen (MERA NOGA) — upprepa tills nollutslag.

4. PenselStrykning MED ETT ENDA LÄTT DRAG mot plexiplattans yttersta hörn (1-2cM) med lufttorkad akvarellpensel — friktionen lösgör tillräcklig elektronmängd för att JFET-transistorn ska reagera;

5. Kontroll: Plexiplattans varierande avstånd till JFET-gatens antenn får lysdioden att flämta/slockna/tända/variera.

BildFigurerna05 — efter TestProceduren — PENSELDRAGET

BILDKÄLLA: Författarens arkiv · BFprep 4Okt2012 Bild 1;7;8;26 · Nikon D90

BildFigur3: Lysdioden placerad så att den reflekteras i höljet till visarinstrumentet; 3V ligger över lysdioden, 5 V ligger över 1K-motståndet, 1V över JFET-transistorn om ingen effekt från förflyttning av närvarande elektrostatiska laddningar finns. Jämför bildsekvens i BildFigur5.

BILDKÄLLA: Författarens arkiv · BFprep 4Okt2012 Bild 11;27;28;29;30 · Nikon D90

BildFigur5: Fotograferat i sekvens efter att JFET-proben hastigt dragits förbi en i sytråd frihängande mässingsbricka [Mässingsbrickan] som vidrörts av plexiplattan (överföring av laddningsbilden från plexiplattan till metallen).

— Sekvensen visar hur, och när, lysdioden börjar tändas (vid ca U[R]0V2motsv.0,2mA). TIDEN från nolläget åter till 5V-läget (FigurBild3 ovan) tog flera minuter.

Lysdioden i JFET.sensorn placerad så att den syns reflekterande i instrumentglaset.

Mätinstrumentet mäter spänningen över 1K-resistorn [Kopplingen] — 5V fullt utslag med nollverkan på JFET-tansistorn, analogt 5mA kretsström.

Se även i OBSERVERADE PREFERENSER — olika »fullt utslag» visas beroende på VAR man för tillfället placerar JFET-sensorn.

Huvuduppgiften — EfterOmbyggnaden

Sedan huvuduppgiften — överföring av elektrostatisk laddning till metall:

— Kan man få fram SÄKRA mätvärden (om alls något) för en EVENTUELL överföring av påvisad, närvarande, elektrostatisk laddning till metall?

— Svar avgjort ja.

— Efter beröring med hörnet på plexiplattan (det får ligga an, jämnt mot metallbrickans planyta, en stund [brickans studsar emot mjukt minimalt]) med efterföljande förflyttning av JFET-proben i brickans närhet, visade sig den fotograferade sekvensen ovan i BildFigur5:

— Lysdioden inte bara slocknade hela vägen, utan SÅ mycket hela vägen att det tog flera minuter innan JFET-transistorns Gatekondensator laddades upp (via läckströmmen från Drain/Source) och lysdioden lyste för fullt igen.

Efter visst uppehåll — flera timmar — visade rörelser med JFET-proben i mässingsbrickans närhet ingen som helst reaktion. Inte ett liv:

— Metallen (återlämnar e–) återställer tydligen balansen i samverkan med luftens atomer, så att nettoeffekten i tidens längd blir att alla elektronöverskott/underskott tenderar att utjämnas.

Vid upprepad testprocedur, punkterna 1-5, med efterföljande upprepad överföring mellan plexiplattans hörn och mässingsbrickan

(denna måste, tydligen, få GLIDA [helt löst] något mot plexiplattan för att få över HELA, eller möjligen YTTERLIGARE)

gjordes en tidmätning:

— 2 minuter (plus 5 sekunder) för mätinstrumentet att återta nivån 4V8 från 0V efter ett probdrag nära mässingsbrickan.

JFET-gatens probspets här monterad på en fast ASSISTENT (krokodilklämmor på armar på järnfot [finns bl.a. på Clas Ohlson]) — enkelt vridbar, flyttbar [vi får räkna med ev. äventyr på grund av den friktion som också sammanhänger med den rörelsen …]

Separat test med laddningsneutralisering av brickan och plexiplattan, genom samma typ av beröring (lätt glidande beröring) visar:

— Nära samma. Lysdioden slocknar efter drag (avståndsökning) med JFET-proben nära metallbrickan.

DET ÄR ALLTSÅ INTE FRÅGA OM NÅGON ÖVERFÖRING AV LADDNINGAR FRÅN PENSELSTRYKNINGEN utan, tydligen, om en SEPARAT överföring av laddningen mellan metallbrickan och plexiplattan (elektronerna som frigörs via friktionen i kontakten plexi-metall).

Det var upplysande.

— Och samtidigt nedslående: Vi skulle, just, vilja ha DEN fenomenformen undersökt.

— Och samtidigt just den funktionen i syntes:

elektronöverskott — STATISK ELEKTRICITET INUTI — i en metall (elektronisk krets) kan, visst, detekteras

Allt ARBETE (värmebildning genom friktion) som utförs mellan två material frigör samtidigt en större eller mindre mängd elektroner: dessa, eller deras frånvaro, påvisas som elektrostatisk laddning:

— Det är INTE möjligt att överföra elektrostatisk laddning mellan två material UTAN att samtidigt — via ARBETET I DEN ÖVERFÖRANDE IHOPKOPPLINGEN, överföringsmomentet — överföra SEPARAT laddningsmängd, JUST via ARBETET för förbindningen.

Utan avancerad — ytterst känslig — mätutrustning är [eller FÖREFALLER] ovanstående (för djupanalysen oerhört viktiga) slutsats i princip omöjlig att påvisa.

JFETproben — se särskild del i Mätproben

ElektroStatMätaren Nch JFET BF245C — Efter ombyggnaden 4Nov2012 — JFET-transistorn utflyttad som PROB

FÖR MAXIMALT FLEXIBEL MÄTNING INOM MAXIMALT SMÅ OMRÅDEN — den till synes ytterst omständliga konstruktionen för den uppenbart enkla elektroniska komponentkretsen:

BILDKÄLLA: Författarens arkiv · Nikon D90

Beskrivning:

Efter flera inledande mätförsök visade det sig att bästa lösningen för mätanalys skulle vara att flytta ut JFET-transistorn från AluminiumLådan till en separat skärmad mätprob med transistorns GateAntenn längst ut (naturligtvis). Den konstruktionen visar sig vara krävande — med tillgång till en billigare typ av skärmad (stereo)kabel (ClasOhlsson); Det isolerande materialet mellan skärmen och centrumledaren visade sig INTE tåla direktlödning (annars enklaste konstruktionen): ledarfel uppkom (kontakt mellan central-skärm som till en tid, tillsammans med den ännu ej helt genomlysta huvudfunktionen satte myror i huvudet på konstruktören, tills felet avslöjades [ibland kontakt, ibland inte — speciellt eminenta exempel ur konstruktionsvardagen när man nära önskar att man ALDRIG hade blivit född], och en mera omständlig tryckmekanisk konstruktion fick anställas (Se Mätproben).

Huvudkonstruktion:

ElektroStatMätaren Nch JFET BF245C

— med Blå Lysdiod (LED), 1KΩ-motstånd (R) och uttag för mätinstrument (U[LED] spänningen över lysdioden, U[R] spänningen över 1KΩ-motståndet);

Inbyggd i 10 mM Kvadratisk Aluminiumprofil (fabr. alef, elektriskt isolerad yta [mikrotunt plastskikt], finns på JÄRNIA) för säker avskärmning

Data nedan med mätning via 9V batterimatning.

Observerade Preferenser

NOTERA att spänningen över R (här 5V — lysdioden lyser med full styrka) beror på aktuell omgivning — enligt mina erfarna undersökningar:

På mitt kopplingsdäck (i nära anslutning till flera nätanslutna apparater) visade U[R] i ett fall och över lång tid inte mer än 1 Volt; Med den fristående enheten (bilden nedan) och på en helt annan plats visade U[R] som mest 5 Volt (skillnaden i lysdiodens sken märks inte så mycket i dessa fall).

Beroende på matning med batteri eller batterieliminator kan värdena också variera:

— I ett mitt fall visades (över lång tid = obefintligt närvarande elektrostatisk laddning) bara drygt max 2V U[R] via batterieliminatorns 9V — medan omkoppling till batterimatningens 9V visade fullt U[R]=5V, exakt samma plats och ställe (mitt köksbord).

Funktion:

FRÅN START leder JFET-transistorn (JFET-GateSpänningen på SourceNivån = 0V [PHILIPS Data handbook S5-1985 s63, ID-VGS-diagram BF245C]): Lysdioden lyser. Om JFET-Gaten dras ner mot (under) Sourcenivån (GND=0V) — elektroner förflyttas inåt JFET-Gaten [den positiva strömvägen går UT från Gate:en] — stryps huvdströmvägen Drain-Source, och lysdioden slocknar.

— Genom att JFET-Gate-kanalen är ytterst högresistivt kopplad till transistorns övriga ledvägar (i storleksordningen TeraOhm) blir JFET-Gaten motsvarande känslig för i princip minsta lilla möjliga närvaro av FRIA ELEKTRONER som förflyttas(hastigt) invid GateAnslutningen [TEORI: Se utförligt enligt TNED från INDUKTIONEN].

— Utslaget beror bara (enligt experiment) på avståndsändringen (fältstyrkan) mellan ElektroStatKälla och JFET-Gate:en, inte vem av parterna som verkställer avståndsändringen.

— JFET-kopplingen ovan höger finns på flera ställen på Webben [JFETkopplingenWebben], och har givit uppslaget till det här projektet (en ingående analys baserad på djupteoretiska detaljer).

Apparatkonstruktionen — JFET-sensorn

Högkänslig Elektrostatisk Laddningstestare — Nch JFET BF245C 1Nov2012

Med separat 9V batterispänning — stabil kompakt konstruktion för 9V-batteriet inkluderat, med batteriströmbrytare

Ovan: BILD45 1Nov2012 Nikon D90

Det färdiga testbygget [här i bild med en av flera olika testkablar]:

— NchJFET BF245C inbyggd i 10mM aluminiumprofil (för skärmning). Anordningen monterad på separat experimentkort anpassat för en specialkonstruerad 9V batterihållare som monterats skjutbar på/i isolerande underlag (trä);

— Separat antenn/Sond konstruerad för att testa de olika sätten — inkluderat skärmad antenn.

Ovan vänster: BILD43 1Nov2012 Nikon D90

— Anordningen i arbete — här (ovan) med den maximalt korta JFET-gateAntennen.

Ovan höger: BILD40 1Nov2012 Nikon D90

Ovan: BILD34;28 1Nov2012 Nikon D90

— Aluminiumprofilen (med den enkla röda JFET-Gate-antennen vänster ovan) som omsluter JFET-sensorns kretskonstruktion ovan höger, tre utsågade rader från ett experimentkort.

— Se även i Huvudkonstruktionen.

JFETkopplingenWebben

RIDICULOUSLY SENSITIVE ELECTRIC CHARGE DETECTOR, 1987 William J. Beaty — Uses JFET MPF102 Nch

http://amasci.com/emotor/chargdet.html

SIMPLE STATIC ELECTRICITY DETECTOR, Dimitris (ingen datumuppgift för konstruktionen) — Uses JFET BF 245 A Nch

http://users.otenet.gr/~meteo/project_static-electricity-detector.html

Mera avancerade lösningar för forskning och industri

Trek Application Note no 3005 (2003) — CHARGE DETECTION METHODS FOR DIELECTRICS – OVERVIEW

http://www.trekinc.com/pdf/3005_Charge_Detection_Methods.PDF

Exempel på JFET-grundkopplingar på webben,

ELECTRONICS TUTORIAL ABOUT JUNCTION FIELD EFFECT TRANSISTORS

http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_5.html

Inledande test 1Okt2012

BILDKÄLLA: Författarens arkiv · 13Sep2012 E29 Bild134 • Nikon D90 · Detalj

JFET-sensorn — se även JFET-kopplingen på Webben — Application 2012-10-01

PÅVISANDE AV ELEKTROSTATISK LADDNING

DETECTING ELECTROSTATIC CHARGE by NchJFET

with exceptional sensitivity

Påvisande av elektrostatisk laddning via N-kanals JFET — med exceptionell känslighet

Nedan: Den blå 3V-lysdioden med 1K-motståndet och JFET:en BF245C uppkopplade och i arbetsläge på kopplingsdäcket; matningen här stabiliserad laboratoriespänning + 5V.

Ovan: Kopplingsbilden. Försök med BF 245 A går också bra (med eller utan motstånd 200 Ohm verkar inte göra någon skillnad i känsligheten), men då med ca 3V matning. Huvudtexten i denna presentation är utformad med BF245C enligt kopplingsbilden ovan (med separata stickprovstest för att kolla samhörande funktion emellanåt på BF 245 A och via 3V matning och utan motståndet).

— Test visar att hela kopplingen med BF245C kan matas med +9V, och därmed idealiskt för batterilåda — med uttag för separat mätning av LED-spänningen (och spänningen över 1K-motståndet). Spänningen över lysdioden varierar (här uppmätt via +5Vsupply) mellan 1V (ingen elektrostatisk laddning närvarande) och noll med fullt utslag för registrerad närvarande elektrostatisk laddning. Total strömförbrukning (med +5Vsupply) ca 0,7 mA. För +9V matning är motsvarande värden MAX 5mA totalström med 3V över lysdioden, 5V över 1K-resistansen och 1V över JFET-transistorn vid Gatespänningen (öppen) samma som Source.

BILDKÄLLA: Författarens arkiv 1Okt2012 NikonD90

Första uppkopplingen via +5V Regulated Supply

DEN ENKLA KOPPLINGEN visar närvaro av fria elektroner

(om de bringas i minsta lilla rörelse [induktionsverkan, vidare nedan])

med exceptionellt hög känslighet

— ett (1) enda lätt — lugnt — penseldrag på plexihörnet räcker för att JFET-sensorn ska reagera:

— Förutsatt ovanstående uppkopplad med OPEN som en ca 5 cM isolerad kopplingstråd med sista ändcentimetern frilagd (hela uppkopplingen på ett kopplingsdäck med stabil instrumentreglerad matningsspänning +5V):

Verktyg för experimentet:

BILDKÄLLA: Författarens arkiv 1Okt2012 NikonD90

1. en vanlig fuktad Wettex disktrasa (röd), tillsammans med kallt kranvatten, för att neutraliseras plexiglasets elektrostatiska laddningar, mellan experimentvarven

2. en akvarellpensel (syntetisk eller vanlig vilketsom), den används (lätt strykande) för att generera/påvisa elektrostatisk laddning i JFET-kopplingen från plexiglaset

3. ett ark valigt (ihopvikt) hushållspapper, används som komplement till penseln (även vanligt kontorspapper duger)

4. plexiglaset tjocklek 2mM, här i format halvt A4 från Clas Ohlson

5. Isolerande handskar (ej i bild; billiga med gummiyta på handflatssidan finns bl.a. på JÄRNIA) för att säkra isolering vid hanteringen

— Använd ett 2mM plexiglas (ClasOhlson) format A5 [ett halvt A4] som elektrostatiskt experimentobjekt, tillsammans med olika (syntetiska) isolermaterial (papper, penslar, tyger, etc.):

METOD:

1. Använd gummi- eller skinnhandskar för att isolera mot överföring av statisk elektricitet vid hanteringen:

2. Skölj plexiglaset (noga) under rinnande kallt vatten för att avlägsna/neutralisera all möjlig elektrostatisk laddning på plexiglaset — JFET-sensorn känner av minsta lilla ynka rest:

3. Stryk av allt vattnet från glaset mot en fuktad Wettexduk (vanlig köksdisktrasa):

4. För plexiglaset in mot OPEN-anslutningen (JFET-Gate:en), och kolla noga, i alla möjliga riktningar genom att dra hastigt i olika led att den blå lysdioden INTE flimrar: lysdioden ska lysa stadigt med noll fria elektroner i närheten:

5. Vänd plexiglaset mot JFET:en och stryk med penseln på ovansidan längst fram på plexiglaset BARA ETT ENDA DRAG — gnugga inte, dra bara penseludden lugnt över plexiglasytan EN gång.

— Testa lysdioden igen genom att närma/fjärma plexiglaset mot OPEN-anslutningen: lysdioden flimrar, slocknar, tänder igen, vibrerar och följer varje minsta mikrorörelse man gör med plexiglaset;

Testa även med att placera föremål (typ [naturligt isolerande] blompinne av trä) mellan plexiglaset och OPEN-antennen; även här visas märkbara resultat.

Testa sedan med kraftigare bearbetning på plexiglaset: dra med hushållspappersbiten, en eller flera gånger (testa för varje typförsök, och skölj och kolla emellan de olika testerna så att du är säker på att inget utslag ges (punkt 2 ovan).

— Kraftig elektrostatisk överföring till plexiplattan får man så:

Ta ett A4 kontorspapper och placera det överst på plexiplattan (skinnhandskarna på, naturligtvis); fatta tag med ena handen kring papperet (kanter, yta) och tryck-gnugga papperet (hårt) mot plexiglaset, upprepat, ända tills papperet kan hållas lodrätt utan att plexiglaset ramlar ner på golvet; plexiglaset hålls fast av den elektrostatiska attraktionen, vilket garanterar en starkt utvecklad elektrostatisk effekt.

— Dra av papperet och utför experimentet:

— Med den förutsättningen kan man kolla ljusflämtningar hos lydioden (mina resultat) på flera meters avstånd från JFET:en via mindre (decimeterlånga) rörelser hos plexiglaset.

— ETT enda penseldrag.

Jises.

Till och med ännu mindre (Hur mycket e-laddning är det? Vi ska försöka utföra en grovberäkning på det här framöver med hjälp av ARBETET [och tabeller över jonisationsenergier]):

— Bara en liten (lätt) strykning över EN centimeter på plexiplattans ena HÖRN med penseludden räcker för att få synbar koll: närmas plexihörnet JFET:en (inom centimeter) slocknar lysdioden.

Jämför exempelräkningen längre ner.

— Det betyder att känsligheten är »oerhörd».

Generell funktion:

BF 245 A går också bra (även 245 B naturligtvis), men då med lägre matning (ca 3V); känsligheten verkar inte vara kritisk i jämförelsen mellan dessa olika sätt i denna grovtest.

GENERELLT när plexiglaset med överskott på elektroner ACCELERERAR (ändras mer eller mindre hastigt) BORT IFRÅN OPEN-antennen, stryps JFET:en (helt) — lysdioden slocknar hastigt, och förblir släckt i storleksordningen upp mot runt en minut innan den långsamt tänds upp igen — på grund av att laddningsfördelningen i JFET-gaten normaliseras (motsvarande noll ändringsbild).

— Den effekten förklaras EXAKT av induktionseffekten [Ändringslagarna-NewtonIII];

— De elektrostatiskt existerande plexiglaselektronernas bortrörelse framtvingar en lika stor men motriktad rörelse (NewtonIII) hos JFET-gatens fria ledningselektroner, dvs., INÅT i komponenten [Se även samma grundfenomen som fundament till teorin i relaterad fysik om INDUKTIONEN];

— Det motsvarar en positiv ström (e⁺) utåt från gaten och (i normala kopplingar) ner mot en lägre potential som medför att JFET-komponentens huvudströmväg Drain-Source stryps.

— Men HUR i all sin dar kan den enkla kopplingen, ovan, vara så nära ofattbart KÄNSLIG?

— Snarare än MÄNGDEN elektroner som ansvarar för lysdiodens synliga flämtning, är själva det faktum huruvida någon elektrisk laddning ALLS finns närvarande och som kan utföra en relativ lägesändring: själva den triggande induktiva effektverkan som JFET-komponenten reagerar på via sin känsliga Gatekonstruktion.

— Genom att även den alla mest sublima strykning över ett isolerande material KAN frigöra närmast enorma elektronmängder (se räkneexempel nedan), kommer i vilket fall även »minsta lilla elektrostatiska laddning» att påverka JFET-kopplingen:

— I princip ALL FRIKTIONSUTLÖSANDE MATERIALKONTAKT (som innefattar isolerande, icke elektrisk ledande material i närheten [inom centimeter] av anordningen).

Om det gäller att AVSLÖJA MINSTA YNKA LILLA ELEKTROSTATISK laddningsförekomst — närvaro av fria elektroner som normalt INTE hör till sammanhanget — skulle med andra ord den högst enkla kopplingen med JFET:en vara idealisk.

Exempelräkning — Statisk elektricitet

Statisk elektricitet

RÄKNEEXEMPEL — se från Penseldraget:

ε_r_PLEXIGLAS ~ 3 relativa dielektricitetstalet (eng. relative permittivity) för plexiglas

RF Cafe 1999-2012 — Tabellverk

http://www.rfcafe.com/references/electrical/dielectric-constants-strengths.htm

ε_0VAKUUM = 8,8543 t12 C/VM

d_ISOLATION = 0,002 M plexiplattans tjocklek

A = 0,2M×0,15M = 0,03 M² plexiplattans yta

C = Q/U

= ε_0VAKUUMε_r_PLEXIGLASA/d kondensatorlagen

= (8,8543 t12 C/VM)(3)(0,03 M2)/(0,002 M)

= 3,98443 t10 F ~ 0,4 t9 F

~ 0,4 nF

; Jonisationsenergivärdena nedan från tabell i Wikipedia,

Ionization energies of the elements (data page), Molar ionization energies and corresponding ionization energies

http://en.wikipedia.org/wiki/Ionization_energies_of_the_elements_(data_page)

E=UQ/(1,602 t19 C) = E(eV); E(Joule) = E(eV) · (1,602 t19 C):

E_(1)JonVÄTE = 13,6 eV · (1,602 t19 C) = 2,17872 t18 J; 1

E_(1)JonKOL = 11,3 eV · (1,602 t19 C) = 1,81026 t18 J; 0,83

PLEXIGLAS — plast generellt — består av långa Kol-Väte-molekylkedjor

När vi — manuellt — skapar statisk elektricitet genom (friktion mellan olika inbördes elektriskt isolerande material via) olika enklare handrörelser, kan vi göra en (mycket) grov jämförande överslagsräkning på ARBETET vi utför, och sedan omsätta det på uppgifterna från atomernas jonisationsenergier. Vi använder då det motsvarande arbetet som krävs för att avlägsna typ en kolatoms (minsta, 11,3 eV) eller en väteatoms (största 13,6 eV) yttersta elektron — och får därmed en grov bild av hur många elektroner som en (liten) handrörelse (strykning av ett papper mot ett plexiglas, med större eller mindre tryckande kraft), eventuellt, kan frigöra.

Kraftansträngning med ett glas vatten till jämförelse

— Via kraftlagen F=ma och arbetsvägen (d) kan vi bestämma arbetet eller energi E=mad för att lyfta en deciliter (ett hekto eller 0,1 KG) vatten upp en decimeter (0,1 M) ovanför bordsytan. Det ger en ungefärligt referens till en viss (bekant) kraftansträngning, och som vi kan omsätta i exemplet:

Vi får:

E = (0,1 KG)(9,81 M/S² [Industristandard Jordytan])(0,1 M)

= 0,0991 J

~ 0,1 J

Om hela det arbetet kan omsättas för att föra över fria (»elektrostatiska») elektroner mellan typ ett papper och ett plexiglas, får vi (idealt) antalet frigjorda (kol-)elektroner lika med

N = (0,1 J)/(1,81026 t18 J)

= 5,52406 T16 frigjorda elektroner

Med dessa idealt frigjorda elektroner jämnt fördelade över plexiskivan (15×20 cM ovan) via dess kapacitans 0,4 nF ges via kondensatorlagen U=CQ spänningen mellan plattytorna

U = (0,4 nF = 4 t10 F)([5,52406 T16][1,602 t19 C])

= 3,53981 t12 V

~ 3,5 pV

(Dvs., i stort sett »ingenting»);

— Till jämförelse:

En C=100µF kondensator som urladdas genom 12 Volt innehåller elektronladdningen totalt

Q = UC

= (12 V)(100 t6 F)

= 1,2 t3 C

= 7,49063 T15 elektroner (1,602 t19 C)

Vår jämförelse med den ursprungliga experimentanordningens urladdningsexperiment med Aluminiumfolien [EXPERIMENTKOPPLINGEN] — och som ska testas här via JFET-sensorn — är till jämförelse 1,5 T16 elektroner eller 2,403 t2 C.

SOM VI SER ligger elektrontalen i storleksordningen nära varandra i de olika exempelfallen:

Utnyttjar vi den exempelreferensen kan vi i varje fall få en liten idé om vad, exakt, det är vi mäter på i kopplingsexemplet med lysdioden och JFET-komponenten [Se utförligt från Inledande test 1Okt2012].

En ytterst LÄTT rörelse över plexiglaset (med pensel) GER TYDLIGA utslag.

— Det skulle i så fall motsvara en storleksordning av (kanske) tiondeler eller ännu mindre elektronantal som kan ansvara för den effekten — motsvarande »elektrostatiska närspänningar» på grovt och runt ental Volt (superkänslig e-detektor).

Elektronladdningen i penselförsöket — T8 elektroner

PenselElektronLaddningen

Men det finns också ett annat (möjligen kanske säkrare) sätt att klargöra JFET-kopplingens exceptionella känslighet i experimentfallet med penseln och plexiglaset:

— Hundratjugo miljoner gånger mindre än det som JFET-sensorn har byggts för att undersöka:

— C_is (Input Capacitance) för JFET-serien BF245 är typiskt 4pF:

Datablad från

http://www.digchip.com/datasheets/parts/datasheet/1019/BF245C_112-pdf.php

— Egentligen ca 3,2 pF vid V[GS]=–5V, ref. [samma data som ovan men mindre omständligt att få fram]

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BF245A-B-C.pdf

— Vi grovräknar med tidskonstanten för UppUrladdning (T=RC [KondensatornOchSpolen]), och använder ett observationsvärde för TIDEN det tar för lysdioden/JFET:en att tända (JFET-gatens återuppladdning via interna läckvägar) efter helsläckning (plexiglaset nära OPEN-antennen, med ett hastigt ryck bakåt [om plexiplattan har elektronöverskott]): vid ett tillfälle runt 10 sekunder (T=RC; R=T/C);

JFET-resistansen

R = 10S/(4pF)

= 2,5 T12 Ω (Ohm); JFET-transistorns ingångsmotstånd (via GateKapacitansen)

— Vi grovräknar sedan vilken motsvarande elektronmängd som, möjligen, ansvarar för den händelsen via gateurladdningen (idealt ner till minus 5 volt under SourceReferensen, vilket garanterar helt släckt lysdiod):

I = U/R = Q/T; [Strömstyrka, grundbegrepp]

Q = UT/R = (5V)(10S)/(2,5 T12 Ω) = 2 t11 C; = UC;

N = Q/(e=1,602 t19 C)

= 1,24843 T8 elektroner

Jämför räkneexemplet med 12V-urladdningen av 100µF-kondensatorn: 7,5 T15 elektroner

— Det värdet stämmer också i storleksordningen med antalet MÖJLIGA elektrostatiska elektronAgenter utmed en atomlinje efter plexiplattans 15cM-kant:

— Medelavståndet mellan atomerna i alla fasta ämnet är grovt 2,5Å = 2,5 t10 M;

— På sträckan 0,15 M, taget med EN frigjord elektron per plexiglasatom, ges

N = 0,15/2,5t10 = 6 T8

Det resultatet indikerar att räkningen ovan FÖREFALLER rimlig.

— Penselstrykningen över en centimeter (plexiplattans ena hörn) skulle då motsvara frigörandet av grovt 1/15 av ovan framräknade N-värde (6 T8 elektroner), eller grovt 4 T7 elektroner.

;

Kortare återhämtningstid för JFET-tyransistorn (tills dess indikeringslysdiod återigen lyser med full styrka) ger ännu mindre N.

Men:

— Hur kan vi vara säkra på att det framkomna N-värdet, ovan, i JFET-fallet motsvarar samma N-värde i antalet elektrostatiskt existerande elektroner på plexiglaset?

Det finns en hållpunkt [GRUNDLÄGGANDE ELEKTRISKA STORHETER]:

U = RI = R(Q/T) = RT(Q/T)/T = L(Q/T²) = L(I/T) = L(di/dt)

För varje enskild elektron (e=1,602 t19 C) som utför en lägesändring relativt det lokala gravitationsfältets fasta referenspunkter (våra vardagsrum på Jordytan), finns bara en och endast en motsvarande elektron i någon annan del av rymden som — med hänsyn till den ändliga ljushastighetens tidsfördröjande verkan med växande avstånd — REAGERAR med en motsatt riktad rörelse enligt NewtonIII [ÄNDRINGSLAGARNA] [IntegralaAnalogierna].

— Lägesändring av en elektron i källan [INDUKTIONEN] resulterar i en motsvarande motriktad lägesändring i målelektronen och vars styrka beror på avståndet mellan källa-mål.

— Genom att elektronladdningen (1,602 t19 C) är enhetligt och entydigt bestämd som den elektriska laddningens minsta fysiska enhet och associerad med en enhetligt bestämd massa (elektronmassan) finns uppenbarligen ingen annan ömsesidig koppling att referera till:

— en för en.

— Om det finns N elektroner på plexiglaset och vi snabbt rycker plexiplattan en (liten, vilkensom) distans på säg 1/10 sekund kan vi bestämma motsvarande strömderivatan (di/dt)=Q/T² enligt

di/dt = (N[e=1,602 t19 C])/T²

= (1,24843 T8)[1,602 t19 C]/(0,1 S)²

= 1,99929 t9 A/S

~ 2 t9 A/S

= 2 nA/S

Genom experiment med JFET-kopplingen kan vi se — veta direkt — att urladdningsspänningen i JFET-gaten slutar på allt högre värden, samma som att lysdioden minskar allt mindre från full ljusstyrka, ju längre bort från JFET-komponenten vi anställer plexiplattans korta snabba lägesändring: LADDNINGEN ÄR DENSAMMA.

— Och alltså stämmer den delen (så långt) med den fundamentala induktansformen

u = L(di/dt) ........................... induktionslagen

»ELEKTROSTATISKA TESTINDUKTANSEN» i exemplet blir: 5V/(2 t9 A/S) = 2,5 T9 H = Ltest

Spänningsfallet (u) i JFET-gaten — uteslutande som följd av en induktiv händelse, vi som ändrar plexiplattans läge — blir allt mindre med växande avstånd till JFET-gaten, samma nettoladdning (Ne), och därmed given strömderivata di/dt; Därför, nämligen då det inte finns något annat att välja på, att induktansen (L=RT, induktionsmotståndet R just under ändringstillfället) i strömvägen tvunget måste avta med växande avstånd mellan källa-mål, eller sändare-mottagare. L (och därmed också u) blir noll på obegränsat stort avstånd.

— Man kan, alltså, säga (i en teoretisk tolkning av experimentresultatet), att induktionsmotståndet (R[L]) försvagas med den växande ljusväg som ansvarar för den elektriska kraftåterkopplingen mellan källelektron och målelektron: det mellanliggande ljusåterkopplande fältet försvagas med växande avstånd.

Det är alltså på sätt och vis inte mängden elektroner som avgör utslaget i JFET-sensorn, utan snarare hastigheten i en given elektronmängds lägesändring. Genom en modest sådan lägesändring — i jämförelse med ovan nämnda exempelräkningar typ T8 elektroner för ett enda penseldrag över hörnet på ett plexiglas — kan vi och grovt sett få en uppfattning om vilka andra närvarande elektronmängder som (ev.) kan komma på fråga:

— Stora elektronmängder på stora avstånd (typ annalkande åska [en av webbreferenserna som också testat JFET-kopplingen påstår att just annalkande åska på stora avstånd ger utslag] — jag vill gärna testa det i sommar, om det går, tack) kan uppvisa samma reaktion hos JFET-sensorn som en liten laddning på nära håll och som lägesändrar snabbt.

SUMMERING:

OM uppgiften gäller att få fram en säker indikering på huruvida det finns eller inte finns runt T15-T16 fria elektroner i närheten, är det tydligt att JFET-kopplingen duger utomordentligt.

Mätproben — JFETproben

Mätproben till JFET-sensorn

Många finmekaniska moment krävdes för att få fram JFET-sensorproben. Bilderna nedan sammanfattar detaljerna, utan vidare beskrivning.

Bildkälla: Författarens arkiv · 2Nov2012 BFprobe Bild72 · Nikon D90

Ovan: Överst JFET-probens kontaktdel mot aluminiumprofilen, underst den aktuella sensordelen med Gate-antennen.

Nedan: JFET-probens kontaktdel med några bilder från de olika detaljernas konstruktion;

— (Många, finmekaniska) avancerade konstruktioner kan göras med (ytterst) enkla medel, men många känner inte till »trixen» [hantverksgrunderna generellt].

Bildkälla: Författarens arkiv · 2Nov2012 BFprobe Bild45;46 · Nikon D90 — Ett begränsat urval av de många detaljerna till mätprobens konstruktion.

Bildkälla: Författarens arkiv · 2Nov2012 BFprobe Bild21;23;25;35 · Nikon D90

Särskilda dokument krävs för att ge en rättvis, detaljerad, beskrivning av hur man verkställer de olika detaljerna.

BILDKÄLLA: Författarens arkiv · 3Jul2012 E12 Bild291 • Nikon D90 · Detalj

END.

Elektrostatmätaren

innehåll: | SÖK äMNESORD på denna sida Ctrl+F · sök ämnesord överallt i SAKREGISTER

Elektrostatmätaren

ämnesrubriker

innehåll

ESL — elektrostatisk laddningstestare

BF254CKopplingsBild

JFET-sensorn

EfterOmbyggnaden

Test med Mässingsbrickan

Observerade Preferenser

Funktion

Apparatkonstruktionen

JFETkopplingenWebben

Inledande test 1Okt2012

PÅVISANDE AV ELEKTROSTATISK LADDNING

METOD

Generell funktion

Exempelräkning — Statisk elektricitet

Kraftansträngning med ett glas vatten till jämförelse

Elektronladdningen i penselförsöket

JFET-resistansen

Mätproben

referenser

[HOP]. HANDBOOK OF PHYSICS, E. U. Condon, McGraw-Hill 1967

Atomviktstabellen i HOP allmän referens i denna presentation, Table 2.1 s9–65—9–86.

m_n = 1,0086652u ...................... neutronmassan i atomära massenheter (u) [HOP Table 2.1 s9–65]

m_e = 0,000548598u .................. elektronmassan i atomära massenheter (u) [HOP Table 10.3 s7–155 för m_e , Table 1.4 s7–27 för u]

u = 1,66043 t27 KG .............. atomära massenheten [HOP Table 1.4 s7–27, 1967]

u = 1,66033 t27 KG .............. atomära massenheten [ENCARTA 99 Molecular Weight]

u = 1,66041 t27 KG ............... atomära massenheten [FOCUS MATERIEN 1975 s124sp1mn]

u = 1,66053886 t27 KG ........ atomära massenheten [teknisk kalkylator, lista med konstanter SHARP EL-506W (2005)]

u = 1,6605402 t27 KG .......... atomära massenheten [@INTERNET (2007) sv. Wikipedia]

u = 1,660538782 t27 KG ...... atomära massenheten [från www.sizes.com],

CODATA rekommendation från 2006 med toleransen ±0,000 000 083 t27 KG (Committe on Data for Science and Technology)]

c₀ = 2,99792458 T8 M/S ........ ljushastigheten i vakuum [ENCARTA 99 Light, Velocity, (uppmättes i början på 1970-talet)]

h = 6,62559 t34 JS ................. Plancks konstant [HOP s7–155]

e = 1,602 t19 C ...................... elektriska elementarkvantumet, elektronens laddning [FOCUS MATERIEN 1975 s666ö]

e₀ = 8,8543 t12 C/VM ............. elektriska konstanten i vakuum [FOCUS MATERIEN 1975 s666ö]

G = 6,67 t11 JM/(KG)² .......... allmänna gravitationskonstanten [FOCUS MATERIEN 1975 s666ö] — G=F(r/m)² → N(M/KG)² = NM²/(KG)² = NM·M/(KG)²=JM/(KG)²

[BA]. BONNIERS ASTRONOMI 1978

t för 10^–, T för 10⁺, förenklade exponentbeteckningar

MAC, modern akademi

TNED — Related PHYSICS And MATHEMATICS

(Toroid Nuclear Electromechanical Dynamics), eller Toroidnukleära Elektromekaniska Dynamiken är den dynamiskt ekvivalenta resultatbeskrivning som följer av härledningarna i Planckringen h=m_nc₀r_n, analogt Atomkärnans Härledning. Beskrivningen enligt TNED är relaterad, vilket innebär: alla, samtliga, detaljer gör anspråk på att vara fullständigt logiskt förklarbara och begripliga, eller så inte alls. Med TNED förstås (således) också

RELATERAD FYSIK OCH MATEMATIK. Se även uppkomsten av termen TNED i Atomkärnans Härledning.

SHORT ENGLISH — TNED in general is not found @INTERNET except under this domain

(Universe[s]History, introduced @INTERNET 2008VII3).

TNED or Toroid Nuclear Electromechanical Dynamics is the dynamically equivalent resulting description following the deductions in THE PLANCK RING, analogous AtomNucleus’ Deduction. The description according to TNED is related, meaning: all, each, details claim to be fully logically explainable and understandable, or not at all. With TNED is (hence) also understood RELATED PHYSICS AND MATHEMATICS. See also the emergence of the term TNED in AtomNucleus’ Deduction.

Senast uppdaterade version: 2016-01-07

*END.

Stavningskontrollerat 2013-04-12.

rester

∫ √ τ π ε ħ UNICODE — often used characters in mathematical-technical-scientifical descriptions

σ ρ ν ν π τ γ λ η ≠ √ ħ ω →∞ ≡ ↔↕ ħ ℓ

Ω Φ Ψ Σ Π Ξ Λ Θ Δ

α β γ δ ε λ θ κ π ρ τ φ σ ω ∏ √ ∑ ∂ ∆ ∫ ≤ ≈ ≥ ← ↑ → ∞ ↓

ϑ ζ ξ

Arrow symbols, direct via Alt+NumPadKeyboard: Alt+24 ↑; Alt+25 ↓; Alt+26 →; Alt+27 ←; Alt+22 ▬

Alt+23 ↨ — also Alt+18 ↕; Alt+29 ↔

Alt+NumPad 0-25, 26-...

☺☻♥♦♣♠•◘○◙♂♀♪♫☼►◄↕‼¶§▬↨↑↓

→←∟↔▲▼ !”#$%&’()*+,-./♦812...

åter till portalsidan · portalsidan är www.UniversumsHistoria.se