Era ebonitu, elektroskopu ze złotym listkiem i butelki lejdejskiej to już miniona epoka (nawiasem mówiąc, Ben Franklin, który zarządził, który rodzaj ładunku ma mieć jaki znak, jeszcze ebonitu do dyspozycji nie mial, natomiast używał laku, który też się znakomicie elektyzuje; nic dziwnego, lak się robiło z żywicy, a bursztyn, protoplasta wszystkich ciał służących do robienia elektryki metodą pocierania, to wszak też żywica!).
Teraz jednak mamy epokę elektroniki i warto dotrzymywać kroku współczesnej technologii, nawet w tak "zastygłej w czasie" dziedzinie, jak podstawowa elektrostatyka.
Do ustalenia znaku ładunku można było doskonale użyc elektroniki jeszcze przed epoką półprzewodników. Były taki efajne elektrometry z tzw. lampą elektrometryczną, czyli po prostu triodą o takiej konstrukcji, by żadne statyczne ładunki się nie gromadziły na jakiejkowiek jej częsci. Ja mam kilka takich triód w rupieciarni, nawet jedna czy dwie fabrytcznie nowe, po podstawce można sądzić, że są z lat 1920-1930.
Ale teraz lampy są "out", a "in" i "cool" jest elektronika półprzewodnikowa. No i też można sobie zbudować z dostępnych w handlu i niedrogich elementów coś w rodzaju elektronicznego elektrometru. Znak ładunku doskonale taki wyczuje!
Mianowicie, można użyć byle MOS FET-a. Te, jak wiadomo, są sterowane napięciem i "bramka", do której ssię to napięcie przykłada, jest galwanicznie odizolowana od całej reszty struktury. I to bardzo bardzo dobrze izolowana. A do przełaczenia MOS-FET-a ze stanu pełnej izolacji do stanu pełnego "otwarcia" trzeba niewielu woltów, zazwyczaj mniej, niż 10 V. I ładunek podany na bramkę dla wytowrzenia tego napięcia potrafi się na tej bramce utrzymać przez długie minuty -- tak dobrze jest ona izolowana.
Z MOS-FET-em trzeba jednak nadzwyczaj ostrożnie, jeśli w grę wchodzi jakakolwiek elektrostatyka, bo ta izolacja bramki to zalewie parę warstw atomowych SiO2 i nawet jak sięczłowiek naładuje od chodzenia po dywanie czy w jakiśinny sposób i dotknie potem bramki, to tego MOS-FETA można już na śmietnik od razu.
No, ale ja się zabezoieczyłem, wziąłem dwie diodki Zenera na 10 V i połaczyłem "gate" z "source" przy pomocy tych dwóch diodek, złaczonych "twarzani do siebie" -- co zapenia, że nap[ięcie na bramce nigdzy nie przekroczy 10 V, w któąkolwiek stronę.
No i dołóżyłem jeszcze bateryjkę 9 V i żaróweczke. No i teraz jak bramka ma ładunek dodatni i potencjał +10 V w stosunku do "source", to żaróweczka świeci, a jak ma potencjał zero i przez to zero ładunku, to żaróweczka nie świeci. No i kawał drutu podłaczony do "gate" służy jako "sonda" (jeszcze, dla ostrożności, włożyłem tam opornik 10 MOhm). No i ten stan świecenia bądz nieświecenia się utrzymuje, jak fgo na początku sobie ustawić.
Teraz zrobiłem taki test, że JA SIĘ ELEKTRYZOWAŁEM i to nie metodą pocierania, ale, po prostu, z zasilacza. I elektryzowałem się do napięcia zaledwie +50 V lub -50 V w stosunku do "zera" mojego urządzenia. Sucho jest jak diabli w moim budynku. Człowiek ma pojermnośc rzędu 100 pF, więc jakiś ładunek na sobie ma po takim naładowaniu i on się przez jakiś czas utrzymuje.
No i teraz ustawiam sobie urządzenie w stanie "on", czyli "setuję", mówiąc po plosku :o), żaróweczka mi świeci. Elektryzuję się do potencjału +50 V, dotykam sondy -- nic się nie dzieje. Elektryzuję się do -50, dotykam sondy, żaróweczka gaśnie.
Moge zrobić na odwrót, "resetuję" urządzenie, czyli ustawiam początkowo MOS-FET-cisko w stanie zamkniętym, z zero ładunkiem na bramce. Teraz se elektryzuję do -50 V i dotykam sondy -- nic. Elektyzuję się zaten do +50 V, dotykam sondy, i żaróweczka się zapala.
Zamiast siebie mogę użyć kul metaslowych, mam taką fajną miedzianą o średnicy ok. 15 cm -- i spróbowałem, w zasadzie też wychoddzi, ale trochę gortzej. Bramka musi miec jakąś skończoną pojemność, ja nie wiem za dobrze, ile ona typowo wynosi. Kula 15 cm to ma pojemność kilkunastu pF, jak będzie za mała w stisunku do pojemności pomiędzy brasmką a źrółem, to ładunek nie wymusi zmiany.
No, ale pierwsze testy pokazują, że można z powodzeniem zbudować instrumencik do rozrózniania znaku ładunku, cena częsci to będzie może kilkanaścoie złotych wszystkiego. Górą nowoczesna technologia!
