Diodo retificador feito com um pedaço de cobre

Criando uma camada de sulfeto ou de óxido sobre um pedaço de cobre, a interface apresenta uma resistência elétrica muito maior em uma direção do que em outra.

 

1- Diodo usando camada de sulfeto:

O primeiro passo foi dissolver 1g de soda caústica e 0,5g de enxofre em cerca de 30ml de água colocados em um frasco de vidro que possa ser aquecido (Pyrex ou similar). As quantidades não são críticas. O enxofre inicialmente não dissolve.

 

Essa mistura foi aquecida até uma temperatura próxima da ebulição por alguns minutos enquanto o enxofre é agitado com um palito de madeira. Apenas um pouco do enxofre se dissolve. Eu evitei aquecer demais a mistura, pois a ebulição em recipientes de vidro pode ser súbita e espirrar o conteúdo para fora, causando queimaduras.

 

Esta mistura forma uma solução de polisulfetos, conforme descrito aqui.

 

Depois da mistura esfriar, cortei um pedaço de placa de circuito impresso e mergulhei uma extremidade no líquido. Deixei lá por três dias. Formou-se uma camada preta de sulfeto de cobre na superfície.

 

Depois de retirar a placa escurecida da mistura e lavar a superfície agitando a placa suavemente em um pote de água (para não danificar a camada de sulfeto), deixei a placa secando por um dia. Montei a placa em uma superfície de madeira com contatos feitos com fio de telefone e uma gota de água salgada (da mesma forma que na fotocélula de cobre).

Resistência com o positivo (fio vermelho) ligado ao cobre: cerca de 10M ohms (10.000.000 ohms).

Resistência como fio negativo (preto) ligado ao cobre: cerca de 0,4k ohms (400 ohms).

 

Parece que retificadores de sulfeto de cobre eram usados no início da era do rádio, mas eram considerados inferiores aos de óxido de cobre e, aparentemente, eram mais caros que os de selênio.

 

Só para constar: a gota de água salgada se espalhava demais sobre a camada de sulfeto, então eu fiz uma "represa" circular usando cola de PVC. Ela aparece na fotografia como uma borda mais esbranquiçada.

 

Para testar se o dispositivo é realmente capaz de retificar corrente alternada de forma útil, montei o circuito abaixo, que identifica claramente se houve retificação e qual o seu sentido:

Seu funcionamento é descrito na figura abaixo:

Mergulhei a parte da placa revestida de sulfeto em uma solução de bicarbonato de sódio (uma colher de chá em 100ml de água destilada). O outro eletrodo é uma régua de aço inoxidável. Como se pode ver na foto, a corrente (cerca de 100mA) somente flui  quando o cobre está positivo em relação ao aço. A tensão é de cerca de 6Vca.

 

2- Diodo usando uma camada de óxido:

 

O primeiro passo foi criar uma camada de óxido de cobre por anodização em solução de soda cáustica, conforme descrito aqui. Ao invés da solução de cerca de 10% recomendada no texto, usei uma solução de 1g de desentupidor de ralos (soda cáustica comercial) em 100ml de água da bica. A solução foi aquecida a cerca de 85ºC para a anodização. Veja a foto:

Foram feitas três placas de teste. A primeira foi anodizada sob 10mA/cm2 (usando a fonte de corrente constante). A segunda foi submetida a cerca de 20mA/cm2 e a terceira... bem, curiosamente a terceira simplesmente não sofreu anodização sob nenhuma das várias correntes testadas. Não sei porque. Abaixo está a foto das três placas:

Como se pode ver, não há uma diferença significativa entre a primeira e a segunda.

Em um sentido, aproximadamente 26 milhões de ohms...

 

...no outro, cerca de 400 ohms.

 

Uma outra curiosidade: Estas placas não apresentaram NENHUM EFEITO FOTOELÉTRICO. A moeda da fotocélula de cobre, com óxido criado por aquecimento, apresenta efeito pronunciado. Já o óxido criado eletroliticamente não funciona. Também não sei porque.

O teste feito em solução de bicarbonato mostra uma clara retificação da corrente.

 

 

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