01 水里点亮的LED
一、背景介绍
今天在朋友圈看到一个短视频。这个光头电火花中的小强哥展示了电解液中LED被点亮的实验。之前我的确没有看到过这个演示， 今天也想验证一下这个实验。
二、实验方法
1、高压交流电源
显然，我的命不如视频中光头哥的命硬， 所以在进行试验的时候还是安全第一。
高压交流电源采用了自耦变压器与隔离变压器串联的形式。 这里给出了高压交流电源电路图， 输出电压的幅度有自耦变压器决定， 经过1比1的隔离变压器 将交流电输出到测试端口。 这样保证实验安全。 这是设备实物， 自耦变压器输出最高电压为250V， 1比1隔离变压器容量为30VA。 这里简单测试一下输出电压范围。
2、测试自来水
下面现在实验玻璃容器中添加自来水。 接着把由单面覆铜板构成的两个电极放置在玻璃容器内。 这是最终形成实验的状态。 两个电极之间的距离大约9厘米。
这是两个LED，一个发红光，一个发绿色光。 将它们丢进玻璃容器中。 它们都沉到了水底。 现在逐步增加交流电压幅值。 可以看到两个LED灯都在发光， 虽然灯光不太亮，但也能够清楚地看到它们被点亮。它们的亮度随着外部电压的升降而改变。
下面测试一下自来水对应的导通电阻。 在引线上串联R1，100欧姆， 调整输入电压为70V，在R1上测量到14.2V。 按照分压比计算出自来水溶液的导通电阻为392欧姆。 在这里忽略了两个电极之间 可能存在的电容效应。
三、小苏打电解液
1、加入小苏打
这是之前在水滴二极管实验中使用剩下的小苏打。将它们加入自来水中，充分搅拌溶解。 苏打水重新恢复到透明状态。 再使用串联电阻方法测量两个电极之间的电阻。 根据数值可以算出电解液电阻大约为19.2欧姆。 这比起自来水电阻小多了。 在测量过程中把串联的100欧姆电阻还烧坏了。
将100欧姆串联电阻去掉，将交流电压施加在电极上。不过现在尴尬了，由于电解液电阻过小，所使用的可调电源无法提供足够的电流，使得电机两端的电压始终提不上去。最大也就十几伏。所以始终无法观察到LED被点亮。
看来一开始小苏打施加过量了， 可调电源内部， 存在较大的内阻， 使得输出电压很小， 在导电的电解液内部LED灯， 始终无法被点亮。
2、LED方向
下面重新更换干净的自来水进行测试。不知道大家是否注意到，在溶液中被点亮的LED管脚上出现了上升的气泡。这应该是LED单向导电引起水的电解所产生的气体。 我们在更换一个角度仔细观察一下。这次更加清晰可以看到LED引脚上的气泡。
下面观察一下LED灯方向是否对亮度有影响。使用塑料拨片改变LED方向，可以看到当LED引脚与两个电极平行的时候，LED最亮。当LED引脚与两个电极垂直的时候，LED熄灭了。
3、少量小苏打
在自来水中加入少量的小苏打，看对于LED亮度是否有影响。不一会儿，LED的亮度明显提升了。 更换一个角度来观察，此时可以看到LED已经非常明亮了。
※ 总结 ※
本文测试了溶液中的LED，在交流电极激励下被点亮的过程。 使用了自耦变压器和隔离电压器进行测试， 电解液使用小苏打配制。 少量的小苏打会增加LED亮度， 如果溶液浓度过大，实验电源反而驱动不了。 如果你要 实验，请注意安全。
本文由编辑推荐，原出处：https://www.eet-china.com/mp/a165716.html
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