Benötigt werden ein verzinktes Stahlblech, Kupferdraht, einen Brenner und ein Oszilloskop. Das verzinkte Stahlblech wird mit dem Brenner nur auf einer Seite (!) zur Rotglut gebracht. Auf der anderen Seite sollte sich dann gelbliches bzw. weiß-poröses Zinkoxid bilden. Dieses kontaktiert man dann vorsichtig mit einem feinen Kupferdraht, fertig ist die Diode.
Zum Testen schließt man die Diode und einen Vorwiderstand ans Oszilloskop im xy-Modus. Auf der x-Achse liegt dann die Spannung über die Diode, auf der y-Achse die Spannung über den Vorwiderstand = Strom durch die Diode. So weit so gut.
Eine richtige Stelle auf dem verzinkten Stahlblech zu finden, ist ein ziemliches Geduldsspiel. Ich erhalte dann aber mit etwas Glück eine Kennlinie, die einer Diode zumindest ähnelt.
Ich habe dann eine echte Diode auf diese Weise "vermessen" und bekomme eine doch eigenartige Kennlinie heraus. Kann mir jemand von den Profis vielleicht erklären, warum ich so eine von der idealen Diodenkennlinie doch recht stark abweichende Kennlinie erhalte? Danke im voraus...
Die "Schleifen" im XY-Diagramm deuten auf eine kapazitive Komponente hin.
Beulen/Knoten auf Oberwellen. Wie schaut dein Digramm aus, wenn du einfach nur einen Widerstand misst? - Müsste eine Diagonale sein.
Es war wirklich die AC-Kopplung. Das habe ich total übersehen. Normalerweise ist bei mir immer die DC-Kopplung aktiviert. Ich hänge dann am Nachmittag gleich Bilder an.
Zuerst einmal eine echte/kommerzielle Diode. Nun erhalte ich genau die zu erwartende Kennlinie. Man müsste sie aufgrund der Messmethode (siehe Schaltplan) nur noch spiegeln.
Und auch mein verzinktes Stahlblech zeigt nun eine annähernde Diodenkennlinie bzw. eher eine Zenerdiodenkennlinie. Den Versuch kann ich aber allen empfehlen. Kostenpunkt: ca. 10 Euro für eine ganze Schulklasse.
Danke nochmals für die Hilfe, Marek. Wie gesagt, normalerweise befindet sich mein Oszilloskop nach dem Einschalten eigentlich im DC-Modus, deshalb stand ich auf der Leitung und habe es gar nicht überprüft. War nur schwer verwundert, warum ich selbst mit käuflichen Dioden keine passende Kennlinie erhalten habe ;-)
Und auch mein verzinktes Stahlblech zeigt nun eine annähernde
Diodenkennlinie bzw. eher eine Zenerdiodenkennlinie.
Doch eher die Kennlinie eines Varistors. Eine Gleichrichtwirkung ist kaum zu sehen.
Wiki:
"Zinkoxid-Keramik wird üblicherweise zur Herstellung von Metalloxid-Varistoren verwendet. Es zeigt hier aufgrund von halbleitenden Effekten an den Korngrenzen einen stark nichtlinear von der angelegten Spannung abhängigen Widerstand und dient als Überspannungsschutz."
Sehr schön!
Das ist auch der Grund, warum z.B. korrodierte Stecker, insbesondere bei Sendern (CB-Funk, Amateurfunk, aber auch Radiosender sind nicht davor gefeilt) das Signal nichtlinear verzerren und somit unerwünschte Nebenaussendungen verursachen können.
Mein verstorbener Onkel hatte mir aus der Vorkriegszeit einen Detektor vererbt, der aus einem Pyritkristall und einem federnden Draht bestand. Um einen Diodeneffekt zu erzeugen, musste man mit der Feder eine passende Region finden, damit man mit einer Langdrahtantenne, einem Schwingkreis und einem Kopfhörer Rundfunksender empfangen konnte.
Ganz unbedarft würde ich sagen es sind 2 Dioden in beide Richtungen,
irgendwie. Gut auch der Einwurf mit dem Varistor.
Naja, es gibt einen Unterschied zwischen Durchlass- und Sperrspannung
von knapp 0,4 V. Das ist ja auch der Grund, der das Material für VDRs
geeignet macht.
Die Herstellung geht analog zu Zink, nur eben mit einem Stück Kupferblech oder Kupferdraht. Kann dann auch großflächig kontaktiert werden, nicht nur mit einem Spitzenkontakt.
auch ich habe in den 80ern mit einem Bleisulfit-Brocken (auch bekannt als Galenit) experimentiert. Ähnlich wie bei Zinkoxid war es eine Mischung aus Glück und Geduld, mit einem zugespitzten Kupferdraht eine geeignete Kristallstelle zu finden.
In einem einfachen Kristallempfänger mit einer Langdrahtantenne für den Kurzwellenbereich lieferte mein Versuchskristall über 1 mA gleichgerichteten Strom – genug, um auf 1260 kHz sogar einen leisen Lautsprecherbetrieb zu ermöglichen.
Am Tektronix 576 zeigte die Kennlinie ein sehr ordentliches Bild. Besonders auffällig: die deutlich niedrigere Vorwärtsspannung im Vergleich zu einer Germaniumdiode. Schon faszinierend, was man mit einem unscheinbaren Stück Mineral und etwas Geduld aus dem Äther holen konnte.
Amateurfunk, aber auch Radiosender sind nicht davor
gefeilt) das Signal nichtlinear verzerren und somit unerwünschte
Nebenaussendungen verursachen können.
Mischprodukte und damit Störungen gab es um 1980 rum an den rostigen Drähten von Hopfengärten - war ein lustiges gebrodel..
siehe auch https://www.db0xf.de/chronik
@Major Tom: Habe mir doch gleich dank deiner Anregung einen Brocken Bleiglanz (Galenit) besorgt. Dass mit dem Pyrit in ganz simplen Radioempfängern wusste ich bereits.
Hast du einfach ein kleines Stück des Minerals mit zwei Drähten kontaktiert? Vielleicht könntest du ja ganz kurz deinen Aufbau hier dokumentieren, danke. Deine Kennlinie sieht ja perfekt aus...
Ein weiterer Versuch mit meinem Zinkoxid brachte die angehängten Kennlinien zu Tage. Sie verlaufen nun deutlich flacher, um dann (leider) symmetrisch sowohl bei positiver wie negativer Spannung stark anzusteigen. Eventuell mache ich ja noch einen Fehler, z.B. glühe zu wenig/zu stark aus...
Oh Mann, Schande auf mein Haupt, verschiebt meinen letzten Beitrag nach "Fehler zum Nachbauen"! Statt nach einer Meßspitze zu kramen habe ich einfach ein Drahtende der zuletzt am Haken hängenden Si-Diode auf den Kristall gesetzt und dabei die Si-Diode mitgemessen...
Hier die echte Kurve mit dem Bleiglanz - kann auch Pyrit sein, das gibt es auf dem Mischkristall auch, neben Quarz. Aber wie zum Teufel kann da eine Gleichrichterwirkung entstehen, nur durch minimale Unterschiede auf der Plus- und Minusseite?
Da muss nichts gleichrichten im Sinne einer Ventilwirkung.
Es genügt die Krümmung der Kennlinie.
Durch die Taylor-Reihen-Approximation (Swifties wissen Bescheid) gibt es Terme mit x^n mit n >= 2 und somit wird durch den Träger das AM-Signal ins Basisband zurückgemischt.
Warum muß es denn zur Rotglut gebracht werden, ich denke die Zinkschicht ist sowieso durch eine Oxidschicht passiviert ?
Zink hat man auch in Dachrinnen, obwohl es kein reines Zink ist, sondern Rheinzink
Wenn das Zink schon oxidiert ist braucht man nicht glühen. Ich habe mal mit einem Stück Zinkblech experimentiert, das ich vor Jahren aus einer Zink-Kohle-Batterie entnommen habe. Das hat einen weißen Belag, der auch wieder die symmetrische Kennlinie liefert. Kann Oxid sein, aber auch was anderes - aus wikipedia "Zink-Kohle-Zelle" werde ich nicht wirklich schlau.
Den Kristall habe ich nur benutzt, um das Zinkblech schräg zu stellen, sonst hat er keine Funktion.
der aus einem Pyritkristall und einem federnden Draht bestand. Um einen
Diodeneffekt zu erzeugen, musste man mit der Feder eine passende Region
finden, damit man mit einer Langdrahtantenne, einem Schwingkreis und
einem Kopfhörer Rundfunksender empfangen konnte.
Ich hab mein Set endlich komplett!
Der Halter für den Kristall ist von Record, bis wann würden die hergestellt?
Du könntest es mit einem selbstgebauten Nassgleichrichter versuchen. Einfach zu bauen aber sicher nicht der beste Gleichrichter.
Die Bastelvariante:
Marmeladenglas mit einer kräftigen Natronlösung (alias Natriumbicarbonat, alias Speisenatron). Zwei Elektrodestreifen, einer aus Blei, einer aus Aluminium. Die Oxidation an der Aluminiumelektrode soll für die Gleichrichtung sorgen.
Die Profiversionen waren wohl mit Schwefelsäure, Platin und Niob. Wegen der Schwefelsäure würde ich von abraten.
Natron mit Elektroden aus Alu und Zink liefert dies. Das entspricht einer Diode, der ein Kondensator von ca. 10µF parallelgeschaltet ist. Klar, Alu+Oxid in Natron bildet einen Elektrolytkondensator!
Wenn man das Alublech weiter rauszieht, verringert sich die Kapazität und man erhält eine bessere Gleichrichterkurve.
Das entspricht einer Diode, der ein Kondensator von ca. 10µF
parallelgeschaltet ist.
Das hast du bei den Glaskolben (Detektordiode im Glasrohr) auch.
Es geht ja gar nicht ohne parallel Kapazität, offensichtlich liegen zwei "Platten" gegenüber.
Ich hab, mit Variometer als antenne, heute mal getestet... Grr! Das ist kein 2k Kristallhörer! <1k, muss mal einen "echten" hochohmigen Kristallhörer finden!
Besser wäre ein dynamischer Kopfhörer wie in diesem Angebot
https://www.ebay.de/itm/276932651555
Ist aber ein Zufallsfund, das gibt es sicher billiger! Auf dem letzten Bild ist zu sehen, dass der 2000 Ohm hat.
Ja, ich mein die dinger werden seltener, trotzdem ganz schön "ambitionierter" preis.
Aber so einen drehko und eine Korbspule dazu müsst ich auch im konvolut gehabt haben. Danke für den link! Ich schau mir gerne was ab bei fertigen geräten. ;)
Der Galenit/Bleiglanz ist heute angekommen und natürlich versuchte ich sogleich seine Kennlinie aufzunehmen. Nach einigen Versuchen eine brauchbare Stelle zu finden zeigte sich dann auf dem Oszilloskop eine wunderschöne Diodenkennlinie. Und dies gänzlich ohne Schummelei ;-)
Hätte ich so nicht erwartet. Das erfreut natürlich das Herz des Experimentalphysikers, Heureka...
Gekostet hat mich der Bleiglanz mit Versand 11 Euro, eine sehr lohnende Investition.
Sehr schön! Und daran, dass die Kurve nach dem "Knick" in eine Gerade übergeht sieht man, dass der Durchlasswiderstand nicht unerheblich ist, letztlich der Materialwiderstand zwischen Kontaktierung und Spitze, vielleicht 200 Ohm.
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