Юный техник, 2005 № 04 - Журнал «Юный техник»

Современная техника позволяет ему на месте просмотреть полученные снимки. Если что-то не получилось — немедленно переснять и тут же переслать снимки в редакцию по телефонной сети.

Есть преимущества и для любителя. Когда он снимает довольно много, то вскоре у него образуется куча альбомов, которые занимают довольно много места в квартире. Причем найти нужный снимок среди сотен, а то и тысяч других бывает весьма непросто.

Цифровые же снимки записываются на компакт-диски, которые занимают совсем немного места. Кроме того, уменьшенные копии оригиналов заносят прямо на винчестер компьютера и они служат своеобразным каталогом. При такой системе найти нужный снимок на том или ином диске не составляет особой проблемы. Кроме того, электронные снимки можно поместить на сайт в Интернете. Они послужат своеобразной рекламой вам и вашему фотоискусству.

Технически же цифровой аппарат отличается от пленочного прежде всего тем, что в нем в качеств носителя изображения применяется электронная матрица. В большинстве бытовых аппаратов она имеет меньшие размеры, чем стандартный кадр 24x36 мм. А если размер «негатива» составляет всего 1/8 пленочного кадра, это позволяет резко уменьшить габариты самого аппарата, объективов к нему и т. д. В итоге аппаратура получается весьма компактной при сохранении качества изображения.

Качество матрицы определяется ее разрешением. Она измеряется в пикселях — точках на единицу площади. Так, скажем, для журнальной обложки среднего качества требуется, чтобы изображение было в пределах 3 млн. пикселей.

Если вам нужно изображение размеров не А4, а А2, то есть вы собрались печатать глянцевый многокрасочный календарь, то необходимо уже 10–12 млн. пикселей. Причем количество чувствительных точек на матрице, вообще-то говоря, неявно связано с ее собственными размерами. Даже при площади в 1/8 обычного кадра пикселей может быть 3 млн. и более.

Правда, увеличение размеров самой матрицы, как правило, повышает чувствительность каждого элемента. Если, скажем, при мини-формате максимальная чувствительность около 400 ед. АСА, то при размерах матрицы в 1/2 стандартного кадра чувствительность повышается до 1600 ед. АСА. Но чувствительность можно повысить и другими способами.

Обычные пленки высокой чувствительности имеют довольно сильное зерно, искаженную цветопередачу, в общем, при съемке на такую пленку никогда толком не знаешь, что у тебя получится. Электроника же дает возможность проводить съемки в ночном городе, и кадры получатся резкими, без обычной в таких случаях «шевеленки». Кроме того, уже в процессе печати такой снимок нетрудно подвергнуть компьютерной ретуши, внести в него необходимые цветовые эффекты.

Фотолюбитель постигает возможности цифровой камеры куда быстрее, чем обычной. На обучение уходят недели, но не годы.

Цены цифровых аппаратов, повторим, пока высоки. Приличный цифровой фотоаппарат типа «мыльницы» стоит примерно 300 долларов. За 400 долларов — вы уже выбираете, какие «примочки» должна иметь ваша камера. За 700—1000 долларов можно купить зеркальный цифровой полупрофессиональный фотоаппарат. Однако цены на эту технику падают очень быстро.

Кроме того, появляется все больше сотовых телефонов, которые одновременно снабжены и фотоаппаратами. Качество изображения, получаемое ими, конечно, далеко не профессиональное, зато налицо масса преимуществ.

Например, полученное фото можно тут же переслать по каналам связи друзьям, пусть и они полюбуются запечатленными вами сюжетами. Сам же по себе фотоаппарат не занимает никакого места — все равно мобильник всегда с собой. И наконец, человек сразу начинает привыкать именно к электронной технике, за которой будущее…

Виктор ЧЕТВЕРГОВ

ПОЛИГОН

Суперконденсатор

Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет примерно 700 мкФ. Обычный конденсатор такой емкости можно сравнить по весу и объему с кирпичом. Но есть и конденсаторы с электроемкостью земного шара, равные по своим размерам песчинке. Появились такие приборы сравнительно недавно, лет двадцать назад. Их называют по-разному: ионисторами, иониксами или просто суперконденсаторами.

Не думайте, что они доступны лишь каким-то аэрокосмическим фирмам высокого полета. Сегодня можно купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в одну фараду, что в 1500 раз больше емкости земного шара и близко к емкости самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера.

Любой конденсатор запасает энергию. Чтобы понять, сколь велика или мала энергия, запасаемая в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить. Вот несколько необычный, зато наглядный способ.

Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог подпрыгнуть примерно на метр-полтора. Крохотный ионистор типа 58-9В, имеющий массу 0,5 г, заряженный напряжением 1 В, мог бы подпрыгнуть на высоту 293 м!

Иногда думают, что ионисторы способны заменить любой аккумулятор. Журналисты живописали мир будущего с бесшумными электромобилями на суперконденсаторах. Но пока до этого далеко. Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. Однако при отдаче большой мощности за короткое время аккумулятор быстро портится, да и разряжается только наполовину. Ионистор же многократно и без всякого вреда для себя отдает любые мощности, лишь бы их могли выдержать соединительные провода. Кроме того, ионистор можно зарядить за считаные секунды, а аккумулятору на это обычно нужны часы.

Это и определяет область применения ионистора. Он хорош в качестве источника питания устройств, кратковременно, но достаточно часто потребляющих большую мощность: электронной аппаратуры, карманных фонарей, автомобильных стартеров, электрических отбойных молотков. Ионистор может иметь и военное применение как источник питания электромагнитных орудий.

А в сочетании с небольшой электростанцией ионистор позволяет создавать автомобили с электроприводом колес и расходом топлива 1–2 л на 100 км.

Ионисторы на самую разную емкость и рабочее напряжение есть в продаже, но стоят они дороговато. Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно. Но прежде чем дать конкретные советы, немного теории.

Из электрохимии известно: при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из разноименных электрических зарядов — ионов и электронов. Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут сблизиться. Этому мешают силы притяжения молекул воды и металла. По сути своей двойной электрический слой не что иное, как конденсатор. Сосредоточенные на его поверхности заряды выполняют роль обкладок. Расстояние между ними очень мало. А, как известно, емкость конденсатора при уменьшении расстояния между его обкладками возрастает. Поэтому, например, емкость обычной стальной спицы, погруженной в воду, достигает нескольких мФ.

По сути своей ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой.

Правда, применяя обычные плоские пластины, можно было бы получить емкость всего лишь в несколько десятков мФ. Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.

На эту роль были перепробованы в свое время губчатые металлы от титана до платины. Однако несравненно лучше всех оказался… обычный активированный уголь. Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым. Площадь поверхности пор 1 см3  такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них — десяти фарад!

На рисунке 1 изображена конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин, плотно прижатых к «начинке» из активированного угля. Уголь уложен двумя слоями, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны. Все это пропитано электролитом.

При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности, в другой — с положительными ионами. После зарядки ионы и электроны начинают перетекать навстречу друг другу. При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем вообще может сойти на нет.

Чтобы этому домешать, между слоями активированного угля и вводится разделительный слой. Он может состоять из различных тонких пластиковых пленок, бумаги и даже ваты.