Hur man bygger en solugn för ett vetenskapsprojekt

Med några timmars ansträngning och rätt material kan nästan alla som är praktiska med verktyg bygga en liten solugn som kan producera temperaturer över 500 grader Fahrenheit. Du väljer först antingen en lins eller en reflekterande spegel som ett sätt att fokusera solens strålar; detta val påverkar utformningen av ugnsramen och andra delar. Du kan använda ugnen för att koka vatten, lödda små föremål eller för andra applikationer som behöver höga temperaturer.

En solugn fungerar genom att koncentrera solljuset från ett område på cirka en kvadratmeter ner till en kvadrat tum eller mindre; på en solig dag bär de intensiva strålarna tillräckligt med energi för att göra kontaktpunkten extremt het. Antingen fungerar en lins eller spegel på storleken på en medelstor pizzapanna; en mindre kommer inte att samla in tillräckligt med ljus för att vara användbar, och en större kan vara besvärlig. En Fresnel-lins är en idealisk lins för uppgiften; den består av en platt glasbit eller genomskinlig plast med koncentriska spår skärda i den. Fresnel-linser är billiga och finns på science hobbybutiker. En parabolspegel är ett annat bra val; det behöver inte vara av perfekt optisk kvalitet eftersom ditt mål är att fokusera ljus, inte att skapa bilder. Det är viktigt att notera att en lins fokuserar ljus på sidan mitt emot det inkommande solljuset. en spegels fokus ligger på samma sida. Om du väljer Fresnel-linsen för din ugn, och om den har en räfflad sida, vänder den sidan utåt mot solen.

Du konstruerar ramen för solugnen som ett sätt att hålla linsen eller spegeln stadigt och hålla en samlare som fångar det fokuserade ljuset. Du kan använda robusta metall-, trä- eller plastmaterial för att konstruera ramen så länge du undviker glänsande material som av misstag kan reflektera solljus i dina ögon. Helst svänger ramen på en horisontell axel för att justera spegeln eller linsen så att den pekar direkt mot solen, oavsett årstid eller tid på dagen. Efter justering ska svängningen dra åt ordentligt på plats, vilket ger en stabil installation.

Ugnsuppsamlaren är en kopp eller behållare som fångar solens fokuserade strålar och blir varm. Använd matt eller matt finish för behållaren; plast smälter eller brinner nästan omedelbart och glänsande metall kan spegla solen i dina ögon. Undvik målad metall, eftersom de heta solstrålarna kommer att bränna färgen och orsaka farliga ångor. Skaffa en tegelsten för att fungera som en brandsäker piedestal där du kan vila samlaren; metall fungerar också, även om en tegelsten inte leder värme bort från uppsamlaren, vilket hjälper till att bibehålla sin höga temperatur.

Det finns två viktiga säkerhetsrisker med din solugn: värme och starkt solljus. Om du rör vid samlaren eller placerar handen i fokusområdet kommer det fokuserade ljuset att ge smärtsamma brännskador. Var lika försiktig med föremål du värmer med solugnen som du skulle heta föremål från en köksugn; använd tång för att placera och hämta föremål i uppsamlaren. Det starka koncentrerade solljuset utgör också en fara för dina ögon; undvik att stirra på det fokuserade ljuset under längre perioder och låt det aldrig reflektera direkt i dina ögon.

En solugns kraft är direkt relaterad till dess storlek; större linser och speglar ger högre temperaturer. En stor, fristående solugn, ungefär en meter stor, kommer att smälta mjuka metaller som bly och koppar; mindre bordsmodeller kan smälta löd. Med omsorg kan du också använda ugnen för att skjuta lera i keramik. Det kokar vatten för matlagning och stekar kött och grönsaker. Du kan också använda ugnens värme för att driva en Sterling-motor för el eller för att köra små maskiner.