Neuvoja/vihjeitä

Aurinkokennot
Aurinkokennolaskimia on kaksi rakennetta: ”Aidot aurinkokennolaskimet” ja ”Dual Power”.
Aidot aurinkokennolaskimet, kuten meidän Taskulaskin aurinkokenno ja kansi, toimivat täysin ilman paristoa. Aurinkokenno on niin voimakas, että se antaa virtaa heikossakin valossa. Aidolla aurinkokennolaskimella vältät paristojenvaihdon vaivan ja kustannukset.
Dual Power-laskimissa on sekä aurinkokenno että paristo. Kun valo on heikko, laskin saa virran paristosta. Myös Dual Power-laskimia on kahta tyyppiä.
”Aito Dual Power-laskin” toimii hyvässä valossa aurinkokennolla, vaikka paristo poistetaan tai se on vanhentunut. Tällainen on esim. Taskulaskin kaksirivinen basic. Yksinkertaisemmissa Dual Power-laskimissa paristo toimii myös jännitestabilisaattorina. Ne ovat edullisia valmistaa, mutta eivät toimi ilman paristoa.

Näppäimet
On olemassa laskimia, joissa on ”oikeat muovinäppäimet”, ja laskimia, joissa on ”kuminäppäimet”.
Oikeat muovinäppäimet on valmistettu kovasta muovimateriaalista ja niissä on laippa näppäimistön sisäpuolella, joiden ansiosta niitä ei voi kaivaa irti.
Kuminäppäimet ovat itse asiassa yhtenäinen kumimatto. Näppäinten välinen kumi on ohutta ja rikkoutuu helposti ahkerassa käytössä tai jos käytetään hieman voimaa.
Kuminäppäimet ovat huoattavasti halvempia valmistaa ja asentaa kuin oikeat muovinäppäimet, mutta kestävyys on huono.

Displayen
Näytön ja piirilevyn välinen liitäntä on laskimen heikko kohta. Useimmissa laskimissa se on lämpöhitsattu muoviteippi, joka johtaa virtoja.

Monet oppilaat tykkäävät näytön painelemisesta muodostuvien hauskojen kuvioiden näkemiseksi. Kun näyttöä painellaan liikaa, muoviteippi saattaa irrota eivätkä numerot näy enää täydellisinä.
Toinen tietyissä laskimissa käytetty hyvä ratkaisu on läpinäkyvä levy, joka on asennettu suojaksi näytön eteen, kuten kaksirivisessä taskulaskimessamme ja grafiikkalaskimessamme.

Stereomikroskooppien ja mikroskooppien väliset erot
Stereomikroskoopissa on sekä kaksi objektiivia että kaksi okulaaria. Koska silmiin osuvat valonsäteet menevät täysin eri teille, saadaan stereomikroskooppiin katsottaessa syvänäkö.
Stereomikroskoopilla voidaan yleensä valita 20 - 40 kertainen suurennus. Zoomilla varustetussa stereomikroskoopissa suurennusta voidaan säätää portaattomasti, jolloin kohteen tutkimiseen voidaan valita tarkalleen haluttu suurennus.
Stereomikroskoopit soveltuvat erityisesti pieneläinten ja kasvinosien tutkimiseen.

Binokuläärisessä mikroskoopissa valonsäteet menevät ensin valitun objektiivin läpi, jonka jälkeen ne jakaantuvat kumpaankin okulaariin. Siksi ei saada syvänäköä, mutta mikroskooppi on miellyttävä käyttää, koska sitä voidaan katsoa kummallakin silmällä.

Monokulääriseen mikroskooppiin katsotaan vain toisella silmällä. Tottuneet käyttäjät voivat silti pitää molempia silmiä auki, mikä on mukavin tapa. Aloittelijoilla on tapana sulkea toinen silmä.

Mikroskoopin suurennus on voimakas - monokulääreissä usein jopa 600x ja binokulääreissä jopa 1600x. Terävyysalue on sen sijaan pieni. Siksi preparaatin on oltava erittäin ohut ja se on asetettava objektilasin ja peitelasin väliin. Usein käytetään tehdasvalmisteisia preparaatteja.
Mikroskooppeja kannattaa käyttää, jos haluat nähdä erittäin pieniä objekteja, kuten soluja ja bakteereja.

Valaistus on erittäin tärkeä stereomikroskoopeilla ja mikroskoopeilla työskenneltäessä. Valaistuksen on oltava sisäänrakennettu, jotta sitä olisi helppo käyttää.
Stereomikroskoopissa valo tulee alapuolelta läpinäkyviin preparaatteihin ja yläpuolelta läpinäkymättömiin preparaatteihin. Yksittäistapauksissa voi olla eduksi käyttää molempia valoja samanaikaisesti.

Mikroskoopilla työskenneltäessä on tärkeää pystyä säätämään valonvoimakkuutta. Yksinkertaisin himmennin on reikähimmennin, jossa valoa säädetään kiintein portain. Iirishimmentimellä valoa säädetään portaattomasti. Binokuläärisessä mikroskoopissa valonvoimakkuutta voidaan usein säätää elektronisesti. Preparaattipöydän alla olevaa linssiä kutsutaan kondensorilinssiksi. Binokuläärisissä mikroskoopeissa kondensorilinssin asentoa voidaan säätää parhaan mahdollisen kuvan saamiseksi.

Ristipöytä pitää kiinni preparaattia ja siirtää sitä. Se on erittäin mukava käyttää, kun halutaan tehdä pieniä siirtoja. Kalliimmissa mikroskoopeissa ristipöytä on vakiovaruste.

Osoittimella varustetut okulaarit ovat käytännöllisiä, kun oppilas haluaa kysyä, mitä hän sillä hetkellä näkee. Oppilas varmistaa, että osoitin osoittaa kohteeseen eikä väärinymmärryksiä pääse sattumaan.

Ylimääräinen okulaari toisella suurennuksella mahdollistaa mikroskoopin suurennusasteiden muuttamisen okulaaria vaihtamalla.

Hoito
Linssit on erittäin tärkeä pitää puhtaina. Olipa mikroskoopin optiikka kuinka hyvä tahansa, on kuva likaisilla linsseillä huono.

pH-kynien ja pH-mittarien erot:
pH-mittareita on kahta rakennetta: ”pH-kynät” ja ”pH-mittarit”.
Uusimmissa pH-kynissä on kiinteä elektrodi, jota ei voi vaihtaa. pH-kynien etuna on, että ne ovat käteviä käyttää kentällä. Haittapuolena on, että kynä on hävitettävä elektrodin tullessa huonokuntoiseksi.

pH-mittareissa on irrotettava elektrodi. Jos elektrodi on huonokuntoinen, ei siis koko mittayksikköä tarvitse vaihtaa vaan voidaan ostaa pelkästään uusi elektrodi.
pH-mittarit, joissa elektrodit kierretään kiinni suoraan mittayksikköön, ovat käteviä kenttäkäytössä.
pH-mittarit, joissa elektrodi on liitetty kaapelilla, soveltuvat tarkkoihin laboratoriomittauksiin.

Yksi- ja kaksipistekalibroinnin erot:
Tarkkojen mittausarvojen varmistamiseksi on kaikki pH-mittarit kalibroitava silloin tällöin.
Yksipistekalibroinnilla varustetut mittarit on kalibroitava pH 7-liuoksella. Elektrodi upotetaan liuokseen ja mittari säädetään niin, että se näyttää pH-arvoa 7. Kalibroinnin jälkeen mittari antaa tarkkoja arvoja näytteistä, jotka eivät liian happamia tai emäksisiä. Näiden mittareiden etuna on, että kalibrointi käy nopeasti ja usein ne ovat edullisia hankkia. Haittapuolena on, että mittareiden tarkkuus erittäin happamilla tai emäksisillä liuoksilla ei ole niin hyvä.
Kaksipistekalibroinnilla varustetut mittarit antavat tarkkoja mittausarvoja laajemmalla mittausalueella. Ne kalibroidaan ensin pH 7-liuoksella ja sen jälkeen joko pH 4- tai pH 10-liuoksella. Jos testattavien näytteiden arvellaan olevan happamia, kalibroidaan pH4-liuoksella, muussa tapauksessa valitaan pH 10-liuos. Kalibroinnin jälkeen mittari antaa tarkkoja arvoja myös näytteistä, joiden pH-arvo on erittäin alhainen tai korkea.

Yksinkertaisemmat mittarit säädetään kalibroinnin aikana nuppia tai ruuvia kiertämällä. Edistyksellisemmissä mittareissa on automaattinen kalibrointi. Tällöin mikroprosessori huolehtii mittarin säädöstä.

Lämpötilakompensointi
Koska pH-arvo muuttuu lämpötilan mukaan, on edistyksellisemmissä pH-mittareissa mahdollisuus lämpötilakompensointiin. Jos mittarissa on manuaalinen lämpötilakompensointi, on lämpötila mitattava ja pH-mittari säädettävä itse. Jos mittarissa on automaattinen lämpötilakompensointi, mittari säätää itse itsensä.

Elektrodi
Säilytys: Elektrodin kärki on lasin huokosten rei'ittämä. Jos elektrodia säilytetään kuivassa, on täysin normaalia, että elektrolyyttiä tunkeutuu ulos ja saostuu valkoiseksi kerrostumaksi. Koska huokoset eivät saa mennä tukkoon, on kerrostuma kasteltava ennen mittausta.
Paras vaihtoehto on asettaa aina elektrodin kärki säilytysnesteeseen, koska silloin elektrodi on aina käyttövalmis. Valmiita liuoksia on ostettavissa, mutta säilytysliuoksen voi myös sekoittaa itse, jonka KCl-arvon on oltava vähintään 3 M.

pH-mittaus maasta
Maaperän mittauksiin on erityisiä elektrodeja, joita voidaan käyttää myös esim. lihan mittaukseen. Ne sopivat irrallisilla mittapäillä varustettuihin pH-mittareihin.
Yksinkertaisimmissa tämän tyypin pH-mittareissa elektrodi koostuu kahdesta eri metallista. Siksi elektrodi toimii paristona ja maaperän pH-arvosta riippuen mittapää syöttää erilaisia virranvoimakkuuksia mittausyksikköön. Jotta pH-mittari antaisi oikeita mittausarvoja, on mittapään metallipinnat pidettävä puhtaina kerrostumista.

Tinnituksesta on tullut yhä yleisempi ongelma, koska ympäristössämme esiintyy usein liian korkeita äänitasoja. Se, milloin äänitaso on liian korkea, aiheuttaa helposti keskustelua. Tämän välttämiseksi on usein helpointa mitata äänitaso.

Yksikkö dB
Äänenpainetason ilmaisemiseen käytetään logaritmista asteikkoa, jonka yksikkönä on desibeli (dB) ja jossa alimmaksi äänenpaineeksi, jonka korva voi rekisteröidä, on asetettu 0.
Yhtä voimakkaiden äänilähteiden määrän kaksinkertaistaminen suurentaa äänitasoa 3 dB:llä, 10 yhtä voimakasta äänilähdettä antaa lisäykseksi 10 dB yhteen äänilähteeseen verrattuna. Ihmiskorva käsittää 8-10 dB:n äänitason lisäyksen kaksinkertaistumisena.

Raja-arvot standardissa
Ekvivalentti äänitaso 8 tunnin työpäivän aikana ei saa olla yli 85 dB(A).
Suurin äänitaso ei saa olla yli 115 dB(A). Lyhytkestoinen ääni (impulssiääni), joka kestää alle sekunnin, ei saa olla yli 135 dB(C).

Äänitasomittareita on kahta päätyyppiä - mittarit, jotka näyttävät, kun ääni on liian voimakas, ja ”tavalliset mittarit”, jotka mittaavat äänitasoa dB:nä. Esimerkki ensimmäisestä kategoriasta on Äänikorva - SoundEar.

Äänikorva - SoundEar
SoundEar on äänitasomittari, joka ripustetaan seinälle. Se näyttää isolta korvalta ja normaalilla äänitasolla se palaa vihreänä. Kun äänitaso lähenee raja-arvoa, korva muuttuu keltaiseksi, ja raja-arvon ylittyessä korva näyttää punaista.
Äänikorva näyttää siis suoraan, kun äänitaso on liian korkea. Tällöin voidaan ryhtyä toimenpiteisiin, ennen kuin kuulovammoja ehtii syntyä.

SoundLog on SoundEar, jonka päällä on datalähtö, johon toimitukseen kuuluva tiedonkeruulaite asetetaan. SoundLog pystyy tallentamaan äänitietoja jopa 4 viikon ajan.

Tavalliset äänitasomittarit
Tavallisten äänitasomittareiden tarkkuus vaihtelee suuresti. Tarkimmat on luokiteltu kansainvälisten standardien IEC-61672 mukaisesti.
Työympäristöviraston määräysten mukaisesti on melumittauksissa käytettävä luokan 1 tai 2 mittaria. Yleisemmissä mittauksissa voidaan hyväksyä myös luokka 3.

Äänitasomittarissa voi olla eri toimintoja:

• dB(A)- ja dB(C)-suodin
  Ihmiskorvan herkkyyden jäljittelemiseksi eri taajuuksilla on useimmissa äänitasomittareissa dB(A)- ja dB(C)-suotimet.
  dB(A)-suodin jäljittelee ihmiskorvan herkkyyttä eri taajuuksilla alhaisella äänitasolla.
  dB(C)-suodin jäljittelee ihmiskorvan herkkyyttä eri taajuuksilla korkealla äänitasolla.
  dB(A):n ja dB(C):n välinen ero voi olla huomattava samaa melua mitattaessa. Kun dB(C)-arvo ylittää dB(A)-arvon 20-25 dB:llä, saattaa matalataajuinen ääni muodostaa vakavan meluhäiriön.

• Reaktio
  Mittarin reaktionopeus valitaan tällä toiminnolla. Valittavana on Hidas (Slow), Nopea (Fast) ja Impulssiääni (Impuls).
  Jos valitaan Hidas, mittari tasaa äänitasovaihteluita jonkin verran. Jos mittarista puuttuu ekvivalentti äänitaso, voidaan tällä tavalla silti saada käsitys keskimääräisestä äänitasosta. Nopea-toiminto valitaan, kun halutaan mitata äänitason nopeita vaihteluita. Impulssiääni-toiminto valitaan ympäristössä, joissa esiintyy voimakkaita ääniä, joiden kesto on alle sekunti.

• Maksimiarvotoiminto
  Mittari näyttää korkeimman mittausjakson aikana esiintyvän äänitason. Toiminto on erittäin käyttökelpoinen, koska korkein äänitaso on yksi melumittauksen raja-arvoista.

• Ekvivalentti äänitaso (Leq)
  Ainoastaan edistyksellisemmissä, integroitavissa, mittareissa on tämä toiminto. Ekvivalentti äänitaso on vaihtelevan äänen energiaekvivalentti keskiarvo tiettynä aikana. Toiminto on erittäin käyttökelpoinen, koska ekvivalentti äänitaso on yksi melumittauksen raja-arvoista.

• Taajuusanalyysi
  Ainoastaan erittäin edistyksellisissä mittareissa on tämä toiminto.
  Taajuusanalyysi voi olla kiinnostava tietyissä tapauksissa, esim. kun melu vaikuttaisi sisältävän ääniä (esim. puhaltimilta). Tällöin ääni jaetaan kapeampiin taajuusalueisiin, jotka mitataan erikseen. Taajuusanalyysin avulla nähdään lisäksi, onko ääni matala- vai korkeataajuista, sekä saadaan selville, mistä ääni tulee.

Kalibrointi
Kahta kalibrointityyppiä voi esiintyä - kalibrointi mittariin sisäänrakennetulla värähtelypiirillä ja kalibrointi erillisellä akustisella kalibraattorilla.
Kalibrointi akustisella kalibraattorilla on tarkin vaihtoehto, sillä se sisältää myös mikrofonin mahdollisen muutoksen.

Analoginen vai digitaalinen
Osoittimella varustetut analogiset aggregaatit antavat nopeasti tiedon jännitteen/virran muutoksista, eikä vähiten silloin, jos osoitin saavuttaa vahingossa maksimilukeman!
Digitaalisilla aggregaateilla on helpompi tehdä tarkkoja asetuksia ja lukea arvoja. Siksi usein vältetään ylimääräisen voltti- tai ampeerimittarin kytkeminen.
Jos jännitteen ja virran näytöt ovat erivärisiä, ei ole vaaraa lukemien sekoittamisesta.

AC/DC tai vain DC
Useissa kokeissa tarvitaan ainoastaan tasavirtaa. Tasavirta-aggregaatit ovat keveitä ja edullisia hankkia. Joissakin kokeissa, esim. muuntajakokeissa, vaaditaan vaihtovirtaa ja joskus voidaan tarvita sekä tasa- että vaihtovirtaa. AC/DC-aggregaatti on luonnollisesti monipuolisin, mutta se painaa enemmän.
Useissa kouluissa saattaa olla sopivaa hankkia suurempi määrä tasavirta-aggregaatteja ja vähemmän AC/DC-aggregaatteja.

Muuntaminen
DC-aggregaatti muuntaa ja tasaa jännitteen perinteisesti käämejä, rautasydämiä ja tasasuuntaussiltoja käyttämällä. Tästä syystä DC-aggregaatti on erittäin painava.
Jännitteen voi muuntaa ja tasasuunnata myös sähköisesti (hakkuriteholähde, SMPS). Tässä menetelmässä DC-aggregaatti on sekä pienempi että kevyempi kuin perinteinen DC-aggregaatti.

Kapasiteetti V ja A
Jos aggregaatin maksimikapasiteetti on 30V/5A, sillä pärjää useimmissa kokeissa. Vaihtovirtakokeisiin riittää usein 2 A.

6,3 V-lähtö
Perinteinen 6,3 V-lähtö saattaa säästää useita optiikkalamppuja.

Automaattivarokkeet vai elektroninen virranrajoitus
Sekä automaattivarokkeet vai elektroninen virranrajoitus suojaavat tehokkaasti aggregaattia oikosulkutilanteessa. Automaattivaroke katkaisee, kun aggregaatin maksimivirta ylitetään. Automaattisen virranrajoituksen etuna on, että aggregaatti voidaan säätää katkaisemaan alhaisemmalla virranvoimakkuudella. Näin minimoidaan liitettyjen laitteiden vahingoittumisvaara.

Turvalähdöt
Jos aggregaatissa on turvalähdöt, voidaan käyttää sekä tavallisia laboratoriojohtoja että turvatyyppisiä johtoja. Jos aggregaatissa on perinteiset lähdöt, ei turvajohtoja voida käyttää.

Tasoitettu tasajännite
Jos tasajännite on tasoitettu, se vaihtelee erittäin vähän (esim. aaltoisuus < 1 mV). Kokonaan tasoittamaton tasavirta sykkii. Tasoittaminen on tärkeää esim. elektroniikkakokeissa.

Stabiloitu jännite
Stabiloidussa aggregaatissa on piirit, jotka varmistavat jännitteen pysymisen vakiona aggregaatin kuormituksesta riippumatta.

Polttimet

Nestekaasu
Nestekaasu koostuu pääasiassa propaanista, propeenista ja butaanista. Kaasu on ilmaa raskaampaa, mutta se sekoittuu helposti ympäröivään ilmaan. Vuodoista varoittamiseksi nestekaasuun on sekoitettu pahanhajuista ainetta, jonka tuntee jo erittäin alhaisilla pitoisuuksilla.
Kun nestekaasun ja ilman seos palaa optimaalisesti, on liekin ”sydän” vihreänsininen. Tällöin muodostuu ainoastaan hiilidioksidia ja vettä. Liekin lämpötila on korkea ja se sulattaa helposti lasia ja tiettyjä metalleja.
Jos ilmaa on liian vähän, liekki on keltainen ja palaminen riittämätöntä, jolloin muodostuu vaarallista hiilimonoksidia, häkää (CO).

Erilaiset kaasusäiliöt ja polttimet
Perinteiset polttimet on rakennettu kaasupullojen painetta alhaisemmille kaasunpaineille. Siksi pulloon asennetaan paineenalennusventtiili, jonka jälkeen paineenalennusventtiilin ja polttimen väliin liitetään kaasuletku. On tärkeää, että letkuliitäntä on tiivis - käytä mielellään letkunkiristintä.
Koska matalapainepolttimien nestekaasu ostetaan normaalisti isommissa erissä (isommissa pulloissa), muodostuvat käyttökustannukset kertakäyttösäiliöitä alhaisemmiksi.
Kertakäyttösäiliön poltin kierretään suoraan kiinni säiliöön. Tietyt säiliöt puhkaistaan, kun poltin kierretään paikalleen, kun taas toisissa on itsesulkeutuvat venttiilit.
Polttimella varustetut kertakäyttösäiliöt ovat erittäin käteviä käsitellä ja siksi niistä on tullut suosittuja kouluissa. Pullojen suhteellisen pieni kaasumäärä (esim. 220 g) vähentää vaaraa mahdollisen vuodon sattuessa.

Sähköpolttimet
Sähköpolttimessa on sähköisesti lämmitettävä sähkökierukka. Lämpötila säädetään termostaatilla. Kierukan yläpuolella on ritilä, johon voidaan asettaa esimerkiksi nestettä sisältävä dekantterilasi. Kuuma ilmavirta yhdessä kierukan säteilylämmön kanssa lämmittävät tehokkaasti dekantterilasissa olevan nesteen. Lämmitys on hieman hitaampaa nestekaasulla, mutta käyttökustannukset ovat alhaiset.
Joidenkin sähköpolttimien mukana toimitetaan statiivi. Tämä mahdollistaa esim. keittopulloja, koeputkia tai mittapäitä kiinnipitävän kolmisormipuristimen kiinnittämisen.
Erittäin alhaiset käyttökustannukset yhdessä turvallisuuden kanssa tekevät sähköpolttimesta suositun vaihtoehdon nestekaasulle.

Muista:
Seisooko poltin tukevasti (matala ja leveä)?
Onko mukana statiivitankoa?
Onko se pinottava?
Onko se hajuton kuumetessaan?

Nestekaasupoltin vai sähköpoltin
Turvallisuussyistä sähköpolttimista on tullut suosittuja. Ne voivat korvata nestekaasupolttimet paitsi silloin, kun on sulatettava lasia tai näytettävä metallispektrejä.
Viimeksi mainittuun on saatavana tabletteja, jotka asetetaan sähköpolttimeen ja sytytetään, mutta lämpötila ei ole riittävän korkea spektrin näyttämiseksi kunnolla.
Yhtenä vaihtoehtona on käyttää näissä tapauksissa kertakäyttösäiliössä varustettua poltinta. Tällöin tilannetta voidaan hyödyntää näyttämällä, miten nestekaasua käytetään, sekä puhumalla turvallisuudesta. Nestekaasuahan käytetään kotona ja ulkoiltaessa.