Ионный лучевой пистолет – ЧАСТЬ 3

November 27, 2011 by admin Комментировать »

4.         Соедините источник питания со входом устройства и среднюю секцию умножителя (в контрольной точке выхода) с нагрузочным резистором 25 МОм. Подключите щуп осциллографа к стоку Q1. Параметры луча осциллографа: шкала напряжения 100 В и время развертки 5 мкс.

5.         Включите питание и вращением оси резистора R1 настройте его для достижения формы волны (см. рис. 22.2). Искровой разрядник может срабатывать ранее необходимого времени, поэтому его необходимо отрегулировать на величину, соответствующую моменту перед срабатыванием. Обычно это 25-30 кВ.

6.         Поверните ось сопротивления R10 против часовой стрелки и наблюдайте, что входной ток плавно упадет почти до 0. Это сопротивление устанавливает соотношение времени включенного и выключенного состояния и очень эффективно контролирует системный ток к ионному эмиттеру.

Если у вас есть высоковольтный вольтметр со щупом, как, например В&К HV44, можно непосредственно измерить мощность на выходной нагрузке 20-30 кВ – резисторе 25 МОм. Она составляет более 30 Вт! Вы увидите плавное изменение выходного напряжения при изменении R10.

Имейте также в виду, что выходное напряжение показывает только половину выходной величины и что установлена очень большая нагрузка. При реальном использовании устройства с ионным пистолетом входной ток с помощью R10 будет устанавливаться на меньшее значение, поскольку такая большая мощность не требуется.

Не допускайте длительного непрерывного разряда большой величины, это может привести к повреждению схемы.

Мехоническоя сборке устройство

Чтобы завершить изготовление устройства, выполните следующие операции:

1. Изготовьте основной корпус EN1 из PVC трубки 6,03 см, как показано на рис. 22.9. Обратите внимание на два отверстия 1,27 см для установочного

Рис. 22.9. Внутренне строение устройства в рентгеновских лучах

винта лепестка LUG1, который необходим для фиксации эмиттера и проводов к рукоятке НА1. Можно использовать для корпуса прозрачную трубку внешним диаметром 5,72 и внутренним диаметром 5,08 см, что позволит видеть внутреннюю схему и при аккуратной сборке производит благоприятное впечатление.

2.         Изготовьте рукоятку из пластиковой трубки длиной 15,24 см. Срез, который выполняется для соответствия корпусу, имеет небольшой наклон, что придает устройству внешнее сходство с пистолетом. Необходимо проделать небольшое отверстие для провода заземления BRK1 и отверстие для кнопочного переключателя РВ1. Для этого отверстия вам нужно будет выполнить выемку, поскольку толщина стенок трубки рукоятки слушком велика для фиксирующей кнопку гайки.

3.         Изготовьте скобу BRK1 из алюминиевой полосы 1,27×0,09 см длиной 25,4 см, и придайте ей нужную форму (см. рис. 22.8). Просверлите отверстия для винтов SCRW1.

4.         Завершите сборку, как показано на рис. 22.10, прочитав подписи к рисунку.

Рис. 22.10. Ионный лучевой пистолет в изометрии

Примечание:

Рукоятка вырезается по контуру изогнутой поверхности трубки корпуса EN1. При изготовлении предусмотрите небольшой угол, чтобы было удобно держать рукоятку. Рукоятка прикрепляется с помощью алюминиевой скобы BRK1 и винтов SCRW1. Скоба электрически соединяется с обратным проясним цепи виртуального заземления секцииум- ножителя напряжения с помощью провода, проходящего через небольшое отверстие в рукоятке.

Для вставления батареи снимите крышку САРЗ, сдвиньте держатель батарей ВН1 и вставьте 8 ячеек АА. Закройте зажим и установите детали на прежнее место. Всегда проеирнйть, что между батареями и держателем установлено надлежащее соответствие, поскольку некоторые новые держателислишком тугие и не позволяют батареям встать на место.

Действие устройство и его применение

Выходом устройства является мягкое голубоватое пламя, формирующееся на эмиттере. Ионы вырабатываются за счет концентрации заряда на конце ионного эмиттера. Для оптимизации необходима цепь на землю. Она обеспечивается за счет проводящей рукоятки, соединенной с общей линией заземления схемы.

Таким образом, пользователь создает обратный провод заземления, что необходимо для увеличения заряда и подвижности ионов.

Управление системой ведется с помощью кнопочного переключателя. Этот переключатель легко модифицировать или заменить в соответствии с пожеланиями пользователя. Здесь показана кнопка с пружиной, через которую протекает малый ток.

Источником питания для устройства служат 8 ячеек АА, установленные в рукоятке. Такое подключение батарейного источника питания обеспечивает компактное переносное устройство. Можно использовать заряжаемые аккумуляторные батареи с использованием встроенной зарядной схемы для приложений, в которых требуется постоянная работа устройства.

Ваш ионный лучевой пистолет демонстрирует интересные явления, связанные с подвижностью заряженных частиц. Он может вызывать следующие эффекты:

•          наносить электрический удар другим людям (можно использовать как средство нелетального (несмертельного) воздействия на людей, совершающих противоправные действия, но пользоваться им нужно чрезвычайно аккуратно, с соблюдением юридических норм необходимой обороны);

•          включать и вызывать мигание ламп без контакта;

•          вызывать прилипание бумаги к поверхностям, игральным картам и др.;

•          вызывать движение объектов и ионных двигателей;

•          заряжать предметы до высокого потенциала без контакта;

•          проводить эксперименты со статическим электричеством;

•          делать фотографии Кирлиана;

•          вырабатывать озон;

•          вызывать причудливые эффекты в различных материалах;

•          вызывать в темноте эффекты на крашеных и изолированных поверхностях;

•          действовать на жидкости и пар;

•          демонстрировать видимый коронный разряд, действие плазменных сил и т.д.;

•          воздействовать на электронное оборудование (телевизоры, компьютеры и т.д.) Это воздействие может привести к выходу из строя электронного оборудования – соблюдайте осторожность.

Устройство позволяет продемонстрировать все перечисленные эффекты без непосредственного соединения, только за счет ионов, перемещающихся по воздуху. Для демонстрации этого эффекта необходимо вырабатывать высокое напряжение, которое может вызвать удар, но ток при этом небольшой. Хотя устройство работает от батарей и имеет низкое входное напряжение, обращаться с ним следует с осторожностью.

Внимание! Будьте аккуратны при использовании: если человек носит изолирующую обувь.

он может накопить зарод, который при касании заземленного объекта может вызвать раздражающий шок. Человека со слабым здоровьем это может привести к травме (см. предупреждения).

Эффекты зависят от многих параметров, включая влажность, утечку, используемые для воздействия предметы, окружающие объекты.

Прибор можно использовать двояко. Когда на выходе установлен большой терминал с гладкой поверхностью, например металлический шар или подобный объект, он становится полезным источником высокого потенциала, способным ускорять частицы и другие заряженные предметы. Его можно использовать как источник отрицательных или положительных ионов, демонстрируя явление, которое часто считается недостатком при изготовлении и проектировании высоковольтных источников питания.

На выходе устройства можно также установить терминал в виде острого предмета, через который может происходить утечка положительных или отрицательных ионов. Это приведет к возникновению короны и получению (наверно, только для химических опытов) азотной кислоты в два этапа: за счет взаимодействия образовавшегося озона с азотом воздуха с образованием оксида азота; образовавшийся оксид азота взаимодействует с водой и образует концентрированную азотную кислоту. Производство ионов также отбирает ток от источника[18].

Эксперименты с устройством

Следующие эксперименты графически показаны на рис. 22.11.

Хорошо известно, что генераторы высокого напряжения обычно состоят из больших коллекторов с гладкой поверхностью, где утечка минимизирована, позволяя этим накопительным терминалам аккумулировать высокое напряжение при малом потреблении тока. Утечка в точке высокого напряжения является результатом выброса зарядов одного знака до тех пор, пока эти заряды не будут вынуждены выбрасываться в воздух в виде ионов. Количество вырабатываемых ионов является результатом плотности заряда в конкретной точке. Количество зарядов является функцией напряжения и обратно пропорционально углу выброса.

Рисунок с экспериментом А показывает, почему стержни для громоотводов имеют острые концы. Это заставляет заряды уходить в воздух перед тем, как напряжение дойдет до уровня, когда возникнет молния.

Сейчас очевидно, что для создания ионов необходимо приложить высокое напряжение к предмету, используемому в качестве эмиттера, например, к игле или другому острому предмету. Когда ионы стекают с эмиттера, они обладают определенной подвижностью, которая позволяет им двигаться на определенную дистанцию от эмиттера, контактируя с другими предметами и заряжая их за счет накопления и столкновения.

Эксперимент Б показывает огонь Святого Эльма. Этот светящийся разряд происходит в периоды высокой электрической активности. Это кистевой, светящийся

Рис. 22.11. Эксперименты с устройством

коронный разряд, который можно не только увидеть, но и услышать при утечке с заряженных предметов в атмосферу. Он возникает на мачтах кораблей, пропеллерах и крыльях самолетов, других выступающих частях, а также на объектах, выступающих с высоко расположенных участков земли в периоды, когда атмосфера заряжена и создается достаточно сильный электрический потенциал между предметом и окружающим воздухом. На самолетах очень часто возникают огни Святого Эльма при полете в кучево-дождевых облаках или вблизи от них, во время грозы, снега и пылевых бурь.

Эксперимент В показывает вспыхивающий флуоресцентный или неоновый свет. Этот эксперимент демонстрирует подвижность ионов и их способность заряжать внутренний объем флуоресцентной лампы, вызывать разряд в виде вспышки. Для этого эксперимента выполните следующие действия:

1.         Пусть ваш коллега аккуратно держит неподключенную к сети флуоресцентную или неоновую лампу мощностью 10-40 Вт в темной комнате без света. Позвольте глазам привыкнуть к полной темноте.

2.         Держите конец лампы на расстоянии около 90 см от выхода ионного лучевого пистолета и наблюдайте, как лампа мигает. Увеличьте расстояние и наблюдайте, как частота миганий уменьшается. При идеальных условиях и полной темноте лампа будет мигать на значительном расстоянии от источника. Будьте осторожны. Держите лампу за стеклянный корпус и коснитесь контактами водопроводной трубы, металлического предмета и т.д. для достижения наилучшего результата и самой яркой вспышки. Время вспышки определяется соотношением:

T=CV/I (1),

где Т – время между вспышками; V- пробивное напряжение вспышки, характеризующее трубку; С – емкость трубки; I- эквивалент количества ионов, достигающих лампы, естественно уменьшающегося в зависимости от расстояния в степени 5/2.

Эксперимент Г касается зарядов ионов. Он демонстрирует то же явление, что и предыдущий. Выполните следующие действия:

1.         Установите устройство, как показано, с заземленным контактом на расстоянии 0,64 см от сферы заряда.

2.         Наблюдайте вспышку на заземленном контакте вследствие аккумуляции ионов на сфере. Увеличивайте расстояние и найдите точку, где вспышка становится неразличимой.

3.         Предложите поучаствовать в эксперименте смельчаку с отменным здоровьем.

4.         Предложите человеку встать на изолированную поверхность (например, в пластиковый таз), а затем коснуться заземленного или крупного металлического предмета. Очень часто достаточно просто стоять в обуви с толстой резиновой подошвой. После касания смельчак получит умеренный электрический удар (будьте осторожны, поскольку человек с больным сердцем не должен находиться рядом при выполнении этого эксперимента).

Эксперимент Д показывает ионный двигатель. При этом наглядно проявляется второй закон Ньютона о том, что действие рождает противодействие. Вылетающие с большой скоростью ионы создают реактивную силу. Возможно, это может послужить новым средством создания тяги для космического аппарата, обеспечивающим в космосе – среде без трения – сверхскорости, близкие к скорости света. В этом опыте вы будете работать с ротором или приклеенной к сфере булавкой и т.п. В некоторых случаях может подойти и сложенный листок бумаги.

Возьмите кусок провода #18. Для достижения максимальных результатов аккуратно сбалансируйте его и обеспечьте минимальное трение в точке вращения. Существует много различных методов выполнения этого эксперимента. Мы предоставляем это на усмотрение экспериментатора, скажем только, что хорошо изготовленный, аккуратно сбалансированный ротор может достигать поразительных скоростей вращения. Учтите, что когда ротор вращается, выбрасывая ионы, волосы будут подниматься, на близко расположенных предметах будут возникать вспышки и будет ощущаться холод.

Эксперимент Е показывает накопление ионов на изолированном сферическом объекте, заряжая его теоретически до потенциала разомкнутой схемы (на практике этого не происходит вследствие утечки). Предмет накапливает напряжение по формуле (2), которая выведена из формулы (1):

V=IT/C (2).

Имейте в виду, что узел непосредственно заземлен для увеличения этого эффекта за счет образования необходимого электрического зеркального эффекта. Количество накопленного заряда в кулонах равно CV, где С – емкость предмета, а V – накопленное напряжение на предмете. Накопленная энергия W в джоулях равна 1Л емкости х квадрат напряжения (С1/2\^). Емкость можно вычислить, приблизительно определив тень объекта непосредственно под ним и среднее расстояние до нее. При этом емкость приблизительно равна 0,25, умноженной на площадь тени в квадратных дюймах и разделенной на расстояние в дюймах.

Готовясь к эксперименту Е, имейте также в виду, что ионный детектор IOD1, описанный в каталоге Information Unlimited, представляет собой прекрасный прибор и обладает очень хорошей чувствительностью. Неоновая индикаторная лампа также является прекрасным детектором.

Эксперимент Ж демонстрирует передачу энергии посредством подвижных ионов. В качестве объекта здесь используются сферы, помещенные на стеклянные банки, служащие изоляторами. Объект заземлен с помощью тонкого изолированного провода. Другой предмет разряжается через заземленный предмет. Учтите, что во время разряда провод заземления будет физически прыгать, это результат механической силы, образуемой электрическим током. Когда устройство подносится ближе, длина вспышки разряда и частота разрядов увеличиваются. Разряд длиной 1,25 см можно получить при расстоянии до устройства 120- 150 см. Это показывает потенциальную эффективность устройства.

К числу других экспериментов и применений устройства относятся проверка материалов и изоляторов на пробой, производство озона и устранение неприятных запахов, подача питания для рентгеновских устройств, заряд емкостей с использованием лейденской банки. Устройство также может применяться для бесконтакто- ного включения газовых трубок и искровых разрядников, ускорения частиц, получения фотографий Кирлиана, электростатических эффектов и генерации ионов. Можно легко приспособить устройство для работы и в смежных областях.

Например, эксперимент с притяжением зарядов демонстрирует силы, возникающие между разнополярными зарядами. Поместите лист бумаги 20,32×27,94 см на деревянный стол. Сканируйте бумагу с помощью прибора с расстояния 5-7,5 см от поверхности. Обратите внимание на то, что бумага прижимается к поверхности и сильно притягивается к ней, что становится заметно при попытке ее поднять.

Эксперимент по отталкиванию зарядов продемонстрирует силы взаимодействия между одинаковыми зарядами. Например, поместите маленькую бумажную чашку на выход. Положите в чашку несколько небольших кусочков пенопо- листирола. Поднесите заземленный провод к чашке и наблюдайте реакцию. Некоторые кусочки вылетят из нее.

Эффекты воздействия на различные материалы могут подарить много увлекательных часов наблюдений за интересными явлениями. Если вы добьетесь выполнения новых и не описанных здесь экспериментов или получите новые данные экспериментов, пожалуйста, сообщите нам на сайт www.amasingl.com.

Рассказ об отрицательных ионах

В последние два десятилетия в медицинских кругах идет дискуссия о возможном положительном влиянии на здоровье людей воздействия малых электрических частиц. Конечно, есть разработчики и изготовители медицинских приборов, которые, устраивая сенсации, преувеличивают воздействие этих приборов на организм человека, провозглашают их средством от всех болезней. Комиссия по питанию и лекарственным препаратам в настоящее время предпринимает шаги по повышению требований к медицинским приборам и продуктам в соответствии с их целебными свойствами и не рекомендует к продаже сомнительные приборы, чтобы отсечь те из них, которые не прошли проверку в лечении людей и плохо справляются с заявленными положительными воздействиями на организм человека.

Люди подвергаются воздействию отрицательных ионов вследствие свойства этих частиц увеличивать активность ресничек трахеи (задача которых – сохранение трахеи чистой от посторонних объектов), увеличивая таким образом приток кислорода и ток слизи. Они нейтрализуют даже эффект курения, который замедляет активность ресничек. Эти частицы значительно облегчают состояние больных сенной лихорадкой и бронхиальной астмой. Больные после ожогов и хирургических операций выздоравливают быстрее, у них уменьшаются боли. Апатия, даже хроническая усталость вылечиваются и заменяются чувством благополучия и притока сил. Отрицательные ионы уничтожают бактерии и очищают воздух, который становится таким же свежим, как в горах. Они прибавляют человеку бодрости за счет уменьшения содержания серотонина в крови. Как можно узнать из бесчисленных статей и технических описаний, отрицательные ионы благотворно влияют на человека и окружающую среду.

Отрицательные ионы естественным путем образуются из статического электричества, при определенных ветрах, в водопадах, прибое, космической радиации, при радиоактивности, ультрафиолетовом излучении. При некоторых из перечисленных явлений образуются также и положительные ионы. Те и другие обычно нейтрализуют друг друга в результате нормального статистического процесса при отсутствии внешних полей. Однако многие искусственные объекты и приборы имеют тенденцию нейтрализовать отрицательные ионы, создавая таким образом избыток положительных ионов, что вызывает у большинства людей вялость и неприятные физиологические эффекты, противоположные воздействию отрицательных ионов. Положительные ионы не обладают целебными свойствами.

Один из методов получения отрицательных ионов заключается в создании радиоактивного источника с сильным бета-излучением (электроны). Альфа- и гамма-излучения из этого источника вырабатывают положительные ионы, которые электрически нейтрализуются. Образовавшиеся в результате отрицательные ионы под действием электростатики направляются к выходу прибора и рассеиваются за счет действия вентилятора (недавно этот метод подвергся осуждению со стороны Бюро радиологического здоровья и благополучия за использование трития и других радиоактивных солей). С точки зрения учреждений, занимающихся безопасностью товаров для потребителя, этот подход является одним из наиболее рискованных и небезопасных.

Более приемлемый метод заключается в том, чтобы поместить небольшой пучок стальной стружки в качестве эмиттера ионов на отрицательном выходе источника питания постоянного тока высокого напряжения. Свойства стальных стружек, подобных волоскам, позволяют вырабатывать ионы при сравнительно малом напряжении и при уменьшенном выходе озона. Ионы вырабатываются за счет утечки частиц, заряжающих молекулы воздуха в непосредственной близости от эмиттера. Устройство должно работать при напряжении меньше 15 кВ, поскольку слишком большое напряжение может вызвать образование слишком большого количества озона и это может снивелировать благотворный эффект от увеличения количества ионов[19].

Особые зомечония

Ионный эмиттер выполняет важную функцию в работе данного прибора для конкретного применения. Предполагается, что начинающие исследователи используют в качестве ионного эмиттера маленькую острую иглу из нержавеющей стали.

Средний ток составляет около 500 мкА и для большинства нагрузок может считаться постоянным. Он заряжает предметы с электрической емкостью С до напряжения, определяемого следующей формулой:

V=It/C,

где t равно времени в секундах, а С равно емкости объекта в фарадах. Тело среднего человека обычно имеет емкость 10-20 пФ. Хорошо изолированные предметы большей емкости можно теоретически зарядить до опасной величины. Это следует иметь в виду.

Приведем пример. Изолированный предмет с емкостью 0,001 мкФ при напряжении 25000 В зарядится до близкой к этому значению величины за одну треть секунды. Это равно энергии 0,2 Дж и может вызвать болезненный электрический шок, знакомый каждому, кто брался за контакты заряженного конденсатора.

Интересное явление может произойти при определенных метеорологических условиях. Оно заключается в том, что человеческое тело в сухой день может аккумулировать достаточный заряд для свечения в отсутствие питания неоновой или флуоресцентной лампы при контакте с заземленным предметом. Лампа при этом вспыхнет достаточно ярко.

1 комментарий

  1. Дед says:

    Ну и какой “специалист”, извините, так нарисовал включение VT2 и VT3? Не работает, и всё тут. А потом присмотрелся – база 2 -го должна подключаться к коллектору 3-го, а не к эмиттеру!

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты