Простой ионизатор воздуха - люстра Чижевского как источник аэроионов

Хочу представить вашему вниманию собственную разработку ионизатора воздуха. Существуют множество приборов данного сегмента, но при детальном анализе принципа работы и их схем было выявлено, что многие из них всего лишь маркетинговый ход и никакой пользы не приносит.

В наше время, когда чистый воздух стал роскошью и подышать им можно только далеко за пределами мегаполисов, данная статья является актуальной. Все мы замечали, что после грозы, воздух становится легким, приятно дышать в полную грудь и если были какие-то недомогания, то это сразу проходило. Данное явление интересовало многих ученых, но докопаться до истины удалось лишь одному. В начале 20 века гениальный русский ученый изобрел прибор, напоминающую люстру и названную именем изобретателя - люстра Чижевского. Ионизатор генерировал только отрицательно заряженные ионы, именно они оказывают благотворное воздействие на организм человека. Ученый приложил большое количество сил, чтобы доказать свою правоту и дать право на жизнь своему прибору. Им были проведены огромное количество опытов и экспериментов на живых организмах. По результатам исследований было выявлено громадная польза искусственного ионизатора как в сельском хозяйстве (увеличивался объем урожая, где работал прибор), так и в медицине, оказывая профилактическое и терапевтическое действие на организм человека. Чижевским были опубликованы результаты в собственной книге [1]:

Как видно из таблицы, ионизатор оказал положительное влияние на все виды болезней.

Позднее в медицине появился новый метод лечения - аэроионнотерапия. Воздух в комнате, где проводится лечение, насыщается прибором легкими аэроионнами, в следствии чего превращается в целебный и напоминает воздух после грозы.

Показания к применению:

1. Бронхиальная астма
2. Насморк, фарингит, ларингит, острый и хронический бронхит
3. Начальная стадия гипертонической болезни
4. Ожоги и раны
5. Неврозы
6. Коклюш 
7. Хронический пародонтит
8. Лечение отклонений от нормального поведения у новорожденных
9. Омолаживающий эффект

Это далеко не полный список всех показаний к лечению.

Проводились и до сих пор проводятся исследования аэроионов учеными из Мордовского госуниверситета им. Н.П.Огарёва, доказывающие пользу данного явления, которые так же представляли общественности свои аппараты и которые так же разрушали мифы маркетинга.

Ученым было доказано такое явление, как дефицит аэроионнов в воздухе, что плачевно сказывается на здоровье. Опытные крысы, которые дышали воздухом без аэроионов, становились вялыми, слабыми, утрачивалась репродуктивная функция и в конечном итоге умирали на 10-14 дни опытов. Александром Леонидовичем был предложен проект аэроионификации в помещениях, особенного производственных цехах фабрик и предприятий, ведь именно в таких помещениях наименьшее количество аэроионов. Но это не получило большого распространения.

Итог работы Чижевского стало всемирное признание и внедрение изобретения во все возможные отрасли за рубежом. Иностранные ученые пытались повторить конструкцию люстры Чижевского, но так как ученый не продал свои идеи, создание подобного аппарата не увенчалось успехом за границей. Но со временем почему то внимание к данному открытию становилось все меньше и меньше. И если спросить любого прохожего, слышал ли он что-либо о люстре Чижевского, то большинство дадут отрицательный ответ, что незаслуженно и очень печально.

Перейдем к технической части.

Физический принцип действия:

Ионизация происходит под действием электрического поля высокой напряженности, которое появляется в системе из двух проводников (электродов), имеющих разные размеры, около одного электрода, с малым радиусом кривизны - острие, иголка.

Вторым электродом в такой системе является сетевой провод, провод заземления, сама электрическая сеть, радиаторы и трубы отопления, водопровода, арматура стен, сами стены, полы, потолок, шкафы, столы и даже сам человек. Для получения электрического поля высокой напряженности на острие нужно подать высокое напряжение отрицательной полярности.

При этом из иглы вырываются электроны, которые сталкиваясь с молекулой кислорода, образуют отрицательный ион. т.е. отрицательный ион кислорода - это молекула кислорода О2 с дополнительным, свободным электроном. Именно этот электрон выполнит впоследствии свою благоприятную, положительную роль уже в крови живого организма. Эти отрицательные аэроионы будут разлетаться от острия, иглы ко второму, положительному электроду, по направлению силовых линий электрического поля.

Электрон, покинувший металл острия, может разогнаться электрическим полем до такой скорости, что, столкнувшись с молекулой кислорода, он выбивает из нее еще один электрон, который, в свою очередь, тоже может разогнаться, и выбить еще один, и т. д. Таким образом может образоваться поток, лавина электронов, летящая от острия к положительному электроду. Лишившиеся своих электронов положительные ионы кислорода притягиваются к отрицательному электроду - игле, разгоняются полем и сталкиваясь с металлом острия, могут выбивать дополнительные электроны. Таким образом, возникают два противоположных лавинообразных процесса, которые взаимодействуя друг на друга образуют электрический разряд в воздухе, который получил название тихий.

Этот разряд сопровождается слабым свечением вблизи острия. Возникает этот фотоэлектрический эффект из-за того, что некоторые атомы получают от соударений с электронами энергию, недостаточную для ионизации, но переводящую электроны этих атомов на более высокие орбиты. Переходя обратно в состояние равновесия, атом выбрасывает излишек энергии в виде кванта электромагнитного излучения - тепла, света, ультрафиолетового излучения. Таким образом, на кончиках игл образуется свечение, которое можно наблюдать в полной темноте. Свечение усиливается, с увеличением потоков электронов и ионов, например, когда вы поднесете руку к кончикам иголок на небольшое расстояние 1-3 см. При этом вы еще можете почувствовать этот поток - ионный ветер, в виде едва ощутимого холодка, ветерка [2].

Требования к прибору по ГОСТу.

1) Количество создаваемых отрицательно заряженных частиц ионизатором (измеряется в 1 см³) – концентрация аэроионов, является основным параметром любого ионизатора. Значения нормируемых показателей концентраций аэроионов и коэффициента униполярности приведены в таблице (Таблица 2)

Чтобы не пропал смыл применения ионизатора воздуха, нужно учитывать, что показатель на расстоянии 1 м должен быть не меньше показателя природной концентрации зарядов воздухе, т.е.1000 ион/см³.

Поэтому, целесообразно увеличить показатель концентрации от 5000 ион/см³. Максимальное значение выбирается в зависимости от времени применения данного ионизатора.

2) Напряжение на излучателе (ионизирующем электроде). Единица измерения - кВ

Для бытовых ионизаторов воздуха показатель напряжения должен находиться в пределах 20 - 30 кВ. В случае, если напряжение менее 20 кВ, то использование такого ионизатора воздуха не имеет смысла, так как стабильно ионы начинают образовываться при напряжении 20 кВ. Применение в квартире ионизатора с напряжением более 30 кВ может привести к возникновению искровых разрядов, которые способствуют образованию вредных для организма соединений, в том числе и озона. Поэтому заявления производителей о том, что напряжение снижено до 5 кВ и при этом происходит выработка ионов, не уместна. Наука это доказало. Так же существуют биполярные ионизаторы, которые вырабатывают как положительные, так и отрицательные ионы. От таких приборов тоже никакого полезного эффекта не будет, так как по законам физики известно, что отрицательное притягивается к положительному, образуя нейтральный, то есть нулевой заряд. Поэтому такой прибор будет просто в пустую крутить ваш счетчик, при этом не образуя ничего.

Инструкция по применению.

Прибор совершенно безопасен для человека, несмотря на высокое напряжение, подаваемое на излучатель, так уровень выхода тока ограничен до безопасного. Однако, касаться включенного ионизатора не стоит, так как это приводит к вызову неприятного разряда статического электричества. Опасным является случай, когда человек касается одновременно работающего прибора и массивного металлического предмета (холодильника, стиральной машины, сейфа и др.).

Прибор может беспрерывно работать 24 часа в сутки. Следует учесть, что концентрация отрицательных аэроионов кислорода уменьшается с увеличением расстояния от излучателя, как показано в таблице. (Таблица 3)

Определяя дозу ионизации, А.Л. Чижевский использовал понятие «биологическая единица аэроионизации (БЕА) - количество аэроионов, вдыхаемое человеком в естественных условиях за сутки». В среднем, человек получает 1 БЕА за сутки при концентрации отрицательных ионов кислорода (ОИК) 1 тыс/см³. Такую дозу считают профилактической, оздоровительной. 

Чтобы получить количество аэроионов, вдыхаемое человеком в естественных условиях за сутки - биологическую единицу аэроионизации, достаточно включать ионизатор на время, указанное в строке 3, в зависимости от того, на каком расстоянии от прибора находится человек. Для того, чтобы вдохнуть такое же количество аэроионов, какое получает человек за 24 часа за городом, например в лесу, достаточно включать прибор на время 20 мин (0,3 ч) в сутки, находясь на расстоянии полметра от ионизатора (первый столбец таблицы), или на время 1 час в сутки на расстоянии 1 метр (третий столбец таблицы) и т.д.

А.Л. Чижевский за лечебную дозу принимал 20 БЕА. На первых процедурах аэроионотерапии используют небольшие концентрации вдыхаемых аэроионов. Продолжительность среднего курса составляет 20-30 процедур, проводимых ежедневно, начиная с 10 минут и заканчивая 30 минутами. Повторный курс следует проводить не ранее, чем через 2 месяца [3].

Излучатель по Чижевскому.

На рисунке представлена схема оригинального излучателя искусственного ионизатора, которую использовал ученый.

Пояснения к рисунку, если кому-то по каким-либо причинам не видно:

1 – обод электроэффлювиальной люстры;2 – держатель;3 – растяжка;3 – растяжка;4 – планка-держатель;5,7 – хомут;6 – хомут наружный;8 – высоковольтный изолятор;9 – стопорный винт;10, 11 – винты;12 – крепление к потолку.

Конструкция, предложенная Александром Леонидовичем, напоминало люстру. К потолку, на изоляторах, подвешивался каркас из легкого металлического обода – кольцо диаметром 1000 мм, которое изготовлялось преимущественно из латунной трубки или стали. На этом ободе натягивалась проволока диаметром 0,25-0,3 мм, перпендикулярно друг другу с шагом 45 мм. После натяжения, конструкция образовывала часть сферы (сетку), выступающую вниз со стрелкой прогиба, равной 100 мм. В точках пересечения проволоки впаяны стальные булавки длинной 300 мм в количестве 372 штук. Люстра подвешивается на фарфоровом высоковольтном изоляторе к потолку помещения и соединяется с шинопроводом с отрицательным полюсом источника высокого напряжения, второй полюс заземлен [1].

Создание прибора.

Анализируя статьи и схемы, которые представлены в свободном доступе сети Интернет, были выявлены следующие общие недостатки:

1. применение высоковольтного трансформатора ТВС-110, который довольно масштабный и нуждается в последующей доработке;
2. использование высоковольтного умножителя, который также довольно громоздкий и нуждается в доработке путем разбития эпоксидного корпуса, что представляет дополнительное затруднение;
3. применение стабилитронов и использование резисторов высокой мощности рассеивания, которые так же влияют на размеры блока питания и его энергопотребление.
4. отсутствие делителя напряжения в виде двух резисторов, последовательно соединенных и параллельно подключённых на входе питания высоковольтного блока от электрической сети 220В. Данный делитель напряжения избавляет потребителя от необходимости поисков нулевого провода в розетке 220В, который обязательно должен быть соединен с плюсовым высоковольтным проводом, идущим от трансформатора и подключен к излучателю, тем самым образуя контур заземления, что является обязательным требованием к устройствам данного назначения. Делается это для того, чтобы получить электрического поля высокой напряженности, которое гарантирует правильную работу ионизатора.

Ни для кого не секрет, что старая аппаратура выкидывается, а сменяют ее новые приборы как с более совершенными функциями использования, так и с более совершенной «начинкой». Старые радиоэлементы заменяются новыми, которые по функциональности не уступают, а даже наоборот, превосходят прародителей; уменьшаются их размеры – что влечет за собой уменьшение размеров общей конструкции прибора. Например, массивные цветные телевизоры, в основе которых находится электронно-лучевая трубка (кинескоп), со временем вытиснился новыми, более компактными жидкокристаллическими и плазменными телевизорами.

Устаревшее оборудование выкидывается на свалку, не смотря на то, что внутренняя составляющая этих приборов представляют собой уникальную ценность.

Анализируя  схемы высоковольтных блоков питания и их принцип работы, было выявлено, что главная составляющая всех приборов – высоковольтный трансформатор и отдельный умножитель напряжения из старых черно-белых телевизоров. Такие трансформаторы и умножители нуждались в доработке и занимали значительное место в конструкции прибора. Чтобы следовать современной тенденции компактности с сохранением всей функциональности, взор пал на более современные, но также устаревшие телевизоры и мониторы с цветной электронно-лучевой трубкой конца 90-х – начала 2000-х годов.

По сравнению со старыми приборами данного типа, прогресс в конструкцию цветных аппаратов принес много нового как в плане функциональности, так и в плане габаритов. Исследованию подвергся самый главный аппаратный узел – строчный трансформатор. Данное устройство отвечает за повышение напряжения в несколько десятков кВ, без которого не может существовать термоэлектронная эмиссия в электронно-лучевой трубке.

Разобрав несколько мониторов того поколения, списанных на утилизацию, был извлечен строчный трансформатор, который подвергся детальному изучению и анализу.

Трансформатор марки FBT FKG-15A006. В конструкции можно заметить высоковольтный массивный провод, который подключается к кинескопу. Своими размерами данный строчный трансформатор намного компактнее трансформаторов прошлых поколений (на фото уже переделанный под работу трансформатор):

Но по порядку как что делалось.

Перед началом работы была найдена схема данного трансформатора:

Анализ схемы показал, что в своей структуре трансформатор содержит две изолированные обмотки. В составе высоковольтной обмотки были применены мощные высоковольтные диоды, а также высоковольтный конденсатор. Уникальным являлось то, что данная конструкция содержала в себе важные составляющие: две первичные обмотки, высоковольтную обмотку, в состав которой входит высоковольтное умножение. А компактный корпус, в который помещена конструкция – есть большое преимущество перед известными схемами, где отдельно использовались более габаритные и трансформатор, и умножитель напряжения.

Далее были сделаны эксперименты по расчету производительности трансформатора:

1.  Снятие нагрузочных напряжений на обмотках трансформатора.

Для данного опыта были использованы: звуковой генератор с синусоидальным импульсом, строчный трансформатор, осциллограф для грубой оценки напряжения на обмотках и наблюдения вида сигнала, милливольтметр для снятия точных показаний напряжений обмоток.

Выставленные параметры звукового генератора: форма тока – синус, частота – 20 кГц, амплитуда – 1 В.

Результаты исследований представлены в таблице (Таблица 4):

Также важно найти главную характеристику любого трансформатора – коэффициент трансформации. Коэффициент трансформации находится по формуле: 

 где U₂ – напряжение на вторичной обмотке трансформатора, U₁ – напряжение на первичной обмотке трансформатора. Для данного трансформатора коэффициент трансформации составил k = 30*10³/4= 7,5*10³. Если коэффициент трансформации больше единицы, то такой трансформатор считается повышающим, чем в действительности и является.

   2.Проверка мощности высоковольтных диодов.

Для того чтобы понять, какие диоды использованы в конструкции и определить их нагрузочные параметры, а также определить работоспособность, было сделано следующее исследование.

Путем замыкания положительного разрядного высоковольтного провода на контур заземления, тем самым превратив отрицательный провод в положительный, подключив к нему встроенный высоковольтный конденсатор, добились изменения полярности трансформатора. Затем подключив теперь уже положительный провод к источнику питания порядка 100 В, а к отрицательному проводу последовательно подключив амперметр, начали подавать плавно напряжение на источнике питания. Срабатывания диодов произошло при напряжении 38 В, что удостоверяло в таких фактах, как: 1) диоды работоспособные; 2) диоды являются мощными и такая диодная сборка годится для дальнейших исследований.

Подводя итоги эксперимента было сделано важное открытие: для дальнейшего изобретения и работы прототипа ионизатора можно достаточно легко поменять полярность высоковольтной обмотки, что избавляет от нарушения целостности корпуса трансформатора. Это еще один большой плюс по сравнению с использованием умножителя напряжения, где нужно было разбивать корпус из эпоксидной смолы, что достаточно проблематично, и вручную менять полярность путем выпайки требуемых проводов.

Модернизация строчного трансформатора.

Благодаря полученным во время экспериментов данных, был намечен план работы по модернизации строчного трансформатора fkg15a006. В конструкции предусмотрены два подстрочных резистора, которые для дальнейшей работы не были нужны и были аккуратно удалены посредством спила алмазным диском. Место спила было изолированно и заклеено декоративным пластиком. Далее был укорочен высоковольтный провод до самого основания и соединен с минусом трансформатора. Контакт встроенного высоковольтного конденсатора соединяется с 8 контактом, который теперь является плюсом. Лишние контакты были удалены и заизолированы. В качестве изолятора выступала эпоксидная смола, которая является хорошим диэлектриком. После высыхания смолы излишки были удалены механическим путем.

Гениальная идея инженера, который смог уместить богатый внутренний набор элементов и наличие последовательно соединенных диодов во вторичной обмотке, позволило легко, с наименьшей затратой сил и средств провести нужные изменения. То, что являлось никому не нужным материалом на выброс из-за устарения, оказалось уникальным по своему строению прибором. Поэтому, прежде чем выкинуть старую технику, стоит задуматься о других возможных сферах применения составляющих данного аппарата. Ведь много интересного и полезного можно сделать из бросового и подручного материала. Именно это и показывает данная работа.

Принципиальные схемы управления строчным трансформатором

Для работы трансформатора с максимальным КПД, известные схемы, которые распространены в сети Интернет, не годились. Тем более после анализа были выявлены явные серьезные недостатки. Учитывая данные минусы, были разработаны три уникальных, независимых друг от друга, не встречавшихся ранее в сети Интернет, схемы.

Схема на двух динисторах

Рассмотрим подключение динистора к сети переменного питания через диодный мост.

После двух полупериодного выпрямителя появляется пульсирующее напряжение или по-другому называется постоянным.

Двухполупериодное выпрямление интересно тем, что напряжение начинается с нуля, достигает максимального значения и опять опускается в ноль. В данном случае при опускании напряжения в ноль означает, что при любой работе динистора – он всегда закроется.

В зависимости от RC-цепочки процесс зарядки конденсатора изменяется. Можно подобрать τ – постоянную цепочки, которая равняется произведению R*C, таким образом, что динистор будет открываться при достижении напряжения на конденсаторе такого значения, которое заведомо превысит напряжения открывания динистора.

Для правильной работы динистора, на графике нужно отметить напряжение открытия динистора. Допустим U пика = 310В, а напряжение открытия динистора DB3 - 30 В.

Напряжения открытия можно добиться в разных точка графика: как от 30 В до пика - 310 В, так и за пределом пика, когда график пошел на спад и напряжение полупериода стремится к нулю. Все зависит от постоянной цепи τ. Но желательно, чтобы напряжение открытия произошло на пике зарядки конденсатора.

Для установки определенного τ задается конденсатор постоянной величины, так как резистор легче подобрать. Время полупериода можно легко найти. Допустим один полупериод составляет 10 mс. Тогда в пике полупериода τ будет составлять 5 mс. Зная емкость конденсатора и необходимое значение постоянной цепочки τ, которую нужно добиться для наиболее раннего срабатывания динистора, можно найти нужное сопротивление из известной ранее формулы τ=R*C.

Выбирать пик полупериода рекомендуется из следующих соображений: конденсатор в этой точке заряжается до максимального значения и в данной точке происходит открытие динистора. Это явление обусловлено формулой 

Чем до большего значения заряжается конденсатор, тем больше его энергия, которое отдается на первичную катушку трансформатора. То есть количество энергии пропорциональна квадрату напряжения на данном конденсаторе и прямо пропорционально емкости конденсатора. Таким образом мы можем отдать более высокую энергию на катушку и получить более высокое напряжение на вторичной обмотке.
 

Описание схемы:

Данная схема состоит из предохранителя, в качестве которого был взят резистор с малым сопротивлением, делителя напряжения, состоящего из двух последовательно соединенных резистора, подключенных ко входам питания сети 220 В, диодного моста, который является двухполупериодным выпрямителем, времязадающей цепочки R₃ и конденсатора C₁, двух динисторов КН102И, параллельно включенного диода и выходы на обмотку трансформатора.

Принцип работы:

В данной схеме используются динисторы отечественного производства КН102И. Именно данные динисторы, так как не имеет зарубежных аналогов и выдерживают ток до 10 А. Добиваемся оптимальной постоянной цепи (τ=2,8 мс), при котором конденсатор заряжается на максимальное напряжение. Конденсатор С₁ заряжается по цепи: плюс диодного моста, резистор R₃, конденсатор С₁, первичная обмотка трансформатора, минус диодного моста. Использование двух динисторов повышает напряжение заряда конденсатора (до 220В). При заданном максимальном напряжении заряда конденсатора, достигается напряжение открытие динистора. При открытии динистора происходит разряд конденсатора через первичную обмотку, в следствии чего происходит колебательный процесс в виде затухающих колебаний. Появляется переменное затухающее напряжение, которое трансформируется трансформатором. Только переменное напряжение может трансформироваться, так как трансформатор является высокочастотным (частота колебания 20 кГц). После трансформации напряжение повышается вторичной высоковольтной катушкой и выпрямляется диодной сборкой, которая находится в корпусе строчного трансформатора.

Диод VD1 является своеобразным фильтром, который проводит только отрицательные полуволны всечастотного колебания, тем самым добиваясь как положительного, так и отрицательного колебания в цепи.

Производительность схемы составило 24500 ионов/см³ .

Схема на тиристоре с управляющим электродом
 

Данная схема практически идентична предыдущей, за исключением тиристора, который здесь заменен на один из динисторов и добавлении второй времязадающей цепочки R₃ и конденсатора C₁, служащей для настройки динистора.

Описание схемы:

Схема состоит из предохранителя, в качестве которого был взят резистор с малым сопротивлением, делителя напряжения, состоящего из двух последовательно соединенных резистора, подключенных ко входам питания сети 220 В, диодного моста, который является двухполупериодным выпрямителем, две времязадающей цепочки R₃, C₁ и R₄, C₂, одного динистора DB3, подключенного в цепь управляющего электрода тиристора, тиристора, параллельно включенного диода и выходы на обмотку трансформатора.

Принцип работы:

В схеме в качестве подачи импульса на управляющий электрод тиристора используется динистор. Аналогично предыдущей схеме, для данного динистора рассчитывается постоянная цепи τ₁, настраивается таким образом, чтобы динистор открывался при достижении на конденсаторе C₁ максимального тока зарядки. В качестве исполнительного механизма является тиристор, который пропускает ток через себя значительно большей величины по сравнению с двумя динисторами. Особенностью данной схемы является то, что первее заряжается конденсатор C₂ до максимального значения, которое устанавливается времязадающей цепочкой R₄*C₂. А уже вслед за C₂ начинает заряжаться конденсатор C₁. Тиристор будет закрыт до тех пор, пока τ₁ времязадающей цепочки R₃*C₁ не откроет динистор, после открытия которого подается импульс на управляющий электрод тиристора для открытия последнего. Данное радиотехническое решение применено для того, чтобы конденсатор C₂ смог зарядиться до полного максимума, тем самым максимально отдать свою энергию при разрядке на первичную обмотку трансформатора. При разрядке C₂ появляется колебательный контур, аналогично предыдущей схеме, тем самым образуя колебательный процесс, который трансформируется трансформатором.

Для получения положительных и отрицательных волн на трансформаторе, параллельно подключен диод VD3, который пропускает только один тип волн.

Производительность схемы составило 28000 ионов/см³ .

Схема на транзисторах
 

Описание схемы:

Данная схема позволяет перевести работу строчного трансформатора от постоянного питания, т.е. от батарей, тем самым позволяя сделать ионизатор мобильным. Потребляемый ток находится в пределах 100 - 200 мА, что достаточно мало, обеспечивая непрерывную работу на одной аккумуляторной батареи в течении 1-2 месяца (в зависимости от емкости аккумуляторной батареи).

Принцип работы:

В качестве задающего генератора используется стандартный транзисторный мультивибратор, который вырабатывает частоту колебаний порядка 20 кГц. Частота генерации задается времязадающими цепочками. В данной схеме их две: R₂, C₃ и R₃, C₂. Период колебаний данного мультивибратора равен Т=τ₁+τ₂, где τ₁ = R_2*C₃, τ₂ = R_3*C₂. Мультивибратор является симметричным, если τ₁=τ₂. Если посмотреть на выходе осциллограмму напряжения любого коллектора транзистора, то увидим сигнал, почти близкий к прямоугольному. Но на самом деле он не прямоугольный. Объясняется это тем, что мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия: в одном их них транзистор VT1 открыт током базы и находится в состоянии насыщения, а транзистор VT2 закрыт (находится в состоянии отсечки). Каждое из этих состояний квазиравновесия неустойчиво, так как отрицательный потенциал на базе закрытого транзистора VT1 по мере зарядки конденсатора С3 стремится к положительному потенциалу источника питания Uп (зарядка конденсатора C2 идет быстрее, чем разрядка конденсатора С3):

В тот момент, когда этот потенциал станет положительным, состояние квазиравновесия нарушится, закрытый транзистор откроется, открытый закрывается, и мультивибратор переходит в новое состояние квазиравновесия. На выходе формируются почти прямоугольные импульсы Uвых при скважности N ≈2 [4]. 

Но в данной схеме формой сигнала можно пренебречь, так как далее по цепи стоят транзисторные ключи VT3 и VT4, которые срабатывают на низком уровне напряжения. Эти транзисторы задают форму сигнала, близкой к прямоугольной. Если отношение периода Т к τ равняется двум, то такой тип сигнала называется меандром. Ток протекает, если транзисторы VT3 и VT4 открыты, от плюса источника питания, через первичную обмотку трансформатора, транзистора VT4, минус источника питания. Но после полупериода транзистор VT2 закрывается, значит мгновенно закрываются VT3 и VT4. При этом происходит резкое изменение тока от максимального значения, которое определяется напряжением источника питания и омическим сопротивлением первичной обмотки строчного трансформатора, с нескольких ампер до некоторого минимального значения. В следствии данного явления в обмотке возникает ЭДС индукции . А магнитный поток прямо пропорционален намагничивающей силе, то есть току, который протекает через транзистор VT4, умноженную на количество витков ω.. Скорость магнитного потока определяет ЭДС, поэтому в данной конструкции схемы были применены быстродействующие транзисторы, то есть высокочастотные транзисторы, которые способны очень быстро прекратить ток. Чем быстрее открывается и закрывается транзистор, тем быстрее меняется ток в цепи. Так как на первичной обмотке возникает ЭДС большой величины, порядка более 100 В, то были также применены высоковольтные транзисторы.

Производительность схемы составило 26700 ионов/см³.

Все схемы собраны на монтажной плате, так как на момент создания не было возможным разжиться фольгированным текстолитом. Разводку печатных плат добавлю позднее.

В качестве излучателя можно использовать любой равномерногладкий изолированный металл произвольной формы. Как говориться на вкус и цвет товарища нет, так и здесь форма излучателя может быть произвольной.

Пока нет фото готового аппарата, хочу добавить функцию дистанционного управления и таймер обратного отчета работы прибора для удобства использования. Все это будет помещено в корпусе от бра, излучателем будет выступать сам торшер, при этом сохранится основная функция бра - свет, который так же будет включаться через пульт управления.

Подводя итоги, хочется отметить, что представленные схемы отличаются от других известных своей простотой в исполнении, но более эффективные в работе; малыми, компактными размерами, с малым энергопотреблением и самое главное, что эти схемы может собрать любой, кто дружит с паяльником, так как детали все не дефицитные, некоторые даже выкидываются (как например строчный трансформатор).

Да прибудет в ваш дом чистый, свежий, целебный воздух. Но перед применение проконсультируетесь с врачом.

Ниже представлено видео работы строчного трансформатора от двух разных схем. Так как измерить высоковольтное напряжение не было возможно, в качестве измерения напряжения был взят импровизированный вольтметр - пробой в воздухе. Известно, что 1 см пробоя в воздухе равняется около 30 кВ, что наглядно показывает работу строчного трансформатора  и что при данном напряжении вырабатываются аэроионны.

Список используемой литературы:

1. Чижевский А. Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. - М.: Госпланиздат, 1960 (2-е издание - Стройиздат, 1989).
2. http://люстрачижевского.рф/LC/TPPN/Prin_rab.html
3. http://www.ion.moris.ru/Models/Palma/Primenenie/Palma_primenenie.html
4. http://studopedia.ru/2_73659_multivibratori.html

Автор: Данченко Д.Г.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Высокое напряжение