Разработка и создание индивидуального ионизатора воздуха Козульская средняя школа 1 Авторы: Гузев Сергей, Тихонов Николай, Шаповалов Степан, Шмелёв Александр ученики 8 кл. Руководитель: Лобзенко С. М. учитель физики.

Актуальность темы: Эволюция живых организмов на Земле происходила в ионизированном воздухе, и он является одним из существенных условий нормального развития и поддержания высокоорганизованной жизни. Построив жилища, человек лишился ионизированного воздуха, исказил эту естественную дыхательную среду. Большую опасность представляет насыщение жилых помещений и офисов компьютерной и телевизионной техникой, кондиционерами, они поглощают отрицательные аэроионы. Ионизатор воздуха насыщает воздух отрицательными аэроионами Сравнительное содержание аэроионов в воздухе Места определения концентрации Концентрация отрицательных аэроионов в 1 см 3 воздуха Воздух городских квартир ионов/см 3 Воздух городских улиц ионов/см 3 Лесной и морской воздух ионов/см 3 Воздух горных курортов ионов/см 3 Воздух у водопада ионов/см 3 Воздух после грозы ионов/см 3

Постановка проблемы Изучив конструкцию существующих ионизаторов воздуха, мы пришли к следующим выводам: В большинстве приборов используется высокое напряжение (25-30 кВ),в этом случае может происходить образование озона (О 3 ) и различных окислов азота (N 2 O, NO, NO 2, N 2 O 5 ), что недопустимо. Малогабаритные ионизаторы, использующие низкое напряжение (5-10 кВ) отличаются меньшим количеством испускаемых ионов и неравномерном их распределением в пространстве.

Цели работы создать ионизатор воздуха, пригодный для индивидуального использования с учётом недостатков существующих моделей. оценить рабочие параметры изготовленного прибора, т.е. количество производимых аэроионов и степень его безопасности при эксплуатации.

Наши идеи Мы решили выбрать рабочее напряжение прибора 5 кВ, что должно было исключить образование озона и окислов азота. Для направленного действия прибора, придания ионам добавочной скорости, увеличения его эффективности и радиуса действия, мы использовали вентилятор. Прибор решено было сделать со сменными насадками и испытать различные насадки – излучатели, в частности, насадки с электродами заострёнными электрохимическим способом. Для увеличения эффективности работы прибора мы ввели добавочный «отражающий» электрод.

Электроэффлювиальный эффект

Схема прибора отражающий электрод излучатель R2 5M ~ 220B C1 C3 C5 C7 C9 C11 C13 C15 C2 C4 C6 C8 C10 C12 C14 C16 V1 V3 V5 V7 V9 V11 V13 V15 V2 V4 V6 V8 V10 V12 V14 V16 R1 5M ЭД TP1 V17 V19 V18 V20 R3 0,47 К D1 K1

Внешний вид ионизатора Вентилятор Выключатель Отражающий электрод Излучающий электрод (с насадкой) Направление потока воздуха

Внутреннее устройство прибора Платы умножителя напряжения К излучающему электроду к отражающему электроду Трансформатор блока питания вентилятора Выпрямитель блока питания вентилятора Выключатель

Изготовление излучателей Схема установки для электрохимической «заточки» игл раствор CuSO 4 Иглы излучателя Медная пластина Электрохимиче ская заточка Обычная булавка (Увеличение в 300 раз)

Оценка рабочих параметров прибора Г 10 см Металлический диск Гальванометр

Г Металлическое ведро Оценка производительности

Измерение заряда Г 10 см Металлический диск С=1 мкФ К Время измерения 10 с Диск последовательно располагался с каждой стороны прибора

Результаты измерений Направление Количество делений n С вентилятором Без вентилятора С отключенным отражающим электродом Спереди 5,82,12,6 Сзади 3,22,41,9 Слева 3,93,13 Справа 2,71,92,1 Сверху 4,84,13,8

Диаграммы направленности n=1 - Нормальный режим работы - Без отражающего электрода - Вентилятор выключен

Выводы и результаты Нами был создан действующий прибор, предназначенный для индивидуального использования, оценка эффективности его работы показала, что он должен создавать высокую концентрацию аэроионов в радиусе до 1,5 м. Были испытаны различные насадки-излучатели, наилучшие результаты получены с насадкой в виде пучка медных проводов, заострённых электрохимическим способом ориентированных в направлении потока воздуха. Использование сравнительно низкого напряжения позволило получить только аэроионы кислорода без образования вредных примесей. Применение вентилятора позволило сделать прибор направленного действия и повысить эффективность его работы. Прибор практически безопасен в эксплуатации.