Импульсный электролиз на Google Science Fair

в 4:00, , рубрики: diy или сделай сам, Google, образование, Программинг микроконтроллеров, сделай сам, электрогидравлический эффект, электролиз, эффект Юткина, метки: , , , , ,

Импульсный электролиз на Google Science Fair

Как и было обещано организаторами конкурса Google Science Fair, 21 мая объявлены региональные победители.

Планета поделена на три региона:
— Северная и Южная Америка;
— Европа, Ближний Восток и Африка;
— Азиатско-Тихоокеанский регион.
В каждом регионе представлены три возрастные группы:
— 13-14 лет;
— 15-16 лет;
— 17-18 лет.
В каждой группе выбрано по 10 проектов, итого получилось 90 научных трудов.

Через несколько недель организаторы выберут 15 финалистов, которые поедут на финальный розыгрыш в США, где и определятся победители.
Итоговые результаты и проекты победителей можно посмотреть на сайте:
www.google.com/intl/en/events/sciencefair/index.html английская версия.
www.google.com/intl/ru/events/sciencefair/index.html русская версия.
Количество всех участников мне неизвестно, а итоговую таблицу стран победителей я составил со страницы результатов конкурса Google Science Fair.

image

Пятерка лидирующих стран: США, Индия, Сингапур, Испания и Германия.
Интересно то, что можно с легкостью посмотреть проект, написанный на иностранном языке, благодаря встроенному переводчику. Основную идею проекта понять вполне возможно.
Из положительных сторон можно отметить то, что любой ребенок может без проблем принять участие в конкурсе. Необходима только интересная идея и красивый способ ее подачи.
Имеются различные ограничения, о которых необходимо внимательно читать в условиях конкурса. На память: не все страны могут принимать участие, запрещено использование музыки, не должно быть рекламы, и ряд других.

А теперь о грустном…
Россия в таблице отсутствует. Из бывшего СССР представлена только Украина с проектом изучения влияния выхлопных газов автомобилей на экологию крупного города – желаем им успеха!
На youtube видел несколько работ из России. Недостаток конкурса в том, что нет списка всех участников на отборочном этапе (или я не смог его найти).
К чему я это пишу? За конкурсом наблюдал со стороны участника, так как был привлечен в качестве оператора видеокамеры и изготовителя прибора для дочери, которая приняла участие в конкурсе и смогла поджечь воду, исследуя импульсный электролиз воды. К сожалению, не попала в число финалистов.
Наблюдал за ее работой, исследованиями, переживаниями. Работу приходилось делать помимо учебы, поэтому успеваемость в результате немного снизилась…

История с поджиганием воды, исследования, наблюдения, измерения и выводы находятся на сайте с описанием проекта. Пересказывать не буду, желающие могут прочесть, ссылка внизу статьи. Вопросы передам автору работы.
Не знаю, как с точки зрения науки, но для меня результаты опытов дочери показались интересными и поэтому поделюсь описанием своей части работы, описанием прибора «Импульсный электролизер».
Аппарат можно использовать в школе для безопасного изучения электрогидравлического эффекта, который открыл наш соотечественник Лев Юткин. Его еще называют «Русский Тесла».
И это все о нем:
книги;
биография;
кино.

У Юткина все круто – молнии, десятки киловольт и миллионы рублей экономии.
У нас все проще – маленькая ручная плазма,
image

огонь
Импульсный электролиз на Google Science Fair

и Галактика в воде.
Импульсный электролиз на Google Science Fair

Итак.
По заданию подрастающего поколения пришлось в срочном порядке делать аналог сварочного аппарата, на котором впервые было замечено появление огня при касании воды электродом.
В первую очередь стояла проблема безопасности, поэтому решено сделать его с батарейным питанием. Можно использовать трансформатор и бытовую электрическую сеть, но практика подтвердила преимущества автономной работы.
В качестве преобразователя напряжения были использованы детали от моей первой фотовспышки Электроника ФЭ-26 «Данко». Заменил только высоковольтный диод и установил ограничение выходного напряжения, чтобы не щипало сильно.
Генератор импульсов можно было сделать на 555-м таймере, но значительный ток потребления, большое количество обвязки и отсутствие времени на поиски склонили в сторону микроконтроллера. Простенькая программа позволяет легко добиться необходимых параметров импульсов.
Полевой транзистор использовал из закромов. Для качественного управления ключевым транзистором установлена микросхема драйвера.
Как оказалось впоследствии, именно высокая скорость работы ключа способствовала проявлению в опыте электрогидравлического эффекта. В дальнейшем надо дополнительно поработать над динамикой работы ключа.
Много времени ушло на придумывание способа закрепления центрального электрода. Помогла тонкая трубочка, изготовленная из медной фольги. В нее вставляется электрод и фиксируется зубочисткой. Другой электрод для защиты от удара током и короткого замыкания закрыт пластмассовой трубкой с отверстиями.
Верхняя часть корпуса: пшикалка для очистки монитора.
Нижняя часть: баночка для витаминов с символической надписью на дне – Прометей.
Выключатель смонтирован в нижней части корпуса. Питанием является элемент 123А, напряжением 3В.
image

Дальше уже работа дочки – добывать огонь из воды, замерять, исследовать, делать выводы.
Насколько правильно я понял из опытов, у этого способа получения огня есть большой потенциал – уменьшать диаметр электрода и увеличивать напряжение в импульсе. Предел, при котором начинается разрушение электрода, в целях безопасности не исследовался, а увеличение выработки водорода просматривается явно.

Печатная плата не изготавливалась, был выполнен навесной монтаж и детали залиты герметиком. Все видно в начале первого фильма.
Если смотреть кино на ютубе, то в подробном описании фильма имеется временная шкала, которая позволяет быстро и точно попасть на любой этап опыта.

Мое.
Электрическая схема в формате pdf.
Программа работы формирователя импульсов на языке PBP.

Дочкино.
Сайт с описанием работы.

Фильм 1 «Импульсный электролиз поверхностного слоя воды».

Фильм 2 «Электрогидравлический эффект в морской воде».

Готовьтесь на следующий год!
Всем удачи, и пусть победит сильнейший!

Автор: Kidar


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js