اتصال کوتاه

.

.

کمتر کسی است که نداند بشر امروز در جاهایی کار و زندگی می‌کند که هوایی متفاوت از هوای طبیعی دارد. این موضوع، اما، تنها به آلودگی هوا به گازها و دودهای خطرناک و ریزگردها محدود نیست. اندازه‌گیری‌ها نشان داده‌اند که هوا در علف‌زارها و جنگل‌ها دربردارنده‌ی 700 تا 1500 ذره با بار منفی در سانتی‌متر مکعب است و این مقدار گاهی به پنج هزار «یون» در سانتی‌متر مکعب هم می‌رسد، در حالی که این رقم در هوای خانه و دفتر کار از 25 یون در سانتی‌متر مکعب تجاوز نمی‌کند.

هر انسان روزانه 15 کیلوگرم هوا «مصرف» می‌کند. کمینه‌ی سطح لازم یون‌های منفی در هوای تنفسی باید 500 تا 600 یون در سانتی‌متر مکعب باشد. مقدار بهینه در بازه‌ی 4هزار تا 5هزار قرار دارد. به عنوان نمونه، وضعیت‌های واقعی حضور یون‌های منفی در هوا را ببینیم:

• در آپارتمانی در شهر: 25 تا 100 یون در سانتی‌متر مکعب
• در یک خیابان پُر درخت: 100 تا 150 یون در سانتی‌متر مکعب
• هوای جنگل: 2000 تا 5000 یون در سانتی‌متر مکعب
• هوای پس از توفان و آذرخش: 5000 تا 100 هزار یون در سانتی‌متر مکعب

شکی نیست که تنفس هوای شهری، چه در خانه و چه در خیابان، از جهت کمبود یون‌های منفی می‌تواند اثر نامطلوبی بر تندرستی انسان داشته باشد و چه بسا بسیاری از بیماری‌های عصر جدید در ارتباط با کمبود یون منفی در هوای تنفسی بشر باشد. اما، آیا می‌توانیم تعداد یون‌های منفی هوای اطراف‌مان را بیش‌تر کنیم؟ یک راه این است که به جزیره‌ی جاوه در اندونزی و یا به کنیا برویم و در آنجاها که سالانه 200 تا 300 روز توفانی و پر از رعد و برق دارند، سکنا گزینیم، اما وقتی بدانیم که سالانه صدها نفر در این مناطق بر اثر برق‌زدگی و برخورد صاعقه کشته می‌شوند، روی این راه حل بیش‌تر فکر خواهیم کرد! همین طور، شوربختانه، زندگی امروزین به ما اجازه نمی‌دهد که به ساحل‌های دست نخورده و کوهستان‌های دوردست کوچ کنیم و 365 روز سال را در این جاهای سرشار از یون سپری کنیم. این گونه بود که بشر به فکر راه حل دیگری افتاد.

.

.

زیست‌فیزیک‌دان، شاعر و نقاش اوکراینی، «الکساندر لئونیدویچ شیژفسکی» (1897-1964) در پژوهشی 20 ساله در آکادمی علوم اتحاد شوروی سابق اهمیت هوای یون‌دار را برای سلامتی انسان اثبات و فرموله کرد و همچنین روشی را برای نرمال‌کردن هوا ارایه نمود. نویسنده‌ی این نوشتار، بوریس سرگیویچ ایوانف، از چندین سال پیش، روی پیاده کردن فن‌آوری یون در زندگی روزمره‌ی انسان به پژوهش و آزمایش مشغول بوده است. در این مقاله طراحی او با نام «چلچراغ شیژفسکی» به خوانندگان تقدیم می‌شود.

اجزای اصلی این طراحی شامل «چلچراغ» یونیده کننده و منتشر کننده‌ی هوای یونیده، ، و یک وارونگر ولتاژ هستند.

.

چلچراغ

منظور از عنصری که به «چلچراغ» نامیده شده، وسیله‌ای است که با پنجه‌های بازشده‌اش یون‌های تولید و منتشر شده را با سرعتی زیاد (به خاطر اختلاف پتانسیل زیاد) در محیط پخش می‌کند.

ملکول‌های اکسیژن که از محل تولیدشان فاصله گرفته‌اند، در تمام هوای پیرامون محل استقرار دستگاه پخش و منتشر می‌‌شوند.

چند و چون طراحی «چلچراغ» به کیفیت دیگر اجزای دستگاه بستگی دارد. بهبود دادن به طرح چلچراغ ممکن هست، اما این که آیا بتوان نتیجه را به صورت علمی اثبات کرد، کار دشواری خواهد بود.

چلچراغ را باید از فلز سبک و مانند طوقه‌ی دوچرخه ( مثلاً با استفاده از یک حلقه‌ی «هولاهوپ» یا چیزی شبیه آن) ساخت. قطر آن می‌‌تواند هر مقداری بین 75 تا 100 سانتی‌متر باشد. زایده‌های عمود بر ساختار چلچراغ باید در حدود 3/5 تا 4/5 سامتی‌متر طول داشته باشند.

توری پوشاننده‌ی سطح طوقه می‌‌تواند از سیم لخت یا سفیدشده‌ی مسی به قطر 0/6 تا 1/0 میلی متر باشد. فُرم این توری باید به شکل سطح بخشی از یک کُره (قطاعی) باشد (تصویر زیر را ببینید). چشمه‌های این توری نباید از 5×5 سانتی‌متر بزرگ‌تر باشند. زایده‌های عمودی از جنس مفتول نازک فلزی (مثلاً سوزن یا میخ) به ضخامت 0/25 تا 0/5 میلی متر، از سمت گُل ِمیخ، در گرهگاه چشمه‌های توری لحیم می‌‌شوند. تیز بودن نوک این زایده ها کیفیت کار چلچراغ را افزایش داده و مصرف جریان مدار را پایین می‌‌آورد. این امر سبب می‌‌شود که تولید اکسیدهای نیتروژن، که نامطلوب هستند، کاهش پیدا کند. برای آویزان کردن چلچراغ، یک انتهای سه مفتول مسی به قطر 0/8 تا 1/0 میلی متر را با زاویه‌های 120 درجه‌ای نسبت به یکدیگر به طوقه لحیم کرده و و انتهای دیگر این مفتول ها را به هم لحیم می‌‌کنیم. از این نقطه چلچراغ از سقف آویزان خواهد شد. چون چلچراغ دارای بار الکتریکی خواهد شد، باید آن را توسط یک ماده‌ی عایق الکتریسیته به سقف وصل کرد. بهترین انتخاب در اینجا، نخ نایلونی یا نخ ماهیگیری به ضخامت 0/5 تا 0/8 میلی متر است. فاصله‌ی چلچراغ از سقف نباید از 15 سانتی متر کم‌تر باشد.

.

.

تبدیل‌کننده‌ی ولتاژ

پیش از این که وارد جزییات مدار شویم، لازم است اخطار کنم:

این دستگاه مستقیماً به برق 220 ولت شهری وصل است. برق شهری 220 ولت در تمام قسمت‌های این دستگاه وجود دارد. این دستگاه برای انسان و دیگر جانداران مرگ‌آور است! من به شما اکیداً توصیه می‌‌کنم که این دستگاه را نسازید. اما اگر آن را با مسوولیت خودتان ساختید، باید بدانید و آگاه باشید که این وسیله برای فردی که اصول ایمنی و حفاظتی کار با ولتاژهای بالا را نمی شناسد و فاقد تخصص و تجربه و مهارت لازم و کافی در کار عملی با ولتاژ بالا و عایق‌سازی آن است، به شدت خطرناک است و می‌‌تواند به آسیب ها و صدمات جبران ناپذیر و غیرقابل بازگشت جسمی و حتی مرگ بیانجامد.

همچنین نصب آن در محیطی که افراد ناآشنا بدون مراقبت به آن‌جا رفت و آمد دارند، خطرآفرین است. این وسیله باید طوری نصب شود که از دسترسی افراد کاملاً دور باشد.

خط منفی منبع تغذیه که ولتاژ آن نباید کمتر از 25 هزار ولت باشد، به چلچراغ وصل می‌‌شود. تنها هنگامی یون‌های مورد نظر، که قادر به ورود موثر به ریه‌های انسان شوند، دایم و به اندازه‌ی کافی تولید می‌‌شوند، که این ولتاژ حضور داشته باشد. برای یک فضای بزرگ، مانند یک سالن ورزشی، ولتاژ چلچراغ باید 40 تا 50 کیلوولت باشد (شرط واجب این است که تخلیه‌ی الکتریکی مانند جرقه زدن یا شعله کشیدن، که همراه با تولید بوی اوزون، بوی سیر، است، صورت نپذیرد).

نقشه‌ی شماتیک مدار تبدیل‌کننده‌ی ولتاژ را در زیر می‌‌بینید. در آزمایش‌های ما این مدار در عین سادگی، بسیار بادوام و در درازمدت قابل اعتماد بوده است.

نیم سیکل‌های مثبت برق شبکه از طریق مقاومت 1 و دیود یکسوساز 1 و پیچش اولیه‌ی ترانسفورماتور 1 خازن 1 را شارژ می‌‌کنند. چون هیچ جریانی از «گیت» تریستور عبور نمی‌کند، در نتیجه، افزاره‌ی گفته شده در حالت بیکاری باقی می‌‌ماند (افت ولتاژ دو سر دیود‌2 کم‌تر از آن است که بتواند گیت  تریستور را تحریک کند).

.

.

با رسیدن نیم‌سیکل منفی برق شهر، دیودهای 1 و 2 به حالت مسدود (باز) می‌‌روند و میان الکترودهای کاتود و گیت تریستور ولتاژ بسنده برای راه اندازی تریستور قرار می‌‌گیرد. با هادی شدن تریستور، بار ذخیره شده در خازن 1 در زمان بسیار کوتاهی در پیچش اولیه‌ی ترانسفورماتور 1 تخلیه می‌‌شود و ولتاژ زیادی روی پیچش ثانویه‌ی این ترانس القا می‌‌گردد. این فرآیند با رسیدن نیم‌سیکل مثبت بعدی تکرار می‌‌شود و به خاطر تلفات کمی که در مدار وجود دارد، مدار شروع به نوسان دایمی و تولید ولتاژ بالا می‌‌کند. در سمت ثانویه‌ی ترانسفورماتور یک مدار چند برابرکننده‌ی ولتاژ پیش‌بینی شده است. این مدار با دیودهای 3 تا 6 و خازن‌های 2 تا 5 ساخته شده است. مقاومت 1 از نوع 5 وات است. آن را می‌‌توان از موازی بستن 3 عدد مقاومت 3/3 کیلواهم دو واتی هم درست کرد. مقاومت 2 یک مقاومت دو واتی است. مقاومت 3 از متوالی بستن 3 یا 4 مقاومت دو واتی 3/3 مگا یا بیش‌تر که در مجموع 10 تا 20 مگااهم ایجاد کنند، ساخته می‌‌شود. در مجموع، در مورد مقاومت 3 باید در نظر داشت که بهتر است از مقاومت‌های مخصوص ولتاژ بالا در ساخت آن استفاده شود. این مقاومت ها معمولاً بدنه‌ی خیلی درازتری نسبت به مقاومت‌های معمولی دارند.

دیودهای 1 و 2 می‌‌توانند هر نوع دیود 400 ولت نیم آمپری به بالا باشند، مانند 1N4007 یا نوع سریع UF4007. دیودهای 3 تا 6 می‌‌توانند هر دیود 5 تا 10 کیلوولت 0/1 تا0/5 آمپر باشند. خازن 1 از نوع پلی‌استر با ولتاژ کار کمینه 250 ولت (ترجیحاً 400 ولت) است. خازن‌های 2 تا 5 باید توان تحمل 10 تا 15 کیلوولت را داشته باشند. تریستور از نوع 400 ولتی 30 آمپری است و باید به یک گرماگیر پره‌دار با سطح کافی وصل شود. ترانسفورماتور این دستگاه یک کویل خودرو یا موتوسیکلت است.

در ساخت مدار مولد ولتاژ زیاد باید از مواد عایق‌ساز خوب استفاده کرد و بین افزاره‌ها فاصله‌ی کافی پیش‌بینی نمود تا میان آن‌ها قوس الکتریکی و جرقه ایجاد نشود. در کار با ولتاژ زیاد باید بسیار محتاط بود، زیرا شوک گرفتن از چنین مدارهایی می‌‌تواند برای انسان بسیار خطرناک و حتی کُشنده باشد.

.

راه‌اندازی دستگاه

مدار به هیچ تنظیمی احتیاج ندارد. در صورت لزوم به تغییر دادن در ولتاژ خروجی مدار می‌‌توان مقدار مقاومت 1 و خازن 1 را تغییر داد. ساده‌ترین راه تشخیص و نمایش کارکرد این مدار یونیزه کننده، استفاده از پشم است: مقدار کمی تارهای پشم از فاصله‌ی 50 تا 60 سانتی متری به سمت چلچراغ جذب می‌‌شوند. به کار گیری ولت‌متر الکترواستاتیکی هم برای نمایش وجود ولتاژ زیاد روش خوبی است. در یک چلچراغ «معمولی» پیشنهاد می‌‌شود که ولتاژ کار در بازه‌ی 30 تا 35 کیلوولت انتخاب شود. توجه شود که هنگام کارکرد این و هر دستگاه یونیزه کننده‌ی دیگر نباید بوی غریبه‌ای به مشام برسد (بوهایی مانند بوی اوزون یا اکسیدهای نیتروژن). این گازها برای تندرستی انسان بسیار زیان آور هستند.

.

نکات ایمنی

توجه شود که این دستگاه بدون واسطه به برق شهر وصل است. بنابرابن، همه جای این مدار  در حال کار دارای پتانسیل برق شبکه است. برای خاموش کردن دستگاه باید حتماً هر دو ارتباط آن با برق شهر قطع شود (کلید روشن/خاموش دو پل استفاده شود). با وجود این که بر اثر لمس اتفاقی و گذرای الکترودهای دستگاه و چلچراغ شوک خفیفی حس خواهد شد که غالباً خطرناک نیست، اما، اکیداً توصیه می‌‌شود که از این دستگاه برای تفریح و شوخی استفاده نشود. این دستگاه اسباب بازی نیست و می‌‌تواند برای افراد حساس بسیار خطرناک باشد. حتی پس از خاموش کردن و از برق کشیدن این دستگاه، خازن‌های آن دارای شارژ زیادی هستند و پیش از هر کار باید تخلیه شوند. تخلیه‌ی خود به خودی ممکن است خیلی طول بکشد.

.

نصب دستگاه و تجربه‌ی نویسنده

نویسنده، بنا به تجربه‌ی خود، پیشنهاد می‌‌کند که چلچراغ طوری نصب شود که  با افراد یک تا یک و نیم متر فاصله داشته باشد. خوب است آن را روزانه به مدت 30 تا 50 دقیقه، به ویژه پیش از رفتن به رختخواب، روشن کنید. در روزهایی که هوا خیلی آلوده و ناسالم است، برای خنثی کردن ریزگردهای باردار معلق در هوا می‌‌توان سه تا پنج بار در روز دستگاه را به کار انداخت.

.

.

نکته‌ی مهم!

استفاده از دستگاهی که در اینجا با هدف آموزش معرفی شد، فقط ممکن است برای افراد سالم و به عنوان وسیله‌ای برای «پیش گیری» از بیمارشدن مفید باشد. البته از چنین دستگاه هایی در محیط‌های درمانی مانند بیمارستان ها و زیر نظر پرسنل بهداشت و درمان برای بهبود برخی بیماری ها استفاده می‌‌شود. اما چون روی دستگاه معرفی شده در این نوشتار هیچ مطالعه‌ی مرتبطی صورت نگرفته است، کاربرد آن برای افراد بیمار با هدف معالجه را به هیچ وجه توصیه نمی کنیم.

.

.

مطالب مرتبط:

تولید ویتامین هوا با ساخت یک دستگاه یون ساز

چند کلمه در مورد تخلیهء الکتریسیته ساکن

راه هایی برای بهره گیری از کوئل خودرو برای تولید ولتاژهای خیلی زیاد

موزه فضانوردی شیژفسکی

الکساندر لئونیدویچ شیژفسکی

.

.

.