Плетение кресла-качалки. Секретные защелки. И это все о лоскуте...("Сделай сам" №1∙2000)

Обычная вода представляет собой сложный раствор различных химических соединений. Под действием постоянного электрического тока в банке начинается процесс электролиза, то есть положительно и отрицательно заряженные ионы растворенных в воде веществ скапливаются в области отрицательного электрода (катода) и положительного электрода (анода) соответственно. Вода, оказывая сопротивление протекающему через нее току, нагревается, то есть сама выполняет роль нагревательного элемента. Таким образом, одновременно проходят процессы доведения воды до температуры кипения и ее очистки. Ведь если положительный электрод окружить мембраной в виде стакана, пропускающей ионы, но не пропускающей молекулы воды, то после закипания воды можно отделить собравшуюся в стакане составляющую воды. Это так называемая «мертвая» вода. Она, как правило, имеет сильный химический запах, мутный цвет и сильную шелочную реакцию. Остальной же объем воды в банке представляет собой очищенную от основной массы вредных соединений и имеющую низкую щелочную реакцию «живую» воду.

Если проделанный эксперимент своей наглядностью убедил вас в целесообразности дальнейших работ, то переходим от макета к неисправному чайнику.

В электрическую схему чайника вводим диод (рис. 2), способный пропускать ток не менее 10 А.

Рис. 2.Функционально-электрическая схема импортного электрочайника после модернизации:

_{1 — сетевая вилка; 2 — основание (базовый блок) чайника; 3 — устройство автоматического отключения и защиты (УАОиЗ); 4 — термостойкая прокладка; 5 — полупроводниковый диод; 6 — корпус чайника, а и б — управляемые контакты}

Очень удобен для этой цели диод типа КД 213. Тогда его можно поместить в основании (базовом блоке) чайника, не нарушая электрическую схему, имеющуюся в его съемной части. Далее вспомним некоторые расчетные формулы и ограничения. Мощность бытовых электроприборов не должна превышать 2000 Вт, что определяется качеством электропроводки. Значит, потребляемый ток не должен превышать 8,5–9 А, то есть активное сопротивление нагревательного элемента чайника должно быть не менее 25 Ом. Обычный объем чайников 1–2 л. Мощность от 1,5 до 2 кВт. Время доведения воды до кипения, в прямой пропорциональности зависящее от мощности, обычно не превышает 10 мин.

Таким образом, активное сопротивление объема воды, выполняющего роль нагревательного элемента, должно быть не менее 25 Ом.

Ориентировочно определим площадь пластин-электродов, используя формулу:

R (Ом) = r∙(Ом∙м)/мм² ∙ L(м)/S (мм²)

где в нашем случае:

R — сопротивление нагревателя (меньше или равное 25 Ом);

г — удельное сопротивление воды;

L — расстояние между пластинами-электродами;

S — площадь пластин-электродов.

Расстояние между пластинами, исходя из конструкции положительного электрода с мембранным стаканом, менее 2,5 см делать нецелесообразно. Активное сопротивление химически чистой (то есть без посторонних примесей) воды составляет 1 мОм. Наличие же примесей сильно снижает эту величину. Следовательно, величина силы тока, протекающего через воду, будет увеличиваться на некоторую произвольную величину. Чтобы избежать пожароопасной перегрузки сети, делаем площадь пластин несколько меньшей, обеспечивающей запас по максимальному току. Ограничивать величину тока менее 7 А нецелесообразно, так как это в квадратичной зависимости увеличивает время закипания чайника. Практически можно остановиться на следующих величинах: площадь — 600 мм². Расстояние между пластинами — 2,5 см. Окончательную установку величины тока производят по амперметру, изменяя расстояние между пластинами. Эта регулировка производится после изготовления пластин-электродов и установки их на свои фиксаторы. При отсутствии амперметра с требуемым пределом шкалы потребляемую модернизированным чайником мощность можно определить, исходя из времени закипания известного объема воды с известной начальной температурой:

t_зак (с) = [4200 Дж/кг∙градус ∙ М_воды∙(t_кип — t_нач)/(к.п.д.∙(0,8÷0,9))]∙Р (Вт);

то есть, если при массе воды в чайнике, равной 2 л (кг), при начальной температуре, равной комнатной, она закипела за 10 мин (600 с), то мощность чайника в данном случае составила:

Р = (4200∙2∙(100 — 20))/(0,8∙600) = 1400 Вт (1,4 кВт),

что в пределах допустимого.

Пластины-электроды изготавливают из нержавеющей стали. Конечно, идеальными были бы серебряные пластины. Ведь, как известно, ионы серебра обладают бактерицидным действием, и список полезных качеств модернизированного чайника еще более пополнился бы.

На пластину, присоединяемую к положительному полюсу, то есть к катоду диода, укрепляется мешок-мембрана, в который собирается «мертвая» вода. Проще всего этот мешок изготовить из куска брезентового шланга. Вид положительного электрода показан на рис. 3.