Solución de problemas de un propulsor de iones de bricolaje

El video instructivo muestra un transformador de 30 kv que proporciona la fuerza electromotriz para el motor de iones/ventilador de escritorio.

El video creado por el usuario proporciona una lectura clara de un transformador de 10 kv. Eso parece ser un fuerte indicador de falta de fuerza en la construcción.

Clava un juego de clavos en un taladro eléctrico y afila las puntas como sugiere uhoh, luego sube el volumen... ups, aumenta el voltaje con un transformador más potente.

El video tutorial sugiere un espacio de una pulgada para las boquillas de escape. El video del fabricante parece ser proporcionalmente similar, pero sospecho que no se produciría ningún daño al acercar un poco más el destino del ion al emisor. No demasiado cerca, quizás otros cinco o seis milímetros.

Es difícil comprender la ciencia en unidades imperiales, pero estos videos muestran que también funciona.

Sospecho firmemente que la nitidez de las puntas de las uñas es clave. Esto se basa en la ionización de campo del aire, y eso es causado por puntas en las uñas lo suficientemente afiladas para que los campos eléctricos cerca de la punta sean lo suficientemente altos (del orden de voltios/Angstrom) para arrancar un electrón de moléculas o átomos individuales. en el aire produciendo iones positivos, o agrega un electrón extra produciendo iones negativos.

La desorción de campo (FD) es un método de formación de iones utilizado en espectrometría de masas (MS) en el que se aplica un campo eléctrico de alto potencial a un emisor con una superficie afilada, como una hoja de afeitar, o más comúnmente, un filamento del cual se han formado diminutos "bigotes".

Ver también por ejemplo:

• aceleración de fluidos electrostáticos; principios físicos
• ionizador de aire
• precipitador electroestático

Separar el electrón de un átomo o molécula neutra es un trabajo arduo y, por lo general, tiene una eficiencia baja. En los propulsores de iones reales para aplicaciones espaciales, la mayor parte del peso y el consumo de energía son el resultado de los aspectos ionizantes del diseño, en lugar de los aspectos de aceleración.

Tendrás que encontrar una manera de afilar las uñas o producir algunos bigotes en ellas. Creo que esto se omitió en el tutorial que estás siguiendo.

a continuación: La diapositiva 52 de Métodos de ionización y desorción de fuentes de iones explica que el campo extremadamente fuerte de orden 1E+10 V/m necesario para ionizar átomos se obtiene con una aguja a un potencial de 10 kV cuando el radio de curvatura de la punta se reduce a 10 micras _ Siempre que la distancia al suelo sea grande, importa muy poco si es de 1 cm o 10 cm. Desde el punto de vista del campo en la punta afilada, eso es casi infinito. Casi toda la caída de potencial ocurre en el primer milímetro más o menos, y el campo solo es lo suficientemente alto como para ionizar átomos o moléculas en la punta.

Propulsión eléctrica de emisión de campo (FEEP)

Este principio también se utiliza en algunos diseños de propulsores eléctricos para naves espaciales pequeñas. Sin embargo, la implementación es un poco diferente. En lugar de una punta de metal en un gas, la aguja es hueca y se introduce un propulsor líquido en el espacio capilar. Cuando hay un campo alto, el líquido forma naturalmente una cúspide o punto llamado cono de Taylor . Los átomos individuales se ionizarán y abandonarán la superficie.

Cuando se opera de manera diferente , el cono de Taylor alcanzará una inestabilidad mecánica y se formarán gotas ionizadas. Esto se denomina ionización por electropulverización y es distinta de una fuente de iones de ionización de campo.

Aquí hay un ejemplo de un propulsor de electrospray con una serie de puntas afiladas microfabricadas.

La propulsión eléctrica de emisión de campo (FEEP, por sus siglas en inglés) es un concepto avanzado de propulsión espacial electrostática, una forma de propulsor de iones que utiliza metal líquido (generalmente cesio, indio o mercurio) como propulsor. Un dispositivo FEEP consta de un emisor y un electrodo acelerador. Entre ambos se aplica una diferencia de potencial del orden de 10 kV, lo que genera un fuerte campo eléctrico en la punta de la superficie metálica. La interacción de la fuerza eléctrica y la tensión superficial genera inestabilidades superficiales que dan lugar a conos de Taylor en la superficie del líquido. A valores suficientemente altos del campo aplicado, los iones se extraen de la punta del cono mediante evaporación de campo o mecanismos similares, que luego se aceleran a altas velocidades (típicamente 100 km/s o más).

Respuesta final a esta pregunta: hablé con una profesora de Cal Poly que se especializa en propulsión eléctrica sobre este proyecto, me dice que este proyecto de Make Magazine no debería funcionar en absoluto. Afirmó que tenía que haber más de 7 "agujeros" de cátodo (es decir, tuberías de cobre), y que esto solo debería poder funcionar en el vacío.

Me di cuenta en este proyecto, cuando tuve un ENORME pico de voltaje al encender mi fuente de alimentación, que hubo un pequeño movimiento de la servilleta colocada al frente. Supongo que el proyecto de esta revista Make solo funcionó porque utilizó un voltaje extremadamente alto. Sin embargo, en teoría, desde mi año de hablar con la gente y buscar en Internet, esto no debería funcionar.