HVGen 2.0

Uwaga: W układzie występują wysokie napięcia. Nieostrożne eksperymenty mogą skończyć się porażeniem, poparzeniem, a nawet śmiercią. Autor nie bierze żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody.

Spis treści 1. Wstęp i zdjęcia 2. Budowa 2.1 Potrzebne części 2.2 Schemat urządzenia 2.2.1 Generator taktujący 2.2.2 Tranzystor 2.2.3 Cewki 2.2.4 Zasilacz cewek 2.3 Montaż 3. Eksperymenty 3.1 Łuk elektryczny 3.2 Drabina jakubowa 3.3 Fotografia kirlianowska 3.4 Iskry w żarówce 4. Przydatne linki

Wstęp

Przedstawiam opis generatora wysokiego napięcia zbudowanego na podstawie dwóch cewek zapłonowych. Pozwala on na uzyskanie wysokiego napięcia i przeprowadzenie ciekawych eksperymentów i pokazów. Zdjęcia poniżej:

Widok generatora

Widok wraz z zasilaczem

Zasilacz

Budowa

Urządzenie składa się z trzech zasadniczych części: generatora kluczującego, bloku HV i zasilacza.

Potrzebne części

Dwie samochodowe cewki zapłonowe	Dowolne, najlepiej identyczne cewki zapłonowe o rezystacji 1.5-4Ω. Muszą mieć koniecznie ten sam opór uzwojenia pierwotnego.
Tranzystor MOSFET mocy	MOSFET mocy o możliwie małej rezystacji w stanie otwarcia, dużej mocy i napięciu źródło-dren 600V. U mnie pracuje IRF740.
Układ scalony CMOS 4011
dwie diody krzemowe małej mocy	np. popularne 1N4148.
Rezystory	2x 4.7kΩ i 1x 10kΩ.
Kondensatory	1x 68nF i elektrolit 6800µF 50V oraz 470µF 16V.
Mostek prostowniczy 20A
Transformator zasilający 100W	O napięciu 12-24V. Ja wykorzystałem transformator ochronny 220V->24V.
Zasilacz stabilizowany 5-12V	Potrzebny do zasilania generatora kluczującego.
Inne	płytka uniwersalna, kable, przewody, obudowa

Schemat urządzenia

Schemat znajduje się poniżej:

W projekcie zastosowałem dwie połączone przeciwstawnie cewki, dzięki czemu między wyprowadzeniami HV uzyskuje się napięcie ok. 2 razy wyższe, niż przy zastosowaniu jednej. Zmieniło się również napęcie zasilania. Teraz służy mi zasilacz złożony z transformatora 24V, prostownika i kondensatora 6800µF.

Generator taktujący

Generator można zmontować na płytce uniwersalnej lub nawet sposobem montażu przestrzennego(na pająka :-). Potencjometry R4 i R5 służą do ustalenia czasu trwania stanu wysokiego i niskiego na wyjściu. Z powodu zakłuceń elektromagnetycznych płytkę generatora należy oddzielić od tranzystora mocy i cewki np. oddalić na co najmniej 0.5m lub umieścić w zaekranowanym pudełku. Ja włożyłem płytkę do pudełka od zapałek i zawinąłem folią aluminiową połączoną z masą. Generator jest zasilany z osobnego zasilacza 5V. W późniejszym czasie używałem innego generatora, opartego na kostce NE555.

Tranzystor

Tranzystor MOSFET mocy o możliwie małej rezystacji w stanie otwarcia, dużej mocy i napięciu źródło-dren 600V ze względu na wspomniane przedtem indukcje wysokiego napięcia w uzwojeniu pierwotnym. Czym mniejsza rezystacja w stanie otwarcia, tym tranzystor się mniej grzeje. U siebie zastosowałem znakomity IRF740 osadzony na dość dużym radiatorze, który po ok. 2 minutach pracy jest dość ciepły.

Cewki

Potrzebne są dwie samochodowe cewki zapłonowe o rezystacji 1.5-4Ohm (przykład na zdjęciu poniżej). Muszą mieć koniecznie ten sam opór uzwojenia pierwotnego, by indukowało się w nich równe napięcie.

Zasilacz cewek

Schemat poniżej:

Standardowa aplikacja zasilacza. Połączecia po stronie pierwotnej powinno prowadzić się grubymi przewodami, najlepiej 1mm średnicy.

Montaż

Najpierw testujemy generator taktujący. Podłączamy go do zasilacza, a pomiędzy masę i wyjście podpinamy membranę pezoelektryczną, mały głośniczek lub słuchawki. Powinien dać się słyszeć pisk.

Obwód zasilacz główny-tranzystor-cewki łączymy grubymi przewodami(>1mm średnicy). Należałoby zrobić obudowę dla urządzenia. Ja zrobiłem tylko stelaż z płyty teksolitowej w kształcie rzymskiej jedynki. Na górnej podstawie wyprowadzone są zaciski wysokiego napięcia. Wygląd urządzenia możesz podziwiać na zdjęciach we wstępie.

Wyprowadzenia wysokiego napięcia powinno się poprowadzić kablem wysokonapięciowym do zacisków wyjściowych. W swoim egzemplarzu nie wykorzystywałem kabla HV, ponieważ ogległości od cewek do zacisków są stosunkowo małe, a przewody są oddalone od innych elementów. Należy również starannie zaizolować styk kapturka cewki i kabla, gdyż tam pojawiają się wyładowania do masy wzdłuż powierzchni plastiku.

Eksperymenty

Tu znajdziesz porady, jak wykonać różne eksperymenty przy użyciu genereratora. Najbardziej efektownie będą w ciemności. Uważaj jednak, by po ciemku nie dotknąć przypadkiem żadnego elementu pod napięciem.

Iskrownik #1	Iskrownik #2	Sprzęt do fotografii kirlianowskiej #1	Sprzęt do fotografii kirlianowskiej #2
Zdjęcie kirlianowskie	Drabina jakubowa	Żarówka #1	Żarówka #2

Łuk elektryczny

Standardowy i najprostszy eksperyment. Porzebne są dwa grube druty, najlepiej zaostrzone na końcach. Wkręcamy je w zaciski, rozsuwamy na 2cm i włączamy sprzęt. Powinna przeskakiwać prawie ciągła iskra. Spróbuj eksperymentalnie ustalić odległość prętów, przy której iskra przeskoczy. Mi się to udało przy 4cm. Dalszemu zwiększaniu odległości przeszkadzały przebicia na cewkach do zacisku HV do masy po powierzchni plastiku.

Drabina jakubowa

Drabina Jakubowa(jacob's ladder) to dwa pręty ustawione na kształt litery V, wzdłuż których wędruje łuk elektryczny. Zasada działania: iskra powstaje na samym dole drabiny, w miejscu, w którym odległości elektrod są najmniejsze. Łuk nagrzewa powietrze, które wskutek tego się unosi i porywa ze sobą iskrę. W ten sposób łuk pnie się do góry.

Moja testowa drabina to dwa miedziane pręty o długości 50cm i przekroju kwadratu(krawędź 2mm) zgięte 6cm od końca i wkręcone w zaciski. Wysokość drabiny - 44cm, odległość elektrod na dole - 2cm, na górze 3.5cm. Film demonstrujący działanie. Został nagrany telefonem komórkowym - zła jakość.

Na zdjęciach widać kilka iskier, lecz na żywo występuje jedna. Powodem jest to, że generator pracuje impulsowo i za każdym razem trochę wyżej.

Fotografia kirlianowska

Eksperymentowałem z kamerą kirlianowską(objaśnienie tu), jednak nie udało mi się uzyskać ciekawych efektów. Zdjęcia powyżej.

Iskry w żarówce

Bardzo ciekawy efekt daje podłączenie żarówki gwintem do jednego zacisku HV, a drugi do drucika obwiniętego wokół bańki. Powstają bardzo efektowne wyładowania. Użyłem żarówki 200W i drucika 0.2mm. Przez chwilę układ działał, lecz nagle przepalił szkło i żarówka pękła. Polecam stronę www.mylab.pwii.pl, gdzie opisane są inne, ciekawsze doświadczenia i zdjęcia.

Przydatne linki:

• http://free.of.pl/z/zlabs/technika/hv/kamera/kamera.htm

• http://c4r0.skrzynka.org/_hv/index.php?page=hv/kirlian

• http://www.mylab.pwii.pl/

• http://www.tranzystor.pl/artykul.php?artykul=teksty/a_hv.txt

• http://myzlab.pl/index.php?a=1

---