Ионный лучевой пистолет – ЧАСТЬ 1

November 7, 2011 by admin Комментировать »

Этот проект показывает, как можно построить устройство, которое демонстрирует загадочные и интересные электрические явления. И возможно, принцип работы этого устройства может быть положен в основу двигательной установки нового типа для космических путешествий в недалеком будущем. Источник с высоким потенциалом выдает заряды через острые и направленные предметы. За счет движущей силы этих зарядов и силы отталкивания одноименных зарядов происходит новая эмиссия зарядов, вырабатывается высокая плотность заряженных частиц, сохраняющих свою подвижность на расстоянии. 1отовое устройство предназначено для исследователей в области электрофизики (рис. 22.1), для демонстраций в учебных целях, проверки материалов и многих других случаев, указанных в этой главе.

Рис. 22.1. Ионный лучевой пистолет

Рассчитывайте потратить от 75 до 100 долларов на это полезное электрическое устройство. Для сборки потребуются только основные ручные инструменты, паяльник и провода для пайки. Пользоваться готовым устройством нужно с осторожностью, поскольку на расстоянии от него генерируются умеренные электрические заряды. Спецификация устройства приведена в табл. 22.1.

Таблица 22.1. Спецификация ионного лучевого пистолета

Обозначение

Кол-во

Описание

№ в базе данных

R1

1

Переменное сопротивление 10 кОм вертикальной установки

 

R2.R4

2

Резистор 10 Ом, 0,25 Вт (коричневый-черный-черный)

 

R3, R5, R8, R9

4

Резистор 1 кОм, 0,25 Вт (коричневый-черный-красный)

 

R7

3

Резистор ЮМОм, 1 Вт (коричневый-черный-синий)

 

R10/S1

1/1

Переменное сопротивление 10 кОм / переключатель

 

С1

1

Электролитический ноедиипытср 100 мкФ, 25 В с радиальными иывсдэми вертикальной установки

 

С2

1

Конденсатор0,0022 мкФ, 50 В, зеленый пластик (222)

 

03,08

 

Дисковый конденсатор 0,01 мкФ, 50 В (1 -3)

 

С4

1

Электролитический кин/м*.чтпр 1000 мкФ, 25 В вертикальной установки

 

06

1

Mcttvukhmi * кшньм г* «лип j жлилиноеий ииицвнс ИСЮ 0,22 мкФ, 250В

 

07

1

Кимлинсатор 0,1 мкФ, 50 В

 

С9

1

Электролитический кпидоничп 1 мкФ, 25 В вертикальной установки

 

С20а-С20п

20

Керамический дисковый кин/*!нилор500пкФ, 10 кВ

#500P/10KV

D3.D4

 

Кремниевый д иод IN914

 

D11

1

Диод помехи* xuai шлющий РКЕ15

 

D12

1

ДиодЛьСтрсц^рйстргупоидий 1 N4937,1 кВ

 

D20a-D20n

20

Лавинный диод 16 кВ, 5 мА

#VG16

Q1

1

Транзистор полевой n-канальный IRF450 (MOSFET)

ТО220

И,12

 

Таймер555 в корпусе DIP

 

Т1

1

Трансформатор 7 кВ, 10 мА, работающий на повышенной частоте

#fJ2KKL09

L1

1

Индуктивная катушка 6 мкГн, сборка описаю в тексте

#1U6UH

CL1

1

Зажим для батарей #22 с выводами 30 см

 

ВН1

1

Набор 8 ячеек АА

 

РВ1

1

Кнопочный переключатель без фиксации (в нормальном состоянии разомкнут)

 

PERFBOARD

1

Макетная плата размерами 12,7×7,37 см с перфорацией отверстий шагом 0,25 см, придать необходимый размер

в ихливтствми с рис 22.3

 

PCGRA

1

Опция печатной платы РСВ

#PCGRA

POLYBOARD

1

Изоляционная плата из пластика 25,4×7,37×0,16 см

 

WR20R

30 см

Провод #20 в виниловой изоляции, красный для положительного входа

WR20B

30 см

Провод #20 в виниловой изоляции, черный для отрицательного входа

WR20G

30 см

Провод #20 в виниловой изоляции, зеленый д ля заземления

 

WR20BUSS

30 см

Монтажный провод #20 для обычных соединений

 

WR24BUSS

30 см

Монтажный провод #24 для обычных соединений

 

SCRW1

5

Винты для металла #6х3/в дюйма

 

SW1/NU1

3

Винты и гайки #6-32х1Л дюйма

 

HSINK

1

Алюминиевая пластина3,81х 2,54×0,16см, обработанная в соответствии с рис. 22.4

 

Таблица 22.1. Спецификация ионного лучевого пистолета (окончание)

Обозначение

Кол-во

Описание

№ в базе данных

LUG6

1

Алюминиевый лепесток #6

 

LUG25

1

Кольцевой лепесток 0,64 см

 

CUP

1

Небольшой зажим «крокодил» с движущейся головкой

 

EN1

1

PVC или прозрачная пластиковая трубка 38×6,03 см с толщиной стенок 0,32

 

НА1

1

PVC трубка 15,24×4,76см

 

BRK1

1

Алюминиевая полоса 25,4×1,27×0,08см, обработанная, как указано на рисунке

 

САР1.2

2

Пластиковые крышки 6,03 см с отверстиями (см. рисунки)

 

САРЗ

1

Пластиковая крышка 4,76 см

 

Опции

В1-В8

8

Щелочные элементы АА, 1,5 В

 

NEEDLE

1

Кусок нержавеющей сталь

 

CARBONFIB

1

Нить углеволокна для эмиттеров высокого уровня -х чу*

#CARBFIB

Принципиальная схема устройства

Вашему ионному лучевому пистолету потребуется высокое напряжение постоянного тока при очень малом токе нагрузки. Первичный источник напряжения, показанный на рис. 22.2, вырабатывает более 600 мкК (600 мкА/с). Это очень большое количество зарядов частиц-ионов, и его достаточно для нанесения удара на расстоянии, заряжания предметов, а также выполнения массы необычайных электрических экспериментов. Хотя ток небольшой, случайный контакт с устройством может вызвать безвредный, но болезненный удар.

Выходное напряжение запускающего генератора вырабатывается умножителем напряжения Кокрофта Валтона с 4-10 каскадами умножения. Схема умножителя напряжения названа по имени ученого, который изобрел наиболее популярную схему источника высокого напряжения. Она была использована в первом ускорителе ядерных частиц на заре атомной эры – в тридцатых годах двадцатого столетия. В схеме (см. рис. 22.2) используется 10 каскадов умножения, а в другой подобной схеме (см. рис. 1.2) – 5 каскадов умножения. Количество этих каскадов умножения определяется требуемым высоковольтным напряжением для конкретного устройства. На первую секцию умножителя необходимо подать высокое напряжение повышенной частоты, что обеспечивается трансформатором Т1, вырабатывающим на вторичной обмотке высокое напряжение 6-8 кВ частотой около 30 кГц. Этот трансформатор является собственной разработкой фирмы Information Unlimited. По сравнению с вырабатываемой им мощностью это компактный и легкий компонент, так как работает на повышенной частоте 30 кГц

На первичную обмотку Т1 поступает ток через дроссель L1, который является заграждающим фильтром вместе с емкостью конденсатора С4 для сигналов с выхода ключевого каскада на Q1 на вход II. Индуктивность первичной обмотки Т1 и емкость конденсатора С6 образуют контур, на который нагружен

Рис. 22.2. Принципиальная схема ионного лучевого пистолета Примечание:

На выходе должен быть установлен высоковольтный резистор 25 мОм, 25 Вт в качестве эквивалента нагрузки. Подключите щуп осциллографа ктестовойточкеТРХ. Добейтесь вращением оси R1 формы сигнала, как показано на рисунке, при питании от источника 12 В, 3 А.

Выходное напряжение должное .ставлитьЗОкВ, что сослнетстнувт току более 1 мА. Входнойток будет составлять 2,5 А при выходной мощности свыше 30 Вт!

ключевой каскад на полевом транзисторе Q1. В цепи, образованной конденсатором С6 и первичной обмоткой Т1, возникает резонанс, при правильной настройке частоты генератор переключается при нулевом напряжении (этот режим работы соответствует режиму класса Е и характеризуется крайне малым уровнем помех). Следовательно, для достижения оптимальной работы очень важен правильный временной режим подачи запускающих импульсов на Q1 с выхода генератора II. Запускающие импульсы вырабатываются схемой II, работающей в режиме автоколебательного мультивибратора с периодом повторения, определяемой величиной переменного сопротивления R1, резистора R3 и емкостью времязадающего конденсатора С2. II управляется импульсами, вырабатываемыми вторым таймером 12, который может регулировать скважность импульсов генератора II, тем самым обеспечивая необходимую установку выходной мощности. Этот таймер работает с фиксированной частотой 100 Гц, но имеет регулируемый «рабочий цикл» (соотношение времени включенного и выключенного состояния), который определяется установками управляющего переменного сопротивления R10. Малым временам включенного состояния таймера соответствуют небольшие уровни выходной мощности, большим – высокие уровни выходной мощности.

Источник: Яннини Б. Я62 Удивительные электронные устройства / Боб Яннини; пер. с англ. С. О. Ма- харадзе. – М.: НТ Пресс, 2008. – 400 с.: ил. – (Электроника для начинающего гения)

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты