Катушка Тесла с длиной искрового разряда 5 см и управлением от таймера – ЧАСТЬ 1

November 11, 2011 by admin Комментировать »

Этот интересный и недорогой проект генерирует продолжительный искровой разряд от адаптера переменного тока. Он работает от сетевого адаптера 12 В или от батареи при использовании в качестве переносного устройства, а также в случае научного использования в полевых условиях, где нет доступа к сети. Устройство (рис. 15.1) имеет встроенный таймер, позволяющий задавать время включения и выключения искрового разрядника. Этот прибор может создать замечательное представление в перерыве между деловой текучкой в офисе или для посетителей бара, когда он включится на несколько секунд, а затем повторит свою работу, удивив аудиторию шумным и зрелищным шоу.

Изготовление требует минимального опыта в электронике. Рассчитывайте потратить около 25 долларов на этот несомненно стоящий прибор, являющий собой занимательную тему для обсуждения. Устройство разработано с применением недефицитных компонентов. Оригинальные компоненты или детали, в том числе печатную плату РСВ можно приобрести через сайт www.amasingl.com. Спецификация устройства дана в табл. 15.1.

Рис. 15.1. Катушка Тесла с управляемым от таймера искровым разрядом

 

Тоблицо 15.1. Спецификация катушки Твою с управляемым от таймера искровым разрядам длиной 5 см

Обозначение

Кол-во

Описание

№ в базе данных

R1

1

Углеродистый резистор 4,7 кОм, 0,25 Вт (желтый-фиолетовый-красный)

 

R2.R8

2

Углеродистый резистор470Ом, 0,25 Вт (желтый-.;** >лйгт; *>ый-коричневый)

 

R3

1

Углеродистый резистор 27 Ом, 0,25 Вт (красный-фиолег *>.мй-черный)

 

R4.R6

2

Переменное (подстроенное) сопротивление 1 МОм вертикальной установки

 

R5.R7

2

Углеродистый резистор 10 кОм, 0,25 Вт (коричневый-черный-оранжевый)

 

С1

1

Электролитический конденсатор 10 мкФ, 25 В вертикальной установки

 

С2

1

Полиэфирный пленочный конденсатор0,047 мкФ, 50 В, отмеченный 2А473 на зеленом корпусе

 

СЗ

1

Полиэфирный пленочный конденсатор 3,94 мкФ, 350 В

 

С4

1

Полиэфирный пленочный конденсатор 0,47 мкФ, 250 В

 

С5

1

Электролитический конденсатор 100 мкФ, 25 В вертикальной установки

 

06

1

Электролитический конденсатор 220 мкФ, 25 В вертикальной установки

 

С7

1

Дисковый керамический конденсатор 0,1 мкФ, 50 В

 

Q1

1

п-р-п транзистор М JE3055 в корпусе Т0-220

 

02

1

n-p-п транзистор PN2222GP

 

11

1

Таймер555 в корпусе DIP

 

D1

1

Выпрямительный диод 1 N4007,1 кВ

 

SIDAC

1

Симисторный переключатель SIDAC 300 В, помеченный К3000, см. текст

SIDAC

Таблица 15.1. Спецификация катушки Тесла с управляема от таймера искровым разрядом длиной 5 см {окончание)

Обозначение

Кол-во

Описание

№ в базе данных

Т1

1

Импульсный трансформатор с переключением прямоугольными волнами 400 В

TYPE1PC

Т2.ТЗ

2

Импульсные трансформаторы 25 кВ

CD25B

S1-S3

3

Тумблер од нополюсный на одно направление SPST 3 А или эквивалентный

 

РЕИ

1

Макетная плата с перфорацией отверстий шагом 0,25 см и размерами 12,7×3,61 см

 

PCTUTE

1

Опция печатной платы РСВ, заменяющая РВ1

РСШТЕ

WR20B

90 см

Соединительный многожильный провод #20, в виниловой изоляции, черный

 

WR20R

90 см

Соединительный многожильный провод #20, в виниловой изоляции, красный

 

WN1

2

Маленькие проволочные гайки #71В

 

EN1

1

Корпус из пластика 15,88×13,34×0,15 см, см. рис. 15.4

 

PLATE

1

Пластик 5,72×12,06×0,15см

 

ТАРЕ

1

Двусторонняя липкая лента 15,24×2,54×0,32см

 

12DC/.3

1

Сетевой адаптер 12 В, 3 А постоянного тока

12DC/3

Принципиальная схема устройства

Ha рис. 15.2 показана схема устройства. Высокое напряжение постоянного тока вырабатывается схемой импульсного блокинг-генератора на транзисторе Q1 с двумя обмотками трансформатора Т1 – коллекторной и базовой, которая создает сильную положительную обратную связь, в силу чего устройство работает в автоколебательном режиме генерации коротких импульсов. Ток первичной обмотки I увеличивается как функция Et/L (при включенном Q1), где Е – приложенное напряжение, по схеме12 В постоянного тока, a L – индуктивность первичной обмотки Т1. Это увеличение тока приводит к тому, что напряжение на обмотке обратной связи удерживает Q1 во включенном состоянии вследствие подачи тока базы через резистор R2 и ускоряющий конденсатор С2. Насыщение сердечника Т1 вследствие высокого постоянного тока в первичной обмотке вызывает снижение напряжения базы до 0, выключая Q1. Выключение Q1, в свою очередь, приводит к возникновению обратного напряжения на вторичном смещающем диоде D1 и зарядных конденсаторах СЗ и С4. Когда конденсатор заряда достигает порога напряжения срабатывания кремниевого симисторного переключателя SIDAC (около 300 В), он включается, разряжая емкость конденсаторов в первичные встречно включенные обмотки импульсных трансформаторов Т2 и ТЗ. Эта энергия вызывает быстрый рост прямого тока, вырабатывая выходные импульсы высокого напряжения, необходимые для демонстрации вспышки.

Вы видите, что два импульсных трансформатора соединены без соблюдения фазы (встречное включение). Такое включение первичных обмоток приводит к двойному превышению нормы выходного импульсного напряжения одиночного

 

 

Рис. 15.2. Принципиальная схема генератора молнии Тесла

трансформатора. В результате вместо 25000 вырабатывается 50000 В. Переключатель S1 включает питание первичной обмотки. Переключатель S2 выбирает характер демонстрации: в выключенном положении S2 длина искрового разряда меньше, во включенном – больше. База Q1 является точкой наблюдения выходного тока Q2, который контролируется переключателем S3.

Порядок сборки устройство

При реализации проекта выполните следующие действия:

1.              Идентифицируйте все детали и сверьте их со спецификацией.

2.              Вставьте выводы компонентов в отверстия платы, начиная с левой узкой стороны печатной платы, и следуйте расположению, показанному на рис. 15.3, используя отверстия в качестве ориентиров. Используйте выводы компонентов для выполнения соединений по ходу распайки в соответствии с принципиальной схемой. Соединения проводятся с тыльной стороны установки компонентов и поэтому показаны пунктирной линией. Рекомендуется примерить до начала пайки более габаритные компоненты. Избегайте мостиков из оголенного провода, некачественных паяных соединений и возможных замыканий вследствие пайки.

Рис. 15.3. Расположение компонентов на плате и подключения Примечание:

Все провода имеют длину 10-13 см, если не указано иначе.

Катушки показаны условными обозначениями по схеме наТ1 для ясного отображения схемы. Пунктирные линии показывают соединения на тыльной стороне платы.

Следите за полярностью подключения электролитических конденсаторов (она указана знаком «+») и всех полупроводниковых приборов. Правильно установите микросхему II, начало выводов которой определяется по ключу (вырез в виде полуокружности и вывод 1 слева от ключа). Положение трансформатора определяется по показаниям омметра (см. рис. 15.3). Заметьте, что SIDAC может иметь два или три вывода. В данной схеме используются только 2 внешних вывода без соблюдения полярности. Их можно подключать как угодно.

2.              Отрежьте, зачистите и облудите провода для соединений SI, S2, S3 и припаяйте их. Эти провода должны быть длиной 10-13 см.

3.              Изготовьте плату из пластика размером 12,06×5,72×0,15 см. Это базовая плата для установки и приклеивания импульсных катушек-трансформаторов Т2 и ТЗ.

4.              Предварительно соедините Т2 и ТЗ (см. рис. 15.3), соблюдая разделительное расстояние между ними в 5 см. Используйте короткие куски провода в виниловой оплетке для объединения их выводов на плате из пластика. Соединения с Другими компонентами на макетной плате ведите проводом длиной 12,5 см.

5.              Аккуратно поместите сборку импульсной катушки на пластиковой плате и зафиксируйте ее силиконовым клеем RTV с отвердением при комнатной температуре. Сборку прикрепляют клеем до момента его застывания. Из эстетических соображений важно установить катушки на плате из пластика по одной оси.

6.              Присоедините провода электродов разряда с использованием проволочных гаек. Вы можете припаять эти провода, но соблюдайте осторожность, поскольку тепло от жала паяльника может повредить намотку проводов внутри Т2 и ТЗ.

7.              Предварительно присоедините сборку катушки к плате, как показано на рисунке. Подключите сетевой адаптер с использованием проволочных гаек и соблюдением полярности.

Предварительные электрические испытаний

Для проведения предварительных электрических испытаний выполните следующие действия:

1.              Разведите концы проводов разряда примерно на 5 см. Установите регулирующий переменный резистор на среднее значение, а ползунковые переключатели S1 и S3 в положение «выключено».

2.              Включите S1 и наблюдайте разряд между импульсными катушками. Измените положение тумблера S2 и отметьте изменение характера разряда.

Найдите 2 положения переключателя S2 для сильного и легкого вариантов демонстрации искрового разряда.

3. Включите S3 и наблюдайте цикличную демонстрацию искрового разряда с примерным повторением цикла «100 секунд включено», «100 секунд выключено» (устанавливается вращением осей переменных сопротивлений R4 и R6 по часовой стрелке до конца (см. рис. 15.2)). Эти временные интервалы независимо друг от друга изменяются в широких пределах переменными сопротивлениями R4 и R6. Мы предлагаем именно эти временные установки. При таких показателях создается низкий уровень нагрузки, и устройство можно оставить работать постоянно.

Окончательная сборка устройства

Для окончательной сборки устройства выполните следующие действия:

1. Изготовьте корпус из куска пластика размером 15,88×13,34×0,15 см, как показано на рис. 15.4.

Вы можете использовать прозрачный или окрашенный пластик. Выполните отверстия для Т2 и ТЗ, соблюдая надлежащее выравнивание со склеенной сборкой платы, изготовленной ранее. Проделайте оставшиеся отверстия для переключателей и проводов питания, отверстия для доступа к переменным сопротивлениям.

2.              Намажьте клеем сборку катушки, приклейте сборочную плату. Установите контрольные устройства и приведите провода в порядок для аккурат- ного внешнего вида.

3.              Проверьте работу устройства и установите органы управления в положение, соответствующее желаемому времени цикла и искрового разряда.


1 комментарий

  1. Семён Семёныч says:

    Где взять подходящий импульсный трансформатор? Нашёл его американском сайте http://www.amazing1.com/products/High-Voltage-Pulse-and-Trigger-Transformer-25kv-.5J.html
    Есть ли ему аналогия в среди отечественных трансов? Кто-нибудь разрядник делал?

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