Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PLC Fatek
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych

BartekDe 20 Maj 2018 09:52 8565 36
  • Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych
    Witam.
    Celem tego projektu było stworzenie generatora wysokiego napięcia, który bez transformatora wstępnie obniżającego napięcie, będzie można zasilać z sieci. Urządzenie potrafi wytworzyć napięcie rzędu 100kV (maksymalna długość iskry ok. 10cm), które za pomocą regulatora fazowego możemy obniżać do dowolnej wartości. Układ składa się z dwóch cewek zapłonowych połączonych antyrównolegle, które zasilane są przez prosty regulator fazowy. Aby cewki zapłonowe mogły poprawnie funkcjonować, musi pojawić się szybki wzrost napięcia na uzwojeniu pierwotnym, dzięki któremu w uzwojeniu wtórnym indukuje się impuls wysokiego napięcia. Włączanie cewek w odpowiednim momencie przebiegu sinusoidy umożliwia triak, który sterowany jest potencjometrem, znajdującym się na pulpicie, wewnątrz otwieranej obudowy. Zaciski cewek zostały dodatkowo zaizolowane mieszaniną parafiny z wazeliną. Mimo to odstępu na iskrowniku nie powinno się zwiększać powyżej 6cm, ponieważ mogłyby wystąpić przebicia wewnętrzne.

    Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych




    Zdjęcia generatora oraz schemat

    Urządzenie chciałem jak najbardziej upodobnić do induktorów Ruhmkorffa produkowanych w XIXw. Aby zachować tą stylistykę, obudowa została wykonana z lakierowanego drewna, a zaciski iskrownika zrobione zostały z mosiądzu.

    Generator może być wykorzystany w różnego rodzaju projektach wymagających wysokiego napięcia. Układ z diodą wysokonapięciową nadaje się do zasilania lamp katodowych, ponieważ możemy regulować podawane na lampę napięcie. Podłączyłem do generatora na sekundę lampę próżniową DY86. Już na najniższym ustawionym napięciu, szkło lampy świeciło jasnym błękitem, więc na pewno udało się uzyskać promienie X.
    Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych Generator wysokiego napięcia z dwóch cewek zapłonowych
    Iskry o długości ok. 5cm oraz iskry ślizgowe na szklanej płytce

    Wcześniej w układzie znajdował się również mostek prostowniczy (1000V 25A) za układem regulatora, aby uzyskać na wyjściu napięcie tętniące. Rozwiązanie to nie działało zbyt długo, ponieważ mostek się spalił, diody zaczęły przewodzić prąd w drugą stronę i uszkodziły się kolejne elementy układu.


    Fajne!
  • ambtechnic
  • #2 20 Maj 2018 13:02
    hobbyelektronik
    Poziom 27  

    Witam.....

    Myślę że oprócz kondensatora C2 i cewek zapłonowych nic nie stoi na przeszkodzie aby zastosować typowy ściemniacz oświetlenia 230V, ewentualnie po wymianie triaka na mocniejszy?

  • #3 20 Maj 2018 17:49
    krzbor
    Poziom 15  

    Zastanawia mnie bezpieczeństwo tego układu. Pomijam wysokie napięcie, które samo w sobie jest niebezpieczne - chodzi o brak izolacji galwanicznej względem sieci. Brak takiej izolacji oznacza, że wysokie napięcie występuje nie tylko jako różnica potencjałów pomiędzy elektrodami, lecz także pomiędzy elektrodą a ziemią. Wydaje mi się, że samo zbliżenie ręki do jednej elektrody już jest bardzo niebezpieczne.

  • ambtechnic
  • #4 20 Maj 2018 17:53
    tesla97
    Poziom 12  

    Przy 50Hz i tak wysokim napięciu nawet izolacja galwaniczna dużo nie pomoże gdzie następuje przewodzenie przez pojemności.

    A zapytam jeszcze czy tym urządzenie można by wytwarzać ozon?
    Czy można zbudować wersję z tylko 1 cewką zapłonową?

  • #5 20 Maj 2018 18:14
    BartekDe
    Poziom 3  

    Układ regulatora fazowego rzeczywiście działałby jak ściemniacz, gdyby podłączyć go do zwykłej żarówki. W tej chwili nie mam potrzeby niczego wymieniać, ponieważ bez mostka prostowniczego układ działa poprawnie.

    Miejsce połączenia uzwojeń pierwotnego i wtórnego uziemia się w przypadku, gdy cewki pracują w samochodzie. W tym punkcie nie występuje aż tak wysokie napięcie. Podobnie działa autotransformator (wspólne uzwojenie pierwotne i wtórne), gdzie na wejściu jest napięcie 230V, a na wyjściu np. 250V.

    Podczas pracy generatora wytwarza się dużo ozonu. Po chwili można go poczuć w całym pomoeszczeniu, szczególnie przy długich wyładowaniach ślizgowych.
    Możliwa jest wersja urządzenia z jedną cewką, ale napięcie na wyjściu względem ziemi jest wtedy mniejsze.

  • #7 21 Maj 2018 10:30
    2P
    Poziom 19  

    BartekDe napisał:
    Rozłączanie cewek w odpowiednim momencie przebiegu sinusoidy umożliwia triak, który

    To mnie zaskakuje. Albo ja czegoś nie rozumiem albo to założenie jest błędne.
    Do tej pory byłem przekonany, że w triaku możemy sterować tylko momentem jego załączenia.
    Triak wyzwolony będzie przewodził prąd tak długo jak długo nie spadnie on do zera.
    Jest to powód dla którego triaki nie działają w układach DC (poza pewnymi bardzo szczególnymi zastosowaniami - jednak nie zmienia to faktu, że w układzie DC łatwo triaka nie wyłączymy). I jest to także powód tego, że chętnie stosujemy go w układach AC - upraszcza się sterownie obciążeniami indukcyjnymi.
    Więc wyprowadźcie mnie proszę z błędu albo proszę autora o zweryfikowanie tego opisu.

  • #9 21 Maj 2018 13:09
    2P
    Poziom 19  

    W takim razie cała idea opisana tutaj też nie zadziała:

    BartekDe napisał:
    Aby cewki zapłonowe mogły poprawnie funkcjonować, musi pojawić się szybki zanik napięcia na uzwojeniu pierwotnym, dzięki któremu w uzwojeniu wtórnym indukuje się impuls wysokiego napięcia.

    Z tego wynika, że cewki zapłonowe tutaj pracują bardziej jako zwykły transformator. To, że sterowany fazowo nie zmienia zasady pracy a po stronie pierwotnej nigdy nie będzie więcej jak około 330 V.

  • #10 21 Maj 2018 13:33
    _lazor_
    Moderator Projektowanie

    Autor tematu korzystał z gotowego rozwiązania:
    http://www.loneoceans.com/labs/ignitioncoil/

    Jednocześnie jest mi niezmiernie smutno, że mając bardzo dobrze opisaną zasadę działania raptem w 3 zdaniach, nie jest tego w stanie powtórzyć w własnym temacie.

  • #11 21 Maj 2018 14:22
    BartekDe
    Poziom 3  

    Dziękuję za uwagi.
    Błąd został już poprawiony. Nie miałem czasu, żeby dokładnie przejrzeć wpis.

    Dodano po 18 [minuty]:

    Wiem, że jest wiele projektów tego typu. Ja tylko przedstawiłem swoją wersję tego układu i przedstawiłem swoje wnioski.

    Błąd, który popełniłem wynika z pośpiechu i mógłby się również przytrafić doświadczonemu elektronikowi.

  • #12 21 Maj 2018 21:43
    krzbor
    Poziom 15  

    Ja jeszcze raz zwrócę uwagę na bezpieczeństwo. Nawet jeśli generator WN nie działa (np. awaria C2, jakaś przerwa), a układ zostanie załączony, to na elektrodach będzie napięcie zasilania (zależy to oczywiście od kierunku włożenia wtyczki). Przy braku iskry łatwo o tym zapomnieć i dotknąć elektrody. Jestem sceptycznie nastawiony do układu beztransformatorowego, gdzie można bez problemu dotknąć elementów pod napięciem. Tu mamy wręcz całe, odsłonięte elektrody. Układ nie posiada nawet sygnalizacji załączenia (np. diody LED)

  • #13 21 Maj 2018 22:04
    BartekDe
    Poziom 3  

    Według mnie, przy wysokich napięciach trzeba uważać i wykonywać wszystko rozważanie. Urządzenie nie powinno pracować sobie gdzieś w "tle". Jeśli chodzi o wyprowadzenia wysokiego napięcia, to induktory ruhmkorffa również nie miały zabezpieczonych wyjść, ani lampki sygnalizacyjnej. Podczas pracy nie należy rozsuwać iskiernika, aby nie narażać się na porażenie. Iskiernik u góry służy głównie do zabezpieczenia urządzenia przed wewnętrznymi przebiciami.

  • #14 24 Maj 2018 03:10
    pikarel
    Poziom 30  

    Podoba mi się wykonanie: schludne, estetyczne i takie "vintage".
    Wygląda, jak przyrząd na doświadczenie na lekcję w szkole, z lat 60-tych.

    Co do bezpieczeństwa:
    to nie jest przecież zabawka dla współczesnych debili.

  • #15 24 Maj 2018 12:55
    keseszel
    Poziom 26  

    _lazor_ napisał:
    Przypominam tylko o tym że oprócz ozonu tworzą się inne równie niebezpieczne związki, bawienie się tym urządzeniem w zamkniętym pomieszczeniu jest szkodliwe dla zdrowia.

    Jakie inne? Może coś więcej, oprócz lakonicznej informacji? W trakcie oddychania też tworzą się inne niebezpieczne związki, chociażby dwutlenek wegla. Czy oddychanie jest szkodliwe?

    krzbor napisał:
    Zastanawia mnie bezpieczeństwo tego układu. Pomijam wysokie napięcie, które samo w sobie jest niebezpieczne - chodzi o brak izolacji galwanicznej względem sieci. Brak takiej izolacji oznacza, że wysokie napięcie występuje nie tylko jako różnica potencjałów pomiędzy elektrodami, lecz także pomiędzy elektrodą a ziemią. Wydaje mi się, że samo zbliżenie ręki do jednej elektrody już jest bardzo niebezpieczne.

    Jest wiele rzeczy jakie są niebezpieczne, byłem ciekaw czy padnie to pytanie. Sprecyzuj konkretnie o co Ci chodzi, bo na razie ślizgasz się po temacie. Może, jak spadnie na palec u nogi to go złamie?
    Ja bym się bardziej obawiał o mozliwośc dotkniecia elektrody w czasie wyłączenia lub włączenia urzadzenia, bądź przeskok iskry w trakcie tej czynności na rękę /palec/ człowieka.

    Czy tego typu urządzenia robią przedszkolacy, czy osoby zdające sobie sprawę z zagrożenia? Gdyby podchodzić w taki sposób to wiele DIY nie byłoby publikowane, bo " czy jest bezpieczne "..
    Tak to urządzenie jest bezpieczne jeśli jest wyłączone z sieci i leży na powierzchni płaskiej, skąd nie może spaść.

  • #16 24 Maj 2018 19:22
    krzbor
    Poziom 15  

    keseszel napisał:
    Ja bym się bardziej obawiał o mozliwośc dotkniecia elektrody w czasie wyłączenia lub włączenia urzadzenia, bądź przeskok iskry w trakcie tej czynności na rękę /palec/ człowieka.
    Dokładnie o to mi chodzi. Można jeszcze wymienić przypadkowe zbliżenie ręki do elektrody - wszystko dlatego, że wysokie napięcie jest także względem ziemi. Zdradliwe jest także zachowanie urządzenia podczas awarii - ale o tym już pisałem. Jest jeszcze jeden problem - elektrodę czytają nie tylko zaawansowani i świadomi użytkownicy, ale też osoby mało doświadczone, młode. Układ jest stosunkowo prosty i może to kusić do jego budowy. Może powinienem napisać "śmiertelnie niebezpieczne". Taser, który ma 50kV i prąd 1,3mA zabił już setki osób. To urządzenie jest znacznie skuteczniejsze. Myślę, że Autor powinien w głównym temacie dokładnie i wyraźnie podkreślić niebezpieczeństwa związane z budową i użytkowaniem tego urządzenia. To nie jest maszyna elektrostatyczna, czy generator Van de Graaffa.

  • #17 24 Maj 2018 19:40
    BartekDe
    Poziom 3  

    Przełącznik jest w odpowiedniej odległości od wyprowadzeń wn. Można go włączyć jedną ręką, ponieważ urządzenie jest wystarczająco ciężkie i stabilne.

    Rozumiem, że w przypadku niewłaściwego użytkowania może dojść do porażenia, ale osoba próbująca odtworzyć ten projekt robi to na własną odpowiedzialność i powinna sama zadbać o swoje bezpieczeństwo.

    Występuje tu analogia np. z użytkowaniem piły tarczowej. Nie powinno się pchać rąk w niewłaściwe miejsca, ponieważ może doprowadzić to do tragedii. Nie znaczy to, że piły tarczowe są złe i nie powinno się ich używać.

  • #18 24 Maj 2018 22:10
    _lazor_
    Moderator Projektowanie

    keseszel napisał:
    _lazor_ napisał:
    Przypominam tylko o tym że oprócz ozonu tworzą się inne równie niebezpieczne związki, bawienie się tym urządzeniem w zamkniętym pomieszczeniu jest szkodliwe dla zdrowia.

    Jakie inne? Może coś więcej, oprócz lakonicznej informacji? W trakcie oddychania też tworzą się inne niebezpieczne związki, chociażby dwutlenek wegla. Czy oddychanie jest szkodliwe?


    Przy paleniu się łuku elektrycznego wytwarzają się również wielotlenki azotu między innymi:
    https://pl.wikipedia.org/wiki/Dwutlenek_azotu
    http://laboratoria.net/artykul/12580.html

    Który jest silnie toksyczny. Jak i inne związki azotu.

    Trzeba również potrafić rozróżnić substancje toksyczne od duszących. Dwutlenek węgla jest przykładem substancji duszącej a nie toksycznej, więc całkowicie inny rodzaj zagrożenia.

    Niestety mam wrażenie że mało kto jest świadom zagrożeń wynikających z zabawą wysokimi napięciami, grunt by były iskierki resztą się ludzie nie przejmują.

  • #19 24 Maj 2018 23:52
    BartekDe
    Poziom 3  

    Raczej mało prawdopodobne jest zatrucie NO2 podczas pracy z tym generatorem. W szkołach na chemii wykonuje się doświadczenie, w którym miedź reaguje z kwasem azotowym (V). Wytwarza się wtedy sporo NO2. Jest on zdecydowanie wyczuwalny w powietrzu. Podczas pracy mojego urządzenia można poczuć tylko lekki zapach ozonu.
    Gdyby podczas wyładowań elektrycznych powstawało tak dużo szkodliwych związków, to praca w laboratorium wysokich napięć na AGH byłaby zakazana, a Nikola Tesla nie dożyłby późnej starości.

  • #20 25 Maj 2018 07:16
    _lazor_
    Moderator Projektowanie

    Na pwr w laboratorium wysokich napięć jest bardzo dobra wentylacja i podczas doświadczeń ledwo można wyczuć ozon, co było też wspominane podczas zajęć że wdychanie tego do najlepszych pomysłów nie należy.
    Uświadamianie, że podczas takich zabaw niebezpieczeństwo wynika nie tylko z tego że mamy tutaj wysokie napięcie, ale i wytwarzają się toksyczne związki jest według mnie bardzo ważne, a co ludzie z tą informacją zrobią to już ich sprawa.

  • #21 25 Maj 2018 10:58
    pirazyoko
    Poziom 1  

    BartekDe napisał:
    Raczej mało prawdopodobne jest zatrucie NO2 podczas pracy z tym generatorem. W szkołach na chemii wykonuje się doświadczenie, w którym miedź reaguje z kwasem azotowym (V). Wytwarza się wtedy sporo NO2. Jest on zdecydowanie wyczuwalny w powietrzu. Podczas pracy mojego urządzenia można poczuć tylko lekki zapach ozonu.
    Gdyby podczas wyładowań elektrycznych powstawało tak dużo szkodliwych związków, to praca w laboratorium wysokich napięć na AGH byłaby zakazana, a Nikola Tesla nie dożyłby późnej starości.


    Nie jest prawdą(*), że czułeś zapach ozonu. Czułeś zapach właśnie tlenków azotu.
    Niestety również np. nauczyciele fizyki są błędnie przekonani, że to ozon. Podobnie zresztą tzw. "świeże powietrze" po burzy, to też tlenki azotu.

    (*) Tak przekonywał mnie główny energetyk w niemałej kiedyś fabryce HCP w Poznaniu, jakieś 30 lat temu na praktykach zawodowych. Żeby nie było, pracownia energetyka w HCP wyposażona była m.in. w trafo pomiarowe 110kV do badania np. drążków izolacyjnych.

  • #23 25 Maj 2018 16:44
    pikarel
    Poziom 30  

    pirazyoko napisał:

    Nie jest prawdą(*), że czułeś zapach ozonu. Czułeś zapach właśnie tlenków azotu.
    Niestety również np. nauczyciele fizyki są błędnie przekonani, że to ozon. Podobnie zresztą tzw. "świeże powietrze" po burzy, to też tlenki azotu. (...)

    A świstak zawija w te sreberka...

    Owszem, tlenki azotu biorą udział w powstaniu ozonu i dzieje się to przez ułamki sekundy, podczas wyładowania, w bardzo wysokiej temperaturze.
    W wyniku powstaje ozon.
    Cytat:
    Ozon - odmiana alotropowa tlenu o trójatomowej cząsteczce (O3). Jest niebieskim, niepalnym gazem, o zapachu powietrza po burzy (powstaje w temperaturze łuku elektrycznego podczas uderzeń piorunów). Powstaje w ozonosferze pod wpływem działania promieniowania ultrafioletowego. Tlen dwuatomowy pod wpływem UV ulega dysocjacji na tlen atomowy, który z kolei łączy się z tlenem dwuatomowym.

    Tlenki azotu są obecne w powietrzu również przed burzą i nie pachną, a zapach po burzy - to właśnie zapach ozonu.

    Organizm człowieka również wytwarza tlenek azotu, ale opracowano i udokumentowano to dopiero u schyłku XX wieku, a nagrodzono to Nagrodą Nobla

    Dodam, że każdy nadmiar jest szkodliwy, bo "co za dużo, to niezdrowo".
    Mam nadzieję, że obserwacje pięknego i hipnotycznego łuku elektrycznego nie będą prowadzane notorycznie i nie doprowadzą obserwatorów do zatrucia lub innej śmierci wiecznej.

  • #24 25 Maj 2018 17:03
    _lazor_
    Moderator Projektowanie

    pikarel napisał:
    Owszem, tlenki azotu biorą udział w powstaniu ozonu i dzieje się to przez ułamki sekundy, podczas wyładowania, w bardzo wysokiej temperaturze.
    W wyniku powstaje ozon.


    Cóż ja czytam? Od kiedy proces wytwarzania ozonu wymaga innej substancji? Jeśli łuk będzie się palił w środowisku czystego tlenu (np w jakiejś komorze lub czy poprzez przedmuchiwanie tlenem okładzin ozonatora) to też powstanie ozon i w sumie tylko ozon.
    Ozon i inne związki związane z jonizacją można uzyskać nawet poprzez.. fale elektromagnetyczną, np lampą rtęciową:
    https://en.wikipedia.org/wiki/Mercury-vapor_lamp

  • #25 25 Maj 2018 19:19
    BartekDe
    Poziom 3  

    W lampach rtęciowych konkretnie chodzi o powstające promieniowanie UV.

    Jeżeli chodzi o gazy powstające podczas wyładowań w powietrzu, to postaram się zapytać o to zjawisko prof. z Uniwersytetu Śląskiego, który zajmuje się tą dziedziną.

  • #26 25 Maj 2018 22:13
    pikarel
    Poziom 30  

    _lazor_ napisał:
    pikarel napisał:
    Owszem, tlenki azotu biorą udział w powstaniu ozonu i dzieje się to przez ułamki sekundy, podczas wyładowania, w bardzo wysokiej temperaturze.
    W wyniku powstaje ozon.


    Cóż ja czytam? Od kiedy proces wytwarzania ozonu wymaga innej substancji? (...)

    Nie wiem, nie jestem chemikiem, ale wierzę informacjom zawartym na stronach GIOŚ:
    Cytat:
    Jak powstaje ozon?

    Ozon powstający przy powierzchni ziemi jest zanieczyszczeniem wtórnym i powstaje w wyniku reakcji fotochemicznych tlenków azotu i lotnych związków organicznych w atmosferze, reakcje te przyspiesza wysoka temperatura powietrza. Ozon ten nazywany jest ozonem troposferycznym lub przyziemnym.

  • #27 27 Maj 2018 00:43
    Kraniec_Internetów
    Poziom 39  

    BartekDe napisał:
    Mimo to odstępu na iskrowniku nie powinno się zwiększać powyżej 6cm, ponieważ mogłyby wystąpić przebicia wewnętrzne.

    W takim razie proponuję wewnątrz pudełka (choć nie jest to konieczne) zrobić drugi iskrownik, połączony równolegle do pierwszego. Przerwę na dodatkowym iskierniku ustawić na 6cm. Dzięki temu zabezpieczysz układ przed przebiciem spowodowanym zbyt dużą odległością elektrod iskiernika "głównego".

  • #28 27 Maj 2018 00:46
    Rezystor240
    Poziom 33  

    Kraniec_Internetów napisał:
    BartekDe napisał:
    Mimo to odstępu na iskrowniku nie powinno się zwiększać powyżej 6cm, ponieważ mogłyby wystąpić przebicia wewnętrzne.

    W takim razie proponuję wewnątrz pudełka (choć nie jest to konieczne) zrobić drugi iskrownik, połączony równolegle do pierwszego. Przerwę na dodatkowym iskierniku ustawić na 6cm. Dzięki temu zabezpieczysz układ przed przebiciem spowodowanym zbyt dużą odległością elektrod iskiernika "głównego".


    Pomysł niby dobry, ale zepsuje to wręcz idealny wygląd samego urządzenia.

  • #29 27 Maj 2018 00:50
    Kraniec_Internetów
    Poziom 39  

    Rezystor240 napisał:
    Pomysł niby dobry, ale zepsuje to wręcz idealny wygląd samego urządzenia.

    Dlatego można ten iskiernik zamontować wewnątrz, na przykład od spodu wieka obudowy, czyli w miejscach gdzie nałożona jest wazelina. Czytaj - nie będzie go widać :)

  • #30 27 Maj 2018 01:16
    Rezystor240
    Poziom 33  

    Kraniec_Internetów napisał:
    Rezystor240 napisał:
    Pomysł niby dobry, ale zepsuje to wręcz idealny wygląd samego urządzenia.

    Dlatego można ten iskiernik zamontować wewnątrz, na przykład od spodu wieka obudowy, czyli w miejscach gdzie nałożona jest wazelina. Czytaj - nie będzie go widać :)



    To rodzi kolejny problem, kiedy wewnątrz obudowy będzie pojawiać się iskra zjonizowane gazy mogą wywołać pożar.