Cornucopia de fuentes de alto voltaje

Cortando el alto voltaje durante muchos años terminé usando muchas fuentes de alto voltaje diferentes. Digo fuentes y no fuentes de alimentación porque incluso puse en marcha un motor corona frotando un tubo de PVC con un paño de algodón, utilizando el efecto triboeléctrico. Pero si bien el voltaje de esto es alto, la corriente es demasiado baja para producir el viento iónico necesario para hacer que una palanca se eleve desde la superficie de una mesa. Para esto, utilizo un transformador de retroceso y una fuente de alimentación multiplicadora de voltaje Cockcroft-Walton que se conecta a una toma de corriente.

Entonces sí, tengo una habilidad poco ortodoxa cuando se trata de traer alto voltaje. Es hora de que me siente y enumere la mayoría de las fuentes de energía que he usado a lo largo de los años, incluyendo un poco sobre cómo funcionan, cuál es su producción y para qué se pueden usar, así como una idea de costo o facilidad. que hacer. El orden es de menos poderoso a más poderoso, así que sigue leyendo para aquellos que realmente muerden.

Impacto triboeléctrico

Mesa de la serie triboeléctrica

Definitivamente has encontrado este efecto. Así es como se carga su cuerpo cuando se frota los pies sobre una alfombra y luego comienza a recibir una descarga al tocar la manija de una puerta. Cuando frotas dos materiales específicos, hay una transferencia de electrones de uno a otro. No solo dos materiales funcionarán. Para saber qué materiales son los mejores para usar, eche un vistazo a una tabla de serie triboeléctrica.

Los materiales ubicados en el extremo positivo de la mesa se cargarán positivamente cuando se froten contra los materiales en el extremo negativo de la mesa. Esos materiales se cargarán negativamente. Cuanto más lejos estén de la mesa, más fuerte será la carga.

Potente motor corona con triboelectricidad

Un ejemplo de dónde usé esto es para hacer funcionar el motor de corona que se muestra aquí. Froto vigorosamente una tubería de PVC con un paño de algodón, y cuando la tubería sale de la tela, un alambre afilado de unos milímetros quita la carga del tubo. Puede ver este motor corona alimentado por otras fuentes de energía en el video aquí.

Esto se consideraría una fuente de energía electrostática porque la carga se acumula en las superficies. Al ser materiales aislantes, esa carga no se puede mover.

La cantidad de carga transmitida entre los materiales por unidad de tiempo es pequeña, lo que significa que la corriente disponible es pequeña. No manejará cargas pesadas con esto, pero el motor de corona así accionado gira aproximadamente una revolución cada 5 segundos y se puede detener con el simple toque de un dedo. Ya siente el poder de recibir golpes suaves al tocar las manijas de las puertas. Por supuesto, esta es una fuente de energía fácil.

Máquina de Wimshurst

Máquina de Wimshurst: piezas y pantalla

La máquina Wimshurst también es una fuente de alto voltaje / baja corriente. Consiste en dos discos antirrotación, generalmente rotados por una manivela. Los discos tienen sectores metálicos separados. La carga tiene lugar donde los cepillos neutralizadores entran en contacto con los sectores a medida que pasan. Luego, esta carga se elimina en los colectores en los bordes izquierdo y derecho de los discos y generalmente se acumula en frascos Leiden (capacitores) y a través de un espacio de chispas donde se produce una chispa cuando el voltaje es suficiente para romper el aire en el espacio.

Ciclotrón de bolas y máquina de Wimshurst

Pero si usa la máquina Wimshurst, generalmente no produce chispas. En la foto, ves cables que van desde la máquina de Wimshurst a un ciclotrón de bolas, lo que hace que las bolas giren alrededor del cuenco.

El voltaje con este está limitado por sus pérdidas en los frascos de Leiden y la chispa y su carga. Por eso tratamos de asegurarnos de que todo esté bien redondeado. La brecha de chispas también limita el voltaje y con esto produje chispas de aproximadamente 3 pulgadas / 7 pulgadas de largo.

El flujo está determinado indirectamente por el diámetro de los discos. Esto se debe a que los selectores más grandes producirán más carga que los sectores más pequeños. Además, cuanto más rápido gire el disco, más sectores pasarán los colectores por segundo y, por lo tanto, habrá más carga disponible.

Una máquina de Wimshurst no puede proporcionar suficiente corriente para volar un levantador. Sin embargo, proporciona suficiente electricidad para alimentar los precipitadores de humo.

No son demasiado difíciles de hacer. Encuentro que las partes más difíciles son encontrar o producir las poleas necesarias para transferir la rotación manual de la manivela a los discos. Los discos pueden ser acrílicos, que se pueden cortar con un cortador de rodillos o con un cortador láser y, a menudo, las pequeñas máquinas Wimshurst se fabrican con CD.

Generador Van de Graaff

Repuestos para generadores Van de Graaff

Desde el exterior, un generador de Van de Graaff parece una gran bola, o cúpula, encima de un tubo vertical y más cosas en la base del tubo. Si bien esta cúpula es hueca, dentro del tubo hay una correa sobre rodillos. Los elementos en la base del tubo incluyen un motor para hacer girar los rodillos y una correa. La superficie exterior del cinturón está cargada con una combinación del mismo efecto triboeléctrico del que hablamos anteriormente, y algunos cepillos puntiagudos cercanos. Esta carga se transmite a la superficie exterior de la cúpula.

La cantidad de carga que se puede acumular en la cúpula está limitada solo por su diámetro. Una cúpula de menor diámetro puede considerarse un objeto más afilado que una cúpula de mayor diámetro. Los objetos más afilados tienen campos más fuertes a su alrededor, que destruyen el aire más fácilmente, tomando el control del objeto. El Van de Graaff grande que se muestra en la imagen tiene una potencia de aproximadamente 400 kV y el pequeño alrededor de 80 kV.

Generadores grandes y pequeños de Van de Graaff

Siguen siendo una fuente de corriente baja porque la corriente es producida por el efecto triboeléctrico en la banda y los rodillos y me transporta mecánicamente por el movimiento de la banda. Las correas y los rodillos más anchos y la rotación más rápida dan una corriente más alta.

Son moderadamente difíciles de hacer. Debido a que está involucrado el efecto triboeléctrico, los rodillos y la correa deben ser la combinación correcta de materiales. Para una pequeña, la cúpula es a menudo una lata de refresco y para una grande a menudo se hace con ensaladeras de metal o una gran bola de jardín.

Transformador Flyback

Esquema de un solo transistor Flyback

Pasando a las fuentes de alimentación de corriente más alta, un tipo de uso común es un circuito que utiliza un transformador inverso y uno o más transistores. Como era de esperar, el transformador flyback tiene un devanado primario que induce corriente en el devanado secundario. Sin embargo, también hay un devanado de reacción que apaga simultáneamente el transistor, lo que detiene la corriente que va a la red principal. Esto hace que el campo magnético colapse y aparezca un gran pico de alto voltaje en el secundario. Como no hay corriente en el devanado de retroalimentación, el transistor se enciende y el ciclo se repite.

Existe un circuito similar que usa MOSFET llamado controlador de retorno ZVS, pero como no creé uno, lo referiré a este que se usa para hacer ungüentos.

Flyback PSU y corona de arco Transformador flyback con diodos incorporados

Los convertidores Flyback se pueden comprar en línea, pero también se pueden guardar desde televisores CRT y monitores de computadora CRT más antiguos. La mayoría de las veces tienen diodos de alto voltaje incorporados después de la salida del devanado secundario, lo que significa que la salida es CC.

Inserté el mío en el cubo que se muestra arriba. Puedes ver los hermosos arcos continuos que puedes obtener de ella. También operé Jacob Stairs. El mío produjo una salida de aproximadamente 20 kV con alta corriente.

Transformador flyback más multiplicador de voltaje Cockcroft-Walton

Si tiene la suerte de encontrar un transformador elevado sin diodos incorporados como se muestra aquí, en la salida puede agregar un circuito multiplicador de voltaje Cockcroft-Walton. Este multiplicador consta de condensadores y diodos que toman la salida alterna del flyback y la suavizan a un continente plano continuo pero multiplicando el voltaje en un cierto número de etapas. La cantidad de etapas simplemente depende de la cantidad de conjuntos de capacitores y diodos que agregue. Cada etapa agregada aumenta el voltaje de salida.

Controlador flyback con multiplicador de voltaje Transformador flyback sin diodos insertados

El voltaje aumentará, pero la corriente será menor que sin el multiplicador. Sin embargo, seguirá siendo alto, lo suficientemente alto como para proporcionar suficiente ionización para hacer volar una palanca.

Puedes crear tus propias tablas de multiplicar o puedes comprar multiplicadores. Estos a la venta se suelen llamar triples porque tienen tres etapas. Aumentarán la entrada de 20 kV a 30 kV, también lo suficiente para hacer volar una palanca.

Un producto casi terminado de este tipo de fuentes de alimentación es utilizar un monitor de computadora CRT antiguo. Simplemente retire el cable de alto voltaje que ingresa al tubo de rayos catódicos y use ese cable. Encuentro que las chispas largas dañarán fácilmente estos monitores, así que asegúrese de incluir alrededor de 240 libras de resistencia nominal de al menos 2 vatios en serie con la salida.

Estas son las interesantes fuentes de alto voltaje con las que tengo experiencia. Pero me encantaría escuchar sobre sus propios trucos de alto voltaje en los comentarios a continuación. También me gustaría escuchar preguntas o ideas sobre el uso o la construcción de suministros de alto voltaje, así que no tenga miedo.

  • OnceOnFire dice:

    Me aseguraría de que 240 kilos de una resistencia de al menos 2 vatios sean lo suficientemente largos como para que permanezcan sin alto voltaje entre sus conductores mientras yo lo hago.

    • OnceOnFire dice:

      Ah, y no olvides los accesorios para los señores Tesla y Marx mientras estamos en eso 🙂

      • notarealemail dice:

        Ja ja. Edison era un idiota.

  • macona dice:

    El título debe ser "Copia de la corona de las fuentes de alto voltaje".

    • Steven Dufresne dice:

      ¡JAJAJA! Brillante. Ojalá pudiera pensar en ello.

  • Shrad dice:

    Extraño el glorioso NST y el poderoso MOT en esta lectura ...

    • macona dice:

      Transformador de quemador de aceite y cerrojo de pértiga también.

    • Moryc dice:

      No olvide los transformadores épicos RTG HV. El que se describe en el enlace siguiente emite 100kV:
      http://c4r0.elektroda.eu/_hv/index.php?page=xrays/budowa&lang=0

    • Steven Dufresne dice:

      Tengo NST oculto. Algún día haré de él una fuente eléctrica. Usé MOT para algunas cosas, pero nunca alto voltaje. Tienen una corriente aterradora que acompaña a ese HV, pero hay algunas cosas divertidas que puedes hacer con ellos.

      • ROBÓ dice:

        ¡Acordado! La MOT sin modificar conectada a Internet es demasiado peligrosa. Siempre giro lo secundario hacia algo sensato.

  • Hik dice:

    También están las bujías piezoeléctricas en parrillas y encendedores de gas con gatillos. Estos también pueden producir algunos voltajes altos y son compactos, por lo que pueden ser prácticos. para algunas aplicaciones. También me pregunto cuánto alto voltaje se puede obtener de una batería ordinaria comprada en una tienda mientras se conserva algo de corriente. Noté algunos de los hacks de insignias aquí el año pasado y me interesaron.

    https://la-tecnologia.com/2015/12/09/the-best-badges-of-the-supercon/
    https://la-tecnologia.com/2012/05/22/automatic-capacitor-charger-lets-you-have-fun-with-sparks/
    https://la-tecnologia.com/2016/01/26/its-a-bird-its-a-plane-no-its-high-voltage-eprom-man/

  • x3n0x dice:

    Los transformadores de señal de neón son, con mucho, las opciones más simples y tolerantes para las fuentes de experimentación de alta tensión. Si conoce a alguien en una ubicación de suministro de señal, puede acceder a una gran cantidad de transformadores excedentes, algunos de los cuales pueden ser muy útiles para la experimentación. Muchas veces solo te las darán a ti también, porque tienen que pagar para deshacerte de ellas. Dicho esto, los NST más antiguos pueden contener sustancias químicas tóxicas que se utilizan para los compuestos de entrada, así que no los tire cuando haya terminado y, a menos que esté listo para un desafío real y haga un gran lío, no intente separarlos. ¡ellos! También es importante encontrarlos sin disyuntores integrados o circuitos de protección, o no tendrá mucha suerte haciendo nada con ellos.

    • notarealemail dice:

      Como dijiste, la mayoría de los nuevos tienen circuitos de protección. Puse una regleta en la mía; Debe operarlo siempre que se acorte o pierda un arco. Dicho esto, es mucho más seguro para experimentos simples, pero agregar un capacitor o hacer arcos largos es casi imposible.

  • XLT_Frank dice:

    Usamos bobinas encendidas de automóviles.

    • Tim dice:

      2. Esto, las bobinas de encendido de los vehículos son comparables a los viejos respaldos de televisores rectificadores, pero MUCHO más fáciles de obtener. Los diseñados para vehículos pequeños (por ejemplo, motocicletas) pueden ser bastante compactos y, sin embargo, contener 12V.

  • Mella dice:

    Tenías una configuración perfecta para un juego de palabras "koronakopia" y te lo perdiste.

  • CRJEEA dice:

    ¿No espera una bobina Tesla de doce pies? (:

    • Steven Dufresne dice:

      Tengo una bobina Tesla de un pie ... pero todavía la estoy mejorando. Obtengo navegadores de la carga solo si le coloco una aguja. Lo trabajo de vez en cuando con la esperanza de no necesitar la aguja.

  • Joel Stienlet dice:

    ¡No olvide la gota de agua Kelvin! : D

    • notarealemail dice:

      ¡Me preguntaba qué tan grande podría hacer uno!

      • Steven Dufresne dice:

        No he realizado una búsqueda exhaustiva, pero la más importante que he visto es esta de Derek del canal de YouTube Veritasium. https://www.youtube.com/watch?v=rv4MjaF_wow

        • notarealemail dice:

          ¡Aquí hay un gran video!
          Yo ... yo ... hice mal, y leí los comentarios. No sé cómo la gente tonta cae en videos de dispositivos electrostáticos y cree que podría cargar una batería. O que el dispositivo funciona porque “las moléculas de agua son pequeños imanes y han pasado por una bobina”. Hubo un acalorado debate sobre el agua destilada versus el agua del grifo, que, no obstante, fue terrible.
          Nunca creé una gota de agua Kelvin, pero pronto probaré una configuración simple. ¡Este fue realmente un buen artículo!
          ¡Diviértete haciendo zapping por la ciencia, hombre! 🙂

  • JbJcJd dice:

    Las impresoras láser han entregado una variedad de suministros de alta tensión a lo largo de los años, maldita sea, incluso los bulbos de flores modernos son adecuados para 3000 V en un momento.

  • Russ C. dice:

    ¿Alguien tiene alguna idea sobre un medidor de alta tensión para medir realmente el voltaje que producen estos circuitos y dispositivos? Hace años, en un programa de electrónica de la escuela secundaria, usamos un voltímetro de alto voltaje que era un dispositivo largo de plástico / cerámica con un mango que contenía un medidor y un cable de tierra o negativo (un cable de calibre bastante largo con una pinza de cocodrilo) el otro extremo era un punta de sonda de metal de aproximadamente 1/4 ″ de largo, todo el dispositivo tenía 2 o 3 pies de largo. Recuerdo que se usó en los segundos ánodos de los televisores y algunas otras fuentes de alimentación de alto voltaje, no recuerdo una marca ni mucho más al respecto. Un medidor para leer la salida de estos suministros y dispositivos debe tener una impedancia muy baja, para no caer el voltaje, actuando como una gran carga y tirando de una corriente excesiva. La seguridad también requiere un pensamiento cuidadoso, más tiempo y más aislamiento son cosas buenas, ¡a mano no sería mi primera opción! ¿Puede alguien dar un proyecto / esquema para tal medidor? cualquier otra idea sobre cómo realizar mediciones de voltaje de los generadores Van de Graaff y otros dispositivos, por favor.

    • notarealemail dice:

      Puede ganar dinero con tubos de neón y resistencias. O simplemente chispas espaciadas con precisión.
      http://rimstar.org/equip/hv150kvprobe/hv150kvprobe.htm
      O compre uno en una granja y tienda de jardinería. Por lo general, venden cercas eléctricas y el "shocker", así como una varilla aislada con muchos tubos de neón para ayudar a resolver los problemas de las cercas. Si no los venden, seguro que saben a quién hacen, se lo garantizo. Es posible que su granjero / granja local también lo sepa.
      .
      Sin embargo, no puedo garantizar la precisión. Abundan los datos en Internet para determinar el voltaje del arco según el tipo de electrodo, el estilo, la humedad del aire y, lo que es más importante, la longitud del arco.
      https://eo.wikipedia.org/wiki/Paschen%27s_law
      http://www.kronjaeger.com/hv/hv/msr/spk/
      ¡Buena suerte! (Puede que me guste o no jugar con arcos peligrosos).

    • notarealemail dice:

      Para la versión con contador, tienda de antigüedades. Mire todos sus electrodomésticos, no se limite a preguntar si los tienen. Es posible que no sepan de qué estás hablando.
      Sin embargo, para un generador Van de Graaff, parece que no debería usar un medidor de bobina.
      ¡Buena suerte!

    • Steven Dufresne dice:

      Además de mi casera, a la que un correo electrónico notariado le dio un enlace, para voltajes “más bajos” de hasta 40 kV, utilicé mucho la encuesta Fluke 80K-40 HV. http://en-us.fluke.com/products/all-accessories/fluke-80k-40.html. Rara vez lo uso en una computadora de mano porque es bastante fácil de arreglar como parte de la configuración experimental, pero a veces he hecho una computadora de mano. Es completamente seguro. Por supuesto, otros aspectos del experimento suelen ser peligrosos y se deben tomar precauciones allí.

    • Coronel Panek dice:

      Dos folletos. Se disipan en proporción al voltaje. Sin embargo, su calibración podría ser un problema.

  • notarealemail dice:

    Encontré otro, ¡aunque espero que nadie los use más!
    https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_coil#Mercury_and_electrolytic_interrupters

    ¡Fuente de alto voltaje para radiodifusión por chispas y generadores de rayos X!
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Mercury_turbine_interrupter.png

    • Steven Dufresne dice:

      ¿Cómo se les ocurrió alguna vez sus técnicas? De esa página: "Cuando la corriente principal pasó a través de ella, se formaron burbujas de gas hidrógeno en la aguja, que rompieron repetidamente el circuito. Esto provocó que una corriente primaria se rompiera accidentalmente con velocidades de hasta 2000 pausas por segundo". Ciertamente tuvieron otra caja de cambios entonces! Encanto.

      • notarealemail dice:

        ¡Sé! Parece que simplemente arrojaron todo a una fuente de alto voltaje y registraron los resultados. Me sorprendió mucho cuando me encontré con esto. Entonces trabajaron mucho con Mercury, pero por lo general estaba dentro de un tubo.
        ¡Prefiero estar sorprendido por CRT que estar en algún lugar cerca de esa cosa!

  • Steve Greenfield dice:

    Tuve suerte y encontré una encuesta de alto voltaje Fluke 80K-40 en una tienda de segunda mano, creo que pagué $ 3 por ella.

    Puede crear su propio electroscopio de hoja para voltajes más altos. Construido con cuidado, básicamente no proporciona carga en la fuente de alimentación y se puede construir de acuerdo con la sensibilidad de su elección. No se moleste con un electroscopio, realmente no se pueden volver a calibrar.

    Incluso Amazon tiene algunos electroscopios de cuchilla entre $ 20 y $ 30.

    • Steven Dufresne dice:

      $ 3 por 80K-40! Dulce.
      Los electroscopios son increíbles. He usado innumerables veces para mediciones relativas y control de polaridad.
      ¿Pudiste asignar voltajes a los diferentes ángulos de las palas o lo usaste solo para medidas relativas? Al principio pensé que las pérdidas serían demasiado grandes, pero como dijiste, constrúyelo con cuidado.

      • Steve Greenfield dice:

        Todavía no he intentado calibrar el mío. Construyo una ayuda de entrenamiento, una pequeña maleta (una cámara personalizada) con fuentes de bajo y alto voltaje, un tubo Crookes y un electroscopio de hoja. Haré algunos suministros regulados de alto voltaje y los usaré para calibrar el electroscopio.

        Tengo un electroscopio que compré a través de Amazon, pero construiré el que va en este caso. Necesito usar rodamientos lo más suaves posible. Tal vez solo un filo de cuchillo, porque solo tiene que girar 90 grados como máximo. La adherencia es un problema, por lo que los rodamientos de bolas engrasados ​​han desaparecido.

  • Muktier dice:

    ¿Puedo usar una salida flyback con un diodo para cockcroft walton ckt para multiplicarlos aún más?

    • Steven Dufresne dice:

      No estoy seguro. Ojalá alguien más lo sepa con certeza, porque a mí también me gustaría saber la respuesta. Supongo que tiene un flashback con un diodo incorporado en lugar de uno sin diodo y se pregunta si esto se puede usar para alimentar un multiplicador de voltaje Cockcroft Walton. Siempre usé uno sin diodo incorporado. De acuerdo con https://en.wikipedia.org/wiki/Cockcroft%E2%80%93Walton_generator, el multiplicador toma CC pulsada como CA y creo que la salida sin procesar de un flyback con un solo diodo incorporado es CC pulsada. Lo observé en tamaño como una CC plana, pero creo que tenía algo de capacitancia en mi método de medición que lo suavizó. ¿Alguien?

      • Steve Greenfield dice:

        Sospecho que con solo la impedancia de entrada de 10 M de la sonda de amplitud, la capacitancia parásita de los cables y en la entrada de la sonda simplemente se carga como cualquier fuente de energía. Ponga 1M o menos de resistencia del cable del ánodo a tierra, y debería ver la CC pulsada. Steve Greenfield AE7HD http://www.linkedin.com/in/stevenjgreenfield

  • Md Asad Ansari dice:

    Hola señor
    ¿Puedo usar un transformador flyback "enderezado" (nuevo tipo), en lugar de un transformador de retorno de CA (tipo antiguo), para la potencia de entrada de este circuito combinado "condensador y diodo". ¿Funcionaría este circuito insertando un "transformador de retorno enderezado"?

    • Steven Dufresne dice:

      No, el circuito multiplicador de voltaje Cockcroft-Walton (el circuito de combinación de condensador y diodo) necesita CA como entrada, mientras que los flashbacks con una salida de diodo (rectificada) incorporada pulsan CC. Desafortunadamente, los flybacks sin el diodo son difíciles de encontrar y también aquellos en los que el diodo se puede quitar fácilmente.

Miguel Vidal
Miguel Vidal

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.