Чи справді можливо «підвищити» 6 В постійного струму вище 50 кВ? Або навіть 400 кВ?

Я намагаюся створити генератор дуги, і я читав про генератор Маркса, але розглядаю більш компактні модулі, як зображено нижче. Усі ті, що я знайшов, здаються підробленими і насправді пропонують менше 1/10 частини того, що рекламують.

Чи є якийсь надійний спосіб генерування (неперервної) надвисокої напруги дуги?

Чи справді можливо «підвищити» 6 В постійного струму вище 50 кВ? Або навіть 400 кВ?

Звичайно. Один поширений приклад чогось подібного (хоча і не такий екстремальний, як ваші характеристики) - це використання 12 В в машині, щоб зробити кілька 10 кВ, щоб запалити свічки запалювання.

Ця ж концепція може бути розширена, щоб підвищити вихідні напруги. Самостійно побудувати щось із таким коефіцієнтом та вихідною напругою буде непросто, але фізика, безумовно, можлива.

Акумулятор, що живить постійний двигун в генераторі Ван-дер-Грааффа, може створити мільйон вольт досить легко: -

1. Візьміть свої 6 вольт і запустіть його через перетворювач постійного струму постійного струму, а потім інвертор, тепер у вас по-справжньому сміття змінного струму при трохи поважнішому напрузі.
2. Подайте сміття змінного струму в твердотільний ланцюг підсилення, скажімо, коефіцієнт напруги Кокрофта-Уолтона
3. Подавайте високу напругу через резистор, що обмежує струм, якщо ви хочете будь-який безперервний малюнок. Не турбуйтеся, якщо ви просто хочете іскри.
4. Не облизуйте експлуатаційні клеми.

Трюк полягає в тому, як вам вдається просунути стільки етапів КВ у досить компактному просторі. Ви трохи заощаджені на питанні ізоляції напруги, оскільки вихідні клеми знаходяться на протилежних сторонах сходів.

Чи можете ви вийти з цього 800кВ? Я дуже сумніваюся в цьому. Скажімо, ви отримуєте підсилювальний перетворювач, щоб додати на порядок вхідну напругу, і CW отримує 60 В ... кожен етап драбини додає вхідну напругу на вихід, тому на 10 етапах залишається лише вихід 600В. У міру збільшення напруги на вході ви також збільшуєте прискорення на кожному етапі за рахунок необхідності всіх ваших компонентів впоратися з підвищеною напругою.

Я б міг уявити, що з відповідним чином оціненими компонентами (і їх багато) ви можете підходити від 6В до 800кВ при такому підході, але ваш вихідний робочий цикл був би смішним і річ була б досить великою. Багато роботи на одну іскру. Можливо, вам також знадобиться відкат, щоб отримати вхід до рівня, коли CW практичний, і в цей момент вам найкраще просто отримати змінного струму та використовувати трансформатор для приводу CW або Marx до цієї напруги.

Що стосується тієї речі на малюнку ... можливо, якийсь конденсаторний стек? Дивно намотаний трансформатор? Лейденська банка?

Так, досить легко. У 90-х роках були телевізори, в яких були Cathode-Ray Tubes, як "правильні" телевізори для вітальні; вони працювали за допомогою декількох батарей типу АА (тобто 6 В або подібних).

ЕРТ потрібно пару кВ для прискорення електронів до екрану. Отже, побудувати пристрій, який робить тільки це, насправді не так вже й важко - ці телевізори (мабуть) просто базувалися на товарних трансформаторах.

Ось відео, де показано використання ручних електростатичних генераторів розряду; вони доступні у акумуляторних версіях.

Зараз від 10–25 кВ досі досягає 0,8 МВ, але принцип трансформаторів, що використовується в таких пристроях, також дозволяє підвищити напругу. Дивіться котушки Tesla про класичний спосіб побудови таких генераторів високої напруги.

EDIT : Якщо я вже просуваю цього хлопця вище, ось схема драйвера котушки Tesla з його веб-сайту :

Схема пропускає пролітні діоди, інтегровані в MOSFET.

Як бачите, він працює від 12 В - але немає жодної особливої ​​причини, що це не могло працювати і з 6В від акумулятора (хоча вам може знадобитися використання різних транзисторів); 12 В може також генеруватися окремим посилювальним перетворювачем від будь-якого джерела нижчої напруги. V_SUP, як правило, вище - саме там ви б використовували ступінчастий перетворювач для перетворення, наприклад, спочатку 6 В до 32 В, щоб можна було керувати котушкою з великою потужністю. Приблизно здогадуючись від довжини іскри, це близько 100 кВ.

Я рекомендую придбати книгу Прутчіса: " Дослідження квантової фізики через практичні проекти ", а потім перейти до їх веб-посилань:

1. diy 250 kV Блок живлення постійного струму з акуратним трюком для перемикання полярності
2. diy 15 кВ при 30 мА плаваючого виходу змінного струму або постійного струму високої напруги
3. Оригінальне джерело для взлома драйвера Flyback?
4. Додавання власного первинного до високовольтного відбійного трансформатора для резонансного водіння
5. diy Бюджетний джерело живлення з низькою напругою (2 кВ)
6. Перегляд складання діалогового, високоефективного високовольтного джерела живлення PMT

Книга того варта. Я взяв його за менш ніж 59 доларів США, ще тоді, коли це було не так відомо, або вартість долара США була іншою. Амазонка хоче більше, зараз. Але ви можете шукати навколо і бачити, що ви можете знайти. Книгу, безумовно, варто отримати, хоча. Дуже добре читаючи це.

І ви зможете потім виправити якісь поважні причини, щоб хотіти чогось подібного.

З мого високовольтного класу я пам’ятаю, що максимальна напруженість поля - близько 30 кВ на сантиметр. І це стосується однорідного електричного поля, наприклад між великими сферичними провідниками, де діаметр провідника великий порівняно з відстані зазору.

Отже, для 800 кВ вам потрібен повітряний зазор не менше 25 см, між сферичними провідниками з радіусом, скажімо, більше 1 метра. Просто гугл у "лабораторії високої напруги", і ви побачите такі сфери. Генератор Вандерграафа, замальований в іншій відповіді, має таку сферу, а його діаметр і відстань до Землі обмежують її верхню напругу.

Дивлячись на вашу картинку з тонкими проводами, які очікують перевезення 800 кВ, я не бачу однорідного поля, а відстань між провідниками знаходиться в діапазоні міліметрів. Якщо ви зарядите ці дроти, ви іскріться задовго до того, як досягнете 30 кВ. Іскриться не тільки на торці провідників, через повітря, а й через пластикову ізоляцію.

Для ілюстрацій щодо різниці між формами провідника знайдіть профіль Роговського або електрод, наприклад тут

Тож питання полягає не в тому, як перетворити низьку напругу на високу, а як запобігти іскроутворення.

Генератор Енді Ван де Грааффа безумовно працює. Теплові котушки також роблять. Саморобний пошук Google / проектування генераторів Van de Graaff / котушки Tesla. Я недостатньо знайомий із Ван де Грааффом, щоб говорити про те, наскільки легко чи економічно їх зробити, але котушки Tesla, безумовно, здаються придатними для тих, хто має час та бажання вчитися.

Єдина частина, яку ви, мабуть, не хотіли б зробити самостійно, - це початковий трансформатор. Це багато обмоток для ручного вітру. Тут використані мікрохвильові пічки коштують 10-20 USD у ощадливих магазинах. Вони зазвичай близько 1500 Вт і 2 кВ.

Це був один з перших детальних описів побудови великого, який я натрапив: http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/tesla-coil-srsg.htm

Він використовував неоновий знаковий трансформатор. Це більш високий напруга трансформатора струму. Можливо, це можливо компенсувати в конструкції резонансного трансформатора, який він живить. В іншому випадку ви можете отримати трансформатори з близькими поточними характеристиками і поставити вторинні серії в серію. Я не знаю, де надійно знайти неонові знакові трансформатори для дешевих. Я знайшов лише одного, і це було пощастило. Це було 10 кВ, як його, але оцінено на 10% від струму.

Як усі бренди електрошокера рекламують химерні напруги, як 1MV?

Електрошокери та тазери, які рекламують 1МВ, можуть досягти 1МВ. Я вважаю, що вони досягають рекламованої напруги лише в умовах відкритого контуру. Після виходу з ладу ізолятора стає простіше утримувати струм, ніж це було раніше. За рахунок внутрішнього опору вихідна напруга джерела напруги зменшується при навантаженні. Тож, коли клеми на оглушливому пістолеті чи дуговій дузі через повітря чи плоть напруга падає через потік струму. Подивіться на сходи Якоба, що подорожує дугою, щоб побачити демонстрацію.

Принцип, за яким працює найпоширеніший пристрій типу, ідентичний тому, як молот може в'їхати в цвях або зламати твердий предмет: сила пропорційна швидкості зміни імпульсу. Імпульс молотка нарощується, застосовуючи скромну силу протягом секунди або так, щоб гойдалка тривала. Коли молоток вдаряється в цвях, його імпульс поглинається в межах приблизно мілісекунди, тому сила, прикладена до цвяха, знаходиться в районі в тисячу разів більше сили, що використовується для розгойдування молотка.

Електричним аналогом сили є напруга, швидкість, струм і маса - величина, яка називається індуктивністю, в якій енергія зберігається в магнітному полі, що генерується будь-яким електричним струмом. Ця енергія аналогічна кінетичній енергії молотка.

Намотування дроту в котушку збільшує індуктивність, а надання котушці феромагнітного сердечника збільшує її більше. Коли низька напруга подається по всій котушці, струм буде наростати поступово, як правило, протягом десятків мілісекунд, поки він не буде обмежений опором дроту. Якщо ланцюг розірваний, то струм падає до нуля за дуже короткий час, виробляючи напругу, пропорційну струму безпосередньо перед розривом, поділеним на час, необхідний для його падіння до нуля. Якби ви могли зупинити струм миттєво, тоді теоретично вироблена напруга була б нескінченною.

Саме таким чином працюють звичайні системи запалювання котушок та контактних вимикачів, а також демонстраційні пристрої, що були звичними в шкільних фізичних лабораторіях, які могли генерувати іскри довжиною кілька сантиметрів.

Цей самий принцип використовується і в перетворювачах постійного струму в постійний струм, які генерують 18 В, необхідні портативним комп'ютерам від 12 В від акумуляторної батареї автомобіля.

Схеми Кокрофта-Уолтона, також відомі як схеми множника напруги, звичайно використовуються для посилення входу живлення 100 В змінного струму або 230 В змінного струму до постійного струму EHV / UHV, до 20 МВ постійного струму, виходу змінного струму змінного струму для прискорювачів частинок у фізиці високих енергій, також в якості входів до генераторів імпульсів для випробування ізоляторів НВ / ЕВЧ, що використовуються в лініях електропередач змінного та постійного струму.
Опис цих схем можна знайти у WIKIPEDIA або через ПОШУК GOOGLE для ланцюгів Cockroft - Walton.
Якщо вхід 6 В постійного струму, його слід перетворити на змінного струму за допомогою інверторної або осциляторної ланцюга, а потім посилити до 110 В або 230 В за допомогою ступінчастого трансформатора. Використання котушки TESLA для подальшого посилення цього напруги до вищих напруг для введення в ланцюг множника напруги також є можливою альтернативою.
Розробка проекту для цього - ДУЖЕ РИЗИЧНЕ завдання. Тож вам потрібно скористатися експертами високої напруги з Технічного університету.