Генератор наносекундных импульсов

IMG_9296Получение коротких импульсов электромагнитного поля представляет собой весьма интересную и нетривиальную задачу. Практически любой искровой разряд, будь то молния катушки Тесла или умножителя напряжения, генерирует фронт электромагнитной волны с некоторой скоростью нарастания, не очень, однако, высокой. Гораздо эффективнее для этой цели генератор Маркса, поскольку там характерное время фронтов может быть весьма невелико, а эквивалентная частота — напротив, значительной (десятки-сотни МГц). Но использованию генераторов Маркса для исследования сверхкоротких импульсов мешает следующее соображение: разряд Маркса довольно-таки опасен для здоровья в случае прямого попадания (скажем прямо, потенциально летален), пробой происходит на разности потенциалов в сотни киловольт (что неудобно для работы), а ещё происходит редко (не чаще нескольких раз в секунду) и очень громко.

Untitled-1

В принципе, существует много способов увеличить dV/dt помимо Маркса (например, т. н. генератор Блюмляйна), есть относительно простой способ получить сверхкороткие и мпульсы, известный в высоковольтном коммьюнити как «наносек» или «наносекундник». Его конструкция описывается довольно просто, хотя и содержит ряд редких и труднодоступных компонентов. В общем виде наносек представляет собой трансформатор на крупном ферритовом сердечнике низкой проницаемости в форме кольца или топологического эквивалента (для домашних изделий характерные значения составляют μ=300-400, сечение 500-1000 мм^2), намотанный толстым коаксиальным кабелем в 6-10 витков. У коаксиального кабеля счищен верхний слой изоляции и оплётка разрезана таким образом, чтобы сформировать примерно 4/5 одного полного витка, проходящего через кольцо. Края этого толстого витка подключаются затем, при помощи низкоиндуктивной подводки (например, медной ленты), последовательно, к импульсному конденсатору (КВИ-3 или К15-10, характерный номинал от 1 до 10 нф), соединённому опять же последовательно с разрядником-обострителем (я использовал РУ-62 в режиме неуправляемого автопробоя при превышении рабочего напряжения). На конденсатор подаётся постоянное напряжение, порядка 10-20 кВ, например со строчника с УН-9/27. Один из концов вторичной обмотки (которой является жила коаксиального кабеля) заземляется, второй остаётся в воздухе.

IMG_9205 Теперь как всё это работает. Когда конденсатор заряжается до значения напряжения, превышающее максимально допустимое для разрядника-обострителя, в последнем случается пробой разрядного промежутка. Из-за особенностей дизайна разрядника (пробой происходит в водороде под давлением выше атмосферного) импульс уже сам по себе оказывается весьма коротким. Далее, через разрядник контур замыкается на первичную обмотку наносека (оплётка коаксиального кабеля) и формирует ВЧ колебания. А теперь происходит самое интересное. Эта конструкция трансформатора — первичная обмотка из оплётки коаксиала и вторичная — из его жилы — обеспечивает, во-первых, высокий коэффициент связи, во-вторых, повышение напряжения согласно коэффициенту трансформации, и, в-третьих, что нас интересует более всего, — возрастание dV/dt пропорционально тому же коэффициенту трансформации.

Достаточно теорГенератор наносекундных импульсовии. Вот так это всё выглядит в простейше-примитивном варианте. Нетрудно разглядеть все перечисленные элементы (феррит, коаксиал, разрядник, конденсатор). ПрIMG_9216и подаче питания, если всё сделано правильно, устройство начинает генерировать с горячего конца разряды очень необычной формы. Они видны только в полной темноте, и представляют собой облако фантомных нитей, едва заметных глазом, причем их длина может достигать значительной величины (до 10 см при описанной конструкции). Их частота зависит, в основном, от мощности источника питания. Они безопасны и их можно трогать пальцами, подносить к газоразрядным приборам и так далее. Генерируемые наносеком формируют невероятной красоты перьевые фрактальные разряды разных цветов внутри моих самодельных плазменных шаров.

 IMG_9263IMG_9285IMG_9246IMG_9253

 

 

 

Главная связанная с ним опасность заключается в неприспособленности бытовой техники и электроники к подобным помехам. Наносек — вполне себе актуальное оружие электромагнитного хулиганства, способное с лёгкостью уничтожить заметный процент офисного и сетевого оборудования в радиусе десятков метров вокруг себя за разумное время. Причём его не надо никуда даже совать или подносить, всё происходит само собой просто от помех. У лично меня за полчаса игр с разрядами умерли без возможности восстаноIMG_9233вления роутер, вайфай-мост и аудиосистема компьютера (!), содержавшая в себе дубовейшие старые TDA-усилители. Всем собирающим подобное рекомендуется тщательно ознакомиться с техникой безопасности при работе с СВЧ-системами и изучить теорию воздействия сверхкоротких ЭМ-импульсов на окружающую среду. Иначе можно легко остаться без компа, сети, айфона и другой бытовой электроники, а заодно лишить её соседей. Beware.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Метки отсутствуют.

48 ответов на Генератор наносекундных импульсов

  1. звод says:

    Подтверждаю, этот принцип работает! Только на выходе этого хозяйства я ставил еще один разрядник, обостряющий, а после — направленную антенну. Компьютер валит с расстояния два-три метра.(решается перезагрузкой). Но, кое-чего дома спалил безвозвратно.

  2. Тимоха says:

    Вместо разрядника-обострителя — кт838 и 3кв напряжения (транзистор в лавинном режиме). Сердечник — 10вн кольцо, и направленная антенна из металлической банки со штырем — и вот сдыхающие мобильники в ста метрах (сдыхает вч часть и wi-fi).
    Чем не ЭМИ-оружие? )))

    • Аноним says:

      Опиши , пожалуйста , подробнее свой опыт с
      использованием кт838-го.
      Звод.

      • Тимоха says:

        Кольцо М30ВН 40х35х11 коаксиальный кабель — совецкий 50 ом, оплетка проволочная. Кабель накручивается на кольцо без внешней изоляции, а оплетка прорезается по середине каждого витка с внешней стороны намотки. Полычившиеся витки параллелятся (я припаивал к медной шине). транзистор в лавинном режиме, питается от преобразователя, черт его знает, какое там напряжение в момент прострела, около 3 кВ, не меньше, кондер — кви-3 6800пф, цепляется к коллектору, трансформатор последовательно с ним к емиттеру. кт838, кт839 работают пару минут, импортные BUH150 за время испытаний так и не угробил, правда моща меньше… Параллельно К-Е транзистора еще стоит кондер К15У-1 15пф, «ускоряющий», хотя и без него пашет

        • Labman says:

          Здравствуйте!
          Вы бы не могли нарисовать рисунок трансформатора с обмотками. Ни как не представлю себе его в сборе.

          • звод says:

            Labman. Возьми для начала и намотай на ферритовое кольцо 10-15 витков любого монтажного провода в пвх изоляции. Это будет вторичка. Потом поверх этой намотки сделай один виток из алюминиевой фольги (чтобы он как можно плотнее охватывал витки первички — это важно в плане кпд транса). Это первичка. При аккуратном выполнении будет работать не хуже трансформатора с обмотками из кабеля.

        • звод says:

          Хорошая идея с лавинным пробоем кт838 , жаль только , не получается у меня пробой. Подьем напряжени питания до 15 кв ничего не дал. Не хотят мои кт838 пробиваться. Надо снова возвращаться к своим разрядникам.

          • Тимоха says:

            Ускоряющий кондер вешал?(параллельно к-э транза)
            А вообще надо потыкать, думаю должны подойти транзисторы из строчной развертки телевизоров. А вообще я сейчас делаю водородный тиратрон, надеюсь смогу выжать мегаватт в импульсе )
            Шоп спутники сбивать)))

    • тета сигма says:

      а как там подключить транзистор ?

  3. Labman says:

    Спасибо, попробую.
    А как сделать направленную антенну?

    • звод says:

      Я использовал диполь Герца.Два стальных болта толщиной 12 мм , длиной 12 — 15 см с накрученными на концы колпачковыми гайками , которые образуют второй обостряющий разрядник. Болты , образующие плечи диполя , расположены v-образно; получается некое подобие TEM-антенны.
      Скинь свои координаты , вышлю фотки для ясности.

      • Labman says:

        Мой e-mail:

        Жду фото.

        • звод says:

          Отправил тебе на почту.

          • Labman says:

            Ничего не получил.Вышли на эту:

            конд. 15-14 15кВ 680 пФ можно использовать?

  4. звод says:

    Тимоха , ускоряющий кондер на транзюк я не вешал , приму это к сведению.
    А мегаватт , это довольно заурядная мощность , и если я не путаю , то на обычном азотном воздушном лазере эти самые мегаватты и получаются.

    • дельта сигма says:

      а с базой транзистора надо что то делать? какой должен быть ускоряющий конденсатор?

    • Тимоха says:

      Мегаватты на антенной решетке из спиральных антенн на диапазон 5G — это будет палить приемники спутников на низких орбитах к чертям. Будет весело. А уж если удастся дойти до гигаватт… Пипец котятам, короче. А то задолбали летать да наблюдать…

      • Аноним says:

        Заряженный конденсатор , обладающий запасом энергии в 1 дж , разрядим за время равное 1000 наносекунд. Получим мгновенную мощность 1 Мвт.
        А если получится сократить это время до 1 нс , то у нас будет «великий и ужасный» Гигаватт!

  5. Дима says:

    Поделитесь пожалуйста схемами и фотками на почту

  6. Аноним says:

    Схема стоИт в начале статьи. С нее и стоит начинать , используя информацию , данную автором.

  7. Андрей says:

    Подойдет ли качестве сердечника ферритовая воронка от системы отклонения луча монитора?

  8. Максим says:

    Кто желает собрать такую же штуку, пишите vk.com/poproshytebya.

    • vasil says:

      максим, нашел в нет коментарии по вашим схемам, можно ли увидеть принципиалку и фотки?
      почта:

    • vasil says:

      связь по адресу vk.com/poproshytebya невозможна

  9. Тшл says:

    Где же взять схему без разрядника, на полупроводниках?

    • Тимоха says:

      Нарисовать.

      Гугли «транзистор в лавинном режиме»

      Суть — вместо разрядника цепляем npn транзистор на 700-1500 В

      Базу ему коротим сопротивлением 10-50 Ом на эмиттер. Параллельно К-Э вешаем еще кап на 15-50 Пф на нужное напряжение (так называемый ускоряющий)

      Внимательно надо следить за полярностью источника и транзистора, перепутаешь — можешь угробить. Плюс от источника должен приходить на один вывод конденсатора накопителя, и с него уходить через первичную обмотку на коллектор транзистора, с эмиттера которого уходит на второй вывод кондера и, наконец, приходит к минусу источника питания.

      • Шурик says:

        вылетел питающий полевик от этого гапа,,благодарствую за подсказки.

  10. Шурик says:

    полдня восстанавливал генератор,пи-сдоболы блин!

  11. Шурик says:

    так ничего и не пукнуло(((((((((

  12. Alex says:

    Данное устройство генерирует затухающие колебания энергия которых сосредоточена в спектре 1…30 МГЦ путем ударного возбуждения колебательного контура. Здесь заряд высоковольтного конденсатора С2 лучше осуществлять через высоковольтный радиочастотный дроссель или запитать высоковольтный блок питания от аккумуляторной батареи. Иначе электромагнитный импульс пойдет по пути наименьшего сопротивления: высоковольтный блок питания — контур заземления/электропроводка. Если заземления нет, то мощные симметричные импульсные помехи проникнут в электрическую сеть. Не смотря на то, что основной удар примет на себя высоковольтный блок питания, электрооборудованию подключенному к электросети придется также не сладко. Устройствам не подключенным к электросети наносек описанной конструкции не навредит, но только если с очень близкого расстояния. Сообщения, о том, что сгорает ВЧ блок телефонов с расстояния 100 м — это не что иное, как фантазия.

  13. звод says:

    На расстоянии до 3-х метров останавливаются китайские часы-будильник на батарейке, прикиньте,какая образуется напряженность электрического поля.

  14. Alex says:

    Напряженность электрического поля вблизи проводов наносека действительно велика. Более того, если энергия заряда накопленная конденсатором С2 превышает 1 Дж, то с утверждением автора статьи, что разряды от наносека безопасны и их можно трогать пальцами, я не согласен. Лучше этого не делать. Импульсные электрические поля высокой напряженности не лучшим образом влияют на здоровье человека. Напряженность электрического поля быстро убывает при удалении от источника: пропорционально квадрату расстояния. Радиоволны наносек излучает слабо, т.к. резонансная частота колебательного контура наносека не велика. Иначе автору статьи вряд ли удалось воспользоваться видеокамерой/фотоаппаратом рядом с работающим наносеком. Единственный способ заставить наносек излучать радиоволны — это подключить его к КВ антенне с емкостной нагрузкой. Но даже в этом случае, воздействие на малогабаритные электронные устройства будет не значительным. Ударные электромагнитные волны высокой энергии — тема сама по себе очень закрытая, а опубликованные достижения не впечатляют https://www.youtube.com/watch?v=oJOSfnETiG4

    • Звод says:

      В видосе по Вашей ссылке — о-ч-чень внушительная установка! Думается, там заснят момент, подобный тому, как если зарядить мортиру горстью пороха и вкатить туда ружейную пулю. Результатом выстрела будет игрушечный эффект. Другими словами, установка выглядит, как на много сотен киловольт, а её зарядили лишь малой частью.

  15. Alex says:

    На днях опробовал идею, как простейшим способом можно увеличить напряжение на «горячем конце» наносека, собранного по схеме предложенной автором статьи. Не буду глубоко вдаваться в теорию распространения электромагнитных волн полученных путем ударного возбуждения закрытого/открытого колебательного контура, а сразу перейду к практике. Берем пластиковую канализационную трубу диаметром 50 мм и наматываем на нее 12 м медного изолированного провода сечением 1,5…4 мм2 с шагом между витками не менее 5 мм. Подключаем один вывод изготовленной катушки к наносеку, а другой оставляем в воздухе. Второй вывод наносека лучше заземлить. Если нет заземления, то вывод можно подключить к хорошо изолированному проводу длиной 2…3 м расположенному на полу. Не стоит использовать в качестве заземления батарею отопления. Катушку лучше расположить на хорошем изоляторе на высоте не менее 200 мм от пола и подальше от электронных устройств. Включаем наносек и наблюдаем «огни святого Эльма». Касаться разряда или находиться рядом с катушкой (ближе 1,5 м) не рекомендую. Рядом с включенной катушкой может появиться чувство онемения мышц лица. Паниковать в этом случае не стоит, но время экспериментов лучше сократить.

  16. Alex says:

    Интересный факт: катушка — это своего рода укороченная спиральная антенна и, как следствие, излучает электромагнитные волны. Излучает очень плохо. Значительная часть электромагнитной энергии отражается и возвращается обратно в генератор, что приводит к крайне негативным последствиям. И если не принять специальных мер, то высоковольтный блок питания протянет не долго…
    Что катушка излучает, я понял сразу, когда при срабатывании разрядника кратковременно промаргивали светодиодные светильники в комнате. Сначала я решил, что ВЧ токи попадают в электросеть минуя помехоподавляющие фильтры высоковольтного блока питания. Последующая детальная проверка не подтвердила моих догадок. Помехи на самом деле проникают в электросеть, но помехоподавляющие фильтры здесь не причем. ВЧ токи проложили себе путь в электросеть через кондуктивную связь катушки с электропроводкой. Такое положение дел стало для меня полной неожиданностью. В зону риска попадают: электронные устройства подключенные к электросети, Ethernet сеть и нервы соседей. Трудно представить, что придет в голову человеку, если у него в темноте начнет мерцать настольный светильник с энергосберегающей лампой, сетевой шнур которого не подключен к розетке. Поэтому чтобы никому не навредить и никого не напугать лучше запитать наносек от аккумуляторной батареи и экспериментировать вне жилых помещений подальше от электронных устройств. За фотокамеру и телефон можно не волноваться. Не подносите их слишком близко к катушке и с ними ничего не случится. В плане радиопомех в дальней зоне, вреда от наносека не больше чем от промышленного пускателя малой/средней мощности.

    • Аноним says:

      Может быть, добавив катушку, Вы увеличили индуктивность вторички, и приблизились к резонансу? Вот напряжение и поднялось.То-есть, трансформатор тесла, или катушка Теслы?

    • Zvod says:

      Может быть, добавив катушку, Вы увеличили индуктивность вторички, и приблизились к резонансу? Вот напряжение и поднялось.То-есть, трансформатор тесла, или катушка Теслы?

  17. Alex says:

    Трансформатор тесла работает с генераторами синусоидального напряжения. С наносеком все сложнее. Наносек генерирует затухающие электромагнитные колебания несинусоидальной формы. Нелинейный характер перемагничивания ферритового сердечника в магнитном поле высокой напряженности приводит к сложным электромагнитным переходным процессам. Резонанс напряжения здесь трудно применим, т.к. классическая теория, рассматривающая гармонические колебания, тут не работает.
    Катушка подключенная к наносеку — это своего рода нагрузка. Вместо катушки можно использовать изолированный 12 метровый прямолинейный провод подвешенный на изоляторах. Результат будет тот же. К тому же прямолинейный провод, при наличии противовеса на втором выводе наносека, будет неплохо излучать радиоволны в КВ диапазоне. Характер излучения: сверхширокополосный. Если говорить простыми словами, нагрузка подключенная к наносеку позволяет вытянуть из возбужденного колебательного контура электромагнитную энергию. Без нагрузки эта энергия «сгорит» в разряднике. Чем лучше мы согласуем выход наносека с нагрузкой, тем больше энергии перенаправим на накачку нагрузки/катушки. Далее законы физики сделают все сами, а нам лишь останется наблюдать потрясающие эффекты.
    При работающем наносеке, провод катушки пронизан светящимися «снежинками». Их хорошо видно в темноте. Размер «снежинок» достигает 20…30 см. Любой острый металлический предмет находящийся в руках на расстоянии до 1,5 м от последних витков катушки пронизывают светящиеся ниточки коронного разряда. Побочные эффекты: выделяется много озона и если находится рядом с катушкой (ближе 1 метра) более 2 минут, то начинает неметь лицо и появляется чувство, как будто проснулся после продолжительного сна и никак не можешь собраться с мыслями. Не исключено, что это мои субъективные ощущения.

    • Аноним says:

      Очень интересно! Не приходилось ли Вам экспериментировать с генераторами Блюмляйна? Нигде не смог найти описания несложных опытов с импульсной зарядкой формирующих линий, кроме постройки азотного воздушного лазера.

  18. Alex says:

    С генераторами блюмляйна дела не имел. Чтобы выжать из формирующих линий с разумными размерами электромагнитный импульс с энергий представляющей практический интерес, потребуется работа с очень высоким напряжением: свыше 100 кВ. Также необходим высоковольтный разрядник высокого давления. Реализация подобного устройства в домашних условиях — задача непростая. Для начала рекомендую ознакомится с работой М.Т. Пичугина «Высоковольтная электротехника». Очень доступно изложена теория работы формирующих линий, без перегрузки математическими формулами. Если дружите с технически английским, то лучше почитать зарубежные статьи. Сейчас активно продвигается идея формирования ударных электромагнитных волн в нелинейных коаксиальных линиях.

  19. Zvod says:

    Спасибо, Пичугина у меня есть.Можете подсказать, если провод длиной 1 метр разрезать пополам и впаять в середину неонку, то получится измерительнапряженности эл. поля в вольт/метр?

  20. Alex says:

    Получится элементарный индикатор напряженности переменного электрического поля. Всех, кто планирует поэкспериментировать с катушкой подключенной к наносеку у себя дома, хочу предупредить о высоком риске спалить материнскую плату, видеокарту или монитор компьютера. Уязвимым местом компьютера оказался сигнальный кабель соединяющий видеовыход системного блока с монитором. Если катушка окажется на расстоянии менее 6 метров от работающего компьютера, то последствия могут быть самыми непредсказуемыми. Теперь я догадался, почему у автора статьи сгорел усилитель аудиосистемы. Под удар попал аудиокабель соединяющий колонки с компьютером.

    • звод says:

      А Вы использовали катушку из двенадцатиметрового провода, исходя из собственной частоты контура(25 мгц)?

  21. Alex says:

    Резонансная частота колебательного контура приблизительно равна 12 MГц, которая соответствует длине волны 25 м. Чтобы получить пучность стоячей волны на конце линии, делим длину волны 25 м на 2 и получаем 12,5 м. Но это все справедливо для гармонических колебаний. Наносек же не является генератором гармонических колебаний. Частота его собственных затухающих колебаний быстро изменяется во времени. Тем не менее первый период колебаний и несколько последующих приближаются к расчетным 12 MГц. Т.о. мы получаем максимальную амплитуду напряжения U на горячем конце катушки в первые несколько периодов колебаний. А т.к. второй вывод наносека заземлен, то напряжение на выходе катушки достигает величины 2U относительно нулевого потенциала земли. Эксперименты подтвердили мои выводы. Но в целом, я с трудом представляю, что творится в катушке. Удалось зафиксировать рядом с катушкой сверхширокополосное излучение 0,2…30 MГц. Т.к. электромагнитная энергия распределена в широком диапазоне, то интенсивность излучения на какой-либо выделенной частоте диапазона не высокая. Поэтому с точки зрения генерирования радиопомех в дальней зоне наносек совершенно безопасен. В ближней зоне все гораздо хуже…

  22. Alex says:

    Звод, после экспериментов с наносеком не наблюдали у себя ухудшение самочувствия?

    • Аноним says:

      Я не замечал никаких изменений в самочувствии, может, потому, что не включал генератор надолго, но влияние определённо должно быть.

  23. Alex says:

    Никогда не наблюдал у себя гиперчувствительности к электричеству. Несколько раз попадал под напряжение без каких-либо последствий, за исключением кислого привкуса во рту и боли в зубах. К разрядам статического электричества отношусь совершенно спокойно. Не могу понять почему я так плохо переношу действие импульсного электрического поля. Даже кратковременное пребывание рядом с катушкой вызывает какое-то приглушенное состояние. А если случайно прикоснуться к коронному разряду, то последствия будут выражены в еще большей степени. Хотя, как справедливо заметил автор статьи, разряд от наносека совершенно безболезненный и практически никак не ощущается.

  24. Если в виде нагрузки примените медные кольца с разрезами — получите мультиволновой осцилятор Георгия Ляховского — мощное лечебное средство!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.