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.

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 теории. Вот так это всё выглядит в простейше-примитивном варианте. Нетрудно разглядеть все перечисленные элементы (феррит, коаксиал, разрядник, конденсатор). При 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.

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 восстановления 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.

The post Генератор наносекундных импульсов first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

В третьем марксе по 11 ступеней в башне, итого — 22 ступени. Максимальная длина пробоя — порядка 73 см; нормальная устойчивая — около 65. По отдельности каждая из башен даёт 33-35 сантиметров пробоя, так что здесь мы имеем дело с простой суммой слагаемых по длине (хотя теоретически можно было бы ожидать от биполярного пробоя большей длины ввиду повышения пробойного напряжения, а на этих участках кривой отношение кВ/мм сухого воздуха для пробоя канала уже нелинейно, т.е. 500 киловольт могут пробить 70-80 см.). Исходя из расстояний в разрядниках, можно считать что создаваемая MARX 3 разность потенциалов составляет порядка 400-500 кВ. Частота следования пробоев — около 0.5 Гц.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]
И видео!

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Биполярный Маркс (MARX 3) first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

С установкой я довольно долго развлекался, пробуя в разных применениях: от взрывания помидорчиков и проволочек до сжимания банок и дискомёта. Но через какое-то время она была, увы, разобрана за ненадобностью, а конденсаторы проданы.

[See image gallery at teslacoil.ru] И вдруг, относительно недавно, мне перепал один конденсатор этой серии. Я решил вспомнить старое, купил ещё два — теперь они стоили по 400 рублей — и сделал ремейк, включив туда как элемент конструкции коммутировалку, специально для таких целей сделанную Ежом. На этот раз конденсаторы соединены как положено, жёсткой и толстой медной шиной 3х20 мм, плотно прижатой гайками и шайбами к выводам кондёров. Если вдруг принцип работы коммутатора не очевиден, разъясняю: наклонная пластина подпружинена. Она оттягивается и между нею и шариком вставляется распорка — кусок диэлектрика, например, пластиковая коробочка с привязанной ниткой. Для коммутации конденсаторов распорка резко выдёргивается и пластина бьёт по шару. [See image gallery at teslacoil.ru]
Заметная на снимках платформа для дискомёта, увы, себя пока что не оправдала, и потому нынче снята с установки. Можно посмотреть на красивые взрывы проволочек и стальной ваты от разряда через них конденсаторов, сделанные как на этой импульсовке, так и на её старшей родственнице на 5 кДж. В планах вспомнить былое и побабахать помидоры, попробовать шаровую молнию, возможно — рельсотрон, нормальный дискомёт и многое иное.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

Видео, увы, пока нет. Непонятно, как снимать, слишком быстрые процессы.

The post Импульсовка I (1.3 кДж) first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

[See image gallery at teslacoil.ru] Вначале я взял для этой самой смеси простую водопроводную воду. Наполненная ей трубка из медицинского ПВХ (размеры трубки — 7 мм внутренний диаметр, 10 см длина) давала как раз искомые 500 килоом. Но затем я сообразил, что вода будет быстро и резво корродировать полукруглые колпачковые гайки, используемые в качестве затычек, [See image gallery at teslacoil.ru] и что получающийся электролит будет изменять сопротивление резисторов, и последние придётся регулярно заменять. Такой вариант не устраивал никак. И в голову пришла идея взять сильный электролит (например, воду с растворённым в ней медным купоросом, или же пищевой содой), взять хороший диэлектрик (глицерин или спирт) и развести малый объём электролита в большом объёме диэлектрика, а получившейся смесью наполнить трубки. [See image gallery at teslacoil.ru] В итоге был таки выбран спирт, поскольку в нём растворяется уранин — флюоресцентный краситель, светящийся в ультрафиолете ярким жёлто-зелёным оттенком, а поскольку искра маркса содержит в спектре изрядное количество УФ, должно было получиться красиво. Процедура подборки концентрации воды с NaOH в спирту проблем почти что не вызвала. Методика такова: разводим в воде немного соды (скажем, полграмма на стакан). Заливаем в трубку. Затыкаем. Меряем сопротивление (я измерял ток от калиброванного источника на 10 вольт — это было проще). [See image gallery at teslacoil.ru] Запоминаем. Теперь прикидываем, какое нам нужно сопротивление (скажем, получилось 20 килоом, а нужно 500). Составляем элементарную пропорцию и разбавляем соответственно ей 1 (или сколько потребно) миллилитр электролита с содой N кубиками спирта с уранином (уранин на электропроводность смеси почти никак не влияет). Вуаля! Мы получили готовый резистор требуемого сопротивления. Нетрудно понять, что таким образом можно соорудить высоковольтный резистор почти что любых сопротивления и мощности (сопротивление подбирается размерами трубки и концентрацией веществ, мощность — размерами трубки).

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Для собственно конструкции было взято красное оргстекло в качестве несущих планок. Гриншиты вставлены в отверстия, на резьбовые части накручены колпачковые шайбы резисторов. Разрядники сделаны ровно теми же колпачковыми шайбами и выставлены на расстояние около 16 миллиметров каждый. Питается это всё, как всегда, от УН-9/27, а тот от НСТ.

Маркс заработал сразу же, без настроек и ковыряний. Чуть позже я его оцивилил, поставив на подставку и приклеив умножитель к ней же. Можно просто подключать и радоваться молниям. Частота пробоев около 2 раз в три секунды (1.5 герц).

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

Видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Мини-MARX (7 ступеней, MARX-2) first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Вся конструкция заняла строго один вечер, около 3-4 часов чистого времени. [See image gallery at teslacoil.ru] За основу были взяты конденсаторы К73-14, 3300 пф 25 кВ каждый. [See image gallery at teslacoil.ru] Удобная конфигурация выводов и высокое рабочее напряжение (а также удельная плотность энергии) делают их очень привлекательными для подобных импульсных DC-устройств. Конденсаторов было в наличии 15 штук. Соответственно на рынке было закуплено 30 резисторов, 2 ватта и 470 кОм каждый. А далее с ними была проведена такая операция. Каждый резистор окунался в эпоксидную смолу, после чего заталкивался с натягом в силиконовую трубку длиной около 2.5 см, после чего трубка с торцов заливалась эпоксидкой и резистор оставлялся сохнуть. [See image gallery at teslacoil.ru] Несколько раз приходилось их обжимать, выталкивая застрявший воздух. Когда высохла первая порция их, разумеется, захотелось проверить в деле — на скорую руку был слеплен пробный маркс на 6 ступеней из тех же к73-14, но другого номинала, 0.01мкф 16кВ. И о чудо! Генератор заработал, выдавая жирную и яркую искру сантиметров в семь-девять длиной!

Незамедлительно были обмазаны эпоксидкой и оставлены сохнуть остальные резисторы, а тем временем я принялся за сооружение основной конструкции. Из поликарбонатового листа была выпилена подложка, на которую простым термоклеем прилеплялись кондёры — на каждый отводилось по примерно 3 сантиметра длины подложки, итого общая длина с учётом запаса с краёв составила около полуметра. [See image gallery at teslacoil.ru] После наклеивания конденсаторов резисторы всё ещё оставались незатвердевшими, и была начата работа над разрядниками. [See image gallery at teslacoil.ru] Разрядники здесь — просто кусочки провода, загнутые с одного края и обильно сдобренные для округлости и, следовательно, уменьшения утечек припоем. К моменту их запайки часть резисторов уже успешно подсохла и они были несколько криво, из-за разной длины трубок, но тем не менее успешно напаяны на подложку с кондёрами. Затем точно так же были напаяны разрядники, и загнуты до расстояния примерно в 13-15 мм. Собственно, это всё — можно включать!

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

В питание был поставлен НСТ на 6 кВ и обычный УН-9/27. Всё соединено на соплях, и впоследствии будет, наверное, облагорожено до красивой тумбочки с пультом и своим питанием. А до тех пор можно поиграться с разрядами. Из-за большой ёмкости ступени искра получается очень жирной и яркой, иногда даже — слегка разветвлённой. Максимальная длина основного промежутка, при которой ещё сохраняется стабильная работа — около 30-32 см. При её увеличении начинаются холостые пробои, а при раздвигании разрядников могут начаться пробои внутри резисторов и по поверхностям. Частота разряда с нынешним питанием — около 1 Гц. От пробоев очень нервничает компьютер: мерцает экраном, и иногда изображение просто дёргается (ума не приложу, что там внутри творится) — просто картинка на мониторе прыгает вправо-влево на ~10% своей ширины.

Фотогалерея, как обычно

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

Планируется массовая постройка других вариантов маркса на гриншитах 1000 пф 30 кВ и К15У 470 пФ 15 кВ.б

The post MARX-генератор (15 ступеней, MARX-1) first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

[See image gallery at teslacoil.ru] Умножитель УН-9/27 обретается внутри старых телевизоров (но не ламповых — посовременнее), где поднимал напряжение для кинескопа (не будем вдаваться в детали) и его очень трудно с чем бы то ни было спутать. Это характерной формы коробочка с выемкой, светлого — белого, кремового либо коричневатого — цвета, от которой отходит толстый провод с присоской на конце. УН (для краткости далее буду звать его так) имеет обычно пять выводов, обозначенных V, ~, +F, _|_ и +. С непривычки трудно сообразить, какой вывод какому соответствует — для наглядности обозначил на снимке. Нас интересуют выводы ~, _|_ и +. Подключить УН очень просто. [See image gallery at teslacoil.ru] Берём любой источник высокого напряжения малой мощности — это важно! большая мощность и большой ток тех же, например, мотов попросту сожгут диоды внутри умножителя, и умножитель можно будет выбрасывать! — и тыкаем «горячий» конец на ~, а земляной — на _|_. Располагаем аккуратно конец + на расстоянии 3-5 сантиметров от конца _|_ и подаём высокое напряжение. Если всё сделано правильно — любуемся искрами.
Немного советов по ТБ для тех, кто не в курсе. Умножитель сохраняет заряд после отключения. Отсюда следует две вещи: первое — хватанувшегося за один его вывод, а тем более за оба двумя руками получит нехилый заряд бодрости (вплоть до летального), и второе — умножитель надо разряжать. Разряжается он просто замыканием +-провода на _|_-провод (между ними должна проскочить искра длиной около 8-12 миллиметров при приближении) — после чего можно спокойно трогать любые провода пальцами.

[See image gallery at teslacoil.ru] Умножитель УН-9/27 можно «разогнать». Опять же, не вдаваясь в теорию, просто сообщу, что один из каскадов умножения внутри штатно не задействован. Исправить положение можно просто добавив к умножителю конденсатор и слегка изменив конфигурацию выводов. Конденсатор мы кидаем на ~, после чего соединяем выводы _|_ и V. Отныне второй из выводов конденсатора у нас становится землёй (_|_), а точка соединения V и _|_ — местом для подключения горячего конца источника (на обычном умножителе это было ~) . [See image gallery at teslacoil.ru] Искры снимаем с + и нового _|_, которым является свободный вывод кондёра. Конденсатор лучше всего брать серии к73-14, на 25 киловольт и 470-680 пикофарад, или любой с аналогичными ёмкостью и напряжением.

[See image gallery at teslacoil.ru] УН довольно легко убить: либо перенапряжением, либо превышением по току. Диоды внутри довольно слабенькие и не выдерживают больше примерно 50мА. Кроме того, если запускать УН на холостом ходу, без разрядов — его может убить пробоем на кондёрах или диодах от перенапряга, особенно если источник переменки сильно вольтистый, 10 и выше киловольт. За этим надо следить. Впрочем, иногда можно увидеть очень красивую фиолетовую корону между электродами, в случае если расстояние слегка превышает пробойное.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

The post УН-9/27 first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.