Высоковольтный генератор Маркса своими руками - Своими руками
Своими руками

Высоковольтный генератор Маркса своими руками

>

Приветствую, радиолюбители-самоделкины, а также все любители высокого напряжения! В этой статье речь пойдёт о создании устройства, которое позволит лицезреть у себя дома красочные высоковольтные разряды.


Существует огромное количество различных электронных устройств, которые позволяют создавать высокую разность потенциалов — это могут быть и различные вариации катушек Тесла, умножители, генераторы на строчных трансформаторах из телевизоров, генераторы на автомобильных катушках зажигания, некоторые энтузиасты используют для создания дуг и разрядов даже МОТы — так называются высоковольтные трансформаторы из микроволновок. Все эти устройства объединяет одно свойство — все они создаются, как правило, для получения красивых разрядов, которые порой имеют просто завораживающий вид — это стоит того, чтобы заниматься высоковольтной техникой, даже несмотря на то, что она, зачастую, не имеет никакой практической ценности. Не стоит забывать, что высокое напряжение может быть опасным для жизни и здоровья, а потому это занятие не для тех людей, кто только пришёл в электронику — начать стоит с чего-то менее опасного. В этой статье речь пойдёт о генераторе Маркса — это устройство не создаёт высокую разность потенциалов с нуля, а умножает готовое напряжение, например, со строчного трансформатора. Таким образом, если на выходе ТДКС напряжение составляет около 20-30 кВ, то подключив к выходу ТДКС собранный генератор Маркса можно получить разность потенциалов уже вплоть до сотен киловольт, которые будут выглядеть не как горящая плазменная дуга, а как разряд молнии, «пробивающий» воздушное пространство между электродами, попутно излучая в окружающую среду сильные электромагнитные помехи. Ниже представлена схема для сборки генератора Маркса.
Высоковольтный генератор Маркса своими руками Как можно увидеть, она состоит всего из двух компонентов, которые образуют множество ступеней — конденсатор и пара резисторов. Общий принцип работы достаточно прост, а потому будет не лишним в нём разобраться. Как можно увидеть, на схеме имеется два контакта, обозначенные как «15-20 кВ» — сюда будет подаваться постоянное напряжение с какого-либо источника, как нетрудно догадаться, напряжение может лежать в указанном диапазоне, либо чуть меньше. Делать генератор Маркса с меньшим входным напряжением не имеет особого смысла, ведь выходное напряжение будет примерно равно входному, умноженному на количество ступеней, за минусом всех потерь на каждом разряднике, поэтому выходное напряжение будет в первую очередь зависеть от количества степеней и входного напряжения. Один из контактов для входного напряжения является землёй (минусом), а плюсовой вывод идёт дальше на схему, обратите внимание, что на вход генератора Маркса нужно подавать именно постоянное напряжение, с переменным схема не будет работать. Далее питающее напряжение после резистора попадает на конденсатор С1, который начинает заряжаться, скорость заряда и соответственно ток ограничиваются резистором на входе. Одновременно с зарядом С1, с небольшой задержкой, происходит заряд и второго конденсатора, С2, ток заряда которого ограничивается уже тремя резисторами (резистор на входе и пара резистора у выводов конденсатора). После этого, также с небольшой задержкой, начинают заряжаться конденсаторы С3 и С4, напряжение на них приближается ко входному напряжение, то есть повышается до уровня 15-30 кВ. Теперь, когда конденсаторы зарядились, их можно рассматривать как источники напряжения, ведь на обкладках каждого из этих конденсаторов имеется приличная разность потенциалов и им не терпится куда-нибудь разрядить это напряжение. Вот здесь уже начинают работать разрядники, обозначенные на схеме как G1. Получается, что один вывод конденсатора С1 подключен непосредственно к минусу схемы, второй вывод через разрядник соединяется со вторым конденсатором С2, его второй вывод также соединяется через разрядник с С3, а он, в свою очередь, с С4. Второй вывод конденсатора С4 на данной схеме является «выходом» высокого напряжения, на схеме обозначены стрелками и знаком молнии контакты, между которыми и будет простреливать высоковольтный разряд, то есть между вторым выводом С4 и землёй. Таким образом, всё сводится к тому, что конденсаторы сперва заряжаются параллельно от источника, и когда напряжение на них превысит определённый уровень, они все разом разряжаются, при этом их включение оказывается уже последовательным, напряжение с каждого конденсатора суммируется. Полному последовательному соединению конденсаторов в схеме мешают только разрядники возле каждой ступени, но они необходимы для того, чтобы конденсаторы могли заряжаться. В момент пробоя разряд возникает как в каждом из этих разрядников, так и на высоковольтном выходе. Конкретно на данной схеме количество ступеней равно четырём что достаточно мало, ведь входное напряжение при этом увеличится лишь не более чем в четыре раза. На самом деле, ограничений здесь нет и количество ступеней может быть любым, вплоть до нескольких десятков, например, на картинке ниже показан генератор Маркса на 7 ступеней.
Высоковольтный генератор Маркса своими руками Несколько слов о конкретной реализации данного устройства. Как было сказано выше, каждый из конденсаторов на схеме заряжается до напряжения питания, а потому он должен быть на это напряжение рассчитан. Например, если входное напряжение равно 20 кВ, то и конденсаторы должны быть рассчитаны на 20 кВ как минимум, а лучше — с некоторым запасом. Но брать слишком высоковольтные конденсаторы также не имеет особого смысла, иначе они будут иметь слишком большие размеры и все ступени генератора займут очень много места. Как нельзя лучше подходят отечественные зелёные высоковольтные конденсаторы, именно их автор использует для построения генератора, как можно увидеть на фото. Народное название таких конденсаторов — «гриншиты», отличить их от остальных радиодеталей довольно просто, ведь они имеют цилиндрическую форму и характерный зелёный цвет, найти их можно на разных барахолках, иногда в магазинах радиодеталей, либо в различной отечественной аппаратуре. Кроме «гриншитов» можно использовать и привычные высоковольтные керамические конденсаторы, при необходимости соединяя несколько штук последовательно, для создания одной батареи конденсаторов на нужное напряжение. Ёмкость в данной схеме не критична и может варьироваться в широких пределах, от 220 пФ до 1 нФ, соответственно чем больше будет ёмкость, тем дороже конденсаторы и тем больше будут их габаритные размеры. Ёмкость будет влиять на «жирность» высоковольтного разряда, ведь более ёмкий конденсатор запасает больше энергии, соответственно и больше выдаёт при пробое. А также ёмкость будет влиять на частоту работы генератора — ведь схема работает циклично — конденсаторы зарядились — произошёл пробой, разрядились — затем снова заряд, пробой и так по кругу. Чем больше будет ёмкость, тем реже будут пробои, так как на заряд более ёмкого конденсатора уйдёт больше времени, но зато и разряд будет ярче и громче.
Высоковольтный генератор Маркса своими руками Несколько слов о выборе резисторов — с ними тоже не всё так просто. Главное условие — они должны выдерживать высокое напряжение, иначе ток будет просто «обходить» сопротивление, пробивая по корпусу резистора. В большинстве случаев вполне подойдут обычные 2-х ваттные отечественные резисторы, которые имеют массивный корпус, соответственно и большое расстояние между выводами. Дополнительно можно посадить каждый из резисторов в термоусадку либо залить термоклеем, чтобы устранить пробои, если они будут появляться. При необходимости можно соединять и несколько резисторов последовательно, для увеличения максимального напряжения, которое они смогут выдержать. Сопротивление всех резисторов на схеме должно лежать в пределах 1-2 МОм, это обеспечивает нужное время заряда конденсаторов. Здесь тот же принцип — чем больше будет сопротивление, тем дольше будут заряжаться конденсаторы, тем реже будут вспышки на высоковольтном выходе.
Высоковольтный генератор Маркса своими руками Подавать входное напряжение на генератор Маркса очень удобно с ТДКС — это высоковольтные строчные трансформаторы их телевизоров, они как раз имеют подходящее напряжение на выходе 15-30 кВ, также содержат и встроенный выпрямитель. Можно использовать например, катушку зажигания автомобиля, если подцепить на её выход небольшой умножитель из диодов и конденсаторов — такой вариант также удовлетворяет всем требованиям. Удачной сборки! По всем вопросами и дополнениям пишите в комментарии.
Высоковольтный генератор Маркса своими руками

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.