Как работает электростатический генератор. Из каких материалов можно сделать электростатический генератор своими руками. Какие существуют схемы для сборки электростатического генератора в домашних условиях. Для чего можно использовать самодельный электростатический генератор.
Принцип работы электростатического генератора
Электростатический генератор — это устройство для получения высокого напряжения путем разделения электрических зарядов. Основной принцип его работы заключается в следующем:
- Два диска или ленты вращаются в противоположных направлениях
- На них нанесены металлические сектора
- При вращении происходит электризация трением и разделение зарядов
- Заряды накапливаются на металлических щетках или гребенках
- Между электродами возникает высокое напряжение и образуется искровой разряд
Таким образом, механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию высокого напряжения. Важную роль играют нейтрализаторы — щетки, которые перераспределяют заряды между секторами дисков.
Характеристики самодельного электростатического генератора
При изготовлении электростатического генератора своими руками можно добиться следующих параметров:
- Выходное напряжение: 20-50 кВ
- Ток: 20-50 мкА
- Мощность: 0,5-1 Вт
- Частота искровых разрядов: 1-2 Гц
- Длина искры: 2-5 см
Какие характеристики получатся на практике? Это зависит от размеров дисков, скорости вращения, количества секторов и других параметров конструкции. Но даже простейший самодельный генератор способен создавать впечатляющие искровые разряды.
Материалы и компоненты для сборки
Для изготовления электростатического генератора своими руками понадобятся следующие материалы и компоненты:
- Пластиковые или акриловые диски диаметром 10-20 см
- Алюминиевая фольга или металлизированный скотч
- Щетки из тонкой медной проволоки
- Электромоторы от CD-приводов
- Металлические электроды
- Диэлектрические стойки
- Деревянное или пластиковое основание
- Провода, винты, гайки
В качестве источника питания для моторов можно использовать батарейки или блок питания на 3-5 В. Дополнительно потребуются инструменты: паяльник, отвертки, плоскогубцы, ножницы.
Схема простейшего электростатического генератора
Рассмотрим схему и порядок сборки простейшего электростатического генератора своими руками:
- На пластиковый диск наклеить секторы из фольги
- Закрепить диск на валу электромотора
- Установить щетки из тонкой проволоки
- Соединить щетки с металлическими электродами
- Закрепить мотор и электроды на диэлектрическом основании
- Подключить питание к мотору
При вращении диска на щетках будет накапливаться заряд, а между электродами возникнет искровой разряд. Это простейшая однодисковая схема. Для повышения эффективности используют двухдисковые конструкции.
Двухдисковая схема электростатического генератора
Более мощный электростатический генератор можно сделать по двухдисковой схеме:
- Два диска вращаются в противоположных направлениях
- На обоих дисках наклеены металлические секторы
- Между дисками установлены нейтрализаторы — щетки
- Внешние щетки собирают заряды с секторов
- Высоковольтные электроды соединены с внешними щетками
Такая конструкция позволяет получить более высокое напряжение и частые разряды. Важно обеспечить синхронное вращение дисков в разные стороны.
Применение самодельного электростатического генератора
Какие эксперименты можно проводить с помощью самодельного электростатического генератора? Вот несколько интересных вариантов применения:
- Демонстрация электрических разрядов и молний
- Электризация различных предметов
- Зажигание газоразрядных ламп
- Притягивание легких предметов
- Ионизация воздуха
- Очистка дыма и пыли
- Электростатическое напыление
Генератор позволяет наглядно продемонстрировать многие эффекты статического электричества. Но следует соблюдать меры предосторожности при работе с высоким напряжением.
Меры безопасности при работе с электростатическим генератором
При эксплуатации самодельного электростатического генератора необходимо соблюдать следующие правила безопасности:
- Не прикасаться к электродам во время работы генератора
- Использовать изолирующие перчатки и обувь
- Не допускать попадания влаги на устройство
- Не включать генератор вблизи легковоспламеняющихся предметов
- Не направлять разряды на других людей
- Не использовать генератор лицам с кардиостимуляторами
Хотя ток генератора невелик, высокое напряжение может быть опасным. Поэтому важно соблюдать осторожность и проводить эксперименты под наблюдением взрослых.
Усовершенствование конструкции электростатического генератора
Как можно улучшить работу самодельного электростатического генератора? Вот несколько способов модернизации базовой конструкции:
- Увеличение размеров и количества дисков
- Применение более мощных моторов
- Использование диэлектриков с лучшими свойствами
- Добавление конденсаторов для накопления заряда
- Установка разрядников для стабилизации напряжения
- Изготовление корпуса для защиты от влаги и пыли
Экспериментируя с различными материалами и схемами, можно значительно повысить эффективность генератора. Главное — соблюдать технику безопасности при работе с высоким напряжением.
Электростатический генератор своими руками | 2 Схемы
Содержание
- 1 Как это работает – теория
- 2 Характеристики устройства
- 3 Материалы и компоненты
Принцип работы генератора статического электричества (ещё их называют электрофорные машины) заключается в том, что диски вращаются относительно друг друга в противоположные стороны и создают положительные и отрицательные заряды. При вращении дисков по мере накопления зарядов происходит разряд – молния между электродами.
Как это работает – теория
Вращение дисков с металлическими секторами приводит к переносу электрического заряда внутри машины, который хранится в конденсаторах до момента возникновения искры или заряда утечки.
Самые важные части в электрофорном агрегате – нейтрализаторы. Это две перемычки со щетками установленные крестом. Если хотя бы одну из четырех щеток отодвинуть от сегментов, машинка перестает работать. Хотя казалось бы диски вращаются, электризуются трением о воздух и значит электричество вырабатывается.
Нейтрализатор делает следующее: он перетаскивает заряд с одной половинки диска на другую и диск оказывается не просто заряжен, а заряжен избирательно – не по всей плоскости.
Другими словами, диск собирает заряды из воздуха, а нейтрализаторы их перераспределяют. Заряд снимается щеткой, движется по проводнику к противоположной щетке и в тот момент когда напротив сегмента появится сегмент второго диска – перескакивает на него.
Далее этот сегмент подходит к щетке второго нейтрализатора и процесс повторяется, но уже на другом диске. Таким образом происходит кругооборот зарядов между дисками в процессе которого воздух между сегментами ионизируется и разделяется. В результате накачки увеличивается напряжение, кроме того в машинке работает эффект раздвигания обкладок конденсатора, что также способствует увеличению напряжения.
Миниатюрное устройство по созданию таких безвредных молний (но не для микроэлектроники) легко сделать своими руками.
Данный электростатический генератор способен генерировать более 20000 Вольт, но малый ток делает его безопасным для использования без специальных мер предосторожности.
Характеристики устройства
- Высота: около 140 мм
- Ширина: приблизительно 120 мм
- Питание: 3 В 0,3 А
- Статический заряд: 20 кВ
- Диаметр диска: 120 мм
Руками тут ничего крутить не нужно (как это было в прототипе позапрошлого века) – всё делают 2 электромотора. достаточно нажать на кнопку включения и подождать некоторое время до накопления заряда на электродах.
Материалы и компоненты
Необходимо будет для монтажа: паяльник и припой, отвертка и плоскогубцы. Два мотора от старых CD плееров и всякая крепёжная мелочёвка.
Генератор работает от двух батареек АА и способен создавать разряды длинной 2 см. Самое сложное тут – 120 мм диски. Их нужно изготовить по такому принципу: взять два лазерных диска от CD или DVD. Сегменты приклеить из алюминиевого скотча (25 секторов). Приклеить диски к моторчикам. Сделать щетки из алюминиевых полосок.
Если всё сделать и настроить как надо, то искра достигнет размеров около 20 мм, а разряд будет пробивать каждые 0,5 сек.
Высоковольтный генератор для коптильни своими руками | Блог Виталия Павлова
==================================================================
Высоковольтный генератор (ВВГ) с питанием 5 вольт:
Высоковольтный генератор (генератор высокого напряжения) предназначен для создания электростатического поля внутри коптильни, и позволяет в десятки раз сократить время копчения и расход щепы.
Такой генератор выдает на выходе порядка 20 кВ ПОСТОЯННОГО (не импульсного) напряжения при токе нагрузки около 25 мкА, при этом имеет двойную гальваническую развязку от сети переменного тока 220В (при питании от сетевого блока питания). При питании от литий-ионного аккумулятора, такой вопрос вообще не стоит..
Про питание от аккумулятора и про циклический таймер будет в следующих статьях.
Токоограничение высоковольтной цепи (резистор 10 мОм на выходе генератора) не позволяет образовываться сильным электрическим дугам и разрядам в коптильне, что предотвращает появление большого количества озона и снижает негативные последствия от поражения высоковольтным электрическим разрядом до минимума (в случае касания ВВ частей).
Хотя при правильной конструкции и грамотной эксплуатации коптильни такой удар вообще маловероятен, тем не менее, забывать о мерах безопасности не стоит, особенно людям с заболевания сердца, кардиостимуляторами и т.д..
Высоковольтный заряд на выходе генератора самостоятельно исчезает через 20-30 сек. после выключения ВВГ.
Схема высоковольтного генератора для электростатического копчения
Весь процесс сборки показан в видео — высоковольтный генератор для электростатического копчения своими руками
(если видео не открывается из-за блокировки, то нужен VPN)
Для самостоятельной сборки ВВ генератора :
Внимание: иногда, при ПЕРВОМ нажатии, ссылка может открыться некорректно (браузер (особенно Mozilla firefox), направит вас на неправильную страницу Aliexpress, не соответствующую нужной ссылке).
Пож-ста, нажмите на ссылку повторно. Если это не поможет, попробуйте скопировать ссылку и вставить ее в др. браузер.
ВВ генератор
— с печатной платой http://ali.pub/2heb1j
Импульсные блоки питания AC-DC http://alii.pub/68pnc4
— выбрать блок питания 100-240 V (AC) — 5V, 2А (DC)
Высоковольтные конденсаторы
— 30 кВ 680 пф http://ali.pub/2caleq
— 20 кВ (разная емкость) http://ali.pub/219hnc
Высоковольтные диоды 2CL77 http://ali.pub/1z9g3e
Резистор высоковольтный 10 мОм 2 Вт http://got.by/4qsooz
Резистор высоковольтный 10 мОм 5 Вт (рекомендуется) http://ali.pub/5g3odo
Транзистор D880 http://alii.pub/68pn63
Конденсатор 0,01мкФ 100В http://ali.pub/2emik9
Резистор 10 мОм 1Вт http://ali.pub/37p6b5 (они там разные, надо выбрать — 10М). Таких резисторов нужно 4 шт, соединяем их по 2 шт параллельно и 2 таких цепочки — последовательно.
В итоге получим 2Вт 10мОм Или, еще лучше — сделать 3 цепочки по 3 резистора (всего 9 шт). Эти сборки надо будет залить термоклеем или эпоксидной смолой.
Шланг (трубка) для аквариума 6 мм http://ali.pub/254pse
Пистолет для термоклея http://alii.pub/652blq
Вентилятор DC 5V для охлаждения генератора http://ali.pub/2gdrpn
— набор для сборки киловольтметра на 50 кВ http://alii.pub/652b0q Необходимо заказать такой набор: измерительная головка на 50 кВ вместе с резистором 500 мОм в комплекте ( 50KV and resistance). Резистор подключается последовательно к любому выводу головки.
При заливке (пропитке) ВВ катушек парафином, я использовал самодельный вакуумный насос (на базе вот такого насоса http://ali.pub/fw9hv). Он подключен через MT3608 http://ali.pub/2ve5uv к литий-ионному аккуму на 3,7В.
Важно: т.к. далеко не все имеют опыт работы с радиоэлектронными компонентами, и т.
к. мы имеем дело с продукцией из «поднебесной», где очень часто попадается брак, рекомендую покупать комплектующих в 2-3 раза больше, чем требуется для сборки одного устройства!
Так же см. — что может пригодиться для коптильни: http://vitaliypavlov.ru/?p=1528
ВНИМАНИЕ ! Соблюдайте меры электробезопасности при работе с высоким напряжением!
Так же рекомендую обратить внимание на дымогенераторы и сборно-разборную автономную электростатическую коптильню холодного копчения ЭВК-100, которые изготавливает «АТФ-Сервис» (г. Королев).
Посмотреть стоимость на мои устройства для электростатики, а так же сделать заказ вы можете здесь.
——————
Зарегистрируйтесь здесь и покупайте с большой экономией ( кэшбек — возврат части денег за покупки)!
Станьте партнером AliExpress и покупайте со скидками!
Успехов!
Опубликовал vit 16 февраля 2018 в рубрике Электростатическое копчение.
Комментарии: 213 комментария
К записи 213 комментария
Оставить комментарий или два
Самодельный электростатический генератор | Science
••• Energy Head 22 image by chrisharvey from Fotolia.com
Обновлено 24 апреля 2017 г.
Автор Benjamin Kibbey , самодельный электростатический генератор обеспечивает хорошую демонстрацию принципов создания высокого напряжения при низком, несмертельном уровне мощности. Довольно простой, но эффективный электростатический генератор легко построить из предметов, которые у вас, скорее всего, уже есть. Этот простой генератор зажигает люминесцентную лампу на несколько секунд или даже обеспечивает достаточный заряд для некоторых фундаментальных научных экспериментов или электроскопов.
- 1 кусок картона размером 9 дюймов, квадратный
- Алюминиевая фольга 9квадратные дюйма
- Пластиковая разделочная доска или лист
- Веревка
- 2 карандаша или ручки
- Нож для бритвы
- Мягкая ткань или искусственный мех
- Линейка или рулетка
- Пустая пластиковая бутылка или чашка шириной 900 55 дюймов.
Если вы не чувствуете искры на девятом шаге, убедитесь, что фольга полностью обернута по краям, а также гладкая с закрытой стороны и без разрывов или разрывов. Если у вас все еще есть проблемы, ручка может быть слишком короткой, что позволяет вашей руке находиться слишком близко к фольге. Попробуйте приклеить более длинную ручку.
Привяжите одну ручку или карандаш к концу веревки. Привяжите другой по крайней мере на 4 дюйма вниз по веревке, но не более чем на 5 дюймов. Обрежьте лишнюю нить.
Вставьте кончик одной ручки в середину картона, но не до конца.
Держите первую ручку на месте, туго натяните веревку и используйте вторую ручку, чтобы нарисовать круг на картоне.
Вырежьте круг и покройте его алюминиевой фольгой с одной стороны, обогнув лишнюю фольгу вокруг другой стороны, но оставив пространство шириной не менее 6 дюймов в центре непокрытой стороны.
Приклейте дно пустого пластикового стаканчика или бутылки к центру открытой стороны диска, чтобы использовать его в качестве ручки.
Проверьте свой кусок пластика и ткани, потирая пластик тканью и держа пластик близко к руке. Если волосы на руке встают дыбом, значит, он заряжен. Если это не сработает, а волосы сухие и чистые, потрите пластиком голову. Если это все еще не работает, воздух слишком влажный.
Зарядите пластик и положите его на ровную поверхность.
Положите диск фольгой вниз на пластик, убедившись, что вы держите его за прикрепленную ручку.
Не касаясь ничего другого, двигайте пальцем к краю диска из фольги, пока не почувствуете небольшую искру.
Возьмите диск за ручку и используйте его, чтобы создать маленькую искру, зажечь маленькую неоновую лампочку, собрать ворсинки или зарядить небольшой научный эксперимент.
Вещи, которые вам понадобятся
Связанные статьи
Ссылки
- AMASCI.
COM: простой электростатический генератор
COM: простой электростатический генераторО авторе
Бенджамин Кибби начал в качестве фотооценок армии США в 2002 году и взял на себя дополнительные построения в 2005 году. Он был опубликован в различных газетах и на веб-сайтах, таких как GlobalSecurity.org. Кибби имеет степень бакалавра гуманитарных наук в области написания и редактирования новостей со специализацией на английском языке в Школе журналистики им. Э. У. Скриппса Университета Огайо.
Фото предоставлено
Energy Head 22 изображение от chrisharvey с сайта Fotolia.com
Как сделать генератор статического электричества — шокировать что угодно и поджарить электронику одним прикосновением! « NightHawkInLight :: WonderHowTo
- Автор Бен
В следующем видео я показываю, как создать устройство, способное заряжать тело любого, кто его носит, статическим электричеством, позволяя разрядить мощный разряд во все, к чему прикасаются. Это дает владельцу возможность делать довольно удивительные вещи, некоторые из которых показаны в первом сегменте видео.
Детали, использованные в этом проекте, довольно недорогие, всего около 30 долларов, при условии, что некоторые вещи уже валяются в доме (например, запасной провод и лента).
В приведенном ниже списке деталей я даю некоторую информацию, которая поможет найти труднодоступные предметы.
Запчасти, которые можно приобрести в Интернете:
- Генератор отрицательных ионов (ионизатор) (я купил свой здесь — найдите SW-750 )
- Автомобильный преобразователь мощности (самый дешевый здесь или найдите его в автозапчастях store)
Детали, которые можно приобрести в магазине бытовой техники или электроники (например, RadioShack):
- Припой с флюсовым сердечником
- 2 дюйма медной проволоки
- Термоусадочная изоляционная трубка (дополнительно)
- Батарея 9 В (НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ИСТОЧНИК БОЛЬШОГО ПИТАНИЯ! Это может быть ОПАСНО!) /выключатель (подойдет любой тип, даже выключатель света, если это все, что имеется в наличии)
- Застежка-липучка
- Двусторонняя застежка-липучка (обычно используется в виде кабельных стяжек)
- Футляр для очков
- 1 галлонная бутылка (например, бутылка с жидкостью для омывателя ветрового стекла)
- Hot glue
- Aluminum soda can
- Duct or electrical tape
Tools:
- Soldering iron
- Screwdriver
- Scissors
- Wire strippers
- Hot glue gun
- Sandpaper
- Drill and bits
- Файл (необязательно)
Я был вдохновлен на создание этого видео, когда прочитал статью, размещенную здесь.
Эта статья основана на информации, представленной в этой, еще более старой статье.
Есть несколько причин, по которым я не использую дизайн, показанный в этих двух статьях (крепление устройства внутри обуви). Он неудобен, хрупок, требует разрушения пары обуви, и его было бы трудно воспроизвести, когда нужно было бы также встроить преобразователь энергии в подошву. Возможно, будет более практичным, если будет получен генератор отрицательных ионов, работающий от постоянного тока (постоянного тока), но в ходе моих долгих поисков в рамках подготовки к этому проекту я не нашел источника, который не требовал бы оптового заказа и стоимости доставки из Китая.
Для тех из вас, кто думает: «Подождите! У меня в машине ионизатор постоянного тока!», к сожалению, электроника внутри автомобильного ионизатора (который работает от постоянного тока) не использует тот же процесс для создания ионов и будет не работает для этого проекта. Однако они создают достаточно высокое напряжение при подключении к 9 вольтам, чтобы обеспечить непрерывную дугу между двумя проводами, если схема немного изменена; который может быть интересным проектом сам по себе.
