Генератор Маркса своими руками

Двигатель Стивена Марка: еще одна попытка или реальность?

Дата публикации: 17 октября 2019

  • Никаких движущихся частей
  • Особенности уникальной конструкции
  • Примерное руководство по сборке

Тороидальный генератор TPU Стивена Марка — еще одна разновидность бестопливного магнитного усилителя тока МЭГ. Разработка запатентована в США в 2006 году. Конструкция предполагает совмещение генератора и резонансного трансформатора.

Никаких движущихся частей

Изобретатель Стивен Марк создал устройство, которое после запуска производит в 10 раз больше энергии, чем потребляет. От приспособления запитывались разные потребители: лампы накаливания, телевизоры, дрели. Обустроить энергосберегающий дом такой технологией пока невозможно, но интересные идеи для дальнейшего развития направления в ней есть.

Экспериментаторы утверждают, что во время работы двигателя Стивена Марка ощущается некоторый гигроскопический эффект. Плюс устройство нагревается. Принцип действия скрывается в резонансных частотах, токовых ударах в металле и магнитном вихре.

Попытки повторить изобретение начались после публикации в Overunity переписки автора устройства и журналиста Линдсея. Один из экспериментаторов отмечал вредные характеристики трехчастотного прибора: он отрицательно влияет на здоровье человека. Специалисты на форумах связывают получение прибавки с использованием затратного и бесполезного для практического применения ЯМР (ядерного магнитного резонанса).

В научной среде более безопасной считают однофазную схему последователей Стивена Марка — Отто Сабджарика и Ронетте. В ней все катушки запитаны от общего генератора.

Особенности уникальной конструкции

Изобретатели не распространяются о секретах прибора. Но есть некоторые руководства по сборке аналогов. Рассмотрим их.

В схеме конструкции имеется:

  • внутренняя кольцеобразная основа;
  • внутренняя коллекторная катушка;
  • четыре управляющие катушки;
  • внешняя коллекторная катушка.

Первый элемент служит стабильной платформой. На ней и вокруг располагаются катушки. Это металлическое кольцо в диаметре около 15-20 см.

Внутренние катушки делаются из провода. Они бифилярные двухпроводные, по 90 градусов, как в установке магнитного поля. Их ширина должна быть больше толщины. Между катушками оставляется зазор в 1,5 см. Выходной коллектор бифилярный.

Запитываются катушки однофазно от общего генератора. На выходе получаем мощность около 100 Вт. Она увеличивается при условии соблюдения мер безопасности, которые связаны с излучением кольца Стивена Марка в схеме своими руками.

Разрядников, высоковольтных цепей в устройстве нет, поэтому оно может использоваться для электропитания и обогрева.

Примерное руководство по сборке

Подробной инструкции по сборке генератора Стивена Марка не существует. Есть некоторые соображения и отрывочные сведения от экспериментаторов.

Особое внимание уделяется общей обратной земле. Можно использовать большой блок клемм, установленный на сам ТПУ. Обязателен и конденсатор. Без него на всю конструкцию будет воздействовать возвращаемое излучение.

Входная секция должна предоставлять интерфейс к генератору плюс производить синхронизированные прямоугольные волны. Задачу можно решить КМОП-мультивибратором.

От действия высокоскоростной токовой коммутации наблюдаются наложения шума. Есть мнение, что частично это происходит из земли и от эффекта Миллера. Влияют и электростатические взаимодействия с расположенными рядом схемами. Но коммутация происходит в достаточной степени.

Весь секрет ТПУ Стивена Марка в многофазном задающем генераторе. Соотношение фаз и амплитуд требует точной настройки, что предполагает наличие определенного опыта и знаний. Если их недостаточно, разумно начать эксперименты со способов получения бесплатного электричества из земли или воспроизвести упрощенные конструкции генераторов.

  • Интересные факты о водородном топливе
  • Презентация «народной» гелиолодки «Россия»
  • Фирма Samsung SDI представила новые батареи
  • Новости альтернативной энергетики

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Портативный генератор Маркса

Среди различных высоковольтных генераторов огромную нишу занимают трансформаторы Теслы, однако это далеко не единственное достойное внимания устройство. В этой статье я опишу сборку портативного генератора Аркадьева-Маркса, питаемого всего лишь от одной «мизинчиковой» батарейки, но способного при этом выдавать разряды аж до 2 — 3 см. Вначале хотелось бы сказать несколько слов о том, что же это вообще такое.

Генератор Маркса — это разновидность импульсных накопительных установок, так называемый ГИН (Генератор Импульсных Напряжений), изобретённый Эрвином Марксом в 1924 году. Он работает по принципу умножителя напряжения, за счёт последовательного соединения заряженных высоким напряжением конденсаторов. В отличии от отечественной разработки (Генератор Аркадьева, изобретённый в 1914 году), генератор Маркса использует не механическую коммутацию, а бесконтактную, через электрический разряд в искровом промежутке. Генератор Маркса работает исключительно на постоянном токе, причём требует достаточно высоких напряжений: даже самые маленькие конструкции, вроде моей, требуют не менее 6 кВ. Описывать сборку я буду последовательно, дабы не запутать читателя.

Первая часть. Низковольтная. Эта часть схемы представляет собой обычный блокинг-генератор и высокочастотный повышающий трансформатор. Эта система призвана преобразовать постоянное напряжение батарейки на 1.5 Вольта в 1.5 — 3 кВ переменного, высокочастотного напряжения. Схема устройства невероятно простая и много раз была опубликована на Сайте в том или ином виде. Эта часть устройства, по сути, была приобретена на AliExpress в виде комплекта для сборки. То есть мне не пришлось ни мотать трансформатор, ни подбирать детали (в комплекте уже был транзистор D880Y, диод UF4007 и резистор на 120 Ом). Единственное, что здесь я добавил от себя — удалил диод между базой транзистора и резистором. Оригинальная схема, взятая со страницы продавца:

Моя схема выглядит так же, лишь в ней отсутствует диод, поэтому приводить её здесь я не буду. Комплект выглядит так:

Считаю необходимым отдельно показать трансформатор крупным планом:

На AliExpress это не единственный вид миниатюрный импульсных высоковольтных трансформаторов, однако, как показал мой личный опыт, вышеприведённый трансформатор работает лучше всех других, да и выглядит серьёзнее.

После сборки, первая часть должна выдавать дугу примерно 2 — 3 мм. Дуговой разряд непрерывен, а значит не создаёт никаких звуков, кроме тихого высокочастотного пищания.

Теперь у нас есть возможность получить 2 — 3 кВ высокочастотного переменного тока от одной мизинчиковой батарейки (при сборке навесным монтажом, использовалась пальчиковая батарейка, но после сборки на плату, она была заменена на мизинчиковую).

Вторая часть. Высоковольтная. Эта часть, по сути, представляет из себя простой учетверитель напряжения, собранный по стандартной схеме. Его схема:

Умножитель напряжения в результате оказался достаточно крупным, однако обойтись без него просто невозможно: выходное напряжение с трансформатора переменное и достаточно низкое, не превышающее 3 кВ, а для генератора Маркса, как было сказано выше, требуется исключительно постоянное напряжение не ниже 6 кВ. Конденсаторы умножителя самые стандартные, из Чип и Дип, керамика. 680 пФ x 15 кВ. Они имеют небольшой размер и выглядят так:

В качестве диодов были взяты высоковольтные выпрямительные столбы КЦ106Г. Они использовались в умножителях напряжения строчной развёртки советских цветных телевизоров. Выглядят так:

Подключаем собранный умножитель к низковольтной части и запускаем.

Умножитель должен давать разряд примерно 5 — 8 мм. Брать промежуток более 9 мм крайне не советую: напряжение холостой работы преобразователя достаточно высокое, и может привести к пробою диода или конденсатора в умножителе.

На этом этапе уже можно говорить о том, что генератор Маркса можно запитать от батарейки, во всяком случае, напряжения для этого уже достаточно.

Третья часть. Генератор Маркса. Теперь началось самое интересное. Сборка непосредственно генератора Маркса. Нужно отметить, что это самая нудная часть, потому что она потребует максимальной аккуратности и большого объёма пайки. Как было упомянуто выше, генератор будет иметь 9 ступеней. Чисто теоретически, он должен умножать входное напряжение в 9 раз. Простейшие расчёты показывают, что: выходное напряжение умножителя составляет 2 * 4 = 8 кВ в среднем, а выходное напряжение генератора Маркса составляет 8 * 9 = 72 кВ. К сожалению, на практике напряжение не достигнет таких значений по нескольким причинам. Во-первых, напряжения в 8 кВ вполне достаточно для коронных разрядов и стекания напряжения. Эти процессы не видны глазом, однако именно они приводят к очень большим потерям в любых высоковольтных устройствах, начиная от тех-же самоделок и заканчивая высоковольтными ЛЭП. Во-вторых, серьёзные потери существуют на разрядниках и незначительные на резисторах также в момент разряда. Суммарно это даёт не менее 50% энергии «на ветер». Кроме того, напряжение в 72 кВ способно пробить до 72 мм воздуха, что означает пробой всей системы практически по диагонали, поэтому допускать такого напряжения просто нельзя. Схема генератора стандартная. Ниже приведу схему на шесть ступеней.

Конденсаторы имеют ёмкость в 330 пФ, напряжение 15 кВ. Резисторы — 100 кОм, 2 Вт. Возникает логичный вопрос: зачем нужна такая конская мощность резисторов? На самом деле, нужна не мощность, а их большие размеры, которые как раз вызваны большой мощностью. В интернете полно различных конструкций, но во всех освещаются проблемы пробоя резисторов. Эти проблемы решаются всеми по — разному: кто — то использует самодельные жидкостные резисторы, кто — то вообще сырые ветки дерева. Один из способов — увеличение размеров резисторов, что позволяет повысить их электрическую прочность.

Для начала была собрана установка на 5 ступеней. Результат её работы меня сильно порадовал.

Но пяти ступеней оказалось всё же маловато, поэтому были добавлены ещё пять ступеней, одна из которых в готовое устройство не вошла. Десять ступеней давали уже весьма внушительный результат.

Разряд достиг длины около 35 мм. Разрядники требуют точной настройки: все искровые промежутки должны быть строго одинаковыми, а самый первый — чуть — чуть меньше остальных. На фотографии видно, что мне пришлось держать один из разрядников деревянной палкой, потому что он не был жёстко зафиксирован (как, собственно, и другие) и постоянно болтался, нарушая работу системы.

Цель достигнута, генератор работает, однако в таком виде он занимает пол стола. Следующим шагом стала реализация печатной платы для этого чуда.

Печатная плата. Печатная плата будет весьма необычной: она будет не двумерная, привычная, а трёхмерная. Каскады генератора Маркса будут собраны в виде башни, как это делается практически во всех конструкциях, а батарейка, блокинг — генератор и умножитель — на одной плоскости на главной плате.

Башня делается таким образом: между двумя одинаковые пластинами фольгированного текстолита располагаются конденсаторы и разрядники. Резисторы устанавливаются с противоположных сторон плат.

Отпиливаем две одинаковые пластины текстолита. У меня они имели ширину около 3 см, высоту — около 8.5 см.

Затем с помощью напильника делаем пропил шириной около 1 см так, как показано на фотографии:

Затем размечаем плату и сверлим отверстия.

После — отрисовка дорожек специальным маркером.

Травим в растворе хлорного железа.

После травления смываем маркер с плат.

После этого платы нужно тщательно промыть в тёплой воде с мылом. Можно приступать к лужению.

После лужения остаются следы канифоли. Их необходимо смыть, потому что они не лишь ухудшают внешний вид устройства, но и могут ухудшить электрическую прочность системы. Обычно это делают чистым медицинским спиртом, однако с этой задачей блестяще справляется растворитель № 646.

Теперь распаиваем компоненты. Сначала конденсаторы…

Теперь башня готова! Следующий этап — изготовление базовой платы, на которую будет крепиться сама башня и все остальные детали. Размеры платы — 5.5 x 8.5 см. После отпиливания, прикинул расположение деталей:

Теперь рассверливаем отверстия и по отверстиям отрисовываем дорожки на обратной стороне платы специальным маркером.

Затем травим плату.

Последующие действия аналогичны тем, что проводились с первыми двумя платами: счищаем маркер, моем, облуживаем, смываем канифоль.

Приступаем к установке деталей. Сначала закрепим башню, это самое интересное.

Башня имеет 4 «ножки», в центрах которых расположены отверстия. В них вставляются маленькие кусочки медной жилы, а далее это всё обильно заливается припоем.

После этого устанавливаются все остальные компоненты.

Теперь устройство почти готово, осталось лишь покрыть его высоковольтным лаком, чтобы минимизировать стекание заряда. Я для этого использую лак — цапон. Советую брать лак питерского производства, потому что он сохнет очень быстро и имеет очень слабый запах, в отличии от аналогичных лаков других производителей, сделанных по ГОСТу. После того, как лак просохнет, можно приступать к тестированию!

Схема получившегося устройства:

Все номиналы были описаны в статье, кроме того, их можно найти в списке компонентов в конце статьи.

Несколько слов о безопасности…

При разработке данного устройства, я постарался сделать его максимально безопасным как для человека, так и для различного электронного оборудования, однако, по понятным причинам, риск всё — же велик. Генератор Маркса генерирует достаточно высокое напряжение, поражение которым вполне может обернуться трагическими последствиями для людей с больным сердцем, поэтому не следует пренебрегать техникой безопасности! При разряде, установка создаёт мощные электромагнитные колебания, которые могут привести к сбоям либо выходу из строя различной чувствительной электроники (например, телефон или компьютер), поэтому при запуске необходимо убедиться в том, что все устройства находятся на расстоянии не менее 20 см от установки. После отключения установки, конденсаторы сохраняют опасный заряд на некоторое время, поэтому после отключения необходимо закоротить куском заизолированного провода каждый конденсатор схемы, иначе первое же прикосновение к устройству даст мощный «заряд бодрости».

Читайте также:  Эффективный экономер электроэнергии (реально рабочий, полнейшая инструкция)

На этом у меня всё, желаю всем удачи!


Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

TV1
Трансформатор1.5 В => 2 кВ1
Искать на AliExpressQ1
Биполярный транзистор2SD880-Y1
Не критиченC1-C9
Конденсатор330 пФ9
Керамика, 15 кВC10-C13
Конденсатор680 пФ4
Керамика, 15 кВVD1-VD4
ДиодКЦ106Г4
Советские выпрямительные столбы работаю лучше своих современных аналоговR18
Резистор120 Ом1
GB1
Отсек для батарейкиТип батарейки — ААА. напряжение 1.5 Вольт1
Можно заменить аналогичным, например для АА, но с тем же напряжениемДобавить все

Генератор Маркса – Marx generator

Генератор Маркса представляет собой электрическую цепь , впервые описанный Эрвином Отто Маркса в 1924 году его цель заключается в генерации высоко- напряжения импульса от источника низкого напряжения постоянного тока. Генераторы Маркса используются в экспериментах по физике высоких энергий, а также для моделирования воздействия молнии на линии электропередач и авиационное оборудование. Банк из 36 генераторов Маркса используется Sandia National Laboratories для генерации рентгеновских лучей в своей Z-машине .

Содержание

  • 1 Принцип работы
  • 2 Оптимизация
  • 3 коротких импульса
  • 4 варианта этапа
  • 5 приложений
  • 6 См. Также
  • 7 ссылки
  • 8 Дальнейшее чтение
  • 9 Внешние ссылки

Принцип действия

Схема генерирует импульс высокого напряжения, заряжая несколько конденсаторов параллельно, а затем внезапно соединяя их последовательно. См. Схему выше. Сначала n конденсаторов ( C ) заряжаются параллельно напряжению V C от источника постоянного тока через резисторы ( R C ). На искровые промежутки, используемые в качестве переключателей, подается напряжение V C , но напряжение пробоя в промежутках превышает V C , поэтому все они ведут себя как разомкнутые цепи во время зарядки конденсаторов. Последний разрыв изолирует выход генератора от нагрузки; без этого промежутка нагрузка не позволит конденсаторам заряжаться. Для создания выходного импульса первый искровой разрядник разрушается (срабатывает); пробой эффективно сокращает промежуток, помещая первые два конденсатора последовательно, подавая напряжение около 2 В C на второй искровой промежуток. Следовательно, второй зазор выходит из строя, чтобы добавить третий конденсатор в «стопку», и процесс продолжает последовательно разрушать все зазоры. Этот процесс, когда искровые промежутки соединяют конденсаторы последовательно для создания высокого напряжения, называется монтажом . Последний разрыв соединяет выход последовательной «стопки» конденсаторов с нагрузкой. В идеале выходное напряжение должно быть нВ C , количество конденсаторов, умноженное на напряжение зарядки, но на практике значение меньше. Обратите внимание, что ни один из зарядных резисторов R c не подвергается воздействию большего, чем зарядного напряжения, даже когда конденсаторы установлены. Доступный заряд ограничен зарядом конденсаторов, поэтому выходной сигнал представляет собой короткий импульс, когда конденсаторы разряжаются через нагрузку. В какой-то момент искровые промежутки перестают проводить ток, и источник низкого напряжения снова начинает заряжать конденсаторы.

Принцип умножения напряжения путем параллельной зарядки конденсаторов и их последовательной разрядки также используется в схеме умножителя напряжения , используемой для создания высокого напряжения для лазерных принтеров и телевизоров с электронно-лучевой трубкой , которая имеет сходство с этой схемой. Разница в том, что умножитель напряжения питается от переменного тока и выдает постоянное выходное напряжение постоянного тока, тогда как генератор Маркса выдает импульс.

Оптимизация

Правильная работа зависит от выбора конденсатора и времени разряда. Время переключения может быть улучшено путем легирования из электродов с радиоактивными изотопами цезий 137 или никелем 63, и ориентирования искровых промежутков , так что ультрафиолетовый свет от переключателя обжига искрового промежутка освещает оставшиеся открытые зазоры свеч. Изоляция генерируемых высоких напряжений часто достигается путем погружения генератора Маркса в трансформаторное масло или диэлектрический газ высокого давления, такой как гексафторид серы (SF 6 ).

Учтите, что чем меньше сопротивление между конденсатором и источником питания для зарядки, тем быстрее он будет заряжаться. Таким образом, в этой конструкции те, кто находится ближе к источнику питания, будут заряжаться быстрее, чем те, кто находится дальше. Если генератору дать возможность заряжаться достаточно долго, все конденсаторы будут иметь одинаковое напряжение.

В идеальном случае при замыкании переключателя, ближайшего к источнику питания для зарядки, на второй переключатель подается напряжение 2 В. Затем этот переключатель замкнется, и на третий переключатель будет подано напряжение 3 В. Затем этот переключатель замкнется, что приведет к каскадному снижению напряжения генератора, которое выдает напряжение на выходе генератора (опять же, только в идеальном случае).

Первый переключатель может иметь возможность самопроизвольно выйти из строя (иногда называемый саморазрывом ) во время зарядки, если абсолютная синхронизация выходного импульса не важна. Однако он обычно преднамеренно срабатывает после того, как все конденсаторы в банке Маркса достигли полного заряда, либо за счет уменьшения расстояния зазора, за счет импульсного включения дополнительного триггерного электрода (такого как тригатрон ), либо за счет ионизации воздуха в зазоре с помощью импульсного лазером , или уменьшив давление воздуха в зазоре.

Зарядные резисторы Rc должны быть правильно подобраны как для зарядки, так и для разрядки. Иногда их заменяют индукторами для повышения эффективности и более быстрой зарядки. Во многих генераторах резисторы сделаны из пластиковых или стеклянных трубок, заполненных разбавленным раствором сульфата меди . Эти жидкие резисторы преодолевают многие проблемы, с которыми сталкиваются более традиционные твердые резистивные материалы, которые имеют тенденцию со временем снижать свое сопротивление в условиях высокого напряжения.

Короткие импульсы

Генератор Маркса также используется для генерации коротких мощных импульсов для ячеек Поккельса , возбуждения ТЕА-лазера , воспламенения обычного взрывчатого вещества ядерного оружия и радиолокационных импульсов.

Краткость относительна, поскольку время переключения даже высокоскоростных версий составляет не менее 1 нс, и поэтому многие маломощные электронные устройства работают быстрее. При проектировании высокоскоростных цепей важна электродинамика, и генератор Маркса поддерживает это, поскольку он использует короткие толстые провода между его компонентами, но, тем не менее, конструкция по существу является электростатической. Когда первый зазор выходит из строя, чистая электростатическая теория предсказывает, что напряжение на всех ступенях возрастает. Однако каскады соединены емкостным образом с землей и последовательно друг с другом, и, таким образом, каждый каскад испытывает рост напряжения, который тем слабее, чем дальше каскад от переключающего; каскад, смежный с переключающим, поэтому встречает наибольшее повышение напряжения и, таким образом, переключается по очереди. По мере переключения большего числа ступеней напряжение на остальных возрастает, что ускоряет их работу. Таким образом, повышение напряжения, подаваемое на первую ступень, одновременно усиливается и нарастает.

С точки зрения электродинамики, когда первая ступень выходит из строя, она создает сферическую электромагнитную волну, вектор электрического поля которой противоположен статическому высокому напряжению. Это движущееся электромагнитное поле имеет неправильную ориентацию для запуска следующей стадии и может даже достигнуть нагрузки; такой шум перед кромкой нежелателен во многих коммутационных приложениях. Если генератор находится внутри трубки диаметром (скажем) 1 м, ему требуется около 10 отражений волн, чтобы поле стабилизировалось до статических условий, что ограничивает ширину переднего фронта импульса 30 нс или более. Меньшие устройства, конечно, быстрее.

Скорость переключателя определяется скоростью носителей заряда, которая увеличивается с увеличением напряжения, и током, доступным для зарядки неизбежной паразитной емкости. В твердотельных лавинных устройствах высокое напряжение автоматически приводит к сильному току. Поскольку высокое напряжение подается только на короткое время, твердотельные переключатели не нагреваются чрезмерно. В качестве компенсации более высоких напряжений более поздние ступени также должны нести меньший заряд. Охлаждение ступени и зарядка конденсатора также хорошо сочетаются друг с другом.

Варианты сцены

Лавинные диоды могут заменить искровой разрядник для ступеней напряжения менее 500 вольт. Носители заряда легко покидают электроды, поэтому дополнительная ионизация не требуется, а джиттер низкий. Кроме того, срок службы диодов выше, чем у искровых разрядников.

Устройство быстрого переключения представляет собой лавинный транзистор NPN, снабженный катушкой между базой и эмиттером. Первоначально транзистор выключен, и на его переходе коллектор-база присутствует около 300 вольт. Это напряжение достаточно велико, чтобы носитель заряда в этой области мог создать больше носителей за счет ударной ионизации, но вероятность этого слишком мала, чтобы образовалась настоящая лавина; вместо этого протекает несколько зашумленный ток утечки. Когда предыдущая ступень переключается, переход эмиттер-база подталкивается к прямому смещению, а переход коллектор-база переходит в режим полной лавины, поэтому носители заряда, введенные в область коллектор-база, умножаются в цепной реакции. Как только генератор Маркса полностью сработал, напряжение повсюду падает, лавины каждого переключателя прекращаются, его согласованная катушка переводит переход база-эмиттер в обратное смещение, а низкое статическое поле позволяет оставшимся носителям заряда стекать из перехода коллектор-база.

Приложения

Одно из применений – это так называемое « товарное переключение» ячейки Поккельса . Используются четыре генератора Маркса, каждый из двух электродов ячейки Поккельса подключен к генератору положительных импульсов и генератору отрицательных импульсов. Сначала включаются два генератора противоположной полярности, по одному на каждом электроде, чтобы зарядить ячейку Поккельса на одну полярность. Это также частично зарядит два других генератора, но не запустит их, потому что они были предварительно заряжены только частично. Утечка через резисторы Маркса должна быть компенсирована небольшим током смещения через генератор. На задней кромке товарного вагона два других генератора запускаются, чтобы «перевернуть» ячейку.

Генераторы Маркса используются для подачи высоковольтных импульсов для испытания изоляции электрического оборудования, такого как большие силовые трансформаторы или изоляторы, используемые для поддержки линий электропередачи. Применяемое напряжение может превышать два миллиона вольт для высоковольтного оборудования.

Генератор Маркса

Генера́тор Ма́ркса — генератор импульсного высокого напряжения, принцип действия которого основан на зарядке электрическим током соединённых параллельно (через резисторы) конденсаторов, соединяющихся после зарядки последовательно при помощи различных коммутирующих устройств (например, газовых разрядников или тригатронов). Таким образом выходное напряжение увеличивается пропорционально количеству соединённых конденсаторов.

После зарядки конденсаторов запуск генератора обычно производится после срабатывания первого разрядника (на рисунке обозначенного как trigger (триггер). После срабатывания триггера перенапряжение на разрядниках заставляет срабатывать все зарядники практически одновременно, чем и производится последовательное соединение заряженных конденсаторов.

Генераторы Маркса позволяют получать импульсные напряжения от десятков киловольт до десятка мегавольт.

Частота импульсов, вырабатываемых генератором Маркса, зависит от мощности генератора в импульсе — от единиц импульсов в час до нескольких десятков герц.

Энергия в импульсе генераторов Маркса широко варьируется (от дециджоулей до десятков мегаджоулей).

Содержание

  • 1 Пример конструкции
  • 2 Применение
  • 3 История
  • 4 См. также
  • 5 Примечания
  • 6 Литература
  • 7 Ссылки

Пример конструкции

5 нс фронтом. Голубые полоски — диэлектрик (вода) конденсаторов, обкладки которых соединены резисторами (выполнены из скрученной высокоомной проволоки). Разрядные промежутки (двойная линия шаров посередине) расположены так близко, как возможно, и самосинхронизируются вспышками УФ-излучения. Питающее напряжение подводится снизу, высокое снимается с цилиндра наверху.

Лабораторные малые генераторы Маркса до напряжений в 100—200 киловольт могут исполняться с воздушной изоляцией, более мощные генераторы Маркса с более высокими рабочими импульсными напряжениями могут выполняться с вакуумной, газовой (газ с высокой электрической прочностью под давлением, например элегаз), масляной изоляцией, препятствующей как непосредственным паразитным пробоям воздуха, так и стеканию зарядов с установки вследствие коронных разрядов.

В случае исполнения генераторов Маркса с вакуумной, газовой или масляной изоляцией генератор обычно помещается в герметичную вакуумированную или заполненную указанными веществами ёмкость. В некоторых конструкциях генераторов Маркса применяют герметизацию конденсаторов и резисторов, но газовые разрядники располагают на воздухе.

В качестве разрядников применяют воздушные разрядники (например, с глушителями звука) на напряжение до 100 кВ и ток до 1000 кА, вакуумные разрядники, игнитроны, импульсные водородные тиратроны. Тиристоры в качестве коммутирующих элементов практически не применяются в связи с малыми значениями обратного напряжения и трудностями синхронизации их срабатывания в случае последовательного соединения. Все виды разрядников отличаются теми или иными различными недостатками (эрозией электродов, недостаточным быстродействием, незначительным сроком службы и т. д.) либо дороги, как, например, водородные тиратроны.

Для снижения потерь в качестве защитных и разделительных (зарядных) элементов генератора вместо резисторов в некоторых случаях применяют высокодобротные дроссели. В некоторых конструкциях генераторов в качестве резисторов применяют жидкостные сопротивления (резисторы).

На рисунке (коаксиальная конструкция) изображён генератор Маркса, использующий жидкостные конденсаторы на деионизированной воде. Такая конструкция улучшает технологичность конденсатора, уменьшает длину соединительных проводников, а также позволяет значительно уменьшить общее время срабатывания разрядников благодаря их облучению УФ-излучением разрядников, сработавших чуть раньше.

Читайте также:  6 идей бытовой автоматизации для изготовления своими руками (электронные схемы, описания работы)

Основной недостаток генератора Маркса состоит в том, что при уровне зарядного напряжения порядка (50—100)·10 3 В он должен содержать 5—8 ступеней с таким же количеством искровых коммутаторов, что связано с ухудшением удельных энергетических и массо-габаритных параметров и снижением КПД. В режиме разряда генератора Маркса потери складываются из потерь в конденсаторах и искровых промежутках и сопротивления нагрузки, например, канала разряда в главном разрядном промежутке. Для уменьшения потерь стремятся снижать сопротивления искровых коммутаторов ГИН, например, помещением их в электрически прочный газ под давлением, применяют конденсаторы с повышенной добротностью, оптимизируют инициирование пробоя для достижения минимальных пробивных градиентов и т. п.

Применение

Генератор импульсов высокого напряжения (генератор импульсного напряжения, ГИН) Маркса используется в разнообразных исследованиях в науке, а также для решения разнообразных задач в технике. В некоторых установках генераторы Маркса работают и в качестве генераторов импульсного тока (ГИТ).

В некоторых установках объединяют два генератора Маркса в единую установку, в которой многоступенчатый ГИН с конденсаторами небольшой общей ёмкостью обеспечивает высокий потенциал напряжения, необходимый для развития разряда основного малоступенчатого ГИТ с конденсаторами большой общей ёмкости, со сравнительно невысоким потенциалом, но большой силой тока в продолжительном импульсе.

Например, генераторы Маркса применяются (начальное историческое применение) в ядерных и термоядерных исследованиях для ускорения различных элементарных частиц, создания ионных пучков, создания релятивистских электронных пучков для инициирования термоядерных реакций.

Генераторы Маркса применяются в качестве мощных источников накачки квантовых генераторов, для исследований состояний плазмы, для исследований импульсных электромагнитных излучений.

В военной технике генераторы Маркса в комплексе с, например, виркаторами в качестве генераторов излучения применяются для создания портативных средств радиоэлектронной борьбы [ источник не указан 3146 дней ] , в качестве электромагнитного оружия [1] , действие которого основано на поражении целей радиочастотным электромагнитным излучением (РЧЭМИ).

В промышленности генераторы Маркса наряду с другими источниками импульсных напряжений и токов применяются в электрогидравлической обработке материалов, дроблении, бурении, уплотнении грунтов и бетонных смесей.

История

Генератор импульсов высокого напряжения изобретён немецким инженером Эрвином Марксом в 1924 году, построен в 1926 году. В отечественных источниках генератор Маркса часто называют генератором Аркадьева — Маркса [2] или генератором Маркса — Аркадьева [3] . Отдельные отечественные исследователи генератор Маркса называют генератором Аркадьева — Баклина — Маркса. Такое название возникло в связи с тем, что в 1914 году В. К. Аркадьев совместно с Н. В. Баклиным [4] построил так называемый «генератор молний» [5] , который являлся первым импульсным генератором в России, работавшим на принципе последовательного соединения конденсаторов для получения умноженного напряжения. Генератор Аркадьева — Баклина принципиально напоминал работу генератора Маркса, но в отличие от него использовал контактно-механический способ соединения конденсаторов ступеней, а не бесконтактный, как в генераторе Маркса.

См. также

  • Катушка Румкорфа
  • Генератор Ван де Граафа
  • Генератор Кокрофта — Уолтона
  • Генератор Фитча — Хауэлла

Примечания

  1. ↑Бабкин, 2008, с. 330.
  2. ↑Полупроводниковый высоковольтный генератор / А. М. Гальпер, В. В. Дмитриенко, Б. И. Лучков, Э. М. Шерманзон // Приборы и техника эксперимента. — 1967. — 5. — С.186-187.Архивная копия от 3 сентября 2014 на Wayback Machine
  3. ↑Высоковольтная исследовательская установка с генераторами Маркса — Аркадьева
  4. ↑Баклин Н. В. Воспоминания о дореволюционном периоде в кинематографии. Киноведческие записки, № 64, 2003
  5. ↑Ёмкостной накопитель («генератор молний»). Дата изобретения: 1914 г.
  6. ↑Ostfalia University of Applied Sciences (англ.)

Литература

  • Бабкин A.B., Велданов В. А., Грязнов Е. Ф. Средства поражения и боеприпасы: Учебник. — Москва: МГТУ, 2008. — ISBN 978-5-7038-3171-7.
  • Фрюнгель Ф. Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов, пер. с нем., M.- Л., 1965
  • Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1, M., 1951
  • Гончаренко Г. M., Жаков E. M., Дмоховская Л. Ф., Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения, M., 1966;
  • Техника больших импульсных токов и магнитных полей, под ред. В. С. Комелькова, M., 1970
  • Кремнев В. Формирование нано-секундных импульсов высокого напряжения, M., 1970
  • Булан В. и др. Высоковольтный наносекундный генератор Маркса с импульсами квазипрямоугольной формы. //ПТЭ. — 1999.- N.6.

Ссылки

  • Электрошокер с генератором Маркса (англ.)
  • Самодельный генератор Маркса (англ.)
  • Генератор Маркса своими руками (рус.)
  • Высоковольтная установка в Санкт Петербурге. Фото Организации Д-3000 (недоступная ссылка) (англ.)

Что такое Wiki.cologne Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Генератор Маркса

Генера́тор Ма́ркса — генератор импульсного высокого напряжения, принцип действия которого основан на зарядке электрическим током соединённых параллельно (через резисторы) конденсаторов, соединяющихся после зарядки последовательно при помощи различных коммутирующих устройств (например, газовых разрядников или тригатронов). Таким образом выходное напряжение увеличивается пропорционально количеству соединённых конденсаторов.

После зарядки конденсаторов запуск генератора обычно производится после срабатывания первого разрядника (на рисунке обозначенного как trigger (триггер). После срабатывания триггера перенапряжение на разрядниках заставляет срабатывать все зарядники практически одновременно, чем и производится последовательное соединение заряженных конденсаторов.

Генераторы Маркса позволяют получать импульсные напряжения от десятков киловольт до десятка мегавольт.

Частота импульсов, вырабатываемых генератором Маркса, зависит от мощности генератора в импульсе — от единиц импульсов в час до нескольких десятков герц.

Энергия в импульсе генераторов Маркса широко варьируется (от дециджоулей до десятков мегаджоулей).

Содержание

  • 1 Пример конструкции
  • 2 Применение
  • 3 История
  • 4 См. также
  • 5 Примечания
  • 6 Литература
  • 7 Ссылки

Пример конструкции

5 нс фронтом. Голубые полоски — диэлектрик (вода) конденсаторов, обкладки которых соединены резисторами (выполнены из скрученной высокоомной проволоки). Разрядные промежутки (двойная линия шаров посередине) расположены так близко, как возможно, и самосинхронизируются вспышками УФ-излучения. Питающее напряжение подводится снизу, высокое снимается с цилиндра наверху.

Лабораторные малые генераторы Маркса до напряжений в 100—200 киловольт могут исполняться с воздушной изоляцией, более мощные генераторы Маркса с более высокими рабочими импульсными напряжениями могут выполняться с вакуумной, газовой (газ с высокой электрической прочностью под давлением, например элегаз), масляной изоляцией, препятствующей как непосредственным паразитным пробоям воздуха, так и стеканию зарядов с установки вследствие коронных разрядов.

В случае исполнения генераторов Маркса с вакуумной, газовой или масляной изоляцией генератор обычно помещается в герметичную вакуумированную или заполненную указанными веществами ёмкость. В некоторых конструкциях генераторов Маркса применяют герметизацию конденсаторов и резисторов, но газовые разрядники располагают на воздухе.

В качестве разрядников применяют воздушные разрядники (например, с глушителями звука) на напряжение до 100 кВ и ток до 1000 кА, вакуумные разрядники, игнитроны, импульсные водородные тиратроны. Тиристоры в качестве коммутирующих элементов практически не применяются в связи с малыми значениями обратного напряжения и трудностями синхронизации их срабатывания в случае последовательного соединения. Все виды разрядников отличаются теми или иными различными недостатками (эрозией электродов, недостаточным быстродействием, незначительным сроком службы и т. д.) либо дороги, как, например, водородные тиратроны.

Для снижения потерь в качестве защитных и разделительных (зарядных) элементов генератора вместо резисторов в некоторых случаях применяют высокодобротные дроссели. В некоторых конструкциях генераторов в качестве резисторов применяют жидкостные сопротивления (резисторы).

На рисунке (коаксиальная конструкция) изображён генератор Маркса, использующий жидкостные конденсаторы на деионизированной воде. Такая конструкция улучшает технологичность конденсатора, уменьшает длину соединительных проводников, а также позволяет значительно уменьшить общее время срабатывания разрядников благодаря их облучению УФ-излучением разрядников, сработавших чуть раньше.

Основной недостаток генератора Маркса состоит в том, что при уровне зарядного напряжения порядка (50—100)·10 3 В он должен содержать 5—8 ступеней с таким же количеством искровых коммутаторов, что связано с ухудшением удельных энергетических и массо-габаритных параметров и снижением КПД. В режиме разряда генератора Маркса потери складываются из потерь в конденсаторах и искровых промежутках и сопротивления нагрузки, например, канала разряда в главном разрядном промежутке. Для уменьшения потерь стремятся снижать сопротивления искровых коммутаторов ГИН, например, помещением их в электрически прочный газ под давлением, применяют конденсаторы с повышенной добротностью, оптимизируют инициирование пробоя для достижения минимальных пробивных градиентов и т. п.

Применение

Генератор импульсов высокого напряжения (генератор импульсного напряжения, ГИН) Маркса используется в разнообразных исследованиях в науке, а также для решения разнообразных задач в технике. В некоторых установках генераторы Маркса работают и в качестве генераторов импульсного тока (ГИТ).

В некоторых установках объединяют два генератора Маркса в единую установку, в которой многоступенчатый ГИН с конденсаторами небольшой общей ёмкостью обеспечивает высокий потенциал напряжения, необходимый для развития разряда основного малоступенчатого ГИТ с конденсаторами большой общей ёмкости, со сравнительно невысоким потенциалом, но большой силой тока в продолжительном импульсе.

Например, генераторы Маркса применяются (начальное историческое применение) в ядерных и термоядерных исследованиях для ускорения различных элементарных частиц, создания ионных пучков, создания релятивистских электронных пучков для инициирования термоядерных реакций.

Генераторы Маркса применяются в качестве мощных источников накачки квантовых генераторов, для исследований состояний плазмы, для исследований импульсных электромагнитных излучений.

В военной технике генераторы Маркса в комплексе с, например, виркаторами в качестве генераторов излучения применяются для создания портативных средств радиоэлектронной борьбы [ источник не указан 3146 дней ] , в качестве электромагнитного оружия [1] , действие которого основано на поражении целей радиочастотным электромагнитным излучением (РЧЭМИ).

В промышленности генераторы Маркса наряду с другими источниками импульсных напряжений и токов применяются в электрогидравлической обработке материалов, дроблении, бурении, уплотнении грунтов и бетонных смесей.

История

Генератор импульсов высокого напряжения изобретён немецким инженером Эрвином Марксом в 1924 году, построен в 1926 году. В отечественных источниках генератор Маркса часто называют генератором Аркадьева — Маркса [2] или генератором Маркса — Аркадьева [3] . Отдельные отечественные исследователи генератор Маркса называют генератором Аркадьева — Баклина — Маркса. Такое название возникло в связи с тем, что в 1914 году В. К. Аркадьев совместно с Н. В. Баклиным [4] построил так называемый «генератор молний» [5] , который являлся первым импульсным генератором в России, работавшим на принципе последовательного соединения конденсаторов для получения умноженного напряжения. Генератор Аркадьева — Баклина принципиально напоминал работу генератора Маркса, но в отличие от него использовал контактно-механический способ соединения конденсаторов ступеней, а не бесконтактный, как в генераторе Маркса.

См. также

  • Катушка Румкорфа
  • Генератор Ван де Граафа
  • Генератор Кокрофта — Уолтона
  • Генератор Фитча — Хауэлла

Примечания

  1. ↑Бабкин, 2008, с. 330.
  2. ↑Полупроводниковый высоковольтный генератор / А. М. Гальпер, В. В. Дмитриенко, Б. И. Лучков, Э. М. Шерманзон // Приборы и техника эксперимента. — 1967. — 5. — С.186-187.Архивная копия от 3 сентября 2014 на Wayback Machine
  3. ↑Высоковольтная исследовательская установка с генераторами Маркса — Аркадьева
  4. ↑Баклин Н. В. Воспоминания о дореволюционном периоде в кинематографии. Киноведческие записки, № 64, 2003
  5. ↑Ёмкостной накопитель («генератор молний»). Дата изобретения: 1914 г.
  6. ↑Ostfalia University of Applied Sciences (англ.)

Литература

  • Бабкин A.B., Велданов В. А., Грязнов Е. Ф. Средства поражения и боеприпасы: Учебник. — Москва: МГТУ, 2008. — ISBN 978-5-7038-3171-7.
  • Фрюнгель Ф. Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов, пер. с нем., M.- Л., 1965
  • Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1, M., 1951
  • Гончаренко Г. M., Жаков E. M., Дмоховская Л. Ф., Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения, M., 1966;
  • Техника больших импульсных токов и магнитных полей, под ред. В. С. Комелькова, M., 1970
  • Кремнев В. Формирование нано-секундных импульсов высокого напряжения, M., 1970
  • Булан В. и др. Высоковольтный наносекундный генератор Маркса с импульсами квазипрямоугольной формы. //ПТЭ. — 1999.- N.6.

Ссылки

  • Электрошокер с генератором Маркса (англ.)
  • Самодельный генератор Маркса (англ.)
  • Генератор Маркса своими руками (рус.)
  • Высоковольтная установка в Санкт Петербурге. Фото Организации Д-3000 (недоступная ссылка) (англ.)

Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

Читайте также:  Самодельный усилитель на микросхеме TDA8560Q (2х40 Ватт)

Светодиодный светильник из галогенного своими руками

База самоделок для всех!

  • Главная
  • Самоделки
  • Дизайнерские идеи
  • Видео самоделки
  • Книги и журналы
  • Партнеры
  • Форум
  • Самоделки для дачи
  • Приспособления
  • Автосамоделки
  • Электронные самоделки
  • Самоделки для дома
  • Альтернативная энергетика
  • Мебель своими руками
  • Строительство и ремонт
  • Для рыбалки и охоты
  • Поделки и рукоделие
  • Самоделки из материала
  • Самоделки для ПК
  • Cуперсамоделки
  • Другие самоделки

Светодиодный светильник из галогенного своими руками

Многие сомневаются, что дорогие светодиодные светильники оправдывают свое приобретение. Чтобы сэкономить на покупке, первоначальное знакомство со светодиодным светом вы можете обеспечить себе сами за относительно небольшие деньги.

Переделка точечного галогенного светильника в светодиодный.

Вам понадобятся :
1. Точечный встраиваемый мебельный светильник – 1 шт.
2. Мощный 1 Вт белый светодиод на радиаторе типа “Star” типа 3HPD-1.
3. Драйвер для мощных светодиодов типа RLD1-1 с входным напряжением 12 вольт.
4. Термоклеевой пистолет или любой клей типа “Момент”.
5. Двухжильный провод 10-15 см.
6. Термоусадочная трубка, прозрачная или любая другая. Или изолента.
7. Толика терпения, куча желания и немножко опыта работы руками.

В моем хозяйстве завалялся вот такой светильник :

Как нетрудно заметить, на задней стороне имеется наклейка, которая запрещает размещение любых предметов ближе, чем полметра от включенного светильника. Неудивительно – баллон галогенной лампы нагревается до 300 градусов, а количество излучаемого ультрафиолета достаточно для применения в солярии 😉

Вот так он выглядит изнутри – 10-20 Ваттная галогенная лампочка в керамическом патроне и отражатель.

Разбираем сей светильник до винтика. Для этого понадобится всего лишь высверлить латунную заклепку, которая фиксирует отражатель и удалить керамический патрон

Далее берем драйвер, отпаиваем проволочные ножки и припаиваем провода, к которым позже будем подключать питание:

Отрезаем кусок термоусадочной трубки, надеваем на драйвер, и подогреваем. Можно и просто изолентой обмотать. Подобрая мера позволит избежать замыкания деталей драйвера на корпус. Устанавливаем драйвер в корпусе, фиксируем термоклеем или “Моментом”. Термоклеем лучше – он удобней и им можно и провода снаружи корпуса подмазать – крепче будет.

Припаиваем светодиод, соблюдая полярность (красный-плюс, белый – минус). Смазываем нижнюю часть радиатора термоклеем (полезная вещь, пользуюсь постоянно). Можно и просто термопастой обойтись, но надо следить, чтобы после сборки светодиод имел хороший тепловой контакт с отражателем. Отражатель металлический и вполне может выполнять роль теплоотвода.

Подгибаем провода, чтобы не висели в воздухе и не создавали тени, лишнюю длину прячем внутрь. Приклеиваем светодиод. Клей сохнет несколько часов, лучше потерпеть немного. От качества приклейки будет зависеть долгая жизнь вашего светильника.

Аккуратно протираем линзу светодиода и отражатель ватной палочкой – мы изрядно залапали все это в процессе. Можно в вырезы радиатора светодиода капнуть по капельке термопасты – тепловой контакт будет чуть лучше.

Ну, и собираем так же, как разбирали. Отражатель крепить необязательно, его прижмет крышка. Подключаем питание – обычный трансформатор для галогенных ламп самой маленькой мощности.
Вот так светит наш светодиодный светильник в полной темноте, освещая бардак на моем рабочем столе 🙂

Вот так он светит при напряжении питания 5 вольт. Конфигурация отражателя дает любопытные эффекты по углам.

В общем, вот такая интересная штучка – полчаса свободного времени и 200 рублей денег, не считая светильника. Дешево, сердито и есть чем перед друзьями похвастаться 🙂

Как сделать светодиодную лампу своими руками?

Лампы накаливания давно отжили свой век, а на смену им пришли различные энергосберегающие технологии. Даже на государственном уровне с 2009 года введено ограничение на максимально допустимую мощность ламп Ильича – не более 100 Вт, с целью снизить энергопотребление бытового сегмента. Единственным камнем преткновения в массовом использовании энергосберегающих ламп является их цена. Поэтому в качестве альтернативы мы рассмотрим, как сделать светодиодную лампу своими руками из имеющихся средств.

Идея N1 – Галогенка в помощь

Наиболее простой вариант – не изобретать велосипед с нуля, а использовать для базы старую или сгоревшую лампу освещения. Среди большого разнообразия осветительного оборудования довольно широко распространены галогенные лампочки. В быту особенно популярны их модели со штырьковым цоколем G и GU поэтому изготовление светодиодного светильника мы рассмотрим на примере такой лампы.

Для работы вам потребуются такие элементы:

  • Светодиоды – обеспечивают световой поток, от их технических характеристик будет зависеть мощность самодельной лампочки. Для этих целей желательно иметь одинаковые светодиодные элементы, так как это позволит упростить расчет и принцип их соединения.
  • Резисторы – на случай, если вам понадобится ограничить ток в цепи светодиодных деталей, однако можно обойтись и без них, если сопротивления светодиодов будет достаточно при выбранной схеме соединения.
  • Клей, герметик или другой материал для закрепления светодиодных элементов.
  • Соединительные провода, основание для фиксации светодиодов в LED лампочке.
  • Слесарный инструмент (отвертки, молоток, пассатижи), паяльник для электрического соединения светодиодных и резистивных деталей.

При выборе количества светодиодов в лампе изначально составьте схему расположения на пластине, затем выберите способ их подключения – последовательное или последовательно-параллельное. Параллельную схему для самодельной LED лампы можно выбирать лишь в том случае, если каждая деталь рассчитана на 12 В или вы ограничите величину напряжения для каждого из них с помощью резистора.

Схему расположения на будущей лампе можно придумать самому, а можете использовать стандартную форму:

Рис. 1: схема расположения светодиодов

Процесс изготовления светодиодной лампочки будет состоять из следующих этапов:

  • С помощью отвертки удалите герметик от штырьков цоколя старой лампы и выбейте их молотком или пассатижами.

Рис. 2. Удалите герметик от выводов

Важно не переусердствовать, чтобы не сломать корпус.

  • Подготовьте основание для светодиодов, подойдет текстолит, гетинакс, электрокартон, также сгодиться бумага наклеенная на алюминиевый лист. Вырежьте круг подходящего диаметра по внутренним размерам галогенного прибора освещения.

Рис. 3: подготовьте основание для светодиодов

  • В соответствии с выбранной схемой расположения сделайте отверстия в основании, для этого можно использовать высечку, дырокол или нож.
  • Установите светодиоды в отверстия на основании и зафиксируйте их при помощи клея.

Рис. 4. Зафиксируйте светодиоды на основании

  • Спаяйте светодиодные элементы в лампе по такой схеме, чтобы ток, протекающий через каждый из них или отдельную группу, не превышал допустимую величину. Компоновать в группы вы можете по своему усмотрению, для ограничения силы тока можете установить в цепь резистор. При пайке обязательно соблюдайте полярность выводов.

Рис. 5. Спаяйте по выбранной схеме

  • К полученным выводам от полупроводниковых элементов «+» и «-» припаяйте два куска медного провода. Соединять их скрутками не допускается в соответствии с п.2.1.21 ПУЭ.
  • По окончанию пайки ножки и места соединения желательно покрыть или залить клеем, он будет выступать в качестве диэлектрика новой лампы.
  • Установите диск со светодиодными элементами в корпус лампочки.

Рис. 6. Установите диск в корпус

Проклейте его по периметру, чтобы закрепить на отражателе. Теперь у вас в руках готовый собранный прибор, не забудьте нанести на выводах маркировку.

Однако заметьте, что подключить лампу напрямую в сеть 220 Вольт нельзя, так как устройство будет рассчитано на 12 В.

Идея N2 – Из энергосберегающей лампочки

Люминесцентные лампы также относятся к категории энергосберегающих, однако в их состав входит токсическая ртуть, пары которой опасны для человека. К сожалению, именно колба является слабым местом этих энергосберегающих лампочек. В результате разгерметизации трубки газовая смесь выходит наружу, и устройство освещения люминесцентного светильника приходит в негодность. Однако переделать его в диодную лампочку под силу даже начинающему электрику.

Для этого вам потребуется компактная люминесцентная лампа, вышедшая со строя, несколько светодиодов и драйвер для них. Проще всего взять драйвер из светодиодной лампы, но если его под рукой нет, можно изготовить своими руками. Простейший способ изготовить драйвер – собрать схему из входного конденсатора, резисторов и моста, приведенного на схеме ниже:

Рис. 7. Схема драйвера для лампы

Процесс будет состоять из следующих этапов:

  • Разберите люминесцентную компактную лампу, однако делайте это на открытом воздухе, чтобы пары ртути не оказались в помещении.

Рис. 8: разберите люминесцентную лампу

Многие модели выполняются литыми, поэтому их придется распилить.

  • Удалите из корпуса остатки люминесцентной компактной колбы, верхнюю часть пластика и электронный блок. У вас должен остаться цоколь с выводами и пластиковый корпус.

Рис. 9. Удалите электронный блок из корпуса

  • Затем, изготовьте диск со светодиодными элементами по размерам внутреннего отверстия люминесцентной лампочки. Процедура выполнения приведена в описании предыдущей идеи.
  • Припаяйте готовый или самодельный драйвер в корпус, по габаритам он должен прятаться настолько, чтобы свободно закрывался диском.

Рис. 10. Припаяйте самодельный драйвер

  • Припаяйте и зафиксируйте диск со светодиодами при помощи клея – самодельный светильник готов.

Рис. 11. Припаяйте диск к драйверу и установите в корпус

Этот вариант светодиодной лампы вы уже можете подключать в сеть 220 В напрямую.

Идея N3 –Использование LED ленты

Еще одним способом получения светодиодной лампочки в домашних условиях является сборка светильника из LED лент. По своей конструкции светодиодная лента является универсальным осветительным прибором – ее можно смонтировать практически на любую поверхность. Поэтому роль светодиодной люстры с такими лампочками может выполнять какая угодно конструкция.

Однако у диодных лент есть и весомый недостаток – для питания моделей внутренней установки используется безопасное напряжение 12 В, соответствующее требованиям п.1.7.50 ПУЭ. Для реализации такого электроснабжения необходимо устанавливать отдельный блок питания. Размеры такого преобразователя довольно внушительны, поэтому эту идею актуально реализовать в тех местах, где его можно спрятать, к примеру, в нише подвесного потолка.

  • Определите необходимую длину светодиодной ленты для лампы, исходя из требуемой яркости освещения. Как правило, для каждой модели этот параметр указывается в паспортных данных.
  • Подберите блок питания достаточной мощности для подключения выбранной длины ленты.
  • Разрежьте светодиодную полосу на отрезки по обозначенным на ней отметкам. Наиболее удобно выбирать длину отрезков по минимуму ( по 3 – 4 светодиода), их легко наклеить на любую деталь.

Рис. 12. Разрежьте светодиодную ленту

  • Разрежьте пластиковую трубу на части и приклейте на нее светодиодную ленту.

Рис. 13. Разрежьте пластиковую трубу на части и приклейте ленту

  • Припаяйте полученные отрезки параллельно по несколько кусков для одной лампы.

Рис. 14. Припаяйте нужное количество кусков ленты

  • Выводы от светодиодной ленты подключите к цоколю, можно взять от старой лампочки накаливания, люминесцентной или присоедините напрямую к блоку питания.

Рис. 15. Подключите лампу к цоколю

Вот вы и получили собранный светильник из LED ленты, который полноценно заменит магазинную лампу. Однако заметьте, на ней имеются оголенные контакты, поэтому при установке лампы в светильник или нишу цепь должна быть обесточена.

Идея N4 – Из светодиодов

Этот способ подойдет в том случае, когда у вас есть готовый прибор освещения или хотя бы каркас под него. В качестве примера можно взять настольный светильник, бра или припотолочную люстру. Для изготовления вам понадобится светодиод или сборка из нескольких единиц, радиатор охлаждения и блок питания для мобильного телефона.

Рис. 16. Светодиодный модуль и радиатор

Следует отметить, что светодиодные элементы выбираются в соответствии с мощностью блока питания, если одного источника питания недостаточно, возьмите два.

Процесс изготовления светодиодной лампы будет состоять из следующих этапов:

  • Соотнесите габариты будущего прибора освещения, блока питания и радиатора, они должны нормально размещаться внутри корпуса.
  • При необходимости распилите пластиковый корпус блока питания и извлеките из него плату.

Рис. 17. Распилить пластиковый корпус и извлечь плату

Если запаса пространства хватает, оставьте корпус на месте, он будет выступать в роли основной изоляции.

  • Установите светодиодную сборку на радиатор охлаждения и зафиксируйте с помощью термоустойчивого клея.

Рис. 18. Установите светодиодную сборку на радиатор охлаждения

В некоторых моделях фиксацию можно произвести болтовым соединением.

  • Подключите контакты блока питания к выводам светодиода при помощи клеммного зажима.

Рис. 19. Подключите выводы

  • Подключите ввод источника лампы к сети питания напрямую. Если вы хотите заменить старую лампу, то подсоедините к выводам цоколя от старой лампы.

Рис. 20. Готовый светильник на светодиодах

Самодельная светодиодная лампа готова и ее можно включить в цепь питания напрямую.

Видео инструкция


Ссылка на основную публикацию