moje-laboratorium.pl Moje Laboratorium-portal dla ludziz pasją Krzysztof Kruszka
Related Articles
1. WYSOKIE NAPIĘCIE
Wysokie napięcie jest to nic innego jak prąd elektryczny, którego na co dzień używamy, tylko, że jego potencjał/wartość jest bardzo wysoka. Wysokie napięcie w skrócie WN, stosowane jest do przesyłu energii elektrycznej na duże odległości, minimalizując straty przesyłu. Jest to w pełni wykorzystywane w energetyce na całym świecie. Prąd przemienny jest przesyłany z elektrowni w , której przez transformator podwyższający, następnie przesyłany jest sieciami energetycznymi, które trafiają do transformatorów obniżających napięcie, Az w końcu do nas, czyli odbiorców energii elektrycznej. WN charakteryzuje to, że przy odpowiednio wysokim potencjale występuję niechciane zjawisko przebicia powietrza. Następuje jonizacja gazu, przebicie powietrza lub innego ośrodka gazowego i powstanie łuku plazmowego, będącego przewodnikiem prądu elektrycznego. W standardowych warunkach przyjmuje się, że napięcie o wartości 10kV czyli 10000V powoduje przebicie powietrza pomiędzy elektrodami rozsuniętymi na odległość 1cm. Na ta zależność wpływa wiele czynników takich jak, wilgotność, temperatura powietrza, ale także rodzaj prądu, przemienny, stały bądź materiał lub kształt elektrod pomiędzy którymi występuje przebicia. Znaczącą rolę odgrywa ciśnienie i obecność gazów szlachetnych takich jak argon, krypton, neon, ksenon.
2. DZIAŁANIE PRZETWORNICY
Działanie przedstawianej tu uniwersalnej przetwornicy wysokiego napięcia sprowadza się głównie do trzech zasadniczych elementów. Są nimi:
-transformator obniżający napięcie sieciowe,
-generator sygnały prostokątnego o danej częstotliwości,
-transformator wysokiego napięcia.
Układ generatora sygnały składa się z podstawowych elementów takich jak tranzystory mocy IRFP250, rezystory mocy, diody UF (Ultra Fast, szybkie), dławik oraz kondensator. Wygenerowany sygnał podawany jest na transformator wysokiego napięcia, który zwielokrotnia wartość napięcia ale obniżając wartość prądu, zgodnie ze wzorem na stosunek przekładni transformatora. W efekcie otrzymujemy napięcie rzędu 30kV czyli 30000V.
3. OPIS BUDOWY
Budowa całego urządzenia sprowadza się do jednej obudowy w , której zostały zamontowane podzespoły takie jak:
-transformator sieciowy obniżający napięcie do wartości około 40V,
-mostek prostowniczy z filtrem,
-układ generatora sygnału prostokątnego o zadanej częstotliwości,
-transformator wysokiego napięcia z powielaczem wewnętrznym,
-wyprowadzenia w postaci zacisków laboratoryjnych WN +/-,
-włączniki sieciowy oraz załączania układu,
-gniazdo zasilania sieciowego,
-bezpiecznik sieciowy,
-bezpiecznik układu.
4. OBSŁUGA URZĄDZENIA
Obsługa przetwornicy jest stosunkowo prosta. W celu uruchomienia przetwornicy przy pełnym napięciu, podłączamy przewód zasilający do sieci i włączamy przycisk pierwszy oznaczony napisem „Power”, który doprowadza napięcie do transformatora sieciowego. Następnie załączamy układ poprzez włączenie przełącznika opatrzonego napisem „Work”. W momencie załączenia drugiego włącznika na zaciskach laboratoryjnych, umieszczonych u góry obudowy urządzenia, pojawia się potencjał wysokiego napięcia, o wartości zbliżonej do 30kV.
W przypadku gdy chcemy skorzystać z przetwornicy, jako źródła wysokiego napięcia o płynnej regulacji wartości wyjściowej. Przetwornicę z gniazdem sieciowym łączymy z pośrednictwem autotransformatora. Pozostałe czynności wykonujemy jak w poprzednim przypadku. Poniżej przedstawiona została tabela zależności podawanego napięcia sieciowego do napięcia uzyskiwanego na wyjściu przetwornicy.
| Lp. | Napięcie wejściowe | Napięcie wyjściowe |
| 1. | 37V | 2,5kV |
| 2. | 54V | 5kV |
| 3. | 73V | 7,5kV |
| 4. | 96V | 10kV |
| 5. | 120V | 12,5kV |
| 6. | 140V | 15kV |
| 7. | 188V | 20kV |
| 8. | 226V | 25kV |
| 9. | 265V | 30kV |
Pomiar napięcia wyjściowego przetwornicy został przeprowadzony metodą bezpośrednią za pomocą miernika z sondą wysokonapięciową.
5. ZASTOSOWANIE
Przetwornica wysokiego napięcia znajduje zastosowanie przy różnorodnych urządzeniach, które właśnie do zasilania potrzebują wysokich wartości napięcia. Istnieje wiele przykładów. Są nimi między innymi: lampy wyładowcze, stosowane w aparatach cyfrowych, reklamy neonowe, w których to WN powoduje jonizacje gazu i bombardowanie luminoforu i w efekcie tego emisje światła o określonej barwie, aparatach rentgenowskich, akceleratorach i wielu innych. Prezentowana przetwornica w szczególności dedykowana jest dla szkół, a dokładniej dla pracowni fizycznych elektronicznych i elektrycznych. Dzięki niej możemy zasilać lasery gazowe, szkolne lampy rentgenowskie, katody próżniowe i inne. Za pomocą przetwornicy możemy przeprowadzić szereg badań i doświadczeń związanych z łukami plazmowymi i ich właściwościami. W załączniku został dodany spis przykładowych 14 doświadczeń, do których polecane jest zastosowanie Uniwersalnej przetwornicy wysokiego napięcia.
6. BEZPIECZEŃSTWO
UWAGA !!!
W obwodach uniwersalnej przetwornicy wysokiego napięcia występują napięcia
NIEBEZPIECZNE DLA ŻYCIA
Przetwornica wysokiego napięcia może być obsługiwana tylko przez doświadczone osoby.
Zabrania się uruchamiania przetwornicy przez niepowołane osoby.
Nie zaleca się dłuższej pracy przetwornicy niż 10 minut.
Przetwornice należy uruchamiać w dobrze wentylowanych pomieszczeniach, gdyż wyładowania wysokiego napięcia są źródłem ozonu który w dużych ilościach jest szkodliwy.
Pole elektromagnetyczne emitowane przez urządzenie może być szkodliwe dla urządzeń elektronicznych i kart bankomatowych.
Należy bezwzględnie przestrzegać zasad BHP przy pracy z uniwersalna przetwornicą wysokiego napięcia.
7. FILM:
http://www.spryciarze.pl/zobacz/jak-zrobic-przetwornice-wn-duzej-mocy
