Демонстрация электрической дуги в школе , Требуется помощь в создании устройства для демонстрации дуги на уроках Опции

[feo7]

Добрый день. Я по образованию учитель физики и в курсе физики дети проходят электрическую дугу. Ранее электрическую дугу демонстрировали на заводских установках. Был источник питания, "бокс" с затемненным окном, в которых вставлены 2 угольных стержня. Два стержня могли сводиться и разводиться с помощью элементарного резьбового устройства. При их сведении они сильно нагревались, а когда их разводили, возникала дуга, которая была прекрасно видна в затемненное окно.
Недавно ради интереса попросил поварить нержавейку. Аппарат блювелд, марки не знаю, но сварка в среде кажется аргона вольфрамовым электродом и присадкой. Тогда же и возникла идея о создании новой демонстрационной установки.
Заранее всем говорю, что я преподаватель и в сварке соображаю не то что бы чуток - вообще не соображаю.
По памяти вспоминаю, как генерировалась дуга. Между листом нержавейки и электродом проскакивала искра и возникала дуга. Я так понимаю, что искра "делает" проводящий канал в газе и по этому проводящему каналу начинает течь большой (достаточный для демонстрации) ток. Начал рыть в инете, каким образом генерируется искра и т.д. Нашел кое-что, собрал простенький осциллятор, на него ссылка http://www.pro-radio.ru/user/uploads/163842.jpg.
Вместо катушки я взял автомобильную катушку от Волги. получил искру до 2,5 см. Однако задача состоит в том, чтобы взять (расчитать и сделать или вообще без транса что-то собрать) небольшой трансик (сварочный 25кг в школе не нужен), оснастить его осциллятором для бесконтактного поджига дуги.
В качестве разрядника я собираюсь использовать 2 вольфрамовых электрода.
Заранее благодарен всем тем, кто поможет собрать мне школьную установку. Как соберу, обязательно выложу фото и видео работы такого "сварочника".

[spesso]

Поубиваете деток. Не жалко?

[Глэн]

ну может и не поубивает, но зрение попортить может...

[Мойсеич]

Шутники... Написано ж:"через затемненное стекло". А вам такого в школе не показывали?

[feo7]

Деток-то не поубивает. Правильно заметил "Мойсеич" - через затемненное стекло, с другой стороны "бокса" стекла нет и свет от дуги идет на доску или потолок - для демонстрации того, насколько яркая дуга, но в этом случае глазам тоже ничего не грозит.
У меня есть латр небольшой. Мощности не знаю, но провод 0,5, сердечник внешним диаметром 120, высота 70.
В инете видел сварочники, сделанные на основе латра. Но пока не решился с трансом, со схемой поджига дуги. Хотелось бы услышать ответы специалистов.

[kolodok]

Однако задача состоит в том, чтобы взять (расчитать и сделать или вообще без транса что-то собрать) небольшой трансик

учителю физике на заметку!!самый простой способ демонстрации дуги. только демонстрации.
эт злектро шокер!! меж двух злектродов происнодит разряд. и дугу прекрасно видно!!
да и детки бузить не будут можно самому сделать .а можно купить готовый!!

[feo7]

учителю физике на заметку!!самый простой способ демонстрации дуги. только демонстрации.
эт злектро шокер!! меж двух злектродов происнодит разряд. и дугу прекрасно видно!!
да и детки бузить не будут можно самому сделать .а можно купить готовый!!

Дуга - это частный случай разряда. Шокер дает высоковольтный разряд. В принципе это тоже дуга, но когда нужно будет говорить о применении в промышленности и технике, что скажете - для самообороны.

Нужно показать настоящую мощную дугу. Задача состоит именно в этом. Прошу больше не предлагать шокеры и иные высоковольтные устройства. По ним есть форум любителей высоких напряжений. Но это другая тема.

да и детки бузить не будут

Детки бузить будут при любом раскладе, под угрозой любых видов оружия...

[Глэн]

значит дугу от катушки зажигания авто можно не предлагать для демонстрации?!

[feo7]

значит дугу от катушки зажигания авто можно не предлагать для демонстрации?!

Нужно сделать достойную замену морально устаревшего школьного оборудования. Демонстрировать высоковольтный разряд в школе можно много чем.

Сообщение отредактировал feo7 - 16.7.2010, 12:55

[кустарь одиночка...]

feo7, Эт конечно только моё скромное мнение.Но объяснить физику процесса можно демонстрируя дугу строчником например.А мощную дугу детишкам неплохо показать на внешкольном уроке.Проводить данный урок на предприятии использующим сварочные технологии.С средствами защиты глаз есно.Вот такой Ваш урок детишки запомнят надолго.

[САНЕК]

feo7
Если у вас есть ЛАТР,мотнуть вторичку не проблема,и демонстрировать дугу на угольных электродах-какие проблемы?
Расчитать,попросите Колобка,он на этих ЛАТРах зуб сьел.Или готовый,с расчётами,посмотрите в ветке"Сварка проводов в распред коробках"там много вариантов.


Народ,а чё все такие злые?Так и хотят детям какую нить гадость подкинуть.

[iban2]

Посмотрите здесь: http://flyback.org.ru/

[feo7]

feo7, Эт конечно только моё скромное мнение.Но объяснить физику процесса можно демонстрируя дугу строчником например.А мощную дугу детишкам неплохо показать на внешкольном уроке.Проводить данный урок на предприятии использующим сварочные технологии.С средствами защиты глаз есно.Вот такой Ваш урок детишки запомнят надолго.

Физику процесса можно объяснить при демонстрации дуги от строчника. Но я предпочитаю объяснять то, что демонстрирую, и считаю это правильным. В школьной физике проходят разные типы разрядов и мы все их показываем.
Насчет внешкольного урока - нереально в современных условиях.

Уважаемые форумчане, я создал ветку не для того чтобы спросить, как можно продемонстрировать, а для того, КАК СДЕЛАТЬ это устройство?

feo7
Если у вас есть ЛАТР,мотнуть вторичку не проблема,и демонстрировать дугу на угольных электродах-какие проблемы?
Расчитать,попросите Колобка,он на этих ЛАТРах зуб сьел.Или готовый,с расчётами,посмотрите в ветке"Сварка проводов в распред коробках"там много вариантов.


Народ,а чё все такие злые?Так и хотят детям какую нить гадость подкинуть.

Согласен, что ЛАТР мотнуть не проблема, но для начала меня интересует в принципе возможность реальзиции бесконтактного поджига электрической дуги от осциллятора, а источник тока - трансик. Можно ли зажечь дугу бесконтактным способом в среде воздуха? Кто-нибудь сможет дать однозначный ответ по этому вопросу?

Посмотрите здесь: http://flyback.org.ru/

Тут был. Высоковольтные разряды меня сейчас не интересуют. С ними таких сложностей нет.

feo7
демонстрировать дугу на угольных электродах-какие проблемы?

Просто стержней нет. Самому выпиливать из куска угля.........
Хотелось бы современней как-то, чтобы пожиг дуги был искровой. Тем более, что кое-какие элементы будущего "сварочника" у меня уже есть.

[кустарь одиночка...]

feo7, Зачем самому выпиливать?ВотИль от батарейки.А прошить воздух строчником с синхронизатором напр,ветки по осциляторам посмотрите на тут.Вообще Ваша проблема простая,только почитать форум надо маленько До начала учебного года надеюсь управитесь.

[feo7]

feo7, Зачем самому выпиливать?ВотИ

У нас на дворе все-таки 21-й век, хочется современно.
Я тут собрал элементарную схемку, ссылка на видео тут http://www.youtube.com/watch?v=J7GExb4SX8U - схема запитана ЛАТРом на 7,5КВт, напряжение на дугу подавалось в районе 150В.
и вот тут с небольшим трансформатором http://www.youtube.com/watch?v=GmEBV6jDgNk - схема запитана развязывающим трансформатором на 250ВА. вторичку мотал проводом 0,5 100 витков, напруга на выходе на ХХ - 110В.
Но проблема в нестабильности дуги. С обоими источниками тока дуга не стабильно. Я так понимаю, что стабильность зависит от рода тока и ВАХ источника.
Схема осциллятора простая и лежит http://www.pro-radio.ru/user/uploads/163842.jpg

Кто скажет, как достичь стабильную дугу?

Сообщение отредактировал feo7 - 20.7.2010, 11:57

[NikELektrik]

Графитные электроды очень дорого стоят, у нас варят ими сварщики, говорили вроде один больше тысячи стоит, видел лично как варят ими, электрод нагреваеться докрасна.

[feo7]

Графитные электроды очень дорого стоят, у нас варят ими сварщики, говорили вроде один больше тысячи стоит, видел лично как варят ими, электрод нагреваеться докрасна.

Более того, все, что стоит выше 100 или 1000р (точно не помню), все закупается по тендеру. Поэтому я и создал ветку, чтобы сделать на вольфрамовых электродах - к ним у меня свободный доступ.

[Roman D]

Отчего не сделаете трансформатор Тесла? Небольшой, сантиметров 30?

[Maxim_Z]

Графитные электроды очень дорого стоят, у нас варят ими сварщики, говорили вроде один больше тысячи стоит, видел лично как варят ими, электрод нагреваеться докрасна.

Ерундой не занимайтесь, там же не часами самолёты вражеские рассматривать дуговым фонарём...

Возмите пяток конченных батареек АА, два электрода графитных наковыряются без потерь.

Смысл заморачиваться с осцилляторами малоочевиден, проще рукой зажечь. А то посадить могут, за случайную гибель в ходе учебного процесса.

Напряжение в районе 20 Вольт, трансформатор от лампового телека, ТС-270 какой-нибудь. Вторички смотаете не разбирая каркас, намотаете новую изолированным монтажным проводом ПВ-3 1х10 в районе 20-30 витков. Дёшево, сердито и безопасно.

В качестве конструктива можно найти любительский фотоувеличитель, в бочину стёкло Э-5 от сварочной маски, например

[feo7]

Отчего не сделаете трансформатор Тесла? Небольшой, сантиметров 30?

Ну почему же не сделали. Я выше писал, что показываю мощную дугу. Трансформатор Теслы намотан, у меня знакомые занимаются им. Но показывать искровой разряд или маломощную дугу я у могу и без трансформатора Теслы.

Ерундой не занимайтесь, там же не часами самолёты вражеские рассматривать дуговым фонарём...

Возмите пяток конченных батареек АА, два электрода графитных наковыряются без потерь.

Можно и так сделать, но кое-что я уже собрал, ссылки на видео смотрите тут http://www.youtube.com/watch?v=J7GExb4SX8U
и тут http://www.youtube.com/watch?v=GmEBV6jDgNk

Смысл заморачиваться с осцилляторами малоочевиден, проще рукой зажечь. А то посадить могут, за случайную гибель в ходе учебного процесса.

Ну понимаете вы или не понимаете, что я хочу именно бесконтактный способ образования дуги.
Случайная гибель - вопрос не обсуждается. Убить может на уроке физики хоть чем...

Напряжение в районе 20 Вольт, трансформатор от лампового телека, ТС-270 какой-нибудь. Вторички смотаете не разбирая каркас, намотаете новую изолированным монтажным проводом ПВ-3 1х10 в районе 20-30 витков. Дёшево, сердито и безопасно.
В качестве конструктива можно найти любительский фотоувеличитель, в бочину стёкло Э-5 от сварочной маски, например

Сам конструктив - вопрос для меня не сложный, важна сама схема получения устойчивой дуги.
Спасибо за совет с трансиком от питания телевизора - не проблема. Сейчас у меня есть трансик более мощный, экспериметирую с ним. Стабильной дуги пока не получил, видимо, не подходящая характеристика самого трансформатора.

[Roman D]

Мне имхо, что применение полноразмерной мощной дуги в качестве наглядного пособия опасно для окружающих, вплоть до пожара, тяжелых ожогов и повреждения сетчатки глаза.. Вы б ещё карманную атомную бомбу сделали.
И затемненное стекло вылетит, и изоляция пробьётся.
Вам предлагали недорогую относительно безопасную замену данному наглядному пособию. Нет, вынь да положь ДУГУ!!!
Я б такого учителя физики запер бы в одной лаборатории с его продвинутым коллегой.
Пора тему закрывать.

Сообщение отредактировал Roman D - 20.7.2010, 20:26

[Maxim_Z]

Стабильной дуги пока не получил, видимо, не подходящая характеристика самого трансформатора.

Сдаётся мне, что дело не в трансформаторе, хотя бы потому, что жёсткость полукиловаттного тр-ра под большим сомнением, а в том, что Вы пытаетесь применить во что бы то не стало вольфрамовые (металлические) электроды - нужно затратить серьёзную мощность, дабы случилось испарение вольфрама для ионизации "облака".

Попробуйте, из металлов, вольфрам-медь. Только учтите, что медь тоже тяжелый металл и дышать надо не часто.

Как ни крути, сварочник получится©

Щас платят учителям физики за вредные условия труда?

[feo7]

Мне имхо, что применение полноразмерной мощной дуги в качестве наглядного пособия опасно для окружающих, вплоть до пожара, тяжелых ожогов и повреждения сетчатки глаза.. Вы б ещё карманную атомную бомбу сделали.
И затемненное стекло вылетит, и изоляция пробьётся.

Школьное оборудование для демонстрации дуги на угольных электродах спокойно выдерживает мощную дугу размером до двух сантиметров, поэтому ничего там не вылетит, ожоги исключены, сетчатка глаз останется без ожогов.

Вам предлагали недорогую относительно безопасную замену данному наглядному пособию. Нет, вынь да положь ДУГУ!!!

Замену нужно не дуге, а школьному оборудованию для демонстрации дуги. Огромное спасибо за вашу замену, к сожалению, она не нужна!

Я б такого учителя физики запер бы в одной лаборатории с его продвинутым коллегой.
Пора тему закрывать.

Думаю, действительно, пора. Толком никто не ответил насчет стабильности дуги. Ну что ж, тогда буду сам дорабатывать оборудование.

Сдаётся мне, что дело не в трансформаторе, хотя бы потому, что жёсткость полукиловаттного тр-ра под большим сомнением, а в том, что Вы пытаетесь применить во что бы то не стало вольфрамовые (металлические) электроды - нужно затратить серьёзную мощность, дабы случилось испарение вольфрама для ионизации "облака".
Попробуйте, из металлов, вольфрам-медь. Только учтите, что медь тоже тяжелый металл и дышать надо не часто.

Пробовал разные трансформаторы. Латр на 7,5 Квт при выходном напряжении 150В не дает стабильности. Развязывающий трансформатор на 250ВАи ЛАТР примерно на 500ВТ дает более стабильную дугу при напряжении на хх 110В. Сдается, что все-таки от характеристики ВАХ транса есть зависимость стабильности дуги. Сейчас электроды на разряднике латунные. Вольфрамовые собирался использовать, потому что более надежные.
Я попробую с разными электродами. Спасибо!

[Сунцов Денис]

когда был пионером, дома тоже захотел на дугу посмотреть.
самая простая схема и устойчивая дуга получилась на 220 в напрямую из розетки , балласт - 2 утюга параллельно, далее через мост из Д247. электроды - от батареек были
горела не очень ярко, но ОЧЕНЬ устойчиво, тянулась на 1,5 см

[feo7]

когда был пионером, дома тоже захотел на дугу посмотреть.
самая простая схема и устойчивая дуга получилась на 220 в напрямую из розетки , балласт - 2 утюга параллельно, далее через мост из Д247. электроды - от батареек были
горела не очень ярко, но ОЧЕНЬ устойчиво, тянулась на 1,5 см

Вот это по-нашему! Конкретный вопрос - конкретный ответ!

[САНЕК]

когда был пионером, дома тоже захотел на дугу посмотреть.
самая простая схема и устойчивая дуга получилась на 220 в напрямую из розетки , балласт - 2 утюга параллельно, далее через мост из Д247. электроды - от батареек были
горела не очень ярко, но ОЧЕНЬ устойчиво, тянулась на 1,5 см

Что то мне напоминает Коляна,когда он пытался устроиться на работу в качестве ШИМа

[Maxim_Z]

Что то мне напоминает Коляна,когда он пытался устроиться на работу в качестве ШИМа

Не взяли, скорее всего- слишком высокие требования к соискателю, "в ЦК-то не дураки"©

Прежде чем идти на должность ШИМ нужно года три отработать "электронным человечеком" хотя бы в токовом зеркале у Хорвица с Хиллом...

[Urii 08]

когда был пионером
самая простая схема и устойчивая дуга получилась на 220 в напрямую из розетки , балласт - 2 утюга параллельно, далее через мост из Д247. электроды - от батареек были
горела не очень ярко, но ОЧЕНЬ устойчиво, тянулась на 1,5 см

Пожалуй,самый информативный ответ. Просматриваюся, достаточно высокое (200-300В) напряжение ХХ, крутопадающая характеристика, выпрямитель, угольные электроды в качестве скажем так-плазмообразующего материала.
Также напрашивается дроссель по "постоянке". В свои пионерские годы наблюдал устойчивую дугу с током 2 А при размыкании под напряжением обмотки возбуждения коллекторного двигателя на пару Квт мощи. Индуктивность подобного дросселя естественно не мерял, но думаю, она весьма приличная.
Поджиг - скорее механический. Осцилятор, коих на форуме море, обеспечит пробой воздушного промежутка, но не сможет разогреть канал пробоя в воздухе и концы электродов до состояния плазмы, способной пропустить силовой ток в размерах, достаточных для саморазогрева дуги.
Как заметил коллега выше, вольфрам вряд-ли покатит. Разве, что в атмосфере аргона в качестве плазмообразующего компонента. Сиё думаю в школе малорреально.

[feo7]

Поджиг - скорее механический. Осцилятор, коих на форуме море, обеспечит пробой воздушного промежутка, но не сможет разогреть канал пробоя в воздухе и концы электродов до состояния плазмы, способной пропустить силовой ток в размерах, достаточных для саморазогрева дуги.
Как заметил коллега выше, вольфрам вряд-ли покатит. Разве, что в атмосфере аргона в качестве плазмообразующего компонента. Сиё думаю в школе малорреально.

Поджиг будет бесконтактный. Об этом я писал выше.
Я видео выкладывал. Там дуга пока несколько мм, но это временно. В качестве электродов на разряднике латунные болтики. Судя по тому, что я использовал разные источники тока, образовать дугу реально, но дело за ВАХ источника (на 50%).
Атмосфера все-таки будет воздух. Угольные стержни исключены.
Сейчас остановился на том, что ток должен быть постоянка, буду играться с дросселями. Как получу устойчивую дугу, займусь осциллятором.

[DmitriyMon]

Сам конструктив - вопрос для меня не сложный, важна сама схема получения устойчивой дуги.
Спасибо за совет с трансиком от питания телевизора - не проблема. Сейчас у меня есть трансик более мощный, экспериметирую с ним. Стабильной дуги пока не получил, видимо, не подходящая характеристика самого трансформатора.

Стабильную дугу легко получить если источник тока будет постоянным, напряжением от 50В и выше, при этом силовой трансформатор должен иметь обмотки, первичная и вторичная, разнесёнными друг от друга, чтобы при нагрузке создать круто падающую ВАХ.
Стабильная дуга, так же сильно зависит от максимального тока источника и расстояния между электродами.
Берём источник тока на 50В, с разнесённой первичкой от вторички, желательно поставить последовательно ТЭН на 3-5 кВт или реостат, затем ставим диодный мост, после моста источника тока, поставить, в паралель, конденсатор на 3 мкФ и варистор 20К101, за тем, последовательно дроссель на ферите от строчника, витков 10, диаметр согласно максимального тока дуги и разрядник.
Параллельно разряднику ставите свой поджиг с ВВ 4-х выводной, катушкой от автомобиля, последовательно один ВВ провод, через конденсатор 450 пФх25кВ от лампового телевизора, и в разрыв кнопку по первичке, для поджига пилотной дуги.

Удачи!

Сообщение отредактировал DmitriyMon - 2.8.2010, 16:38

[Anatoli]

давно в детсве игралса трансформатором 220/10000 с выходным током 26мА, который применялса для питания ксеноновых или неоновых ламп в вывесках магазинов. Дак там когда дугу зажыгал и растягивал до 4 см, звук и сила света как будто 4 мм электродом режеш на токе 300А.

[feo7]

Стабильную дугу легко получить если источник тока будет постоянным, напряжением от 50В и выше, при этом силовой трансформатор должен иметь обмотки, первичная и вторичная, разнесёнными друг от друга, чтобы при нагрузке создать круто падающую ВАХ.
Стабильная дуга, так же сильно зависит от максимального тока источника и расстояния между электродами.
Берём источник тока на 50В, с разнесённой первичкой от вторички, желательно поставить последовательно ТЭН на 3-5 кВт или реостат, затем ставим диодный мост, после моста источника тока, поставить, в паралель, конденсатор на 3 мкФ и варистор 20К101, за тем, последовательно дроссель на ферите от строчника, витков 10, диаметр согласно максимального тока дуги и разрядник.
Параллельно разряднику ставите свой поджиг с ВВ 4-х выводной, катушкой от автомобиля, последовательно один ВВ провод, через конденсатор 450 пФх25кВ от лампового телевизора, и в разрыв кнопку по первичке, для поджига пилотной дуги.

Удачи!

Спасибо! Сейчас я получил достаточно устойчивую дугу на постоянке. Правда, поджиг контактный. Видео можно глянуть тут^
http://www.youtube.com/watch?v=mYVhxA54cd0
Обязательно повторю схему! Спасибо за ответ по существу.

[DmitriyMon]

Спасибо! Сейчас я получил достаточно устойчивую дугу на постоянке. Правда, поджиг контактный. Видео можно глянуть тут^
http://www.youtube.com/watch?v=mYVhxA54cd0
Обязательно повторю схему! Спасибо за ответ по существу.

Посмотрел Ваше видео - впечатляет!
Вы пробуете поджигать дугу на алюминии, и это очень трудно делать, из за оксидной плёнки, осциллятор должен помочь, лучше конечно на нержавейки.
Чтобы электрод, который держите в руках, меньше раскалялся, подсоедините его к МИНУСУ, а болванку к ПЛЮСУ, катод греется значительней меньше.
А, что за паузы такие продолжительные перед поджигом дуги? Ток наверно поднимали или напругу?