Jonizacja powietrza i iskry
Piotrne
mam pytanie o możliwość zjonizowania powietrza tak,
aby zaczęło przewodzić prąd. Problem jest następujący:
duży kondensator ma się rozładować "iskrowo" i nadtopić
metal. Iskra ma przejść drogę około milimetra
w powietrzu. Kondensator jest naładowany do 30V.
Czy da się zainicjować rozładowanie "zewnętrzną" iskrą?
Próbowałem bez skutku użyć generatora napięcia
ok. 3kV. Taka "wysokonapięciowa" iskra przeskakuje
między elektrodami kondensatora, jednak nie inicjuje
jego rozładowania.
Przypuszczam, że badania na ten temat prowadzono sto lat
temu, ale trudno teraz znaleźć tamte dane... Może ktoś
ma doświadczenie z iskrami (?) i mógłby napisać:
- czy przy odstępie 1 milimetra możliwe jest podtrzymanie
łuku przy napięciu 30V? Jeśli nie, to od jakiego
napięcia można uzyskać stabilny łuk (tzn. stabilny
na czas kilku milisekund)?
- czy da się zainicjować taki łuk wysokim napięciem
dodatkowo podanym między elektrody? Jaka musiałaby
być ta dodatkowa iskra, żeby to zadziałało (napięcie,
czas trwania, prąd)?
To pewnie dałoby się eksperymentalnie zmierzyć,
ale nie mam odpowiedniego oprzyrządowania... Mam nadzieję,
że ktoś już takie rzeczy mierzył i może pomóc.
Pozdrawiam
Piotr
grg12
> Witam,
>
> mam pytanie o możliwość zjonizowania powietrza tak,
> aby zaczęło przewodzić prąd. Problem jest następujący:
> duży kondensator ma się rozładować "iskrowo" i nadtopić
> metal. Iskra ma przejść drogę około milimetra
> w powietrzu. Kondensator jest naładowany do 30V.
Czyżbyś budował mikro spawarkę typu "PUK"? O ile wiem w tych spawarkach
wyładowanie inicjuje się zwyczajnie przystawiając elektrodę do
materiału, a kiedy prąd zacznie płynąć elektromagnes cofa igłę.
Piotrne
> Czyżbyś budował mikro spawarkę typu "PUK"? O ile wiem w tych spawarkach
> wyładowanie inicjuje się zwyczajnie przystawiając elektrodę do
> materiału, a kiedy prąd zacznie płynąć elektromagnes cofa igłę.
Tak, to ma być coś takiego. Przy dotykaniu elektrodą metalu
elektroda szybko się niszczy, mimo cofania. Może przy
wyładowaniu w powietrzu byłoby lepiej, chociaż pewnie
i tak nadtopią się dwa końce iskry. Ale chciałem sprawdzić.
Pytałem już o jonizację i parametry łuku na grupie "elektronicznej",
ale niestety nie otrzymałem odpowiedzi... Może fizycy wiedzą coś
o prądzie :)
Pozdrawiam
Piotr
Szczepan Białek
Użytkownik "Piotrne" <piot...@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:iae19e$66f$1...@news.onet.pl...
> Witam,
>
> mam pytanie o możliwość zjonizowania powietrza tak,
> aby zaczęło przewodzić prąd. Problem jest następujący:
> duży kondensator ma się rozładować "iskrowo" i nadtopić
> metal. Iskra ma przejść drogę około milimetra
> w powietrzu. Kondensator jest naładowany do 30V.
Obrabiarki EDM pracują na takim napięciu ale tam jest nie kondensator a
raczej przerywany prąd stały.
> Czy da się zainicjować rozładowanie "zewnętrzną" iskrą?
> Próbowałem bez skutku użyć generatora napięcia
> ok. 3kV. Taka "wysokonapięciowa" iskra przeskakuje
> między elektrodami kondensatora, jednak nie inicjuje
> jego rozładowania.
W obrabiarce elektrody się zbliżają prawie do styku. Iskra skacze i robią
się dołki w elektrodach.
>
> Przypuszczam, że badania na ten temat prowadzono sto lat
> temu, ale trudno teraz znaleźć tamte dane... Może ktoś
> ma doświadczenie z iskrami (?) i mógłby napisać:
>
> - czy przy odstępie 1 milimetra możliwe jest podtrzymanie
> łuku przy napięciu 30V? Jeśli nie, to od jakiego
> napięcia można uzyskać stabilny łuk (tzn. stabilny
> na czas kilku milisekund)?
Przebicie 1 mm powietrza między elektrodami o średnicy 5 cm następuje przy
4700V.
Dla igieł będzie znacznie mniej.
>
> - czy da się zainicjować taki łuk wysokim napięciem
> dodatkowo podanym między elektrody? Jaka musiałaby
> być ta dodatkowa iskra, żeby to zadziałało (napięcie,
> czas trwania, prąd)?
Kondensator rozladowuje się oscylacyjnie. Pewnie tylko napiecie wystarczy.
>
> To pewnie dałoby się eksperymentalnie zmierzyć,
> ale nie mam odpowiedniego oprzyrządowania... Mam nadzieję,
> że ktoś już takie rzeczy mierzył i może pomóc.
Stare obrabiarki elektroiskrowe miały układ RLC. A jeszcze starsze tylko C.
S*
Szczepan Białek
> grg12 pisze:
>
>> Czyżbyś budował mikro spawarkę typu "PUK"? O ile wiem w tych spawarkach
>> wyładowanie inicjuje się zwyczajnie przystawiając elektrodę do materiału,
>> a kiedy prąd zacznie płynąć elektromagnes cofa igłę.
>
> Tak, to ma być coś takiego. Przy dotykaniu elektrodą metalu
> elektroda szybko się niszczy, mimo cofania.
Przy prądzie stałym "niszczy" się tylko ta elektroda z której wyskakują
elektrony.
Przy rozładowaniu kondensatora obie. Ale to zależy też od materiału.
Elektroda z wolframu lub grafitu się nie niszczy.
>Może przy
> wyładowaniu w powietrzu byłoby lepiej, chociaż pewnie
> i tak nadtopią się dwa końce iskry. Ale chciałem sprawdzić.
> Pytałem już o jonizację i parametry łuku na grupie "elektronicznej",
> ale niestety nie otrzymałem odpowiedzi... Może fizycy wiedzą coś
> o prądzie :)
W przemyśle wiedzą.
S*
Piotrne
http://pattech.pl/produkt.php?pid=2
Tam jest ruchoma elektroda, odskakuje po rozpoczęciu
rozładowania baterii kondensatorów. Nie wiem, czy
odstęp jest stały podczas całego rozładowania
(trwającego do 30 milisekund), pewnie nie.
Ale chciałem to zrobić "bezdotykowo" i stąd moje
pytania. Bo iskra "wysokonapięciowa" między elektrodami
naładowanego kondensatora przeskakuje, a nie powoduje to
rozpoczęcia rozładowania kondensatora. Coś więc trzeba
zmienić, ale jeszcze nie wiem co (napięcie kondensatora,
czas trwania iskry, jeszcze podwyższyć wysokie napięcie).
Łuk elektryczny na pewno da się zapalić iskrą, ale
w znanych urządzeniach parametry napięciowe są trochę
inne.
P.
Szczepan Białek
> Bardzo dziękuję za odpowiedź. Oglądałem takie coś:
>
> http://pattech.pl/produkt.php?pid=2
>
> Tam jest ruchoma elektroda, odskakuje po rozpoczęciu
> rozładowania baterii kondensatorów. Nie wiem, czy
> odstęp jest stały podczas całego rozładowania
> (trwającego do 30 milisekund), pewnie nie.
TIG to Tungstent Inert Gas. Elektroda jest z tungstenu czyli wolframu.
Tu musi być prąd stały. Taki można też uzyskać z kondensatora. Pewnie uklad
RC.
>
> Ale chciałem to zrobić "bezdotykowo" i stąd moje
> pytania. Bo iskra "wysokonapięciowa" między elektrodami
> naładowanego kondensatora przeskakuje, a nie powoduje to
> rozpoczęcia rozładowania kondensatora. Coś więc trzeba
> zmienić, ale jeszcze nie wiem co (napięcie kondensatora,
> czas trwania iskry, jeszcze podwyższyć wysokie napięcie).
> Łuk elektryczny na pewno da się zapalić iskrą, ale
> w znanych urządzeniach parametry napięciowe są trochę
> inne.
Nic nie piszesz o kształcie elektrody. W TIG jest igła.
Podejrzewam że kondensator ładowany jest do 230V. To napiecie zapala łuk.
Elektrony wylatują z wolframowj igly. 230V wystarczy do zapalenia. Potem
napięcie spada bo jest R. Bez R elektrony oscylują i rozpylają materiał z
obu elektrod.
Wszystko to badano w latach czterdziestych.
Zauważono też że przy malych mocach idealnie pracuje elektroda miedziana.
Tlenrk miedzi jest półprzewodnikiem i przepuszcza elektrony tylko do miedzi.
Znikają oscylacje (mimo układu RLC) i niszczony jest tylko materiał
obrabiany.
Teraz stosuje się prąd stały przerywany (impulsy) i materiał elektrody nie
ma znaczenia.
S*
grg12
> Bardzo dziękuję za odpowiedź. Oglądałem takie coś:
>
> http://pattech.pl/produkt.php?pid=2
>
> Tam jest ruchoma elektroda, odskakuje po rozpoczęciu
> rozładowania baterii kondensatorów. Nie wiem, czy
> odstęp jest stały podczas całego rozładowania
> (trwającego do 30 milisekund), pewnie nie.
>
> Ale chciałem to zrobić "bezdotykowo" i stąd moje
> pytania. Bo iskra "wysokonapięciowa" między elektrodami
Niezupełnie to czego szukasz ale może się przyda:
http://frikkieg.blogspot.com/
http://www.pittnerovi.com/jiri/hobby/electronics/welder/index.html
Waldemar Krzok
Możesz spróbować układ zapłonowy lamp wyładowczych (samochodowych). W
sumie musisz stabilizować prąd tak długo jak się da. Napięcie zapłonu
tych lamp to jakieś 25kV.
Waldek
Tadeusz
Użytkownik "Waldemar Krzok" <wald...@zedat.fu-berlin.de> napisał w
wiadomości news:8j8287...@mid.uni-berlin.de...
doskonałym stabilizatorem napięcia.
I to znacznie wyższego niż zakładane 30V. W USA jest do dzisiaj stosowane
110V, przyjęte w okresie gdy oświetlenie było łukowe. W związku z tym, nawet
gdy w twoim obwodzie przeskoczy dodatkowo wywołana iskra to łuk zgaśnie
przed rozładowaniem się kondensatora.
Powinno pomóc włączenie w obwód rozładowania w szereg z kondensatorem
odpowiednio dobranej indukcyjności, która zapewni ciągłość prądu.
pozdrawiam
grg12
>> Waldek
> Mo�e jednak elektryk, (elektronik) wniesie co� do sprawy. �uk jest
> doskona�ym stabilizatorem napi�cia.
Że co???? Łuk elektryczny ma ujemną rezystancję dynamiczną (wartość jego
rezystancji spada ze wzrostem prądu) - co czyni z niego wspaniały
"destabilizator" napięcia. Szczerze mówiąc gdybym szukał czegoś mniej
nadającego się na stabilizator napięcia to miałbym problem :)
> I to znacznie wy�szego ni� zak�adane 30V. W USA jest do dzisiaj stosowane
> 110V, przyj�te w okresie gdy o�wietlenie by�o �ukowe. W zwi�zku z tym, nawet
> gdy w twoim obwodzie przeskoczy dodatkowo wywo�ana iskra to �uk zga�nie
> przed roz�adowaniem si� kondensatora.
No - trochę ładunku w tym kondensatorze zostanie, ale niewiele. Napięcie
zapłonu łuku jest DUŻO wyższe od napięcia go podtrzymującego.
Neonówka (lub iskiernik) przypięte do kondensatora ładowanego przez
rezystancję do wysokiego napięcia tworzą najprostszy generator
relaksacyjny. Palnik lampy błyskowej (łuk w butelce) wysysa kondensatory
prawie do zera. Każdy kto się bawił generatorem wysokiego napięcia (np.
takim
http://www.aaroncake.net/circuits/Solid_State_Tesla_Coil_Circuit.asp )
albo "drabiną jakubową" wie że żeby zapalić łuk trzeba zbliżyć elektrody
na małą odległość, ale jak już się pali - można je rozsunąć całkiem
daleko. W moim generatorze (trafo W.N. z telewizora + prosty generator
na dwóch 2N3055) łuk zapalał się kiedy elektrody były w odległości około
1cm, ale potem można go było rozciągnąć do 5cm. Co więcej - maksymalna
odległość na jaką da się rozciągnąć łuk bardziej zależy od wydajności
(mocy) generatora niż od jego napięcia max.
Kolega chce zapalić łuk (zasilany z kondensatora głównego o stosunkowo
niskim napięciu) przez zjonizowanie powietrza w przerwie iskrowej
wyładowaniem W.N. co zasadniczo powinno działać (o ile wiem taki coś
jest stosowane w spawarkach (jonizator do spawarki elektrycznej) - jeśli
nie działa - prawdopodobnie iskra ma zbyt mało energii. Może coś takiego
http://allegro.pl/wyprzedaz-jonizator-do-spawarek-elektrycznych-i1239876890.html
by pomogło?
tadeusz
Użytkownik "grg12" <gr...@chello.at> napisał w wiadomości
news:477a2$4cd99ea3$506cdd75$11...@news.chello.at...
>W dniu 2010-11-09 18:28, Tadeusz pisze:
>>> Waldek
>> doskona?ym stabilizatorem napi?cia.
>
> Że co???? Łuk elektryczny ma ujemną rezystancję dynamiczną (wartość jego
> rezystancji spada ze wzrostem prądu) - co czyni z niego wspaniały
> "destabilizator" napięcia. Szczerze mówiąc gdybym szukał czegoś mniej
> nadającego się na stabilizator napięcia to miałbym problem :)
>
>
opisem powstawania iskier.
Jednak gdy chodzi o zrozumienie zjawiska stabilizacji napięcia na dwójniku
to masz problem.
Zjawisko spadku rezystancji przy wzroście prądu w dwójniku stabilizuje
napięcie na nim.
Łatwo to zauważyć pobieżnie choćby analizując prawo Ohma.
Charakterystyki łuku można znaleźć np. na rys. 5.3 dokumentu:
http://www.freewebs.com/eltermia/NAGRZEWANIE_LUKOWE.pdf
gdzie na rys a i b doskonale widać niezłą stałość napięcia w funkcji prądu.
Specjalistom elektronikom znane były lampy, stabilizatory napięcia oparte na
tym zjawisku. (np. SG4S)
Podsumowując, niepotrzebnie pisałem o stabilizacji napięcia co w tym
przypadku jest wtórne.
Na tym kończę dyskusję z mojej strony, gdyż wydaję mi się, że coraz mniej
pasuje do grupy Fizyka..
pozdrawiam i życzę sukcesów we wdrożeniu projektu inicjatorowi wątku.
Tadeusz
Szczepan Białek
Użytkownik "tadeusz" <tade...@o2.pl> napisał w wiadomości
news:ibdona$4gn$1...@pippin.nask.net.pl...
Każdy pasuje do tej grupy.
Różne punkty widzenia pomagają lepiej widzieć.
Łuk równolegle do żarówki stabilizuje napiecie.
Łuk rónolegle do szeregowego LC to " wspaniały"destabilizator" napięcia".
Takie były pierwsze wytwórnie drgań niegasnących.
Pewnie trzeba ustalić co jest przyczyną a co skutkiem.
Albo że obaj macie rację.
S*