6 V DC를 50 kV 이상으로 "부스트"하는 것이 실제로 가능합니까? 아니면 400kV?


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아크 제너레이터를 만들려고하는데 마르크스 제너레이터에 대해 읽었지만 아래 이미지와 같은보다 컴팩트 한 모듈을 찾고 있습니다. 내가 찾은 것은 모두 가짜 인 것처럼 보이며 실제로 광고하는 것의 1/10 미만을 공급합니다.

부스트 컨버터 (비 연속) 초고압 아크를 생성하는 신뢰할 수있는 방법이 있습니까?


800kV에서 1mA를 얻으려면 6V에서 100A 이상이 필요합니다. 더 합리적인 6A를 끌어 오기 전에 24V 전원에서 플라이 백 변압기에서 30kV를 얻었습니다.
Tom Carpenter

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@TomCarpenter 모든 기절 된 총 브랜드는 1MV와 같은 기괴한 전압을 어떻게 광고합니까? 그것들은 5A-6V에서 30µA-1MV와 같은 것입니까?
stenlan

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그들은 미터 당 1 메가 볼트를 의미 할 때 전계 강도는 1 메가 볼트라고 말할 수 있습니다. 그들은 인터넷 요금이 데이터 요금을 인용 할 때 초 당 부분을 귀찮게 떠나는 것처럼 미터당 부분을 표시하는 것을 편리하게 잊었을 수도 있습니다.
Andy 일명

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사진에있는 것은 아마도 10-20kV 일 것입니다. 800kV는 약 8 "(200mm) 이상의 아크를 발생시킬 수 있습니다. 또한 기절 된 총이라면 인간의 육체와는 다소 열악한 임피던스 일치 (비효율적 일 수 있습니다). 테이 저 개방 회로는 ~ 50kV 일 수 있지만 충격을 줄 때 전압이 ~ 1.2kV로 떨어짐
Spehro Pefhany

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플래시 카메라에서는 플래시 자체에 매우 높은 전압이 필요합니다.
quantum231

답변:


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6 V DC를 50kV 이상으로 "부스트"하는 것이 실제로 가능합니까? 아니면 400kV?

물론이야. 유사한 사양의 한 가지 일반적인 예는 (스펙만큼 크지는 않지만) 자동차에서 12V를 사용하여 점화 플러그를 발사하기 위해 수십 kV를 만드는 것입니다.

더 높은 출력 전압을 만들기 위해 동일한 개념을 확장 할 수 있습니다. 스텝 업 비율과 출력 전압을 직접 구축하는 것은 쉽지 않지만 물리학은 확실히 가능합니다.


DC-DC 부스터는 어떻게 만들어 집니까? 부스터를 만드는 주요 구성 요소는 무엇입니까?
Keno

@ 케노 : 여기에 의견이 너무 깁니다. 조회 부스트 컨버터 , 차지 펌프플라이 백 컨버터를 .
Olin Lathrop

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Van der Graaff 발전기 에서 DC 모터에 전원을 공급하는 배터리 는 백만 볼트를 매우 쉽게 생성 할 수 있습니다.-

enter image description here


백만 볼트는 매우 낙관적입니다. 큰 구를 사용하고 공기 습도가 낮은 경우 스파크 센티미터 당 30kV라고 가정하십시오. 간극보다 작은 구의 경우 30kV / cm보다 훨씬 작습니다.
Roland

1 미터의 격리 거리는 3 백만 볼트를 허용합니다.
Uwe

관련없는 발전기 수를 "부스트"로 구동하기 위해 모터를 사용한다고 생각하지 않습니다
Agent_L

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@Agent_L 제목은 "6V DC를 50kV 이상으로"부스트 "할 수 있습니까?"
Andy 일명

@Uwe 정확하게. 예를 들어 반경이 몇 미터 인 전도성 구체 사이에서 균일 한 장을 가정합니다. 그렇지 않으면 전계 강도가 작은 도체 근처에 집중되어 훨씬 낮은 전압에서 스파크가 발생합니다. 3MV로 플레이하려면 약 15 미터 이상의 홀이 필요합니다. 그것을 할 수있는 세상에는 실험실이 가득합니다. 재미 있지만 :-)
Roland

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  1. 6 볼트를 가져 와서 DC-DC 부스트 컨버터와 인버터를 통해 실행하십시오. 이제 좀 더 존경받을만한 전압으로 AC를 졸작 버립니다.
  2. 쓰레기 AC를 고체 부스트 회로에 공급하십시오 (Cockroft-Walton 전압 승수)
  3. 어떤 종류의 연속 드로우를 원할 경우 전류 제한 저항을 통해 고전압을 공급하십시오. 스파크를 원한다면 귀찮게하지 마십시오.
  4. 작동 터미널을 핥지 마십시오.

요령은 상당히 작은 공간에서 CW의 많은 단계를 어떻게 관리 할 수 ​​있는지에 있습니다. 출력 단자가 래더의 반대편에 있기 때문에 전압 절연 문제가 약간 줄어 듭니다.

이로부터 800kV를 얻을 수 있습니까? 나는 그것을 의심한다. 입력 전압에 크기를 더하기 위해 부스트 컨버터가 있고 CW가 60V를 얻는다고 가정 해 봅시다. 래더의 각 단계는 입력 전압을 출력에 추가하므로 10 단계는 여전히 600V 출력입니다. 입력 전압을 높이면 모든 구성 요소가 증가 된 전압을 처리 할 수 ​​있어야하는 비용으로 스테이지 당 부스트도 증가합니다.

적절한 등급의 구성 요소 (및 많은 구성 요소)를 사용하면 이러한 종류의 접근 방식으로 6V ~ 800kV를 밟을 수 있지만 출력 듀티 사이클은 어리 석고 다소 클 것입니다. 하나의 스파크를위한 많은 작업. CW가 실용적인 수준으로 입력을 얻으려면 플라이 백이 필요할 것입니다.이 시점에서 벽 AC를 얻고 변압기를 사용하여 CW 또는 Marx를 해당 전압까지 구동하는 것이 가장 좋습니다.

그림에서 그 일에 관해서는 ... 어쩌면 커패시터 스택? 이상한 상처 변압기? 라이덴 병?


2
Cockroft-Walton 발전기 사진을 검색 하면 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.
Malvolio

ROFL / 공감하지 않기 위해
Bob

2
@BobJarvis 참으로. 나는 DIYer를 상상하고있다. 혀가
걷히고

1
(GLaDOS 음성) 장치의 작동 끝을 핥지 마십시오. 침에 장치를 완전히 또는 부분적으로 담그지 마십시오. 그리고 가장 중요한 것은 어떤 상황에서도 –
user253751

"트릭은 터미널을
핥지

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예, 아주 쉽습니다. 1990 년대에는 실제로 "적절한"거실 TV와 같은 음극선 관이있는 휴대용 TV가있었습니다. 그것들은 커플 AA 배터리 (즉, 6V 등)를 사용하여 전력을 공급 받았다.

CRT는 스크린쪽으로 전자를 가속시키기 위해 몇 kV가 필요합니다. 따라서 실제로 그렇게 어렵지 않은 장치를 만드는 것은 –이 TV는 단순히 상품 플라이 백 변압기를 기반으로 한 것입니다.

다음 은 핸드 헬드 정전기 방전 발생기 사용법을 보여주는 비디오입니다 . 배터리로 작동되는 버전으로 제공됩니다.

매우 부지런한 EE의 손에 ESD 총

이제는 10–25kV에서 여전히 0.8MV에 이르는 방법이지만 이러한 장치에 사용되는 변압기 원리는 더 높은 전압도 허용합니다. 이러한 고전압 발생기를 구축하는 고전적인 방법은 Tesla Coils 를 참조하십시오 .

편집 : 내가 이미 그 사람을 홍보하는 경우 그의 웹 사이트 에서 테슬라 코일 드라이버 회로가 있습니다 :

테슬라 코일 드라이버

회로가 MOSFET에 통합 된 플라이 백 다이오드를 생략하고 있습니다.

보시다시피 12V에서 작동하지만 배터리에서 6V로 작동하지 않는 특별한 이유는 없습니다 (다른 트랜지스터를 사용해야 할 수도 있음). 12V는 저전압 소스와 별도의 승압 컨버터에 의해 생성 될 수도 있습니다. V_SUP는 일반적으로 더 높습니다. 여기서 코일을 높은 전력으로 구동 할 수 있도록 스텝 업 컨버터를 사용하여 6V에서 32V로 먼저 변환합니다. 스파크의 길이를 대략적으로 추측하면 약 100kV입니다.


필드가 균일하지 않으면 스파크 길이에서 전압을 측정 할 수 없습니다. 하나 또는 두 개의 컨덕터가 뾰족 해지면 모든 필드가 포인트 주위에 집중되고 필드가 로컬로 30kV / cm에 도달 할 수 있으며 아크가 시작될 수 있으며 원거리로 점프 할 수 있습니다.
Roland

내가 : "대략 추측"고 말했다 이유
마커스 뮐러

그 영화는 정말 재밌어요! 그러나 뾰족한 장치에 유의하십시오. 상대적으로 낮은 전압에서 멋진 스파크를 만들기 위해 큰 구 대신 날카로운 지점이 있습니다. 스파크는 스파크가 훨씬 더 작을 것없이 날카로운 지점에 의해 생성됩니다. 따라서 스파크 길이에서 전압을 실제로 측정 할 수 없습니다. "거의 추측"조차하지 않습니다. 당신이 10 이상으로 과대 평가할 수 있다는 것을 의미하지 않는 한.
Roland

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Q1-4에서 플라이 백 다이오드를 잊었습니까? 아니면 첫 번째 맥박이 끝날 때 그들을 폭파시키고 싶습니까?
Roland

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@Roland는 이것이 내 회로가 아니며 실제 환경에서 작동한다는 점을 고려할 때 (4 개의 opamp 구동 게이트의 스위칭 동시성에 대해 걱정할 것이지만 ...) MOSFET이 통합되어 있다고 가정합니다. 이것들은 실제로 사용 된 SCT2450KEC 가 정확히 그렇게합니다.
Marcus Müller

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Prutchis의 책 "실제 프로젝트를 통해 양자 물리학 탐구 "를 구입 한 다음 웹 링크로 이동하는 것이 좋습니다 .

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그 책은 그만한 가치가 있습니다. 잘 알려지지 않았거나 미국 달러의 가치가 다를 때 나는 59 달러도 안되는 가격으로 샀다. 아마존은 이제 더 많은 것을 원합니다. 그러나 당신은 주위를 검색하고 찾을 수있는 것을 볼 수 있습니다. 그러나이 책은 확실히 가치가있다. 그것을 통해 아주 좋은 물건 읽기.

그런 다음 이와 같은 것을 원하는 확실한 이유를 만들 수 있습니다.


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고전압 클래스에서 최대 전계 강도는 센티미터 당 약 30kV입니다. 그리고 이것은 예를 들어 큰 구형 도체 사이의 균일 한 전기장을위한 것이며, 도체 직경이 간격 거리에 비해 크다.

따라서 800kV의 경우 반경이 1m 이상인 구형 도체 사이에 최소 25cm의 공극이 필요합니다. "고전압 실험실"에서 Google을 검색하면 이러한 영역이 표시됩니다. 다른 답변으로 스케치 된 Vandergraaf Generator는 그러한 구를 가지고 있으며 지름과 지구까지의 거리가 최고 전압을 제한합니다.

800kV를 전달할 것으로 예상되는가는 전선으로 사진을 보면 균일 한 필드가 보이지 않으며 도체 사이의 거리는 밀리미터 범위입니다. 이러한 전선을 충전하면 30kV에 도달하기 훨씬 전에 스파크가 발생합니다. 도체 끝, 공기, 플라스틱 절연을 통해 스파크가 발생할 수 있습니다.

도체 모양의 차이점에 대한 그림을 보려면 로고 스키 프로파일 또는 전극을 검색 하십시오 ( 예 : 여기).

따라서 문제는 저전압을 고전압으로 변환하는 방법이 아니라 스파크를 방지하는 방법입니다.


포팅은 당신이 그런 것들을 막는 방법입니다 :)
ThreePhaseEel

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Andy의 Van de Graaff 생성기는 확실히 작동합니다. 테슬라 코일도 마찬가지입니다. Google은 수제 / 설계 Van de Graaff 생성기 / 테슬라 코일을 검색합니다. Van de Graaffs는 그들이 얼마나 쉽고 비용 효율적으로 만들 수 있는지에 대해 잘 알지 못하지만 Tesla 코일은 시간과 배우기를 원하는 사람에게는 확실히 가능해 보입니다.

자신을 원하지 않을 유일한 부분은 초기 스텝 업 변압기입니다. 그것은 손으로 바람을 많이 감습니다. 중고 전자 레인지는 중고품 가게에서 10-20 USD에 판매됩니다. 일반적으로 약 1500W와 2kV입니다.

이것은 내가 만난 큰 것을 구축하는 첫 번째 자세한 설명 중 하나입니다 : http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/tesla-coil-srsg.htm

그는 네온 사인 변압기를 사용했습니다. 고전압 저 전류 변압기입니다. 공진 변압기 설계시이를 보상 할 수 있습니다. 그렇지 않으면 가까운 정격 전류의 변압기를 얻고 2 차 직렬로 연결할 수 있습니다. 저렴한 네온 사인 변압기를 어디에서 안정적으로 찾을 수 있는지 모르겠습니다. 나는 하나만 찾았고 운이 좋았다. 그의 10kV 였지만 전류의 10 %로 평가되었습니다.

모든 기절 된 총 브랜드는 1MV와 같은 기괴한 전압을 어떻게 광고합니까?

1MV를 알리는 전기 총과 테이 저는 1MV에 도달 할 수 있습니다. 나는 개방 회로 조건에서만 광고 된 전압에 도달한다고 생각합니다. 절연체를 분해하면 이전보다 전류 흐름을 유지하기가 쉬워집니다. 내부 저항으로 인해 전압 소스의 출력 전압이 부하에서 감소합니다. 따라서 기절 된 건 또는 테이 저의 단자가 공기 나 살을 통해 아크하면 전류 흐름으로 인해 전압이 떨어집니다. 야곱의 사다리가 움직이는 호를보고 시위를보십시오.


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"중고 전자 레인지는 중고품 판매점에서 10-20 USD에 판매됩니다." -원할 때마다 대학생이 쓰레기 수거 일에 사는 곳을 돌아 다니며 보통 누군가를 버리고 무료로 데리러 갈 수 있습니다. 작동하지 않을 수 있지만 변압기는 거의 고장이 아닙니다.
Periata Breatta

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가장 일반적인 유형의 장치가 작동하는 원리는 망치로 못을 박거나 딱딱한 물체를 부술 수있는 방식과 동일합니다. 힘은 운동량의 변화 속도에 비례합니다. 해머의 운동량은 스윙이 지속되도록 2 초 동안 적당한 힘을 가하여 만들어집니다. 망치가 못에 부딪 칠 때, 그 운동량은 약 밀리 초 내에 흡수되므로 못에 가해지는 힘은 망치를 휘두르는 데 사용되는 힘의 천 배의 영역에있다.

힘의 전기 아날로그는 전압, 속도, 전류 및 질량 인덕턴스라고 불리는 양으로, 전류에 의해 생성되는 자기장에 에너지가 저장됩니다. 이 에너지는 해머의 운동 에너지와 유사합니다.

코일에 권선을 감 으면 인덕턴스가 증가하고 코일에 강자성 코어가 더 커집니다. 코일을 가로 질러 저전압이인가되면, 와이어의 저항에 의해 제한 될 때까지 전류는 전형적으로 수십 밀리 초에 걸쳐 점차적으로 증가 할 것이다. 회로가 끊어지면 아주 짧은 시간에 전류가 0으로 떨어지고, 차단 직전의 전류에 비례하는 전압을 0으로 떨어 뜨리는 데 걸리는 시간으로 나눈 전압이 생성됩니다. 이론적으로 전류를 즉시 멈출 수 있다면 생성 된 전압은 무한대가됩니다.

이것은 기존 코일 및 접촉 차단기 점화 시스템이 작동하는 방식이며 학교 물리학 실험실에서 일반적으로 사용되었던 데모 장치는 수 센티미터 길이의 스파크를 발생시킬 수 있습니다.

자동차 배터리의 12V에서 랩톱 컴퓨터에 필요한 18V를 생성하는 "부스트"DC-DC 변환기에도 동일한 원리가 사용됩니다.


이 비유는 다음과 같습니다. 전하는 전자석과 마찬가지로 거리는 역학입니다. 기계적 에너지는 힘과 거리의 거리와 같습니다. 전기 에너지는 충전 시간 전압과 같습니다. 속도는 거리를 시간으로 나눈 값과 같습니다. 전류 = 순 전하를 시간으로 나눈 값.
재스퍼

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전압 승수 회로라고도하는 Cockroft-Walton 회로는 일반적으로 EHV / UHV DC에 대한 100V AC 또는 230V AC 공급 입력, 최대 20MV DC, 고 에너지 물리학의 입자 가속기 용 AC DC 공급 출력을 강화하는 데 사용됩니다. HV AC / DC 전송 라인에 사용되는 HV / EHV 절연체를 테스트하기위한 임펄스 제너레이터의 입력으로도 사용됩니다.
이 회로에 대한 설명은 위키피디아 또는 Cockroft-Walton 회로의 GOOGLE SEARCH를 통해 확인할 수 있습니다.
입력이 6V DC 인 경우 인버터 또는 발진기 회로를 통해 AC로 변환 한 다음 승압 변압기를 통해 110V 또는 230V로 증폭해야합니다. 전압 승수 회로에 입력하기 위해 TESLA COIL을 사용하여이 전압을 더 높은 전압으로 승압하는 것도 가능한 대안입니다.
이를위한 하드웨어 설계는 매우 위험한 작업입니다. 따라서 기술 대학의 고전압 전문가의 도움을 받아야합니다.

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