Набор для сборки высоковольтного генератора. 15000 вольт от одного аккумулятора или как зажечь лампу на 220 вольт от батарейки.

Здравствуйте друзья. Сегодня я хочу рассказать о наборе для самостоятельной сборки простейшего высоковольтного генератора аж на 15000 вольт (как заявляет производитель). Главной изюминкой этого генератора является его низкое напряжение питания: всего 3.7 вольта, т.е. он может работать от одного литиевого элемента.
Также я покажу, как с помощью этого набора заставить светиться обыкновенную бытовую лампочку (как энергосберегайку, так и светодиодную), всего от 1 аккумуляторного элемента.
Обзор писал очень долго, более 2 месяцев, т.к. в середине испытаний сгорела, а точнее вышла из строя, высоковольтная обмотка трансформатора (межвитковое замыкание), поэтому пришлось заказывать еще один набор и принимать дополнительные меры, для предотвращения подобных эксцессов
Состав набора
Набор содержит::
— печатную плату;
— высоковольтный трансформатор;
— резистор на 120 Ом;
— диод UF4007;
— безымянный n-p-n транзистор в корпусе ТО-126 (на странице товара этот транзистор называется как N20);
— радиатор для транзистора;
— винт М3 для крепления транзистора на радиатор;
— клавишный выключатель;
— пластиковая стяжка для крепления трансформатора к плате;
— 6 контактная гребенка.
Схемы в комплекте нет, предполагается, что сборка осуществляется согласно маркировке печатной платы:
Однако для понимания я нарисовал схему:Это стандартный блокинг-генератор представляющий из себя генератор сигналов с трансформаторной обратной связью.
Базовая обмотка трансформатора намотана более тонким проводом, чем коллекторная, витки не считал.
Высоковольтрая обмотка состоит из 6 секций, соединенных последовательно. Какой-либо пропитки нет.

Сборка
Сначала нужно прикрутить транзистор к радиатору, а затем запаять его (транзистор) на печатной плате.
Далее необходимо запаять резистор и диод согласно маркировке на плате
Следующим этапом паяем провода и выключатель:
Осталось запаять трансформатор, для чего необходимо залудить концы низковольтных обмоток. Для этого их необходимо очистить от лаковой изоляции. Это можно сделать с помощью острого ножа или наждачной бумаги. Я традиционно для этого использую таблетку аспирина в качестве флюса. Единственный минус такого метода — очень едкий дым. Поэтому эту процедуру нужно делать в хорошо проветриваемом помещении.
Соединить низковольтные обмотки необходимо последовательно, т.е. конец одной с началом другой. В плату запаивать в соответствии с маркировкой, там где толстые полоски — обмотку с толстым проводом (коллекторная), там где полоски тонкие — обмотку с тонкими проводами (базовая). Концы высоковольтной обмотки необходимо припаять к комплектрой гребенке контактов (через один), т.о. искровой промежуток будет около 5 мм. Это нужно сделать для недопущения межвиткового пробоя высоковольтной обмотки.
В принципе, можно переходить к пробному включению, для чего к проводам подключаем обычный Li-Ion аккумулятор формата 18650 и пробуем поджечь бумагу высоковольтным разрядом.
Убедившись в работоспособности высоковольтного генератора, осталось закрепить трансформатор на печатной плате пластиковой стяжкой
На странице товара указано, что данный высоковольтный генератор создает напряжение 15 кВ. Измерить данное напряжение нагляднее всего можно с помощью измерения длины пробойного промежутка. Расстояние между соседними контактами гребенки составляет 2,5 мм. А припаяв провода к контактам «через 1», как в данном случае, получаем 5мм, что примерно и составляет 15 кВ, т.к. средняя пробивная напряженность воздуха составляет около 30 кВ/см. Более глубоко об этом может рассказать Закон Пашена

Увеличение выходного напряжения
В принципе, 5 мм это не максимальное расстояние пробоя для данного генератора, однако увеличив это расстояние появляется шанс получить медвитковый пробой высоковольтной обмотки, что у меня и произошло, поэтому мне пришлось заказать еще один набор и предварительно произвести пропитку трансформатора парафином.
Для этого я взял свечу в стеклянном стакане и растопил её на водяной бане
Далее опустил трансформатор в расплавленный парафин на несколько минут для того, чтобы он (парафин) пропитал обмотки, после этого просушил трансформатор на салфетке
Следующим шагом я взял деревянный брусок и закрутил 2 шурупа на расстоянии около 3 см друг от друга
Рядом закрепил и саму плату высоковольтного генератора, концы высоковольтной обмотки припаял к медным проводам, зекрепленными шурупами и выгнутыми в форму «рогового разрядника».
Экспериментировал я с формой этого разрядника долго, за разрядом интересно наблюдать, он появляется в самой узкой точке, потом двигается вверх и гаснет примерно на расстоянии около 1 см, т.е. косвенно можно сказать, что генератор способен развивать напряжение около 30 кВ (более наглядно этот процесс можно увидеть в видеоверсии обзора ниже).

Собственное потребление ВВ генератора
Для понимания при каких напряжениях работает генератор и какие токи потребляет, я запитал генератор от регулируемого БП:
Разряд появляется при питающем напряжении 2.8 вольта (1.77 А). При повышении напряжения разряд становится ярче и плотнее, более 4.1 вольта (1.98А) я не поднимал напряжение, боясь сжечь генератор.
В итоге генератор потребляет до 8 Ватт.

Другие эксперименты
Попробуем поиграться с «поджиганием» различных ламп, начнем с люминисцентных энергосберегаек
Люминисцентные лампы горят уверенно и достаточно ярко.
Очередь за светодиодной лампой:
Светодиодная лампа горит не слабее.
Причем достаточно лампу соединить всего 1 контактом к любому высоковольтному проводнику. Лампа загорается не зависимо от этого.
Еще у меня есть редкий зверь среди энергосберегающих ламп — индукционная лампа:
Эта лампа тоже светится, но очень слабо. Лампа достаточно специфическая, она не имеет вообще контактов внутри стеклянной колбы и светится в ней плазма, возникающая в результате ионизации газа высокочастотным магнитным полем. Она даже при штатном включении загорается не сразу во всю мощность, а яркость нарастает постепенно по мере прогрева газа внутри.
Ну и тест «на палец»
Никакого «удара током» я не ощутил, но на поверхности пальца остался сгоревший участок кожи. По ощущениям, как будто прикоснулся к чему-то горячему.

Видеоверсия:
Первый ролик — распаковка и сборка.
Второй — модернизация и эксперименты.
В связи с непонятной на данный момент ситуацией с судьбой Youtube на территории РФ, дам также ссылки на эти ролики на Дзене.

Копия ролика на Дзене


Копия ролика на Дзене

Итог:
Могу рекомендовать данный набор для сборки с подрастающим поколением. Цена очень приятная. Эксперименты получаются достаточно забавные, хотя, наверно, небезопасные. Поэтому экспериментировать только со взрослыми.

Всем добра, мира и спокойствия!