RU2036548C1 - Low-voltage arc producer - Google Patents
Low-voltage arc producer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2036548C1 RU2036548C1 SU4877294A RU2036548C1 RU 2036548 C1 RU2036548 C1 RU 2036548C1 SU 4877294 A SU4877294 A SU 4877294A RU 2036548 C1 RU2036548 C1 RU 2036548C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- input
- terminals
- capacitor
- resistor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехническим средствам обучения, в частности к пишущим приборам, служащим для регистрации импульсным током на обычной бумаге информации о движении тел в виде кинемограмм и предназначенным для изучения механики в школе. The invention relates to electrotechnical teaching aids, in particular to writing instruments, which are used to record information on the movement of bodies in the form of cinograms with a pulsed current on ordinary paper and intended to study mechanics at school.
Известны аналоги, предназначенные для получения кинемограмм тремя видами электрических разрядов: высоковольтной искрой, которая прожигает в обычной бумаге плохо видимые отверстия; высокочастотной искрой на термочувствительной бумаге, кинемограмму которой нельзя проецировать на экран; импульсной электрической дугой, которая питается от сети 220 В, и поэтому ею не имеют права пользоваться учащиеся школ. Analogs are known for producing cinemograms by three types of electrical discharges: a high-voltage spark, which burns through poorly visible holes in ordinary paper; a high-frequency spark on heat-sensitive paper, the cinemogram of which cannot be projected onto the screen; a pulsed electric arc, which is powered by a 220 V network, and therefore school students are not allowed to use it.
В качестве прототипа избрана электрическая схема импульсной электрической дуги, которая работает в равноправном режиме низковольтной искры, когда конденсатор, шунтирующий сеть от высокочастотного тока, имеет не десятые доли мкФ, а порядка 10 и более мкФ. Прототип содержит генератор электрических колебаний высокой частоты, который имеет цепь, состоящую из вторичной обмотки высоковольтного трансформатора 220/2000 В, первичной обмотки высокочастотного трансформатора, искрового разрядника и конденсатора, подключенного параллельно вторичной обмотке высоковольтного трансформатора. Прототип также содержит формирователь низковольтной искры, состоящий из цепи зарядки накопительного конденсатора, имеющей источник переменного тока 220 В, резистор, накопительный конденсатор, а также содержит разрядную цепь, состоящую из того же конденсатора, вторичной обмотки высокочастотного трансформатора и разрядника низковольтной искры. As a prototype, an electric circuit of a pulsed electric arc was chosen, which operates in the equal mode of a low-voltage spark, when the capacitor shunting the network from a high-frequency current has not tenths of microfarads, but about 10 or more microfarads. The prototype contains a high frequency electric oscillation generator, which has a circuit consisting of a secondary winding of a high voltage transformer 220/2000 V, a primary winding of a high frequency transformer, a spark gap and a capacitor connected in parallel with the secondary winding of a high voltage transformer. The prototype also contains a low-voltage spark generator, consisting of a storage capacitor charging circuit having a 220 V AC source, a resistor, a storage capacitor, and also contains a discharge circuit consisting of the same capacitor, a secondary winding of a high-frequency transformer, and a low-voltage spark gap.
Однако известная электрическая схема питается опасным для школьника напряжением сети 220 В и не может работать от школьной сети 42 В и ниже. Она не позволяет изменять время горения импульса низковольтной искры, а поэтому не дает возможности регулировать величину отверстий, прожигаемых низковольтной искрой в бумаге, а следовательно, получать качественные кинемограммы. Кроме того, эта схема не позволяет конструировать портативные школьные безопасные устройства весом в несколько сот граммов из-за большого веса и размеров высоковольтного трансформатора. However, the known electrical circuit is powered by a 220 V network voltage, which is dangerous for a student, and cannot operate from a school network of 42 V or lower. It does not allow you to change the burning time of the pulse of a low-voltage spark, and therefore does not allow you to adjust the size of the holes burned by a low-voltage spark in the paper, and therefore, to obtain high-quality cinema images. In addition, this scheme does not allow the construction of portable school safe devices weighing several hundred grams due to the large weight and size of the high-voltage transformer.
Целью изобретения является создание портативного и безопасного устройства для получения низковольтной искры, питающего от школьной сети 42 В и ниже, повышение качества кинемограмм путем регулирования размеров прожигаемых низковольтной искрой отверстий в бумаге, а также создание для учащихся устройства, с помощью которого они могли бы выполнять на уроках физики количественные эксперименты при изучении механики на современном техническом уровне. The aim of the invention is the creation of a portable and safe device for receiving a low-voltage spark powered from a school network of 42 V and below, improving the quality of cinemograms by regulating the size of holes burned through a low-voltage spark in paper, and also creating a device for students with which they could perform on physics lessons quantitative experiments in the study of mechanics at the modern technical level.
Для этого вместо опасной для учащихся сети 220 В используется маломощный трансформатор, питающийся от школьной сети 42 В и ниже и накопительный конденсатор, а вместо высоковольтного трансформатора весом около 3 кг используются малогабаритные две пары конденсаторов, два диода и два резистора, вместо же искрового разрядника использован тиристор. To do this, instead of a 220 V network, which is dangerous for students, a low-power transformer is used, powered by a school network of 42 V and below and an accumulative capacitor, and instead of a high-voltage transformer weighing about 3 kg, two small pairs of capacitors, two diodes and two resistors are used, instead of a spark gap it is used thyristor.
Первым отличительным признаком является то, что для повышения безопасности при эксплуатации устройство питается от маломощного трансформатора, подключаемого к школьной сети низкого напряжения, в цепь зарядки накопительного конденсатора формирователя низковольтной искры дополнительно включены диод и резистор, а в цепь разрядки накопительного конденсатора дополнительно включены диод и переменное сопротивление. The first distinguishing feature is that to increase operational safety, the device is powered by a low-power transformer connected to the school low-voltage network, the diode and resistor are additionally included in the storage circuit of the storage capacitor of the low-voltage spark generator, and the diode and variable are additionally included in the discharge circuit of the storage capacitor resistance.
Вторым отличительным признаком устройства является то, что для снижения веса и размеров в схему генератора электрических колебаний высокой частоты вместо высоковольтного трансформатора введены последовательно с первым конденсатором второй конденсатор и параллельно им первый диод, и первый резистор для удвоения напряжения, а вместо искрового разрядника введен тиристор, открываемый делителем частоты. Для повышения ионизации воздуха в зазоре разрядника создан второй вспомогательный контур, содержащий третий и четвертый конденсаторы, соединенные с помощью второго диода и второго резистора по схеме удвоения напряжения, а последовательно с ними соединены разрядник и вторичная обмотка высокочастотного трансформатора. The second distinctive feature of the device is that, in order to reduce weight and size, a second capacitor and a first diode and a first resistor for doubling the voltage are introduced in series with the first capacitor instead of a high-voltage transformer, instead of a high-voltage transformer, and a thyristor is introduced instead of the spark gap opened by a frequency divider. To increase air ionization in the gap of the spark gap, a second auxiliary circuit was created containing the third and fourth capacitors connected by a second diode and a second resistor according to a voltage doubling circuit, and a spark gap and a secondary winding of a high-frequency transformer are connected in series with them.
На фиг.1 изображена электрическая схема устройства для получения низковольтной искры; на фиг.2 кинемограмма равномерного движения, записанная низковольтной искрой. Figure 1 shows an electrical diagram of a device for producing a low-voltage spark; figure 2 cinematic uniform motion recorded by a low-voltage spark.
П р и м е р. Устройство для получения низковольтной искры содержит: трансформаторы: Тр1 42/220 В, 40 Вт. Тр2 высокочастотный трансформатор с ферритовым сердечником. L1 15 витков, L2 450 витков;
конденсаторы С1 С2 С3С4=0,25 мкФ; С5 20 мкФ;
диоды Д1 Д2 КД 105Г; Д3 Д4 Д246;
тиристор Т Т 6 10 8;
резисторы R1 R2 2,5 кОм; R3 100 Ом; R4 100 Ом (переменный);
разрядник Р низковольтной искры самодельный (зазор 1 мм).PRI me R. A device for producing a low-voltage spark contains: transformers: Tr1 42/220 V, 40 W. TP2 high-frequency transformer with a ferrite core. L1 15 turns, L2 450 turns;
capacitors C1 C2 C3C4 = 0.25 uF; C5 20 uF;
diodes D1 D2 KD 105G; D3 D4 D246;
thyristor T T 6 10 8;
resistors R1 R2 2.5 kOhm; R3 100 ohms; R4 100 ohms (variable);
low-voltage spark gap P homemade (gap 1 mm).
Электрическая схема работает следующим образом. The electrical circuit works as follows.
После включения устройства в сеть 42 В происходит зарядка С2 и С4 до постоянного напряжения примерно 300 В. Конденсаторы С1 и С3 все время перезаряжаются напряжением 220 В. Поэтому напряжение на С1, С2 и С3, С4 пульсирует от 0 до примерно 600 В. Одновременно происходит постепенная зарядка конденсатора С5. В заданные периоды тока, устанавливаемые делителем частоты, тиристор Т открывается и С1 и С2 разряжаются через катушку L1. Так возникают в цепи С1, С2, L1, Т маломощные высокочастотные быстро затухающие колебания с частотой примерно 100 кГц. Напряжение этих колебаний на обмотке L1 с помощью Тр2 повышается примерно до 8000 В и передается в контур L2, С3, С4, Р. Созданное напряжение пробивает воздушный зазор разрядника Р и частично его ионизирует, но достаточно для того, чтобы через него разрядились С3 и С4, находящиеся в этот момент под напряжением 600 В. Так осуществляется двухкаскадная ионизация, достаточная для того, чтобы устройство могло поджигать низковольтную искру, создаваемую разрядом конденсатора С5. After the device is connected to the 42 V network, C2 and C4 are charged to a constant voltage of about 300 V. The capacitors C1 and C3 are constantly recharged with a voltage of 220 V. Therefore, the voltage on C1, C2 and C3, C4 pulsates from 0 to about 600 V. Simultaneously, gradual charging of capacitor C5. At predetermined current periods set by the frequency divider, the thyristor T opens and C1 and C2 are discharged through the coil L1. This is how low-power, high-frequency, rapidly damped, oscillations with a frequency of about 100 kHz arise in the C1, C2, L1, and T circuits. The voltage of these oscillations on the winding L1 with the help of Tp2 rises to about 8000 V and is transmitted to the circuit L2, C3, C4, P. The created voltage breaks the air gap of the spark gap P and partially ionizes it, but enough to discharge C3 and C4 through it at 600 V at this moment. Two-stage ionization is carried out so that the device can ignite the low-voltage spark created by the discharge of capacitor C5.
Время горения импульса низковольтной искры, а следовательно, и величина прожигаемых в бумаге отверстий меток (см.фиг.2) устанавливается переменным сопротивлением R4. The burning time of the pulse of a low-voltage spark, and consequently, the size of the holes of marks burned in the paper (see figure 2), is set by the variable resistance R4.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4877294 RU2036548C1 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Low-voltage arc producer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4877294 RU2036548C1 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Low-voltage arc producer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2036548C1 true RU2036548C1 (en) | 1995-05-27 |
Family
ID=21542255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4877294 RU2036548C1 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Low-voltage arc producer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2036548C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2190161C2 (en) * | 2000-12-04 | 2002-09-27 | Богомолов Сергей Федорович | Gas electric kindling device |
| RU2496145C2 (en) * | 2009-08-26 | 2013-10-20 | Владимир Андреевич Моложен | Banknote, method and apparatus for authentication thereof |
| RU2777716C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-08-08 | Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Device for generating electric sparks of a given energy for calibration of photo-recording equipment |
-
1990
- 1990-10-24 RU SU4877294 patent/RU2036548C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Приборы по физике и астрономии. Сборник статей, составители Гаврилов Е.Г и Ларионов Н.Г. - М.: Просвещение, 1968, с.50. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2190161C2 (en) * | 2000-12-04 | 2002-09-27 | Богомолов Сергей Федорович | Gas electric kindling device |
| RU2496145C2 (en) * | 2009-08-26 | 2013-10-20 | Владимир Андреевич Моложен | Banknote, method and apparatus for authentication thereof |
| RU2777716C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-08-08 | Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Device for generating electric sparks of a given energy for calibration of photo-recording equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69332887D1 (en) | CORONA DISCHARGE DEVICE | |
| KR910000289A (en) | Power supply | |
| CA2108080A1 (en) | Pulse Generator | |
| RU2036548C1 (en) | Low-voltage arc producer | |
| US4186421A (en) | Anti-static device | |
| US3414769A (en) | Power supply with simultaneously peaking positive and negative output voltages | |
| KR830008592A (en) | Rectifier for Horizontal Deflection Circuit | |
| GB805137A (en) | Improvements in or relating to transistor pulse generators | |
| EP0045572A3 (en) | A relaxation oscillator type spark generator | |
| CA2076323A1 (en) | Call signal generating circuit | |
| US3287614A (en) | Portable, self-powered, corona charging apparatus | |
| US2870379A (en) | Operating circuit for compact type arc lamps | |
| ES457959A1 (en) | Device for producing pulses for the ignition and stabilization of an electric-arc process | |
| US2858481A (en) | Operating circuit for compact type arc lamps | |
| ATE81243T1 (en) | HORIZONTAL DEFLECTION TRANSFORMER. | |
| GB1303110A (en) | ||
| JPH0344872B2 (en) | ||
| DE3477441D1 (en) | Energy economising circuit | |
| JPS62163569A (en) | Charging circuit for energy storing capacitor | |
| DE3207280A1 (en) | ELECTRICAL FLASH UNIT | |
| KR0176646B1 (en) | Superimposed step-up high voltage trigger pulse generation circuit | |
| SU666023A1 (en) | Unipolar pulse generator | |
| SU751538A1 (en) | Apparatus for alternating-current welding | |
| US4058743A (en) | Pulse generating circuit | |
| JP3325932B2 (en) | Power supply for high frequency output neon |