[go: up one dir, main page]

RU2036548C1 - Low-voltage arc producer - Google Patents

Low-voltage arc producer Download PDF

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Афанасьевич Сыромятников
Original Assignee
Алексей Афанасьевич Сыромятников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Афанасьевич Сыромятников filed Critical Алексей Афанасьевич Сыромятников
Priority to SU4877294 priority Critical patent/RU2036548C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2036548C1 publication Critical patent/RU2036548C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: educational electrical engineering appliances. SUBSTANCE: producer has primary oscillatory circuit built up of capacitors C1, C2,, diode D1,, resistor R1, thyristor T, primary winding of high-voltage transformer Tr2, and second tuned circuit inductively coupled with the former and built up of capacitors C3, C4, C5,, diodes D2, D3, D4, resistors R2, R3, R4, and secondary winding of transformer. Novelty is replacement of 220/2000 V transformer designed for feeding high-voltage circuit by two pairs of capacitors connected into pulse voltage doubling circuit affording two-stage firing of low-voltage arc and creation of discharge circuit set up of storage capacitor, two diodes, two resistors supplied with power from 42/220 V low-power transformer in case of high duty factor of low-voltage arc pulses. EFFECT: improved safety in operation. 2 dwg

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)

Устройство для получения низковольтной искры, содержащее искровой генератор электрических колебаний высокой частоты, который включает первую и вторую клеммы входа, которые являются клеммами для подключения источника питания, высокочастотный трансформатор, первая и вторая клеммы вторичной обмотки которого являются соответственно первой и второй клеммами его выхода, первая клемма первичной обмотки которого через первый разрядник соединена с первой клеммой входа искрового генератора электрических колебаний высокой частоты и первого конденсатора, а также первый резистор разрядный канал, который включает первую, вторую и третью клеммы входа, первую клемму выхода, второй резистор и второй конденсатор, причем первая и вторая клеммы второго конденсатора соединены соответственно с первой и третьей клеммами входа разрядного канала, первая и вторая клеммы входа разрядного канала являются клеммами для подключения источника питания, второй разрядник, первая клемма которого соединена с первой клеммой выхода искрового генератора электрических колебаний высокой частоты и разрядного канала, вторая и третья клеммы соответственно выхода и входа которых соединены, отличающееся тем, что, с целью повышения безопасности при эксплуатации, в искровой генератор электрических колебаний высокой частоты введены третий конденсатор, первый диод и делитель частоты, а в первый разрядник введена клемма управления, причем первая клемма входа искрового генератора электрических колебаний высокой частоты через соединенные последовательно первые диод и резистор соединена с второй клеммой первичной обмотки высокочастотного трансформатора, которая через третий конденсатор соединена с второй клеммой входа искрового генератора электрических колебаний высокой частоты и первого конденсатора, первая и вторая входные клеммы делителя частоты соединены соответственно с первой и второй клеммами входа, искрового генератора электрических колебаний высокой частоты, первая и вторая клеммы выхода делителя частоты соединены соответственно с первой клеммой первого конденсатора и клеммой управления первого разрядника, в разрядный канал введены второй, третий и четвертый диоды, третий резистор, переменный резистор, четвертый и пятый конденсаторы, причем вторая клемма входа разрядного канала соединена непосредственно с второй клеммой второго конденсатора и через последовательно соединенные вторые диод и резистор и четвертый конденсатор с первой клеммой его входа, которая через третий диод и третий резистор, четвертый диод и переменный резистор соединена с второй клеммой второго разрядника, которая соединена с первой клеммой четвертого конденсатора, третья клемма входа разрядного канала через пятый конденсатор соединена с второй клеммой третьего резистора, а первая и вторая клеммы входа искрового генератора электрических колебаний высокой частоты и разрядного канала соответственно соединены. A device for producing a low-voltage spark containing a spark generator of electrical oscillations of high frequency, which includes the first and second input terminals, which are terminals for connecting a power source, a high-frequency transformer, the first and second terminals of the secondary winding of which are respectively the first and second terminals of its output, the first the terminal of the primary winding of which through the first spark gap is connected to the first terminal of the input of the spark generator of electrical oscillations of high frequency and the first a capacitor, as well as a first resistor, a discharge channel, which includes a first, second and third input terminal, a first output terminal, a second resistor and a second capacitor, the first and second terminals of a second capacitor connected respectively to the first and third input terminal of the discharge channel, the first and second the terminals of the input of the discharge channel are terminals for connecting the power source, the second spark gap, the first terminal of which is connected to the first terminal of the output of the spark generator of electrical oscillations of high frequency and in-line channel, the second and third terminals of the output and input respectively of which are connected, characterized in that, in order to improve safety during operation, a third capacitor, a first diode and a frequency divider are introduced into the spark generator of high-frequency electric oscillations, and a control terminal is inserted into the first spark gap moreover, the first input terminal of the spark generator of electrical oscillations of high frequency through connected in series the first diode and resistor is connected to the second terminal of the primary winding of the high-frequency transformer, which is connected through the third capacitor to the second input terminal of the spark generator of high frequency electric oscillations and the first capacitor, the first and second input terminals of the frequency divider are connected respectively to the first and second terminals of the input, spark generator of high frequency electric oscillations, the first and second divider output terminals the frequencies are connected respectively to the first terminal of the first capacitor and the control terminal of the first spark gap, the second, third and fourth are introduced into the discharge channel th diodes, third resistor, variable resistor, fourth and fifth capacitors, the second terminal of the input of the discharge channel is connected directly to the second terminal of the second capacitor and through the second diode and resistor and the fourth capacitor connected in series with the first terminal of its input, which is through the third diode and the third a resistor, a fourth diode and a variable resistor connected to the second terminal of the second spark gap, which is connected to the first terminal of the fourth capacitor, the third terminal of the input of the discharge channel through the fifth condensers connected to a second terminal of the third resistor, and the first and second input terminals of the spark generator of high frequency electrical oscillations and the discharge channel respectively connected.
SU4877294 1990-10-24 1990-10-24 Low-voltage arc producer RU2036548C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Приборы по физике и астрономии. Сборник статей, составители Гаврилов Е.Г и Ларионов Н.Г. - М.: Просвещение, 1968, с.50. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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