Давно хотел собрать небольшую катушку Тесла или качер Бровина, чтобы делать различные опыты. Простой качер меня не воодушевлял, ибо дуги с него были мизерные. Родилась идея заменить биполярный транзистор, полевиком.
Ток потребления конструкции от 1 до 2-3 ампер в зависимости от напряжения питания. Напряжение питания 100-250 вольт, если использовать соответствующий полевой транзистор то напряжение можно поднять.
Для новичков сразу скажу стриммеры можно выжать максимум 20 сантиметров. (тут в статье стриммеры 12-17 сантиметров).
Принцип работы основан на генерации высокочастотных импульсов полевиком.
Заменить элементы в схеме можно абсолютно все, но это повлияет на работу устройства.
Настройка устройству не нужна если все собрано правильно, но если не заработало то ищем косяк в схеме. Если не заработало и все собранно правильно то меняем выводы вторички местами, должно помочь. Для того чтобы разогнать схемку и сделать стриммеры больше, делаем колебательный контур в цепь катушки L2. Подобрав конденсатор дуги будут громкими и длинными. Резисторы смещения подбираем от 10-60 килоом, мощность не имеет значения. Катушка L1 это дроссель от лдс, его также надо подбирать, также подойдет и первичка от трансформатора.
Стоимость девайса составила 560 рублей, если абсолютно все детали покупать.
Ну и конечно фото.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
VT1 | MOSFET-транзистор | IRFP460 | 1 | В блокнот | ||
VD1 | Диод | КД202Б | 1 | В блокнот | ||
VD2, VD3 | Стабилитрон | КС147А | 2 | В блокнот | ||
C1 | Электролитический конденсатор | 100мкФ 450В | 1 | В блокнот | ||
C2 | Конденсатор | 1мкФ 400В | 1 | В блокнот | ||
R1 | Резистор | 40 кОм | 1 | В блокнот | ||
R2 | Резистор | 1 кОм | 1 |
Время чтения ≈ 7 минут
Качер изобрел знаменитый инженер Владимир Ильич Бровин в 1987-ом году. Вначале устройство разрабатывалось, как составляющая часть электромагнитного компаса, но в наши дни его конструируют многие радио-электронщики из «спортивного» любопытства.
Качер Бровина можно сделать своими руками – это , схема которого проста, а эффекты после включения можно наблюдать просто удивительные.
«Инженерными» словами, качер представляет собой качатель реактивностей. Как гласит легенда, он способен отдать больше энергии, чем получает. Собирается устройство на транзисторе – мощном полевом или биполярном. Но, вместо них часто используют советские радиолампы.
Качер обладает особыми свойствами, которые еще не описала ни одна теория электромагнетизма. А «истоки» качера берут свое начало от времен жизни Николы Тесла. Именно поэтому устройство так сильно интересует радиолюбителей – почти невозможно найти электронщика, который не делал это устройство.
Детализированные данные из отчетов по тестированию качера есть лишь у самого Бровина. Радиолюбители собирали это устройство сотни тысяч раз, но принципы его функционирования до сих пор никто толком не исследовал.
Так как сегодня качер Бровина не нашел масштабного серьезного применения, а его работа еще не была полностью исследована, то мы – любители-электронщики, можем наблюдать лишь за самыми простыми свойствами качера.
Простая схема качера
Ниже вы видите самую простую, но весьма мощную схему качера. Она известна каждому опытному электронщику, и собрать ее сможет даже новичок.
Качер включает три составных модуля:
- Непосредственно сам качер;
- Источник питания;
- Прерыватель или блок управления.
Прерыватель нужен для регулирования импульсной частотности. Импульсы же приходят на p-n-p полупроводник, который открывает/закрывает p-n-переход, «прислушиваясь к такту» этих импульсов. За это, казалось бы, крайне небольшое время, искра успевает пробегать по терминалу.
Другими словами работа устройства описывается так:
- По двум направлениям ток поступает на p-n-p-полупроводник, а затем на прерыватель;
- В цепи источника электроэнергии возникает напряжение;
- Прерыватель активируется, и отправляет импульс на транзисторный затвор;
- Затвор полупроводника открывает p-n-переход;
- Ток течет по цепи качера;
- Цепь замыкается.
Как сделать качер своими руками
которого понятна и проста даже для новичка, качер, может стать вашим «входным билетом» в увлекательный мир радиоэлектроники (если вы, конечно, еще не занимаетесь ).
Что необходимо подготовить для сборки устройства:
- Две руки. Можно даже не очень опытные, чуть «кривые»;
- Провод с сечением в 0,25 мм. Модно брать проволоку из трансформаторной вторичной обмотки;
- Транзистор типа p-n-p. (КТ902-А, КТ805-АМ, КТ808, КТ805-Б и т.п.);
- Несколько резисторов с любым сопротивлением;
- Электролитический конденсатор на 1 000-10 000 мкФ;
- Блок питания на 12-30 В, с силой тока в пределах 1-1,5 А.
Подробнее об используемых радиодеталях
Вышеописанный «набор» — стандарт. Причем, если вдруг у вас не окажется под рукой какого-либо радиоэлемента, вы всегда можете заменить его другим. Главное – не превышать предела в 10-30% каждого номинала. Генератор должен работать в пределах 150 Гц.
Напряжение питания качера – 220 В. Для защиты устройства рекомендуется использовать предохранитель на 5 А. Работает устройство от 310 В, поэтому нам нужно включить в схему диодный мост на 500 В и 10 А. Перед прерывателем устанавливается второй мост – на 50 В и 1 А. Если будете заменять транзистор – подбирайте помощнее. Конденсаторный контур нужно будет отрегулировать самому, но самый оптимальный вариант – 0,5-1 мкФ.
Касаемо катушки. Для нее нужно два провода. Первичная катушка обматывается проводом на 2 квадрата, с минимальным числом витков (3-5). Вторичную обмотку реализовывают проводом ПЛШО или аналогичным. Число витков – порядка 1 000. Закреплять провод можно скотчем, но лучше клеем.
Подстроечный резистор для качера необходимо подбирать на 15-40 Ом. Если отыскать эту радиодеталь не получилось, возьмите обычный резистор, с сопротивлением в таких же пределах.
Приступаем к сборке качера
Вначале необходимо собрать первичную катушку. Для этого подготавливаем ПВХ или картонную трубу диаметром в 5-8 см, и медный провод с самым большим сечением. Далее:
- Формируем на трубе 4 витка. Важно делать их не очень плотными;
- Вынимаем трубу, и аккуратно растягивает провод так, чтобы высота обмотки была равна 10-15 см.
Вторичная катушку делаем в 3 раза выше. Для нее нужно взять тонкую проволоку. Число витков – около тысячи. Чтобы провод не сбивался на стержне, в некоторых местах нужно промазать провода клеем или лаком. Монтируем вокруг второй катушки первую. Каждая из обмоток должна «смотреть» в одну и ту же сторону.
Труба с намоткой должна стоять строго вертикально. Ее необходимо зафиксировать на горизонтальной подставке. К примеру, на любую прочную деревянную поверхность. Далее необходимо собрать согласно схеме все остальные радиоэлементы. После сборки нужно проверить схему подключения.
Если качер не работает
Если устройство не заработало с первого раза, необходимо поменять местами контакты первичной катушки. Если и это не сработало – проверяем транзистор, затем тестируем проводимость катушек.
Можно не бояться, и менять число витков или положение на первичной катушке. Это нужно делать до тех пор, пока не будет заметного эффекта. Это все проблемы, которые могут возникнуть.
Настройка
Для регулировки качера у нас есть подстроечный резистор R1 (или несколько постоянных, с разными сопротивлениями). На транзисторы стоит установить медные радиаторы, чтобы в процессе работы они сильно не грелись, и в итоге не перегорели.
Схема качера от Бровина
Вторую схему предлагает сам изобретатель. Вот она:
Тут может использоваться 2-3 катушки, и самые разнообразные транзисторы. Питается устройство от батарейки на 1,2 В. Катушки имеют диаметр 5 см. Число витков на 1 и 3 катушках – 60, на 2 – 30. Используемые транзисторы: 9018, 9014, КТ315 и т.п.
Чтобы добиться с такой схемой наибольшего эффекта, нужно разместить катушки 2 и 3 как можно ближе друг к другу. Если поставить рядом все 3 катушки, то яркость светодиода будет максимальной.
Немного об экспериментах
Перед тем, как начать работу с качером, запомните простые правила безопасности:
- Не трогайте разряды руками! Если вы все же сделаете это (из-за любопытства), то током вас ударит совсем немного. Но, вы со 100% «гарантией» обожжетесь;
- Во время испытаний проверьте, нет ли в помещении животных;
- Всю электронику (планшеты, смартфоны, ноутбуки и т.д.) уберите как можно подальше;
- Не стоит слишком долго работать с качером.
Никогда не подносите к работающему качеру фотоаппараты, плееры, вообще любые гаджеты. Вокруг устройства всегда есть мощное устойчивое электромагнитное поле, которое может легко привести в негодность любую электронику.
По-сути, устройство Бровина создано для генерирования высокой частоты. Функционирование конструкции основано на особенностях работы транзистора. Обратная связь в качере реализовывается включением перехода между базой и эмиттером, а заряд переходит в колебательный контур, который выполнен в виде индуктивной резонирующей катушки. Рабочий диапазон устройства – 3-100 МГц.
Какие визуальные эффекты показывает качер Бровина, в зависимости от внешних факторов:
- Стример . Представляет собой слабосветящиеся разветвленные каналы, в которых текут свободные электроны и ионы;
- Дуга . Разряд, увидеть который можно лишь при использовании высокомощного трансформатора;
- «Ионный двигатель». Для получения этого эффекта, устройство запускается от питания в 4 В. Постепенно напряжение повышается, и эффект стримера увеличивается. На 20-и В будет виден «ионный двигатель».
Что еще можно сделать с помощью рабочего качера
Чтобы наглядно посмотреть на работу качера, поднесите к нему . Ее свечение будет таким же ярким, как и при подключении к сети напряжения. Аналогичный эффект будет наблюдаться и с лампой «дневного света». Но, с обыкновенной лампой накаливания такого не произойдет.
Среди цветов, которые вы будете наблюдать, преобладает оранжевый и фиолетовый. Внешне разряд похож на круглый светящийся шар. Если же использовать вместо лампочек кварцевый резонатор, то можно увидеть весьма впечатляющее свечение.
Подытожим
Использовать качер Бровина в практичных целях не получится. То есть, сборка этого устройства производится лишь для проведения экспериментов. Быть может, у вас получиться найти качеру более полезную сферу использования.
Делая качер Бровина своими руками, помните, что он очень мощный, и даже простая схема его подключения требует соблюдения всех правил безопасности.
Качер отличается от блокинг-генератора электронной плазмой образующейся в p-n-переходе, за счёт которой мы и получаем достаточно высокое напряжение на выходе без применения высоковольтного трансформатора , . В этом можно убедиться, если собрать несложную схемку приведенную ниже. Единственный трансформатор в ней — это две обмотки на ферритовых кольцах на 20 и 5 витков. Несмотря на свою простоту, при 12В питания схема даёт на выходе X1 порядка 1700 Вольт импульсного напряжения (без нагрузки).
Схема может работать в двух режимах: экономичном (разомкнут переключатель SA1) и обычном (контакт SA1 замкнут). В экономичном режиме, при 12В питания, устройство потребляет ток 200..300мА.
Самая интересная в схеме деталь — ферритовый трансформатор TV1.
Он мотается на двух вместе сложенных ферритовых кольцах диаметром 10мм.
Коллекторная обмотка составляет 5 витков, а базовая — 20, причём, если первая мотается по часовой стрелке, то вторая — против.
Провод желательно использовать во фторопластовой изоляции, диаметром 0.05-0.3мм. Коллекторную обмотку лучше намотать более толстым проводом.
Транзисторы для данной схемы испытывались разные. Закономерность выяснилась следующая: чем выше паспортное максимальное напряжение коллектор-эмиттер, и чем круче ВАХ транзистора, тем большее напряжение можно получить на выходе. Идеально подошел импульсный высоковольтный MJE13005 . Его нужно будет установить на небольшой радиатор.
Дроссели L1 и L2 стандартные, на 100мкГн. Конденсаторы выбирайте на напряжение не ниже 100В.
Настройка
Здесь потребуется осцилограф с высокоомным выходом, щуп которого нужно расположить рядом с выходом X1. Лучше не подключаться напрямую, т.к. высокое напряжение может повредить осцилограф. Установите R1 в среднее положение, переключатель SA1 разомкните, и подключите питание 12В. Если осцилограф не показывает качерных испульсов, то поменяйте выводы базовой обмотки TV1.
Если нет осцилографа, то настройку устройства можно произвести с помощью «вилки Авраменко». Её нужно подключить одним-единственным входом к выходу качера.
При работающем качере светодиод HL1 будет светиться несмотря на то, что второй конец этого нехитрого устройства никуда не подключён.
В зависимости от решаемых задач может потребоваться подключать качер к разным нагрузкам. Самое простое — через диод (лучше SF56) и сглаживающий конденсатор запитать лампу дневного света рассчитанную на 220В. При замкнутом SA1 и напряжении питания 15В можно зажигать 10-ти Ваттную лампочку.
Для некоторых задач нужна быстрая зарядка конденсатора до высоких напряжений. Это можно сделать по предыдущей схеме, но конденсатор д.б. неэлектролитическим и рассчитанным на напряжение в 2000В. Также, в этом случае, вместо одного нужно поставить 4-е последовательно соединённых диода.
Самый интересное подключение — длинная линия, обычно — коаксиальный кабель. Его оплётка соединяется с общим проводом схемы, а центральная жила — с выходом X1.
А что будет, если в схеме качера вместо одного транзистора поставить два и заставить их работать попеременно? Читайте об этом .
Используемые материалы
- Коротков Д.А. Разработка и исследование генераторов мощных наносекундных импульсов на основе дрейфовых диодов с резким восстановлением и динистров с глубокими уровнями
- Пичугина М.Т. Мощная импульсная энергетика
Горчилин Вячеслав, 2014 г.
* Перепечатка статьи возможна с условием установки ссылки на этот сайт и соблюдением авторских прав
Вступление и общий принцип работы Качера Бровина
Качер Бровина — это разновидность блокинг-генератора электрических импульсов со сравнительно высокой частотой. Устройство может быть собрано на различных активных элементах, но чаще всего при сборке применяют биполярные или полевые транзисторы. Данный прибор был изобретен инженером Владимиром Ильичом Бровиным в 1987 году. Причем изобретен скорее случайно – Бровин разрабатывал электромагнитный компас, который позволял бы определять стороны света при помощи звука. И в качестве звукового генератора инженер использовал спроектированный им блокинг-генератор с цепью обратной связи. Компас заработал. Но в работе блокинг-генератора были замечены определенные расхождения с некоторыми законами физики (например, с законами Ампера и Био Савара, а также с законом Кирхгофа). Так и появился качер.
Название для своего изобретения Бровин придумал в 1996 году на основе слов «качатель реактивностей». Автор изобретения объясняет принцип работы этого или просто-качера Бровина следующим образом:
В обычном блокинг-генераторе транзистор открывается за счет протекания тока из катушки обратной связи в базовой цепи транзистора. В качере же он неочевидным способом (т.к. в теории появление электродвижущей силы в катушке обратной связи все же может открыть транзистор) будет все время закрыт, а ток образуется за счет накапливания электрических зарядов в базе транзистора для дальнейшего разряда при превышении некоего порогового напряжения (т.н. «лавинный пробой»).
Мнений и отзывов об этом изобретении существует великое множество: от восторженных до скептических. Вот мнение самого изобретателя, взятое с форума http://club.1-info.ru (авторские орфография и пунктуация не сохранены):
Качер – транзисторное (радиоламповое) устройство с феноменальными качествами. Дешевое (стоимость устройства — меньше 1$) и не требующее особых технологий. Знаний о свойствах качеров достаточно для повсеместного применения практически в любых отраслях, включая балет.
С 2005 года тема качеров обсуждалась на множестве форумов (наберите в поисковике «Бровин Владимир Ильич»). Оппозиция полностью подавлена, обращайте внимание на даты — плевки идут до 2006 г.
Признание факта существования нового способа управления транзистором налицо.
Нет применения на практике (есть, но совсем мало). Не пора ли начать, господа предприниматели, на этом зарабатывать, а вам, госдеятели, собирать налоги?
Предваряя вопрос «Почему не сам»? отвечаю: «Потому что 68-й пошел. Поздно, доктор». «Что делать?». Выбрать тему — например, «автоэлектроника» — создать лабораторию и все, что есть электрического в автомобиле, а также в технологии его производства начать переделывать на качеры.
Возможно, когда-нибудь так и будет, но пока изобретение Бровина – лишь забавная игрушка для энтузиастов, не нашедшая массового применения в электронике или промышленности. Теперь перейдем от теории к практике – сделаем качер Бровина своими руками .
Ниже представлена одна из схем данного качера:
Для изготовления качера Бровина нам понадобятся следующие детали:
- — 1 ферритовое кольцо (высота 0,7-0,8 см, наружный диаметр 1,5-2 см, внутренний диаметр 0,5-0,7 см);
- — 1 подстроечный резистор на 220Ом 0,25Вт (R1);
- — 1 резистор на 1кОм 0,5Вт (R2);
- — 2 транзистора КТ805 (с радиаторами) (VT1, VT2);
- — 1 выпрямительный диод 1А;
- — 1 конденсатор 10000 мкФ 50В;
- — обмоточный провод, толщиной 0,25 мм;
- — медный провод квадратного сечения, толшиной 1,5 кв. мм (для первичной катушки);
- — провод квадратного сечения, толщиной 0,5 кв. мм;
- — небольшой кусок пластиковой (можно картонной, но не металлической или металлопластиковой!) трубки, обычная сантехническая труба толщиной 1-1.5 см и длиной 20-30 см вполне подойдет;
- — трубка, толщиной 4-7 сантиметров (для первичной обмотки, можно взять пол-литровую пластиковую бутылку);
- — дощечки для изготовления подставки.
Этапы сборки качера Бровина
- 1. Для первичной катушки берем медный провод квадратного сечения и мотаем его на любой трубке диаметром 4-7 сантиметров – делаем 4 витка. Вынимаем трубку, растягиваем провод в длину так, чтобы высота обмотки получилась 10-15 сантиметров (примерно треть от высоты вторичной катушки). Готово.
- 2. Для вторичной катушки мотаем тонкий обмоточный провод вокруг пластиковой трубы, делаем 800-1000 витков. Через каждые несколько сантиметров рекомендуется наносить на свежие витки клей, иначе обмотка может сбиться и перепутаться. Устанавливаем первичную обмотку вокруг нижней части вторичной катушки (см. фото ниже).
- 3. Остальные элементы собираем по схеме. Трубу необходимо закрепить в вертикальном положении, для этого ее торец можно приклеить к основе (дощечке или даже ненужному DVD-диску). Если схема не заработала, попробуйте поменять местами выводы первичной катушки. Должно помочь.
- 4. Настройка собранного качера осуществляется регулировкой подстроечного резистора R1. Также не забудьте на транзисторы установить радиаторы – греются они довольно сильно.
Собрали? С замиранием сердца подносим к катушке энергосберегающую лампу.
Но указанный вариант – не единственно возможный. Энтузиастами и самим Бровиным было разработано множество схем, с различными транзисторами, двумя или тремя катушками и т.п.
Или трансформатор Тесла, как его иначе называют. Использованы видео с канал ютюб Alpha Mods. В статье три видео и простая схема этого устройства. Первое видео о сборке схемы, второе о корпусе и тесте устройства. На третьем – эффекты. Приобрести радиодетали выгодно в этом китайском магазине .
Для этого проекта понадобится много обмоточного провода. Но покупать его вовсе не нужно. Используйте провод из трансформаторов, установленных в блоках питания, которые, как правило, лежат без надобности дома. Одна из катушек имеет толстый, но короткий провод. На второй катушке провод тоньше, но намного длиннее. Первичная обмотка на 0,2 мм, вторичная на 0,6 мм.
Чтобы достать провод, нужно разобрать трансформатор, постучав по корпусу. Так лак разрушается и трансформатор распадается на части. Теперь после слоя ленты мы видим обмоточный провод.
Катушку будем мотать на пластмассовую трубу. Размер ее 140×22. Для начала нам нужно сделать расчеты, чтобы найти нужную длину провода, который будет намотан на трубу. Расчеты показали, что нам нужно намотать 31 метр провода, чтобы получить 450 витков на данной трубе.
На рабочем столе отмерим расстояние, равное 1 метру. Это для того, чтобы отмерить провод. Для намотки катушки можно построить приспособление, которое сделает процесс полуавтоматическим. Но, если не жаль своего времени, все это можно сделать вручную.
Сборка
Обратите внимание, что плюс проходит через два места. Во-первых, он проходит через резистор и попадает на транзистор. Во-вторых, он идет на катушку, а после нее опять попадает на транзистор.
Корпус для качера и тестирование катушки Тесла
У этого контейнера имеется крышка, а на ней силиконовая прокладка. Контейнер будет стоять верх ногами. Теперь можно сделать разметку под будущие детали и проделать под них отверстия. Сбоку будет располагаться разъем под питание. Учитывая мягкий материал контейнера, отверстия можно сделать очень легко.
Для крепления катушки используется резинка. Она будет одета на катушку и прижмется на дно с гайкой и шайбой. Теперь катушка отлично сидит на своем месте и в то же время имеет способность слегка амортизировать. Провода пропустим внутрь, чтобы было незаметно.
Первичную катушку можно намотать разными способами. Ножки можно сделать из маленьких металлических шипов. Катушке Теслы обязательно понадобится охлаждение, так что это тоже предстоит сделать.
В последнюю очередь, перекраска и, наконец-то, сборка. На транзистор наносится слой термопасты, а сам он ставится на радиатор. Для торуса используется шарик от пинг-понга и фольга. Нужно обернуть шарик в фольгу. Самое главное, чтобы провод вторичной катушки касался торуса.
Использован блок питания от старого принтера на 32 Вольта.
В конце концов коробка закрывается и проект официально закончен. С помощью этого прибора можно осуществлять беспроводную передачу энергии. Контролировать эту энергия этим устройством практически нереально, но зато можно поиграть. Например, держать в руках лампочки на 220 вольт, которые будут гореть, получая электричество через воздух. Можно выключить свет на столе одним касанием руки.
Еще эффекты собранного качера Бровина