Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Пожалуй, любовь радиолюбителей к высоковольтным игрушкам не пройдёт никогда — пусть они не приносят никакой практической пользы, порой требуют покупки дорогостоящих мощных элементов, но вид неземных плазменных высоковольтных дуг или факелов не заменит ничто. Большая часть людей при упоминании высоковольтных устройств сразу вспоминает катушки Тесла — о них знают практически все, либо какие-нибудь электрофорные машины, которые вырабатывают статическое электричество, например, для опытов по физике. Несколько менее популярным, но тем не менее весьма любопытным прибором является генератор факельного разряда, или просто факельник — собрать его можно как с использованием мощных радиоламп, например, ГУ-50, так и при помощи всего одного транзистора, именно о транзисторной версии и пойдёт речь в этой статье. Работа факельника в чём-то схожа с работой катушки Тесла, ведь в нём также используется явление резонанса для создания высокого напряжения. Катушки тесла обычно работают на более низких частотах, до 1 МГц, частота резонанса в факельнике же достигает значений 10-50 МГц, что существенно больше — эта разница в частотах обуславливает разницу во внешнем виде высоковольтного разряда. Если у катушки Тесла это коронный разряд в виде небольших стриммеров (молний), непрерывно бьющих от острого электрода (терминала), то в случае с факельником всё несколько иначе — не с проста он получил именно такое название. На терминале факельника образуется буквально небольшой факел, похожий на пламя свечи, точно такой же горячий. Данный эффект хоть и не такой масштабный по размерам — длина факела обычно достигает 1-3 см, но не менее красивый, особенно если подкрасить стандартный желтоватый цвет «факела» в различные другие цвета — например, ядовито-зелёный и помощью различных химических элементов, солей.
На картинке выше показана схема факельника без использования радиоламп — в качестве активного компонента в ней используется всего лишь один высокочастотный транзистор С2078. Граничная частота этого транзистора 150 МГц, максимальный ток 2 А, используется он для построения довольно мощных передатчиков с частотами около 27 МГц — то что надо для схемы факельника. Автор пробовал устанавливать в схему и множество других транзисторов, даже более совершенных, чем этот — но результаты либо были хуже, либо схема не работала вообще, поэтому данный вариант С2078 является самым лучшим, но никто не запрещает и экспериментировать с другими, главное, чтобы граничная частота была не менее 100 МГц и ток хотя бы 2-3 А. Схема выглядит крайне простой с первого взгляда, ведь помимо самого транзистора содержит самый минимум компонентов — всего один резистор, пару конденсаторов и катушки. Но в этой внешней простоте кроется довольно кропотливый процесс создания и настройки факельника, так, чтобы транзистор не перегревался, а длина факела была максимальной, поэтому заблуждаться о простоте схемы не стоит.
Всего в схеме присутствуют три катушку — дроссель L1 в цепи коллектора транзистора, а также высокочастотный трансформатор на хитро связанных между собой катушках L2 и L3. Первая катушка, L1, самая простая и проблем с ней возникнуть не должно — достаточно взять любую полностью диэлектрическую оправку, например, кусочек пластиковой трубки, диаметром 12 мм и намотать на ней 10 витков медного эмалированного провода диаметром 0,8 — 1 мм. Если проволока будет держать форму и витки не распадутся, оправку, на которой происходила намотка лучше вынуть из катушки, чтобы внутри был просто воздух. При намотке всех катушек желательно соблюдать в точности все параметры — диаметры намотки, количество витков, толщину провода, в этом случае вероятнее всего, что схема запустится с первого раза без кропотливой настройки.
На фото выше показан высокочастотный трансформатор из катушек L2 и L3, и устроен он довольно хитро. Сперва берётся диэлектрическая оправка диаметром 20 мм и на ней наматывается катушка L3, виток к витку проволокой 0,5 мм. Ключевое значение здесь имеет длина намотки — она должна составлять 27 мм, количество витков сколько вошло, столько вошло. Один конец катушки будет антенной, необходимо, намотав катушку, выпустить конец на расстояние около 10 см вверх от самой катушки, как показано на фото. От длины этой антенны также в значительной степени будет зависеть интенсивность горящего факела, поэтому с длиной антенны можно поэкспериментировать, подбирая оптимальную длину. Обратите внимание, что факел, горящий на кончике антенны, имеет очень высокую температуру и вполне можно расплавить медь, поэтому можно сделать, например, наконечник из более тугоплавкого металла. Катушка L2 самая интересная — она имеет 50 витков провода 0.7 мм и намотана на первый виток L3, просто поверх провода, как показано на фото. При этом нужно тщательно заизолировать всю конструкцию, также следует проследить, чтобы используемая проволока не имела дефектов в эмалевом покрытии, чтобы катушки L2 и L3 не имели между собой контакта. Не помешает после намотки и настройки залить витки цапон-лаком, это их зафиксирует и дополнительно защитит. В схеме важна фазировка катушки L2, то есть соблюдение её начала и конца. Чтобы не запоминать направление намотки можно просто проверить экспериментально — если после включения схема не подаёт признаков жизни, следует в первую очередь поменять местами выводы L2. Весь трансформатор желательно подключать к транзистору наиболее короткими проводами, так как длинные провода имеют высокую паразитную индуктивность и могут нарушить работу схемы.
Вся схема собирается навесным монтажом, в качестве основы удобно использовать транзистор, закреплённый на радиаторе. Радиатор — важная часть конструкции, ведь при первом включении без радиатора транзистор может сразу перегреться, поэтому температуру важно контролировать и не допускать чрезмерного нагрева. Несколько слов о конденсаторах. В данной схеме их всего два и оба имеют небольшую ёмкость, 36 пФ и 240 пФ, наиболее предпочтительным вариантом будут воздушные конденсаторы, так называемые КПЕ (конденсатор переменной ёмкости), которые состоят из множества параллельно расположенных металлических пластин. Такие конденсаторы хорошо работают на высоких частотах, могут выдерживать большое напряжение, к тому же позволяют регулировать ёмкость — таким образом, её можно будет настроить по наилучшей работе схемы. Достать такие конденсаторы можно, например, в старинных ламповых радиолах и радиоприёмниках, если их нет под рукой, подойдут высокочастотные керамические конденсаторы. Также можно экспериментировать и с другими видами, устанавливая их в схему и контролируя работу.
При первом запуске схемы нужно соблюдать осторожность, не касаться терминала схемы, тщательно проверить изоляцию и все соединения. Обратите внимание, что транзистор в данной схеме будет работать с большой нагрузкой, и в случае неправильной сборки он может выйти из строя буквально расколовшись, как это показано на фотографии выше. Напряжение питания схемы составляет 20-30В, чем выше напряжение — тем больше будет мощность, красочнее будет факельный разряд. Но также при увеличении напряжения повышается и нагрузка на транзистор, в какой-то момент он может просто не выдержать. Ток потребления данной схемы достаточно высок и может составлять до нескольких ампер, поэтому источник питания должен быть достаточно мощным. Удачной сборки!
Источник (Source)
Подборки: Факельник Схема Транзистор Высокое напряжение Электроника
Источник: