Предисловие
Этой весной, передо мной стала задача — создать комплект генераторов для проверки устойчивости работы оборудования в условиях воздействия сильных электрических разрядов. Помимо привычных для меня ВЧ-генераторов на транзисторах, дающих, вблизи, хорошую напряженность ВЧ-поля, мне нужен был небольшой источник высокого напряжения. Вот тут я и вспомнил о качере советского радиоинженера Владимира Ильича Бровина — простом устройстве, позволяющем получить необходимое мне высокое напряжение. Свой первый качер, я собрал еще в начале 2000-х годов. Это было достаточно мощное устройство высотой почти один метр, выдававшее плотный пучок коронных разрядов. Опасная была штука… Волосы начинали шевелиться в паре метров от неё… Но сейчас мне нужна компактная, небольшая катушка, безопасная в применении. Осмотрев имеющиеся у меня материалы и детали, я приступил к работе.
Глава I. Теоретическая часть
1.1. Устройство и принцип работы качер Бровина
Качер Бровина был изобретен в 1987 году советским радиоинженером Владимиром Ильичом Бровиным в качестве элемента электромагнитного компаса. Инженер Бровин В.И. образование высшее – окончил Московский институт электронной техники в 1972 году. В 1987 г. обнаружил несоответствия общепринятым знаниям в работе электронной схемы созданного им компаса и стал их изучать. Соорудил множество изобретений на дому. Одно из них – Качер Бровина.
Давайте рассмотрим более подробно, что же это за прибор. Качер Бровина –это разновидность генератора, собранного на одном транзисторе и работающего, со слов изобретателя, в нештатном режиме. Прибор демонстрирует таинственные свойства, которые восходят к исследованиям Николы Тесла. Они не вписываются ни в одну из современных теорий электромагнетизма. По всей видимости, качер Бровина представляет собой своеобразный полупроводниковый разрядник, в котором разряд электрического тока проходит в кристаллической основе транзистора, минуя стадию образования электрической дуги (плазмы). Самое интересное в работе устройства -это то, что после пробоя кристалл транзистора полностью восстанавливается. Это объясняется тем, что в основе работы прибора используется обратимый лавинный пробой, в отличие от теплового, который для полупроводника является необратимым. Однако в качестве доказательства данного режима работы транзистора приводят только косвенные утверждения. Никто, кроме самого изобретателя, работу транзистора в описываемом приборе детально не исследовал. Так что это всего лишь предположения самого Бровина. Так, например, для подтверждения «качерного» режима работы устройства изобретатель приводит следующий факт: дескать, независимо от того, какой полярностью к прибору подключить осциллограф, полярность импульсов, показываемая им, будет всегда положительная.
Может, качер – это разновидность блокинг-генератора? Существует и такая версия. Ведь электрическая схема прибора сильно напоминает генератор электрических импульсов. Тем не менее автор изобретения подчеркивает, что у его устройства существует неочевидное отличие от предлагаемых схем. Он дает альтернативное объяснение протеканию физических процессов внутри транзистора. В блокинг-генераторе полупроводник периодически открывается в результате протекания электрического тока через катушку обратной связи базовой цепи. В качере транзистор так называемым неочевидным способом должен быть постояннозакрыт (т. к. создание электродвижущей силы в подсоединенной к базовой цепи полупроводника катушке обратной связи все равно способно его открыть). При этом ток, образованный накоплением электрических зарядов в базовой зоне для дальнейшего разряда, в момент превышения порогового значения напряжения создает лавинный пробой. Тем не менее транзисторы, используемые Бровиным, не предназначены для функционирования в лавинном режиме. Для этого спроектирован специальный ряд полупроводников. По утверждению изобретателя, можно использовать не только биполярные транзисторы, но и полевые, а также радиолампы, несмотря на то что они имеют принципиально разную физику работы. Это заставляет акцентировать внимание не на исследованиях самого транзистора в качере, а на специфическом импульсном режиме работы всей схемы. По сути, этими исследованиями и занимался Никола Тесла.
Качер Бровина является оригинальным вариантом генератора электромагнитных колебаний. Его можно собрать на различных активных радиоэлементах. В настоящий момент при его сборке используют полевые или биполярные транзисторы, реже –радиолампы (триоды и пентоды). Качер –это качатель реактивностей, как сам расшифровал эту аббревиатуру автор изобретения Владимир Ильич Бровин. Качер Бровина питается от модифицированного сетевого адаптера 12 В, 2 А, потребляет 20 Вт. Он преобразует электрический сигнал в поле частотой 1 МГц с эффективностью 90%. Одной из деталей данного устройства является пластиковая труба 80х200 мм. На нее намотаны первичные и вторичные обмотки резонатора. Вся электронная часть устройства размещается в середине этой трубы. Данная схема полностью стабильна, она может работать сотни часов без перерыва. Качер Бровина с самозапиткой интересен тем, что способен зажигать не подключенные неоновые лампы на расстоянии до 70 см.
- Mean Well источники питания / Импульсные блоки питания, преобразователи и стабилизаторы напряжения MeanWell
1.2. Области применения
Широкое практическое применение новых устройств и изделий, функционирующих на основе этого нового физического явления, позволит получить весьма значительный экономический и научно-технический эффект в различных сферах и областях человеческой деятельности.
Рассмотрим области применения данного устройства:
1. Новые реле и магнитные пускатели, построенные на основе широкого использования качер-технологии:
- может привести к снижению энергозатрат и повышению эффективности производства в целом, что в совокупности позволит получить в экономике страны весьма существенный экономический эффект;
2. Устройства, засвечивающие люминесцентные лампы (лампы дневного света) не от 220 В, как сейчас, а применяя изделия КАЧЕР-технологии, от напряжения питания от 5 до 10 В:
- это позволит существенно снизить уровень пожаро и взрывоопасности
3. Устройства, обеспечивающие возможность не последовательного (используемого в настоящее время), а параллельного соединения отдельных элементов солнечных батарей:
Читайте также:
- позволят значительно повысить надежность, долговечность и эффективность их работы, а также получить значительный экономический эффект от их применения;
4. Устройства индуктивной передачи управляющей информации и энергии между различными светофорами, расположенными по разные стороны перекрестка и входящими в состав одного светофорного объекта (без использования применяемых в настоящее время для этого электрических проводов, с большими трудозатратами на их прокладку):
- позволят сэкономить электроэнергию и затраты на нее.
1.3. Отрицательное воздействие
Несмотря на положительные моменты использования данного устройства, нельзя не отметить его отрицательного воздействия. Выполняя данную практическую работу, я обратил внимание на то, что из за сильного электромагнитного поля, созданного вблизи качера, из строя выходят сотовые телефоны, фотоаппарат, планшет. И здесь я задумался о том, что помимо положительных моментов, данный прибор оказывает отрицательное воздействие, в том числе на организм человека. Прочитав литературу по данному вопросу, я выяснил, что сильное электромагнитное поле оказывает негативное влияние на нервную систему человека. Длительное нахождение возле работающего прибора вызывает головную боль, и при близком контакте несильную ноющая боль в мышцах рук. Помимо этого, как выяснилось, качер может выделять озон, это мы можем ощутить по соответственному запаху.
Так же не стоит трогать руками разряды, из-за высокой частоты, может остаться небольшой ожог на коже. Таким образом, можно сделать вывод, о том, что при работе с данным прибором необходимо соблюдать правила по технике безопасности:
- Не пробуйте трогать руками разряды. Боль, если и будет, то несильная, но ожог вам обеспечен.
- Не подпускайте к устройству домашних животных.
- Не подносите к устройству мобильные телефоны и другую электронику.
- Не стоит находиться длительное время рядом с включенным прибором.
Схема устройства
Схема качера дошла до наших времен практически без изменения и представляет собой блокинг-генератор на одном транзисторе. В настоящее время существует множество вариантов схем данного устройства собранных на лампах, биполярных и полевых транзисторах, но я остановился на самой простой «классической» схеме.
«Классическая» схема качера Бровина
Побочный эффект
Анализ свойств собранной схемы выявил некоторые несоответствия в ее работе с общепринятыми понятиями. Оказалось, что сигналы, полученные на электродах полупроводникового транзистора, измеренные осциллографом относительно положительного и отрицательного полюсов источника напряжения, всегда имели одинаковую полярность. Так, транзистор npn выдавал положительный сигнал на коллекторе, а pnp – отрицательный. Вот этим эффектом и интересен качер Бровина. Схема прибора содержит индуктивность, которая в процессе работы устройства имеет сопротивление, близкое к нулевому. Генератор продолжает работать даже при приближении мощного постоянного магнита к сердечнику. Магнит насыщает сердечник, в результате блокинг-процесс должен остановиться из-за прекращения трансформации в цепи обратной связи схемы. При этом в сердечнике не выделялся гистерезис, его не удалось выявить с помощью фигур Лиссажу. Амплитуда импульсов на коллекторе транзистора оказалась в пять раз выше, чем напряжение источника питания.
Сборка устройства
Отступив от конца трубки 20 мм., я намотал 650 витков провода (намотка — виток к витку в один слой, без перехлестов). При этом длинна намотки катушки L2 составила 105 мм. К концам провода припаял монтажные провода и закрепил внутри трубки для исключения повреждения обмотки. Всю обмотку покрыл двумя слоями акрилового лака. К верхнему выводу катушки припаял стальную иглу и вывел её через декоративную пластиковую заглушку. Корпус катушки я закрепил на монтажной плате для удобства настройки и размещения катушки L1.
Катушка L2 и верхняя заглушка с установленной иглой Компоненты качера Бровина
Катушка L2 в сборе
Расположение катушки L1 на корпусе качера Бровина.
Катушку L1 я сделал из медной шины, шириной 3 мм. Она наматывается на оправке D 45 мм., всего 5 витков с небольшим шагом. Здесь нужно помнить, что направление намотки витков — такое же, как и у катушки L2. Если направления намотки не будут совпадать — генератор будет потреблять ток, но высокого напряжения на выходе не будет! Для подключения катушки L1 к схеме я установил винтовой разъем. Получилось просто и удобно. Так как схема качера содержит всего 5 деталей — я собрал её навесным монтажом, разместив детали на корпусе радиатора.
Монтаж компонентов качера навесным монтажом
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.
Напоследок хочется поделиться видео, из которого вы наглядно разберетесь, как работает качер Бровина:
Похожие публикации
- Читать
Катушка для удлинителя своими руками
- Читать
Отделка дома сайдингом своими руками
- Читать
Кованый забор своими руками
- Читать
Мангал из кирпича своими руками
- Читать
Воскопресс своими руками
- Читать
Настройка устройства
Правильно и аккуратно собранный генератор из исправных компонентов — практически всегда начинает работать. Для получения максимального напряжения, можно попробовать изменить положение и количество витков катушки L1, ориентируясь на величину стримера и потребляемый ток. В моем случае, при напряжении питания 24 вольта, катушка потребляет 0,85 А. Для моей задачи — это оптимально. В некоторых случаях бывает необходим подбор резисторов в цепи базы.
-
Читайте также:
Высоковольтный стример на конце иглы
Так как стример у меня не очень большой, то для визуальной индикации работы катушки и наличия высокого напряжения, я добавил на корпус катушки небольшую неоновую лампочку.
Неоновая лампа для индикации работы качера Бровина
Сетевой качер Бровина на полевом транзисторе
первичная обмотка мотается в 1 слой тонким проводом на трубу малого диаметра(800-1500 витков), после пропитывается эпоксидным клеем или другим подобным. Вторичная обмотка мотается шиной на трубе большего диаметра(5-9 витков) после фиксируется термоклеем или другим подобным.
первичка — та на которую подаем, 5-9витков «низковольтная» обмотка катушки Тесла, вторичка — где результат — звон на резонансной частоте, приводящий к раскачке до высокого напряжения вторички многовитковой и длиной-«качелей» колебательного контура вторички высоковольтной и ее емкости+шар на верху многие лепят если транзисторов много и они без дела сидят недокачивая своими мускулами холодные, т.к. нЕкуда девать на выходе мощу.
