DIY набор для пайки — Электродуга
Электрическая дуга в воздухе между двумя контактами — это самая настоящая плазма. При достаточном напряжении (порядка 10 кВ) электроны, проносясь между электродами, ионизируют атомы газа, и воздух переходит в плазменное состояние. В этом наборе мы собираем компактный высоковольтный генератор, который зажигает сантиметровую дугу прямо у нас на столе.
Схема состоит всего из нескольких элементов, и при аккуратной пайке устройство запускается сразу.
Состав набора
высокочастотный (строчный) трансформатор — 1 шт.;
силовой биполярный транзистор — 1 шт.;
радиатор для транзистора с винтом — 1 шт.;
диод — 1 шт.;
токоограничивающий резистор — 1 шт.;
винтовой клеммник — 1 шт.;
выключатель — 1 шт.;
печатная плата.
Назначение элементов
Трансформатор. Главная деталь схемы — высокочастотный трансформатор, такие применялись в качестве строчных в электронно-лучевых телевизорах, отсюда и обиходное название «строчник». Именно он повышает напряжение до уровня, на котором между выводами способна гореть дуга.
Транзистор. Создаёт в первичной обмотке трансформатора переменный ток. Без коммутации трансформатор работать не сможет — на постоянном токе во вторичной обмотке ничего не индуцируется.
Диод. Обеспечивает правильную полярность напряжения, попадающего на базу транзистора.
Резистор. Ограничивает базовый ток транзистора, защищая его от перегрузки.
Радиатор. Отводит тепло от транзистора: при работе схемы он заметно греется.
Винтовой терминал. Точка подключения внешнего источника питания.
Подготовка к работе
Примечание
Для сборки понадобится паяльник, припой и флюс. Удобнее всего работать с жидким флюсом, например ЛТИ-120. Полный набор инструментов — паяльник, подставка, губка, мат, флюс — доступен в магазине AlashEd.
Порядок сборки
Шаг 1. Резистор и диод
Монтаж удобнее начинать с самых низких по высоте деталей — резистора и диода.
Важно
У диода есть полярность. Катод отмечен серой полоской на корпусе. На шёлкографии платы у схематичного обозначения диода также нарисована полоска — при установке эти две метки должны совпасть.
Шаг 2. Трансформатор
На втором этапе ставим трансформатор. Здесь главное — правильно развести его выводы.
На плате под контакты трансформатора предусмотрено три отверстия. При взгляде на плату как на фотографии ниже:
в левое отверстие заходит тонкий левый провод;
в центральное отверстие одновременно заходят толстый левый и тонкий правый — их пропускают вместе;
в правое отверстие — толстый правый провод.
Предупреждение
Обмотка трансформатора выполнена лакированным проводом. Просто так припой к нему не пристанет — кончики выводов нужно предварительно зачистить от лака канцелярским ножом до блеска меди.
Шаг 3. Транзистор с радиатором
У транзистора есть лицевая сторона (с маркировкой) и обратная — с открытой металлической площадкой. Прикладываем транзистор металлической стороной к радиатору и стягиваем их винтом.
Получившуюся сборку вставляем в плату, смачиваем выводы флюсом и тщательно пропаиваем.
Совет
Если после сборки дуга не появляется — проверьте ориентацию транзистора. У некоторых партий распиновка отличается, и транзистор нужно повернуть на 180°, либо взять аналог BD243.
Шаг 4. Клеммник и выключатель
Последними впаиваем винтовой терминал и выключатель. Сборка готова.
Включение и меры предосторожности
Предупреждение
Генератор высоковольтной дуги — это не игрушка. Слова «плазма», «высоковольтный», «электрический разряд» означают, что устройство предназначено для тех, кто уже понимает опасность электричества и умеет с ним обращаться. Если вы не работали с бытовой сетью 220 В — не собирайте этот набор.
Что произойдёт, если коснуться электрода пальцем? По поверхности кожи пробежит высокочастотный ток. Для взрослого человека это относительно безопасно — известны опыты, когда экспериментатор одной рукой держится за электрод катушки Тесла, а другой подносит к ней люминесцентную лампу, и та зажигается. Тем не менее даже сам Тесла неукоснительно соблюдал осторожность.
Если же отнести электрод на пару миллиметров от пальца, дуга ударит в кожу. Больно ли? С одной стороны, температура дуги — десятки тысяч градусов. С другой — общая энергия устройства невелика, и тепло мгновенно рассеивается в массе пальца. Ощущение ближе к лёгкому покалыванию.
Совет
Для повседневной работы лучше поместить плату в любой простой корпус — чтобы не браться за неё голыми руками во время эксперимента.
Запуск
Для работы устройства нужен источник питания 3–15 В с током отдачи не менее 2 А.
Подключите провода источника питания к винтовому клеммнику, соблюдая полярность.
Расположите два высоковольтных вывода трансформатора так, чтобы между их концами оставался зазор около 1 см.
Включите выключатель — между выводами загорится электрическая дуга.
Полезные материалы
Принципиальная схема устройства:
Возможные неисправности
Если после сборки дуга не зажигается, проверьте следующее:
Примечание
Ориентация транзистора. Распиновка некоторых транзисторов из набора может не совпадать с разводкой платы — попробуйте развернуть транзистор на 180° или заменить на BD243.
Зачистка лака. Лак на выводах трансформатора должен быть полностью удалён — иначе пайка не даёт электрического контакта.
Целостность обмотки. Прозвоните обмотку L3 (от средней точки трансформатора к резистору): левый тонкий и левый толстый провод должны «звониться» между собой.
Полярность катушки. Если всё подключено по инструкции, но дуги нет — попробуйте поменять местами начало и конец первичной обмотки.