Мощный качер бровина на полевом. Качер бровина с низковольтным питанием

Развлечения с высоким напряжением доставляют много удовольствия и мало пользы. Это значит нам обязательно нужно собрать что-нибудь такое. Наверное, самая простая схема питания катушки Тесла - это качер Бровина. Его можно собрать на лампе, на обычном или полевом транзисторе. Схема неприхотливая - работает без настройки.

Вокруг кечера Бровина ходят много легенд из-за нестандартной схемы подключения транзистора, который работает в запредельных режимах - совершает пробой внутри себя и сразу же восстанавливается. Не будем описывать сухую теорию, нам нужен лишь результат.

Приведу две схемы подключения качера.
Для транзистора NPN:

Для полевого транзистора:

Решено было собирать вторую схему на полевом транзисторе т.к. других мощных тразнисторов под рукой не было.
Моя схема состояла из: резистора R2 - 2 кОм, резистора R1 - 10 кОм, полевого транзистора VT1 - IRLB8721 (был закреплен на мощном радиаторе т.к. он сильно греется). Схема питалась от 12 Вольт.

Вторичную катушку мотал на канализационной трубе тонким проводом. Примерно 800 витков. Зажал трубу в шуруповерт и наматывал столько сколько влезет.

Первичную обмотку сделал 1,5 витка толстого медного провода. Диаметр намотки лучше делать больше, чем вторичка. Положение и количество витков лучше подбирать опытным путем, что бы подобрать максимальную отдачу по напряжению.

Увеличение мощности разрядов можно добиться не только настройкой антенны, подбором резисторов, но и подключив на вход питания мощный дроссель с конденсатором большой емкости. Повышение питающего напряжение пропорционально увеличивает длину разрядов.

Кечер получился не супер мощный, но для баловства хватило. В воздухе прошибал до 7 мм. Уверенно зажигал газоразрядные лампы в 20 см от обмотки, давал красивые коронарные разряды в лампах накала.

Решено было опробовать первую схему на транзисторе КТ805АМ с теми же номиналами резисторов, что для полевого (2 кОм и 10 кОм). На удивление мощность разрядов возросла в два раза, а в воздухе стабильно горел коронарный разряд. Раз так поперло - оформил установку в виде готового устройства.

Всех приветствую. Перед началом, немного истории что-же это за такой Качер Бровина

Сегодня мы поговорим о Качере Бровина на полевом транзисторе. Изюминкой данного агрегата будет возможность регулирования высоковольтных разрядов, исходящих от терминала.

Параметры:
Потребление 3.4 ампера
Напряжение питания 220-250 вольт
Мощность 800 ватт

Начну со схемы.

Принцип работы

По схеме видно что устройство состоит из трех частей: блок питания, блок управления(прерыватель) и сам качер. Блок управления используется для регулировки частоты и скважности импульсов которые поступают на Т1 (мосфет), который в такт частоты то открывается то закрывается открывая переход между стоком-истоком. Тем самым по открытому переходу начинает течь ток замыкая цепь качера на блок питания, и получается импульс. За этот короткий промежуток времени пробегает искра на терминале. Опишу как оно все работает по простому: на блоке питания появилось напряжение (ток пошел в 2 направления на прерыватель и на Т1), включился прерыватель, подал импульс на затвор Т1, затвор открыл переход, через качер потек ток и цепь замкнулась.

Что чем заменить и как сделать чтобы работало?

Блок управления (прерыватель).

Прерыватель можно заменить любым генератором прямоугольных импульсов, но в данной статье он один так что рассмотрим его по подробнее. Все номиналы деталей кроме микросхем можно изменять на 10-30% но при этом схема будет работать по другому, рекомендую частоту генератора делать до 150 Гц.
По этой формуле определяется частота:
.

Блок питания.

Питается все устройство от сети 220 вольт, для защиты ставится предохранитель на 5 ампер. Собственно качер питается от 310 вольт (220 вольт выпрямленное), диодный мост рекомендую брать на ток не менее 10 ампер и напряжение не меньше 500 вольт. Прерыватель питается отдельно через развязывающий трансформатор 220/12 вольт через диодный мост 1 ампер 50 вольт и шунтируется конденсатором.

Качер.

В качере детали можно отклонять на 10-20% от их номинала. Полевой транзистор можно заменить на любой аналогичный или более мощный что вам и советую. Контурный конденсатор подстраиваете сами, само оптимально 0.5-1 мкФ более и не нужно для импульсного режима.

Катушки.

Первичная обмотка качера делается проводом в 2 квадрата, количество витков от 4 до 10. Вторичная обмотка мотается качественным ПЛШО 0.25 мм или любым другим, количество витков от 500 до 1000 (больше смысла нет), советую по окончанию намотки покрыть все лаком или эпоксидной смолой.
Дроссель L1 имеет сопротивление 15-40 Ом находится он в лампах ЛДС, можно заменить резистором с аналогичным сопротивлением и мощностью не менее 100 Ватт.

Фото качера

Готовый к эксплуатации.

Блок управления с кнопкой питания.

Электроника.

Список радиоэлементов

Качер Бровина является оригинальным вариантом генератора электромагнитных колебаний. Его можно собрать на различных активных радиоэлементах. В настоящий момент при его сборке используют полевые или реже - радиолампы (триоды и пентоды). Качер Бровина был изобретен в 1987 году советским радиоинженером Владимиром Ильичом Бровиным в качестве элемента электромагнитного компаса. Давайте рассмотрим более подробно, что же это за прибор.

Неизвестные возможности полупроводниковых элементов

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 (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 постоянно закрыт (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.

Изобретатель о приборе

В 1987 году Бровин занимался проектированием компаса, позволяющего пользователю определять стороны света не посредством зрения, а при помощи слуха. Он планировал использовать изменяющий тон в соответствии с расположением устройства относительно магнитного поля планеты. В качестве основы использовал блокинг-генератор, усовершенствовав его, и полученный прибор впоследствии получил название качер Бровина. Надежная схема генератора оказалась как нельзя кстати: он построен по классическому принципу, только добавлена цепь обратной связи на основе сердечника индуктивности на базе аморфного железа. Оно изменяет магнитную проницаемость при малых величинах напряженности (например, магнитное поле планеты). Звуковой компас срабатывал при изменении ориентации, как было задумано.

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.

Качер Бровина: практическое применение

В настоящее время устройство используется в качестве плазменного разрядника для создания импульсов электрического тока без образования дуги в экспериментальных приборах. Чаще всего используется дуэт - качер Бровина и Это обусловлено тем, что возникающая в разряднике дуга, в принципе, служит широкополосным генератором электрических колебаний. Это был единственный прибор для создания высокочастотных импульсов, доступный Николе Тесла. Кроме того, изобретатель создал на основе качера измерительные устройства, которые позволяют определять абсолютную величину между генератором и датчиком излучения.

Ученые разводят руками

Приведенное выше описание прибора и принцип его работы (причем это видно зрительно) противоречат традиционной науке. Сам изобретатель открыто демонстрирует данные противоречия, он просит всех желающих вместе разобраться с парадоксальными измерениями параметров его устройства. Однако позиция открытости в этом вопросе пока не привела к каким-либо результатам, ученые не могут объяснить физические процессы в полупроводнике.

Это важно

Описание эффекта качера Бровина в ближайшем пространстве, возможно, окажется способом разворота спинов атомов окружающих веществ. На это указывает автор изобретения в эксперименте с заключением прибора в стеклянный герметичный сосуд, из которого откачали воздух для снижения уровня давления в нем. В результате опыта никакого сверхъединичного эффекта, который бы позволил классифицировать устройство как нет (за исключением реальных экспериментов по передаче энергии по проводу). Впервые это продемонстрировал Никола Тесла. Однако возможные неверные показания учета мощности объясняются импульсным, весьма негармоничным характером протекания тока в цепях потребления энергии качером. В то время как измерительные приборы типа тестера рассчитаны или на постоянный, или на синусоидальный (гармонический) ток.

Как собрать качер Бровина своими руками

Если, прочитав статью, вы заинтересовались этим прибором, можете собрать его самостоятельно. Устройство настолько простое, что изготовить его сможет даже начинающий радиолюбитель. Качер Бровина (схема приведена ниже) питается от модифицированного сетевого адаптера 12 В, 2 А, потребляет 20 Вт. Он преобразует электрический сигнал в поле частотой 1 Мгц с эффективностью 90%. Для сборки нам потребуется пластиковая труба 80х200 мм. На нее будут 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. Он является замечательным демонстрационным прибором для школьной либо университетской лаборатории, равно как и настольным устройством для развлечения гостей либо для показа фокусов.

Описание сборки электрической схемы

Автор изобретения рекомендует использовать биполярный транзистор КТ902А или КТ805АМ (однако можно собрать качер Бровина на полевом транзисторе). Полупроводниковый элемент необходимо закрепить на мощном радиаторе, предварительно смазав теплопроводной пастой. Можно дополнительно установить кулер. Резисторы допустимо использовать постоянные, а конденсатор С1 вообще исключить. Сначала следует намотать первичную обмотку проводом от 1 мм (4 витка), потом вторичную обмотку проводом не толще 0,3 мм. Обмотка наматывается плотно виток к витку. Для этого прикрепляем её конец к началу трубы и начинаем мотать, промазывая провод клеем ПВА через каждые 20 мм. Достаточно сделать 800 витков. Закрепляем конец и припаиваем к нему изолированный проводник. Обмотки следует наматывать в одну сторону, важно, чтобы они не соприкасались. Далее нужно впаять в верхнюю часть трубы швейную иглу и припаять к ней конец обмотки. Далее спаиваем электрическую схему и помещаем ее вместе с радиатором вовнутрь пластиковой трубы. Вот этот элементарный прибор и есть качер Бровина.

Как сделать «ионный двигатель»?

Запускаем собранное устройство с минимального напряжения - 4 вольта, далее плавно начинаем его повышать, при этом не забывая следить за током. Если вы собрали схему на транзисторе КТ902А, то стример на конце иглы должен появиться на 4 вольтах. С повышением напряжения он будет возрастать. При достижении 16 вольт он превратится в «пушистика». При 18 В увеличится примерно до 17 мм, а при 20 В электрические разряды будут напоминать настоящий ионный двигатель в работе.

Заключение

Как видите, прибор элементарен и не требует больших затрат. Его можно собрать вместе со своим ребенком, ведь дети любят играть с «железками». А здесь двойное преимущество: мало того, что малыш будет при деле, в нем еще и появится уверенность в своих силах. Он сможет участвовать в школьной выставке со своим творением или хвастаться перед друзьями. Кто знает, может, благодаря сборке такой элементарной игрушки у него разовьется интерес к радиоэлектронике, и в будущем уже ваш ребенок будет автором какого-нибудь изобретения.

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

1. Коротков Д.А. Разработка и исследование генераторов мощных наносекундных импульсов на основе дрейфовых диодов с резким восстановлением и динистров с глубокими уровнями
2. Пичугина М.Т. Мощная импульсная энергетика

Горчилин Вячеслав, 2014 г.
* Перепечатка статьи возможна с условием установки ссылки на этот сайт и соблюдением авторских прав

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