Bobina Ruhmkorff

[GMR]

Buna seara,

 

Vreau sa construiesc o bobina Ruhmkorff care sa genereze curent pulsatoriu cu tensiunea de cel putin 100 KV. Nefiind electronist, am cateva intrebari:

1. Cum aleg grosimea conductorului la primar si secundar ? Am vazut ca majoritatea folosesc aprox. 0.1 mm la secundar si aprox. 2.5 mm la primar. Un conductor de 0.1 mm nu se prajeste la 100 KV ?

2. In ceea ce priveste secundarul, am vazut ca unii, dupa fiecare rand de conductor nou adaugat pe mosor, pun o folie de hartie/plastic/etc. Este obligatoriu ? Daca da, de ce ?

3. La constructia unei bobine, trebuie ca firul/conductorul sa fie aliniat perfect, adica fiecare fir sa fie asezat linga celalat ? Ce se intimpla daca din cand in cand firele se suprapun ? Intreb pentru ca mi-e greu sa cred ca o reusesc sa bobinez perfect sute de mii de fire de 0.1 mm.

4. Exista cineva pe acest forum (sau aveti vreo cunostinta/firma) care sa aiba o masina de bobinaj, si sa fie dispusa (contra cost, bineinteles) sa-mi construiasca bobina secundara ? Sau are cineva o astfel de masina de vanzare ? Am gasit cateva masini de bobinat pe unele site-uri din RO, dar la toate se mentioneaza "stoc indisponibil".

 

Multumesc.

[validae]

La tensiunea de 100kV curentul e de microAmperi deci ,,prăjirea,, firului de 0,1mm e exclusă.

Izolarea straturilor secundarului e obligatorie, fiindcă doar izolația sârmei  e insuficientă.Între fiecare două straturi de sârmă suprapuse apar diferențe de potențial de mii de Volți, care trebuie izolate eficient.Și nu e suficient doar să pui o izolație între straturi, trebuie scos și aerul dintre ele, de aceea se bobinează strâns spiră lângă spiră și apoi se impregnează fiecare strat separat, sau se videază după bobinare și se imersează în rășină sau parafină albă.Indiferent de soluție, turnarea în rășină sau parafină e obligatorie.

Realizarea unei astfel de bobine e foarte pretențioasă, de acolo și prețul ei imens.

O spun ca unul care a construit multe bobine de inducție, dar nici pe departe la această tensiune.Cel mult 20kV...

Acest tip de bobină se construiește din mai multe bobine separate și apoi înseriate.

Fără o izolare perfectă, bobina va străpunge instantaneu între straturi la prima punere în funcție.Pentru mine izolarea e mai grea decât bobinarea în sine...

Dar de ce vrei să construiești o astfel de bobină, de distracție ? Ar fi mai simplu și ieftin să faci un multiplicator Cockroft-Walton cu diode și condensatori.

Dacă nu te aranjează schema de jos, discutăm pe MP despre posibilitatea construirii unei bobine Ruhmkorff

[GMR]

@validae,
Multumesc pentru raspuns.

 

Ca sa raspund la intrebarea ta, scopul acestei bobine este reproducerea unui experiment mai vechi, pentru transmiterea energiei wireless (nu este vorba de celebrul patent a lui Tesla).

 

Cu aprox. 100 de ani in urma, cand aceste experimente erau la moda, se foloseau bobinele Ruhmkorff. Din cauza ca nu stiu ce diferente exista intre curentul pulsatoriu furnizat de bobinele Ruhmkorff si alte metode de producere a acestui curent, as vrea sa folosesc aceeasi metoda: vreau sa fiu sigur ca nu-mi scapa anumite detalii (frecventa pulsurilor, forma lor, etc.) care pot face ca experimentul sa nu functioneze.

 

Am gasit la greci o bobina de vreo 50 KV (cam slaba), dar nu stiu daca e ceea ce trebuie: nu vad metoda prin care se genereaza pulsurile de curent. In mod normal, la o bobina Ruhmkorff pulsatiile sint produse de un intrerupator eletromagnetic. De asemenea, vad ca se alimenteaza la priza (AC), iar bobinele Ruhmkorff au nevoie de CC. Poate are vreo dioda pentru conversie.. Plus ca e facuta in China si s-ar putea sa nu aiba nici aia 50 KV.
https://www.why.gr/en/καταστημα/educational-products/physics/electromagnetism/electric-induction-coil-ruhmkorffs-coil/

 

Din ce mi-ai explicat pare destul de complexa constructia bobinei (pentru mine cel putin). Ce alte optiuni as avea pentru constructia unei bobine Ruhmkorff ?

Editat Aprilie 6, 2023 de GMR

[validae]

Din ce am citit eu pe acel site, bobina generează descărcări între 25-100 mm lucru care semnifică faptul că poate ajunge și peste 100kV. Peste 50kV este garantat că trece, fiindcă rezistivitatea dielectrică a aerului e de minim 1kV/mm, dar puternic dependentă de umiditatea relativă.Avem la serviciu o mașină germană de testat rigiditatea dielectrică a uleiului de transformator, mai bătrână decât mine (făcută prin 1964) și eu asigur de ceva ani reparația ei.M-am jucat cu ea și am testat străpungerea aerului la diverse distanțe, iar ce am scris mai sus se verifică.

Astfel, la o distanță de circa 10mm descărcarea s-a produs la o tensiune de 10kV. Când aerul ambiant e uscat, tensiunea necesară strapungerii a 10mm de aer ajunge si la 25kV.

Mașina memorează mecanic tensiunea la care se produce străpungerea, prin blocarea acului voltmetrului. O să fac un filmuleț când mai ajung la ea..

[Spitfire]

 In anul 2023 o asemenea constructie(exceptand restaurarea unei bobine de inductie cu scop muzeal) e de-a dreptul ridicola...si foarte periculoasa din punct de vedere a electrosecuritatii!

La tensiuni de zeci de mii de volti, nici nu ar trebui sa luati in considerare sa va jucati cu curent continuu, un curent altenativ de zeci de KHz, datorita efectului pelicular va produce un punct negru pe piele, dar curentul continuu va opreste "motorasul", indiferent cat de mic e curentul maxim pe care-l poate furniza sursa.

Jucati-va cu asta, e total nepericuloasa, si spectaculoasa:

https://power-labs.com/flybackdriver/

[GMR]

@validae,

Am facut deja comanda, sper sa fie ce trebuie.

 

@Spitfire,

Am nevoie de curent continuu la experimentul pe care-l fac, deci n-am de ales.

 

Apropo de siguranta: am niste manusi electroizolante pentru tensiuni maxime de 36 KV, cu grosimea de 1mm. Pot fi strapunse la curenti mici (sub 20mA) dar tensiuni de peste 36 KV ? Adica, curentul are vreo importanta, sau doar tensiunea ? Bine, oricum nu ma las eu in baza manusilor, dar vreau sa stiu daca le-am luat degeaba. Manusi mai groase se pare nu exista la noi.

[flomar60]

Străpungerea unui material izolator e una iar descarcarea pe suprafață e alta! Exemplu: un izolator de sticlă tip fustă (model constructiv PS6) are grosimea de străpungere de aprox. 5cm iar suprafața de descărcare de aprox. 30cm.... un astfel de izolator supus unor teste a descarcat pe suprafață la o tensiune de aprox. 60kv....nu a apărut strapungere în masa izolatorului.... dacă nu depășiți 30kv tensiune de lucru se pot folosi mănușile mentionate dar dublate.... adică o mărime mai mică trasă peste mână peste care se trage o marime mai mare.... bratul sa fie liber(fără haine) până la cot.... sper ca nu mai trebuie să menționez potențialul pericol la care vă spuneți in cazul celei mai mici greșeli! 

[GMR]

Acum 56 minute, antemir a spus:

Eu zic sa nu te joci daca nu cunosti raspunsul la intrebarile de mai sus !

 

Nici o sansa ! Experimentul va merge pana la capat.

Multumesc tuturor pentru detalii/sfaturi !

[validae]

Hai să nu exagerăm totuși cu pericolele bobinei Ruhmkorff, până la urmă cea despre care vorbim e doar o jucărie didactică, nu un traf de distribuție de zeci-sute de kiloWați.Mai mult decât o arsură locală nu are ce să-ți facă. Gândiți-vă la electroșocul tip Taser folosit de poliția americană, varianta cu electrozi care se înfig în piele.Nu are el are sute de kV dar curentul aplicat e mult mai mare și nu mai moare nimeni când e pus la pământ de așa ceva.Doar arsuri superficiale și ,,obosirea,, rapidă a mușchilor, prin contracții rapide.

Aș recomanda oricum să nu manipuleze părțile aflate sub tensiune doar cu mănuși , ci prin intermediul unor tije izolatoare lungi și bine uscate. Nu toți rezistăm la curent ca Biba Struja....

[Spitfire]

Citat

Mai mult decât o arsură locală nu are ce să-ți facă.

  Arsura locala produce sursa de curent alternativ daca lucreaza la zeci de KHz, datorita skin effect-ului, daca produce(ca orice bobina de inductie) impulsuri de curent...ia sa vedem: considerand o rezistenta a pielii de 50 Kohm si o tensiune de 50 KV, avem...de vreo 33 de ori mai mult decat e nevoie sa fie oprit miocardul(30mA). Daca bobina de inductie poate furniza 1mA, caderea de tensiune pe o rezistenta de 50Kohmi(pielea nefericitului) da nastere la un impuls instantaneu de cca. 500 joule, deci...deces garantat.\

 De aceea i-am recomandat mai sus jucaria aia cu 2N3055 si traf de TV alb-negru, aceea lucreaza la peste 60 KHz, nu prezinta niciun pericol de electrocutare, daca... nu te apuci sa-i adaugi ceva triplor de Telecolor.

[soare0]

Io m-am curentat cu succes la 1,5 V, suficiet cat sa nu imi mai trebuiasca a doua oara. In cazul meu, am aplicat tensiunea unei baterii, intre o mucoasa si... alta mucoasa de pe corp. Deci nu prin pielea intreaga. Va las sa experimentati, dar o faceti pe proprie raspundere.

 

In ceea ce priveste bobina Ruhmkorff, este o ”banala” bobina de inductie. Asadar, desi ea lucreaza in primar in CC, va produce in secundar un arc de CA, sub forma de trenuri amortizate. Detalii sexy gasiti pe Wikipedia. Asadar curentul maxim in secundar va fi... cat va fi, iar frecventa, in functie de frecventa primarului.

 

Asta nu inseamna ca nu va pisca. Fac taman inperioada asta niste bobine Tesla de cateva sute de W, si la cateva sute de kV (descarcare mai mare de 15 cm), cu papuci de plastic in picioare (e drept, poa sa fie usor gauriti... :D ), tot te pisca, chiar prin sticla unui neon tinut in labutza, descarcarea fiind printr-un terminal. Te pisca chiar la limita neplacutului, fie si din simplul motiv ca ti se descarca si se incarca tot corpul.

 

Vorbim de secundar, caci in ceea ce priveste primarul e alta poveste, spusa la o coliva si un pahar de vin.

 

Asadar nu recomand nimanui care nu stie ce face, insa probabil ca bobina Ruhmkorf va fi relativ nepericuloasa, la puteri mici.

 

Rasounzand doritorilor de bobine Ruhmkorf:

1. Nu ai curent in secundar daca nu faci ark. Daca faci arc electric, curentul din secundar si din primar vor fi proportionale cu raportul numarului de spire. Asadar doar dupa ce stii la cat ajunge curentul in primar, datorita rerzistentelor parazite de circuit, il stii si pe secundar. Ca atare, osciloscop si shunt, si oricum treaba e mai complicata, datorita cuplajului dintre bobine, etc. In plus, ai adancimi de patrundere in fir in functie de frecventa, datorita efectului pelicular. Pana nu stii la ce frecventa si ce putere, nu stii ce fir vrei. Cumva toate is corelate. Totusi, 0,1mm e posibil sa fie destul. Eu recomand un 0,35, ca sa vezi ce bobinezi chiar spira langa spira, fara ochelari, dar depinde daca iti incape. O bobina stationara nu ar trebui sa ridice probleme de incaput, si se poate izola lejer.

2. La tensiunile pe care le vrei, fie bobinezi intr-un singur strat, fie in galeți, secțiune langa secțiune, fie strat peste strat, cu precautiile de rigoare. Oricum, bobina ar trebui impregnata sub vid in acest ultime doua cazuri, sau lacuita in primul caz, in care bobina este desigur mult mai masiva, si se bobineaza cu pas, deci fir activ, fir pasiv, scos firul pasiv dupa lacuire sau inainte.

Raspunsul la intrebare a fost dat: o sa se strapunga pe la capatul straturilor.

3. Cam da. Depinde de multi factori. Si nu, te inseli, se poate da spira langa spira, cat despre incalecare, ti-o poti calcula daca stii la cat tine izolatia, cat de tare ai belit-o la manipulare, si ce tensiune ai pe spira. Am strapuns io si un traf de 220 cu incalecarea, cand eram mic, asadar aici...

4. O masina de bobinat e banal de construit. Daca nu poti, nu te apuca de Ruhmkorff. Pentru scantei, poti folosi o bibina gata facuta, conform uneia dintre sugestiile de mai sus.

 

5. Ultimul si cel mai important: daca motivul si utilitatea acestei bobine este un asa-numit taser/gard electric, nu fi kokalar si opreste-te acum, inainte sa ajungi in puscarie folosindu-l. Chiar si daca e pentru animale. Ia ceva facut profesional, cu documente de conformitate, instaleaza-l adecvat si conform legii, caci chiar si asa te da vecinul in judecata daca ramane mâtza agațată în gardul tău, iar capetele de acuzare vor fi... vor fi. Iar daca moare vreun romulan, nu scapi doar facand altul in loc.

Editat Iunie 17, 2023 de soare0