Главная » Хабрахабр » Как сделать мощную лестницу Иакова из трансформатора от микроволновки своими руками

Как сделать мощную лестницу Иакова из трансформатора от микроволновки своими руками

Желание написать данный пост побудила вот это фотография со студенческой конференции технического ВУЗа.

— спросил товарищ, показывая фотографию.
— Ничего себе! — Видел, что студенты показывали на конференции? И ты там был?
— Да, я к ним подходил, разговаривал, но они не стали меня слушать. Это же полный *****! Что я мог сделать???

Поговорив с друзьями было решено написать этот пост, в котором расскажем немного про “Лестницу Иакова”, собственный опыт изготовлении этих установок, и поясним, почему эта фотография вызвала столько эмоций. И действительно, а что можно поделать.

Так что снизу расстояние между ними меньше, чем сверху, и было выбрано в зависимости от напряжения источника питания, чтобы пробой воздуха между электродами возникал самостоятельно. Лестница Иакова — установка, состоящая из высоковольтного блока питания и двух электродов, расположенных в вертикальной плоскости под углом друг к другу. Этот эффект объясняется тем, что дуга состоит из плазмы, разогретой до 5000-7000° C, она нагревает воздух вокруг себя и благодаря конвекционным потокам разогретого воздуха поднимается вверх, утягивая за собой дуговой шнур. Во время ее работы можно наблюдать образование и перемещение электрической дуги с нижней (снизу) к верхней части электродов. выше), которая будет напоминать лестницу из библейской истории: Если сфотографировать с большой выдержкой взлетающий разряд, можно получить необычную фотографию (см.

1691
Пейзаж со сном (из сна) Иакова, Михаэль Вильман, ок.

И я не могу оставаться равнодушным к этой установке, поскольку люблю физику, со студенческих времен являюсь убежденным популяризатором науки, а последние годы разрабатываю экспонаты для музеев науки. Лестница Иакова эффектно демонстрирует целую цепочку физических явлений. Кто читал статью, заметил, что больше всего внимания было уделено не столько изготовлению самой катушки, сколько вопросам безопасности. Некоторые читатели хабра наверное помнят, что нами была сделана самая большая катушка Тесла в Украине.

Любой кто случайно (из любопытства) прикоснется к электродам скорее всего умрет. На фотографии в начале поста мы видим, как оголенные электроды находятся в прямом доступе участников конференции. Впрочем, лучше меня о явных и неочевидных опасностях высоковольтных установок расскажет Сергей Александрович, хоббист с огромнейшим опытом изготовления катушек Тесла, лестниц Иакова, ионофонов, умножителей непряжения, и просто большой любитель трансформаторов всех форм и размеров 🙂

Дальше будет его текст. На хабре он под ником Frost273, это, кстати, он автор самой большой катушки Тесла в Украине.

Если взять в рассмотрение юных (если уже не телом, то душой) и бородатых (есть здесь девушки увлекающиеся электротехникой?) технарей, а именно их в первую очередь привлечёт заголовок статьи, то не найдётся такого, который не испытал на себе удар электрическим током, будь то разобранный источник питания, или не разрядившийся конденсатор, факт остаётся фактом. Можно уверенно сказать, что каждый современный человек, в той или иной ситуации сталкивался с явлениями электричества, и подчас не тогда, когда сам того желал. А раз ты, друг, сейчас читаешь эту статью, значит ты всё ещё жив, и можешь поведать о своём опыте в комментариях.

К подобному опасному классу устройств относиться и эксперимент с изготовлением лестницы Иакова. Однако с некоторыми работающими электроустановками невнимательность становиться последней допущенной в жизни оплошностью.

Особенно лестницы Иакова, “в сердце” которой находиться высокотоковый источник питания, накшталт трансформатора от микроволновки, который может выдать под 500 мА (0,5 ампера) в зависимости от модели микроволновой печи.

А теперь, на секундочку, таблица, чтобы освежить память по такому всем знакомому предмету как ОБЖ.


Воздействие электрического тока на человека

И тем больше неприятным будет это ощущение, чем внезапнее оно возникнет. И я готов подтвердить, что даже столь малые величины протекающего по пальцам переменного тока величиной в 0,001 ампер (1 мА) мало кому способны показаться приятным ощущением. Это я выяснил в свою бытность преподавателем в высшем учебном заведении, когда имел желание и дерзость уразнообразить уроки электротехники для студентов 3 курса путём проведения прикладных экспериментов с электричеством.

Человек же, у которого имеются пороки сердца уже находиться в группе риска при меньших величинах. Возвращаясь к таблице, можно увидеть, что при любом протекающем по телу переменном токе больше 15 мА имеется угроза здоровью и жизни здорового человека.

15 мА), зависит от совокупности дополнительных пяти факторов, помимо величины самого тока: Хочу также заметить, что разброс величин в таблице, к примеру, для токов неотпускания (10...

  • напряжение;
  • сопротивление кожного покрова человека (здесь также влияет наличие повреждений кожи и площадь контакта);
  • длительность воздействия (счёт идёт на доли секунды);
  • частота электрического тока;
  • путь протекания по телу.

Из последнего пункта следует, что ток будет протекать по телу и жизненно важным органам только в том случае, когда есть две точки контакта с разным потенциалом. В качестве примера думаю вы все можете вспомнить как видели птиц, сидящих на проводах линий электропередач, при том что там может быть напряжение как 380 В, так и 10 кВ, и выше. Такая неуязвимость объектов животного мира, находящихся в прямом контакте с проводами, объясняется тем, что они приобретают электрический потенциал проводов и ток через них самих не протекает. Да и в связи с габаритами птиц величина тока утечки через поверхность их тел в окружающую среду безопасно мала. Смертность наступает только тогда, когда птичке захочется почистить клюв о траверсу. Увы, подобные происшествия имеют устрашающие масштабы. Чёт отвлеклись…

Экспериментатор с вероятностью 100% не станет доктором Манхэттеном. Я хотел донести мысль, что в этой теме нет места романтизации смерти от удара электрическим током.

Поскольку шанс остаться живым, хоть и мал, но есть. Да и скорее уже никем не станет, хотя это не точно. А вот большая вероятность чего имеется, так это:

  1. Испытать нарушения в работе сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, нервной системы...
  2. Получить электроожог (гармоничное сочетание теплового и химического ожогов).
    При ударе электрическим током сопротивление нашего тела играет нам не на руку, поскольку достаточно большая величина протекающего тока в тканях превращается в в тепло, которое вызывает коагуляционный некроз в точках входа и выхода на коже, а также в мышцах и кровеносных сосудах, по которым протекает ток. Что в свою очередь приводит к развитию тромбоза, часто в местах, удалённых от поверхности тела, что значительно замедляет процесс регенерации тканей. Да ещё и сама плазма крови подвергается электролизу при протекании тока, что делает её непригодной для выполнения своих прямых функций транспортировки кислорода.

    А уж представьте как неудобно тушить свою одежду парализованными конечностями. К тому же есть опасность воспламенения одежды при контакте с электрической дугой.


    Фотография поражённого электрическим током участка тела человека (присутствует цензура)

    Не следует ожидать, что электрическая дуга оставит на поверхности тела красивый ожог в форме фигуры Лихтенберга, поскольку такая форма поражения возможна только при ударе статическим электричеством, по примеру грозовой молнии.

    Хочу напомнить, что уровень напряжений, используемых в эксперименте “лестница Иакова” изначально ориентирован на образование электрической дуги.

  3. Получить ожоги сетчатки глаз, вследствии воздействия жёсткого ультрафиолетового излучения, производимого электрическим разрядом.

    Должен признаться, что я и сам дома баловался данным устройством, конечно же с соблюдением мер безопасности, и с дополнительно экипированными очками с защитой от УФ, но вот незащищённые участки моего лица, которое не видело солнце на протяжении долгих зимних месяцев, осталось покрыто совершенно неэстетичным пятнистым загаром.

Как-то так.

Не безопаснее ли посмотреть видосик с электричеством на уютном ютубчике? Теперь, читатель, взвесь на одной чаше весов своё любопытство, а на второй перечисленные выше особенности лестницы-Иакова-строения.

Подготовка к сборке

Если ты все же твердо намерен попробовать свои силы в изготовлении этой замечательной установки, то вот первые необходимые пункты:

Подбираем изоляцию Пункт 1.

При высоких напряжениях проводниками может стать бумага, дерево, фанера, ДСП, ДВП, картон, и даже пыль на поверхности текстолита! Это может быть не очевидно, но привычные изоляционные материалы, которые прекрасно справятся с напряжениями до 500 В перестают работать при киловольтах. Так, кабель от удлинителя категорически не подходит! Провода также необходимо подбирать с изоляцией рассчитанной на соответствующие напряжения.

Подготавливаем помещение Пункт 2.

Вокруг установки должно быть пустое пространство, чтобы в случае падения электродов никто и ничто не пострадало. Собирать установку необходимо на сухом не горючем не токопроводящем полу. Вот поучительное видео, где установка собиралась на столе и упала прямо на экспериментатора:

Впрочем так везет не всем, совсем недавно проскакивала новость, как школьника убило при самостоятельной сборке лестницы Иакова в гараже. К счастью из-за хлипкого крепления электродов, цепь разорвалась и герой ролика не успел умереть. Они могут в самый неподходящий момент зацепить/завалить установку, отвлечь, или банально полезть к проводам. Также помещении не могут находиться ни кошки, ни собаки, ни птицы, ни другие животные.

А самое главное, чтобы никто из посторонних не имел физической возможности попасть в помещение, и не только на период работ, но и на время, пока там находится установка.

Корпус Пункт 3.

Когда мы делали первую лестницу Иакова для центра науки, то поместили ее и за решеткой с замком и за стеклом: Необходимо заранее продумать корпус конструкцию так, чтобы никто физически не смог прикоснуться к электрическим компонентам работающей установки, особенно к электродам.

Когда нет отдельного помещения, мы собираем установку в защищенном корпусе, с выполнением следующих правил:

  1. Используется источник с током до 30 мА.
  2. Установка удалена от наблюдателей, они не могут прикоснутся к корпусу.
  3. Рядом с установкой всегда присутствует ответственное лицо.

Не работать в одиночку Пункт 4.

Во-вторых должно быть совершеннолетнее лицо, готовое взять на себя ответственность за пожар, увечья, или даже смерть, которые могут возникнуть при неблагоприятном стечении обстоятельств.
Возможно, это не полный список, приглашаю дополнять его в комментариях, важные пункты я добавлю в статью. Во-первых необходимо, чтобы при всех тестовых запусках присутствовал человек готовый обесточить установку и квалифицированно оказать неотложную медицинскую помощь.

Схемы, и инструкции по сборке

Прости дорогой читатель, я обманул тебя — никаких инструкций и схем не будет, и мне совсем не стыдно. Уверен, что это все ты легко найдешь на просторах интернета. Конструкция настолько проста, что ее сможет собрать любой школьник. Однако, прежде чем приступать к сборке, спроси себя, готов ли ты к тому, что может пострадать твой близкий человек?

S.
Да, заголовок желтый, а пост не несет новой информации для целевой аудитории Хабра. P. Тем не менее, надеюсь, что статья займет достойное место в поисковой выдаче и будет прочитана многими энтузиастами, а возможно даже спасет от смерти начинающего экспериментатора.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

[Перевод] Мои любимые примеры функционального программирования в языке Kotlin

Давайте посмотрим и обсудим некоторые простые, но выразительные функции, написанные на языке Kotlin. Одной из замечательных особенностей Kotlin является то, что он поддерживает функциональное программирование. Работа с коллекциями Есть множество разнообразных функций. Kotlin поддерживает удобную работу с коллекциями. Нам нужно ...

[Перевод] 10 цитат плохих дизайнеров

Эта статья подходит к вопросу с другой стороны — в ней я хотел бы поговорить о том, какие признаки указывают на плохого дизайнера. В Интернете есть множество материалов о том, как выявить хорошего дизайнера. Ниже приведу десять цитат, которые помогут ...