лестница якова электрическая что это
Лестница Иакова
Для получения эффекта лестницы Иакова, подойдет практически любой высоковольтный генератор. Представленная конструкция не содержит новизны, только тут использовался альтернативный способ для получения высокого напряжения.
В последнее время мы рассматривали разнообразные высоковольтные игрушки с применением ЭПРА и строчного трансформатора и сегодня в какой то мере продолжим эту традицию. В конструкции использовано два строчных трансформатора, которые питаются от отдельных блоков питания.
Вначале, лестница планировалась с одним строчным трансформатором, но дуга в таком случае получалась «горячей» плавила провода, а балласт быстро выходил из строя из-за большого потребления. Затем была использована другая схема, о которой пойдет речь.
Два балласта от ЛДС, каждый на 40 ватт были приобретены в магазине, строчные трансформаторы, как всегда из отечественных телевизоров.
При повторении схемы следует принять во внимание тот факт, что вся схема под высоким напряжением, самое минимальное напряжение это сетевые 220Вольт, а выходное напряжение установки свыше 10кВ, в некоторых случаях это напряжение смертельно опасно, поэтому соблюдайте предельную осторожность, используйте резиновые перчатки.
Не включайте генератор вблизи электронных устройств.
Ни в коем случае не дотрагивайтесь высоковольтных выводов (самой лестницы, во время ее работы).
Высоковольтная дуга греет окружающий воздух и поднимается вверх. Это явление объясняется движением теплого воздуха вверх, поскольку он значительно легче холодного.
Установка легко повторяемая, поскольку в ней используются готовые блоки, нужно только правильно подсоединить и насладится работой лестницы. К вашему вниманию представлена принципиальная и блочная схема включения.
Как сделать мощную лестницу Иакова из трансформатора от микроволновки своими руками
Желание написать данный пост побудила вот это фотография со студенческой конференции технического ВУЗа.
— Видел, что студенты показывали на конференции? — спросил товарищ, показывая фотографию.
— Ничего себе! Это же полный *****! И ты там был?
— Да, я к ним подходил, разговаривал, но они не стали меня слушать. Что я мог сделать.
И действительно, а что можно поделать. 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.
Лестница Иакова — установка, состоящая из высоковольтного блока питания и двух электродов, расположенных в вертикальной плоскости под углом друг к другу. 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. Во время ее работы можно наблюдать образование и перемещение электрической дуги с нижней (снизу) к верхней части электродов. 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. Если сфотографировать с большой выдержкой взлетающий разряд, можно получить необычную фотографию (см. выше), которая будет напоминать лестницу из библейской истории:
Пейзаж со сном (из сна) Иакова, Михаэль Вильман, ок. 1691
Лестница Иакова эффектно демонстрирует целую цепочку физических явлений. 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. Некоторые читатели хабра наверное помнят, что нами была сделана самая большая катушка Тесла в Украине. Кто читал статью, заметил, что больше всего внимания было уделено не столько изготовлению самой катушки, сколько вопросам безопасности.
На фотографии в начале поста мы видим, как оголенные электроды находятся в прямом доступе участников конференции. Любой кто случайно (из любопытства) прикоснется к электродам скорее всего умрет. Впрочем, лучше меня о явных и неочевидных опасностях высоковольтных установок расскажет Сергей Александрович, хоббист с огромнейшим опытом изготовления катушек Тесла, лестниц Иакова, ионофонов, умножителей напряжения, и просто большой любитель трансформаторов всех форм и размеров 🙂
На хабре он под ником Frost273, это, кстати, он автор самой большой катушки Тесла в Украине. Дальше будет его текст.
Однако с некоторыми работающими электроустановками невнимательность становиться последней допущенной в жизни оплошностью. К подобному опасному классу устройств относиться и эксперимент с изготовлением лестницы Иакова.
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 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. И тем больше неприятным будет это ощущение, чем внезапнее оно возникнет. 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.
Возвращаясь к таблице, можно увидеть, что при любом протекающем по телу переменном токе больше 15 мА имеется угроза здоровью и жизни здорового человека. Человек же, у которого имеются пороки сердца уже находиться в группе риска при меньших величинах.
Хочу также заметить, что разброс величин в таблице, к примеру, для токов неотпускания (10. 15 мА), зависит от совокупности дополнительных пяти факторов, помимо величины самого тока:
Я хотел донести мысль, что в этой теме нет места романтизации смерти от удара электрическим током. Экспериментатор с вероятностью 100% не станет доктором Манхэттеном.
Да и скорее уже никем не станет, хотя это не точно. Поскольку шанс остаться живым, хоть и мал, но есть. А вот большая вероятность чего имеется, так это:
К тому же есть опасность воспламенения одежды при контакте с электрической дугой. А уж представьте как неудобно тушить свою одежду парализованными конечностями.
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.
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.
Теперь, читатель, взвесь на одной чаше весов своё любопытство, а на второй перечисленные выше особенности лестницы-Иакова-строения. Не безопаснее ли посмотреть видосик с электричеством на уютном ютубчике?
Подготовка к сборке
Если ты все же твердо намерен попробовать свои силы в изготовлении этой замечательной установки, то вот первые необходимые пункты:
Пункт 0 (главный). Не использовать MOT
Пункт добавлен по рекомендации Neuromantix, lorc и Firelander
Пункт 1. Подбираем изоляцию
Это может быть не очевидно, но привычные изоляционные материалы, которые прекрасно справятся с напряжениями до 500 В перестают работать при киловольтах. При высоких напряжениях проводниками может стать бумага, дерево, фанера, ДСП, ДВП, картон, и даже пыль на поверхности текстолита! Провода также необходимо подбирать с изоляцией рассчитанной на соответствующие напряжения. Так, кабель от удлинителя категорически не подходит!
Пункт 2. Подготавливаем помещение
Собирать установку необходимо на сухом не горючем не токопроводящем полу. Вокруг установки должно быть пустое пространство, чтобы в случае падения электродов никто и ничто не пострадало. Вот поучительное видео, где установка собиралась на столе и упала прямо на экспериментатора:
К счастью из-за хлипкого крепления электродов, цепь разорвалась и герой ролика не успел умереть. Впрочем так везет не всем, совсем недавно проскакивала новость, как школьника убило при самостоятельной сборке лестницы Иакова в гараже. Также помещении не могут находиться ни кошки, ни собаки, ни птицы, ни другие животные. Они могут в самый неподходящий момент зацепить/завалить установку, отвлечь, или банально полезть к проводам.
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.
Необходимо заранее продумать корпус конструкцию так, чтобы никто физически не смог прикоснуться к электрическим компонентам работающей установки, особенно к электродам. Когда мы делали первую лестницу Иакова для центра науки, то поместили ее и за решеткой с замком и за стеклом:
Когда нет отдельного помещения, мы собираем установку в защищенном корпусе, с выполнением следующих правил:
Пункт 4. Не работать в одиночку
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?
P.S.
Да, заголовок желтый, а пост не несет новой информации для целевой аудитории Хабра. 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.
UPD 1: Первые выводы по опросу и комментариям
По состоянию на 23:59 14.06 результаты опроса следующие:
Лестница Иакова на строчном трансформаторе
В последнее время многие радиолюбители (особенно начинающие), стали увлекаться высоковольтной техникой. К высокому напряжению тянутся по самым разным причинам, не смотря на то, что это может быть опасным для жизни и нужно соблюдать строгие меры предосторожности.
Установка состоит из трех основных частей:
1) Задающая часть
2) Высоковольтный трансформатор
3) Сама лестница
Задающий генератор
Полевой транзистор использован серии IRL3705, можно заменить на IRF3205, разницы в работе нет, только к ним нужен теплоотвод, поскольку на транзисторе рассеивается немалая мощность (до 80 Ватт).
Дроссель можно исключить, он предназначен для подавления ВЧ помех. Использован стандартный дроссель от компьютерного блока питания.
Диод из серии быстродействующих, можно заменить на аналогичные.
Резистор 860 Ом с мощностью 1-2 Ватт, он вместе с конденсатором 470 нФ образует фильтр обратного напряжения.
Высоковольтный трансформатор
Далее собираем преобразователь и включаем. На выводах вторичной обмотки образуется дуга, которая доходит до 3-х см.
Лестница
Для демонстрации устройства лестница была изготовлена на скорую руку, поэтому за косяки и внешний вид прошу простить.
После сборки нужно всего лишь включить питание и наслаждаться зрелищем. Остальное расскажет видео ролик.
Digitrode
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Простая лестница Иакова своими руками
Лестница Иакова (или лестница Якова) представляет собой два, расположенных друг от друга на небольшом расстоянии, оголенных проводника, между которыми проходит снизу вверх электрическая дуга большого разряда.
Лестница Иакова представляет собой чарующее зрелище, как и катушка Тесла. Но в отличие от катушки Теслы для создания лестницы Иакова требуется меньше компонентов, и собирается она проще.
В этом материале будет показано, как собрать лестницу Иакова самостоятельно. Но перед началом работы нужно помнить о том, что эта установка в рабочем режиме представляет опасность для человека, который может коснуться как проводников, по которым проходит высокий разряд, так и электрической дуги, какой бы красивой она ни была. Поэтому пайку и сборку осуществляйте только при выключенном напряжении. При необходимости что-то сделать около работающей лестнице Иакова пользуйтесь только одной рукой и инструментами с изолированной ручкой. Также желательно, чтобы ваша обувь была с прорезиненной подошвой, чтобы изолировать вас от земли.
Итак, помимо проводников вам потребуется источник питания (в данном случае использовался источник на 12 В) и трансформатор строчной развертки с драйвером как у катушек Тесла. В данном случае использовался набор «SainSmart Zero Voltage Switching Tesla Coil Flyback Driver for Sgtc /Marx Generator/jacob’s Ladder + Ignition Coil», поставляемый с катушкой. Вот так выглядит данный силовой модуль:
Он поддерживает входное напряжение от 12 В до 36 В. При напряжении 12 В достигается мощность 50-100 Вт.
Для изоляции силового модуля от внешнего мира желательно поместить его в какой-нибудь пластмассовый ящик, и проделать в этом ящике небольшое отверстие для вывода проводов.
На изображениях ниже показано соединение силового блока.
Провода питания (черный – земля, красный – питающее напряжение) подключаются к двум контактам разъема J1 и выходят из ящика через отверстие. Провода катушки (синие) подключаются к разъему J2, как показано на изображении. Красные провода выходят из ящика сверху для подключения к ним проводников, по которым будет проходить дуга. На крышке ящика нужно сделать такие болтовые крепления для фиксации проводов:
Проводники в данном примере имеют немного выгнутую форму, благодаря которой они расходятся к верху, что позволяет делать разряд визуально эффектнее. В самом низу у крышки пластикового ящика проводники расположены друг от друга примерно на 1 см, сверху расстояние между ними составляет около 9 см.
Такая лестница Иакова может стать отличным элементом домашнего декора или быть в качестве эффектного подарка. Но стоит еще раз напомнить о том, что нельзя прикасаться к работающей лестнице Иакова, поскольку напряжение дуги может быть очень опасным!
Презентация проекта «Изучение свойств электрической дуги при использовании лестницы Иакова»
Описание презентации по отдельным слайдам:
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЛЕСТНИЦЫ ИАКОВА Выполнили: МОХНАТКИН Ростислав Дмитриевич, БЕДИКЯН Альберт Артурович, ученики 5 «А» класса МОБУ Лицей № 59
Цель работы: изучить историю развития знаний об электричестве, использования этих знаний для создания полезных приборов; определить, почему имя Николы Тесла связывают с новейшими разработками радиоэлектроники; на примере одного из изобретений исследовать возможность реализации разработок Н. Теслы в современных условиях
Предмет исследований Применение изобретений сербского ученого Николы Теслы в современной промышленности Актуальность исследований С помощью лестницы Иакова можно наблюдать и исследовать возникновение электрической дуги между двумя электродами
Никола Тесла Сербский изобретатель Родился 10 июля 1856, Смилян, Австрийская империя, изобретатель в области электротехники и радиотехники сербского происхождения, инженер, физик. В основном работал во Франции и США. В 1891 году получил гражданство США.
Лестница Иакова Идея Лестницы Иакова не принадлежит Тесле. Но схему ее придумал Тесла
Лестница Иакова Лестница Иакова красивый высоковольтный эксперимент. Внизу, где сопротивление воздуха меньше, образуется дуга. Она нагревает воздух вокруг себя и за счет этого поднимается вверх.
Самодельная Лестница Иакова Мы с Альбертом решили повторить эксперимент дома и сконструировали самодельную Лестницу Иакова. К усилителю от шокера мы подключили ТОМ (трансформатор от микроволновки).
Схема собранной установки
Эксперимент дома Если вы хотите сделать Лестницы Иакова дома, вы должны следовать правилам безопасности: Не подносить руки к дуге на расстоянии не менее 10 см Не касаться корпуса и оголенных проводов. Не заземлять руками (желательно) все это выполнено профессионалами
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс профессиональной переподготовки
Методическая работа в онлайн-образовании
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-387440
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Российские школьники установили рекорд на олимпиаде по астрономии
Время чтения: 2 минуты
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки планирует учредить стипендию для студентов-философов
Время чтения: 2 минуты
Комиссия РАН призвала отозвать проект новых правил русского языка
Время чтения: 2 минуты
В России создадут единый центр по работе с трудными подростками
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.