简易两脚放电间隙开关实验
花雨繁星2023/01/07电磁炮 IP:广东
关键词
放电间隙火花间隙火花开关电磁炮开关开关电弧等离子体高压电高压包电火花放点开关放电管感应炮单级感应线圈炮感应线圈炮线圈炮实验


微信图片_20230107233914.jpg

这是我今天实验的两脚放电间隙,两根红色的线是高压包的输出线,两个圆柱销是电容所在回路的两个电极。高压包的红线分别连接到两边的圆柱上面。

微信图片_20230107233936.jpg 微信图片_20230107233932.jpg

这是高压包的型号和实拍,淘宝上买的,采用一节3.7v的18650驱动的高压包。 微信图片_20230107234240.jpg

主回路是一个110uf的薄膜电容驱动一个单级感应线圈炮。

我发现这种方式的放电间隙,必须要两个电极挨得很近,这样高压包通电的时候两个电极之间就会拉出很短的电弧,如果距离太远,虽然高压包本来的电压足以击穿,但是高压包的电流会更倾向于从电容流过而不会击穿两个电极之间的空气导致无法拉电弧放电。

微信图片_20230107233914.jpg

用手指对比一下两个电极之间的距离。


889f6c78a68a28e4cdeda07d8652137c.mp4 点击下载

这是触发的时候的视频,视频中可以听到铝片的声音说明成功触发。本次触发将电容冲到了400v,能驱动铝片打到天花板上,威力似乎比机械碰撞开关和可控硅略大一些?不过这个我没有定量对比,只是直觉和记忆进行威力的比较。电容有电的时候打火和电容没电的时候打火的声音也没有什么区别。


d3053e442e9a789cafab0c0829cfbd6c.mp4 点击下载

这是电容没有充电的时候的慢动作打火视频,可以看到两极之间形成了很小的电弧。电容有电的时候打火的慢动作视频和这个基本没区别,就省略不发了。

400v左右的电压,发射完毕之后还剩下约15v,估计就是导通的压降。

综合来看,这种两脚放电间隙优点在于

1、结构简单,只需要买淘宝上的成品高压包接一下就好了

2、触发还算稳定?

3、由于两极之间的间距很小,导通损耗也不大。

缺点则在于如果电容电压比较高可能会直接击穿放电间隙因为距离很短。不过这个缺点我倒是没有进行过实验验证,只是理论猜想,因为我手上要把电容冲到900v也很麻烦。我的想法是有可能电容电压较高的话可以拉长两极距离,这样可以让电容自己的电压和高压包提供的电压联合击穿,使这个缺点消失。因此这个缺点是否存在还没经过验证。

修改:优化排版,保证阅读体验。


aa1e4a1bd19d108f1a19325dd3101f3e.mp4 点击下载

补充一个发射视频

修改:删去标题中的“四脚”,因为我发现好像这玩意如果搞成产品只用两脚就够了

修改:把四脚改成两脚

[修改于 1年3个月前 - 2023/01/08 13:33:30]

来自:物理高能技术 / 电磁炮动手实践:实验报导
36
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~~空空如也
花雨繁星 作者
1年3个月前 IP:广东
913944

补充一下,我刚才把电压冲高了一些,打火的声音和没电的时候的声音就不一样了

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913945

总觉得空气就是个压敏电阻,似乎可以用压敏电阻的方法分析

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Ball_Lightning
1年3个月前 IP:河北
913951

压敏电阻是正确的。如果用压敏电阻分析,您试验的成功纯属偶然。为碰线半秒之后才引发放电,而一般这种放电间隙都适用于无法使用机械开关和scr的场景,比如高速电炮的非人为控制级。半秒内可能发生数千次放电,这样的成功率是使不得的。再则,这样的行为往往伴随很大的危险:一旦4,5秒内没有触发成功,则电容会被击穿爆炸。

如果您和当初的我一样想玩好火花间隙,可以参考脉冲氙灯的内外触发技术和我的帖子(我曾经因为这个相当疯狂,而现在我已经能熟练地触发3000v的电容组)。把这两块内容加起来应该就比较全了

氙灯招网罩和咱们三脚火花隙的中间级应该是类似的东西,作用是将放电管内气体的电子拉离原子核而形成离子通道。

至于楼主的俩脚实验为啥成功,我想,大概是电容在您按下开关时再次充电,受到环境的影响,火花隙几乎闭合而击穿放电。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913952
引用Ball_Lightning发表于3楼的内容
压敏电阻是正确的。如果用压敏电阻分析,您试验的成功纯属偶然。为碰线半秒之后才引发放电,而一般这种放电...

我碰线半秒才放电原因主要是桌上的火花间隙距离拉开偏移了,以及那个电池的碰线位置不好找。其实我一开始线是没碰上的。不过这次确实打火了0.几秒才触发

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913953
引用Ball_Lightning发表于3楼的内容
压敏电阻是正确的。如果用压敏电阻分析,您试验的成功纯属偶然。为碰线半秒之后才引发放电,而一般这种放电...

我电容只充到300v左右就能够放电。电容充高一点也没有发现自动击穿欧。而且前几次是一碰上线就放了电,这次是两个电极因为各种偶然原因距离远了一丢丢

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913954
引用Ball_Lightning发表于3楼的内容
压敏电阻是正确的。如果用压敏电阻分析,您试验的成功纯属偶然。为碰线半秒之后才引发放电,而一般这种放电...

哦对,还有一点。电容没有充电的时候我打火也是能够在两个电极中间形成电弧的

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Ball_Lightning
1年3个月前 IP:河北
913955
引用花雨繁星发表于6楼的内容
哦对,还有一点。电容没有充电的时候我打火也是能够在两个电极中间形成电弧的

电容一点电没有的时候在脉动直流电路中视作导线,相当于短路了火花隙哦

有视频吗发来我看看

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913956
引用Ball_Lightning发表于7楼的内容
电容一点电没有的时候在脉动直流电路中视作导线,相当于短路了火花隙哦有视频吗发来我看看


你仔细看,文章里面就有一个电容没充电的时候的慢镜头打火视频

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Ball_Lightning
1年3个月前 IP:河北
913958

这是电容没有充电的时候的慢动作打火视频,可以看到两极之间形成了很小的电弧。电容有电的时候打火的慢动作视频和这个基本没区别,就省略不发了。

这里没看懂,电容有电时应该是砰的一声,为什么和没电触发一样呢

另外,15V的导通压降的确很优秀,不像是用铁电极就能实现的。有没有一种可能这个不是导通压降而是lc谐振的关断电压(时代系的帖子中说到过关断电压显著低于击穿电压)可能是由于间隙中充斥着低度电离的气体

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913959
引用Ball_Lightning发表于9楼的内容
“这是电容没有充电的时候的慢动作打火视频,可以看到两极之间形成了很小的电弧。电容有电的时候打火的慢动...

因为我电容只充到了300v,所以电容有电没电声音区别不大。但是我冲到500v声音就有明显区别了。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913960
引用Ball_Lightning发表于9楼的内容
“这是电容没有充电的时候的慢动作打火视频,可以看到两极之间形成了很小的电弧。电容有电的时候打火的慢动...

至于关断电压我觉得你的观点应该是对的,我也不太会测量导通压降,用示波器就能测么。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913964
引用Ball_Lightning发表于9楼的内容
“这是电容没有充电的时候的慢动作打火视频,可以看到两极之间形成了很小的电弧。电容有电的时候打火的慢动...

说一个悲伤的故事,这个两角的放电键是由于结构比较特殊,在我尝试用示波器测量它两端电压的时候,一打火就会超压示波器会黑屏。我并不是直接并在两端的,我是在他的两端并上了一个2000欧的电阻,然后我把示波器的两端都接在电阻左边的电线上,也就是说我示波器显示的电阻只是导线上的压降,大概是一厘米长的导线。结果打火之后,示波器还是黑屏。我是在没有给电容充电的情况下打火的。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913965

新发现:打火完毕之后电容是否有剩余电压和我碰线的速度有关系!我如果碰线很快,电容放完电就会还有50v左右的电压保留,但是如果我碰线稍微慢一点,电容电就能全部放完。我的猜测是因为高压包放电是脉冲的,如果我碰线很快,高压包只打火一次,那电容的电就放不完。而如果我碰线慢一点,就可以听到两次打火的声音,这时候电容的电就能够放完。所以我甚至怀疑这个放电间隙是可关断的。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913969


d3bd73fc2cb10b3e6432f4b1e4b11c17.mp4 点击下载

这是放电时候电压的变化。第一次是碰线速度比较慢,第二次是快速碰线,第三次是再次碰线放余压。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913970

补充说明一下,买的高压包是直流高压,但是正反接不影响。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913971

下周买个交流高压包再进行实验,交流高压应该是连续打火,看看有没有可关断的可能

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913973

哎,放电间隙那么香,我再也不想碰硅了

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Ball_Lightning
1年3个月前 IP:河北
913975
引用花雨繁星发表于12楼的内容
说一个悲伤的故事,这个两角的放电键是由于结构比较特殊,在我尝试用示波器测量它两端电压的时候,一打火就...

你的示波器该换了(

高压模块那么一点小储能的干扰就给它干废了

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913976
引用Ball_Lightning发表于18楼的内容
你的示波器该换了(高压模块那么一点小储能的干扰就给它干废了

应该是触发了它的某种自我保护机制,反正重启了还能用。

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花雨繁星作者
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:广东
913981


VID_20230107_222516.mp4 点击下载

VID_20230108_082902.mp4 点击下载

补充点视频

第一个视频前面电容没充电后面才充了电

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Ball_Lightning
1年3个月前 IP:河北
913985

无标题.png

也许是感抗在起作用,他拉高了放电管的两极电压。

按理说是可以的。可是我在做类似测试的时候并不奏效

那个余压正反的问题,你多试几次看看是不是有正有反

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913986
引用Ball_Lightning发表于21楼的内容
也许是感抗在起作用,他拉高了放电管的两极电压。按理说是可以的。可是我在做类似测试的时候并不奏效那个余...

我现在测试余压只有正压,昨天的反压是很偶然的,现在的结果是短打火有正压,长打火没有,参见我上面那个电表。你用的是什么样的高压模块?没有成功打火么,发来看看,可能是间距拉的不够近或者高压模块电压不够?你说是感抗的问题,我刚刚把线圈短路了进行测试可以成功点火,也许电容的esl就够用了?你要是想用这种办法打火,得在电容没电的时候进行点火测试,看能不能在两个电极中间起电弧,如果可以这个时候可以,就说明他打火是能够成功的。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913989
引用Ball_Lightning发表于21楼的内容
也许是感抗在起作用,他拉高了放电管的两极电压。按理说是可以的。可是我在做类似测试的时候并不奏效那个余...

可以试试改变回路中的电感大小然后测量最大打火距离

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913990

IMG_20230108_170646.jpg 这个放电方法似乎书上有讲。。。。。

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Ball_Lightning
1年3个月前 IP:河北
913991
引用花雨繁星发表于22楼的内容
我现在测试余压只有正压,昨天的反压是很偶然的,现在的结果是短打火有正压,长打火没有,参见我上面那个电...

我用过脉动直流高压包和脉动直流并联200pF小电容,均未成功

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
913994
引用Ball_Lightning发表于25楼的内容
我用过脉动直流高压包和脉动直流并联200pF小电容,均未成功

多少v,发个照片看看


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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
914000

现在只要距离拉的够进我的开关基本百分百触发。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
914015

等下周我测试一下短打火,长打火的电压以及电流波形。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
914031

希望有人能重复我的实验并取得成功。现在想到一个严重的问题,高压包可能会对主电容回路产生干扰导致示波器无法测出回路中的电流曲线。我的计划是如果这样不行就在单极感应线圈上面放一个单匝线框并测量线框的感应电流反推回路电流。相关实验我目前无法进行,得等个九天。我准备验证一下如果我用超短电脉冲信号打火是否可以让火花间隙实现关断。

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
914033

如果真的是感抗起作用那还可以尝试加磁环看看会不会对触发有影响

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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
914314
引用Ball_Lightning发表于25楼的内容
我用过脉动直流高压包和脉动直流并联200pF小电容,均未成功

我似乎知道你没有成功的原因了,我今天有个新发现。同时,磁环的作用不明显。实验证明,我这个开关似乎必须是四脚的才能接通,两脚的反而接通不了。

微信图片_20230113225719.jpg

如图其实我真正的电路图是这样,脉冲高压包的两个输出线末端和火花开关之间有一段空气,只是上星期我认为这段空气无关紧要,所以就画成了两脚,实际上应该是四脚。请看视频:


aefc9dc7512ec111b7ab95f54d18c982.mp4 点击下载

纸巾的作用是遮住其它的电弧方便观察间隙中的电弧。正如视频中所见,我把左边的输出线拉到离火花开关远一点的地方,中间有亮光,能够成功打火。把左边的输出线拉到非常靠近火花开关的左边的时候反而不能够打火。你今天再试一试这样的打火方式。我觉得你失败的原因可能是你比较严谨,把高压包的两端都给焊上去了而不是像我那样随便搭上去。

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花雨繁星作者
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:广东
914320

@三水合番 

大佬不妨来瞅瞅?

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花雨繁星作者
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:广东
914325
引用Ball_Lightning发表于25楼的内容
我用过脉动直流高压包和脉动直流并联200pF小电容,均未成功


不用等到明天了,就在刚刚,我做了一组实验,可以说明问题了。

微信图片_20230114001901.jpg

如图,红、绿两根线连接了高压包的输出线和火花开关的两端。现在请看视频:


f541c79d7c5bc731c4f2bec5866ba6fe.mp4 点击下载

可以看到当我鳄鱼线稳稳地夹在上面的时候,火花开关无法打火。而当我把鳄鱼线那下来的时候,又可以打火了。这还是挺奇怪的。你重复一下我的实验试试,这样应该能够成功。


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花雨繁星作者
1年3个月前 IP:广东
914392

微信图片_20230114204722.jpg 微信图片_20230114204726.jpg

现在这个火花开关的要求是高压包不能两端都接上去,然后在如图蓝线位置引电弧

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Ball_Lightning
1年3个月前 IP:河北
914482
引用花雨繁星发表于34楼的内容
现在这个火花开关的要求是高压包不能两端都接上去,然后在如图蓝线位置引电弧

原来如此!6666哥们!容我想一想这样的原理是什么,你也可以试着做一个动态的试验看看电压充足时之两个间隙的相对大小对结果有啥影响

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三水合番
1年3个月前 IP:黑龙江
914484
引用花雨繁星发表于32楼的内容
@三水合番 大佬不妨来瞅瞅?

推荐买个3d打印机,打个架子把电极固定起来😂

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