Plazma za zníženého tlaku


       Plazma za zníženého tlaku sa správa rozdielne, ako pri tlaku atmosférickom. Napätie potrebné pre ionizáciu plynu pri nízkom tlaku je výrazne nižšie, ako potrebné v plyne pri atmosférickom tlaku. Výboje sú preto pri rovnakom napätí v banke s nízkym tlakom podstatne dlhšie, ako pri atmosférickom tlaku a majú doutnavý (tlejivý) charakter. Ako nízkotlaková nádoba v mojom prípade je použitá fľaša od borovičky, pre jej úzky a vysoký tvar. Pre odsatie vzduchu slúži kompresor s chladničky zapojený naopak – sacou stranou. Nevytvorí príliš vysoké vákuum, ale aj tak sa s ním dajú robiť zaujímavé pokusy. Keďže reálne sa dá dovnútra fľaše spraviť len jedná elektróda cez hrdlo fľaše, tak je potrebné použiť vysokofrekvenčný zdroj VN, ktorý prechádza aj sklom – druhá elektróda je uzemnený plech na ktorom je položená fľaša. Ako zátka na fľašu je použitá gumená zátka na retiazke pre umývadla. Cez stred zátky som prevŕtal dieru 3,5mm vrtákom a nabil tam mosadznú rúrku (s modelárstva) o priemere 4mm + s oboch strán zalial lepidlom. Do hrdla fľaše, ako elektróda je použitý medený vodič prispájkovaný na mosadznú rúrku. Na fľaši pod zátkou je izolačka a potom aj zátka je ešte omotaná izolačkou pre lepšie tesnenie. Fľaša a kompresor sú prepojené hrubšou hadičkou pre CO2 s akvaristiky. Ako zdroj vysokého napätia slúži VN transformátor s čiernobielej TV (bez vnútornej diódy – pre VF napätie) o napätí 18kV napojený na push-pull budič s VCO 4046 o výkone stoviek W a frekvencii 22,5kHz. Dajú sa tú použiť pravdaže aj slabšie budiče pre VN transformátory. Slabý výboj vzniká aj bez jednej elektródy, teda fľaši položenej len na drevenom stole bez priameho uzemnenia. Alebo tiež zaujímavé pokusy sa s tým dajú robiť po priblížení fľaše do blízkosti SSTC, ako na fotkách nižšie. Vo fľaši vzniká výboj dlhý 24cm s elektródy až na dno fľaše.

       Na fotkách sú veci pre odsatie vzduchu, fľaša od borovičky, hadička pre CO2, zátka s umývadla, mosadzná trubka, kompresor s chladničky a nakoniec celé pracovisko na stole. Ventil na prvej fotke som nepoužil, takýto je v podstate aj nepoužiteľný a ani nie je v tomto prípade potrebný. Neskôr som tam ešte pripojil vákuometer pre meranie podtlaku.

foto1 foto2 foto3 foto4

       Na internete sa človek dočíta rôzne hodnoty podtlaku, aké až dokáže vytvoriť kompresor s chladničky. Buď to boli vysoké alebo nízke hodnoty, čiže tadeto cesta neviedla. Ostávalo len si to odmerať, aký tam mam reálne podtlak. Každý kompresor je iný, čiže nie každý dokáže vytvoriť rovnako veľký podtlak. V mojom prípade sa podtlak pohyboval okolo -0,82 až -0,84 bar čo je tlak 0,18 – 0,16 bar alebo inak 18 – 16 kPa (1bar = 100kPa). Napríklad v plazmových guliach od Číňanov sa tlak pohybuje v hodnotách 260Pa až 1kPa. Normálny tlak vzduchu (atmosférický tlak) je 101,325kPa.
       V mojom prípade pri tejto fľaši, kde vzdialenosť dna fľaše od elektródy vo vnútri hrdla je 24cm. Nastal plný 24cm výboj pri napätí 18kV a tlaku okolo 21kPa (-0,79bar). Kompresor dokázal tlak znížiť ešte na nejakých 18 až 16kPa.

foto5 foto6

       Nakoniec fotky plazmy vo fľaši pri pripojení 18kV (22,5kHz) s VN transformátora s čb TV pri príkone okolo 400W. V spodnom rade fotiek je fľaša bez spodnej elektródy – uzemneného plechu, fľaša je len položená na drevenom stole. Na poslednej fotke vidieť plazmu nasávanú do hadičky. S oboma elektródami nejde plazma až takto ďaleko, ako len s jednom elektródou bez zeme. Hadička sa ohrieva a vlastnou váhou sa začne deformovať, ale znesie dosť veľa, hlavne ak sa neprehne až úplne. Pozor však na sklo, to sa pri výkonnom VN zdroji dosť zahrieva, nenechávať dlho zapnuté !

plazma plazma plazma plazma plazma
plazma plazma plazma
plazma

       Fotky po priblížení fľaše do blízkosti SSTC pri malom výkone. Bezpečne môžem chytiť fľašu do rúk a prstami smerovať plazmu k prstom.

plazma plazma plazma
plazma plazma plazma


Videá:







5. 1. 2017
       Pokračujeme ďalej v experimentoch s vákuom. Teraz som si našiel už poriadne veľkú fľašu resp. sklo od uhoriek. Aj keď ma kovové pochybné viečko, zistil som, že sa dá lepšie utesniť a šiel som ešte nižšie s podtlakom. Opäť vrstva izolačky pod viečkom na skle a potom aj cez viečko pre lepšiu tesnosť. Na kraji viečka je mosadzná 4mm trubka zaliata tavným lepidlom pre odsatie vzduchu kompresorom. V strede je visiaca elektróda. Najprv som mal mosadznú trubku zároveň aj ako elektródu no to bolo dosť nešťastné riešenie. Neskôr som dal trubku pre odsávanie vedľa a do stredu prispájkoval elektródu, no tu bol tiež problém s tavením cínu a elektróda spadla dole. Nakoniec som problém vyriešil zavesením elektródy na ďalší drôt, ktorý je prispájkovaný po krajoch viečka. Na fotkách dole je všetko pofotene + porovnanie novej a už spálenej elektródy. Hadičky používam stále rovnaké pre CO2 s akvaristiky. Sú veľmi pevné – ani pri veľkom podtlaku sa vôbec nepučia. Jedine ak sa začne nasávať plazma do hadičky, tak pravdaže vplyvom tepla sa začne prebárať, ale aj to znesie celkom dosť.
       VN zdroj používam stále rovnaký (push-pull 4046), avšak vymenený bol VN transformátor za výkonnejší a na vyššie napätie. Teraz viem ísť do 23kV, čo pri predošlom som mohol ísť len do 18kV + vďaka obrovskému feritovému jadru sa vôbec transformátor nehreje ani pri príkone 840W. Aký presne príkon som mal pri tejto fľaši a experimentoch som ani presne nemeral, ale sú to stovky W. Frekvencia VN zdroja je 22kHz.

foto5 foto6 foto7 foto8

       Ako už som spomínal vyššie, pri tejto fľaši sa mi podarilo spraviť vyšší podtlak. Na vákuometri vidieť podtlak -0,92bar čo je inak tlak 8kPa vo fľaši. Na druhej fotke vidieť, ako sa už prehýba viečko do vnútra fľaše. Ani po niekoľkých dňoch experimentovania nebol žiadny problém s veľkým podtlakom vo fľaši. Pozor však treba dávať na bodové prehriatie skla od výboja !

vakuometer foto9

       Čo je veľmi zaujímavé, tak nie je jedno, ako sa pripoja elektródy fľaše na VN zdroj aj keď je to vysokofrekvenčný striedavý. Ak sa pripojí živý koniec VN transformátora na elektródu vo vnútri fľaše a spodný plech pod fľašou sa uzemní na PE, tak vzniká súvislý výboj – súvislá plazma. Ale ak pripojíme živý koniec VN transformátora na plech pod fľašou a elektróda vo fľaši je uzemnená na PE, tak vzniká veľmi zaujímavý prerušený výboj resp. prerušovaný na viac miestach – resp. prerušovaná plazma. Plazma buď lieta po skle alebo pri správne nastavenom napätí ju viem udržať stabilne na jednom mieste. Zrejme sa pri tomto zapojení elektród nejakým spôsobom dostáva DC zložka do výboja. No ak to bude vedieť niekto lepšie vysvetliť budem veľmi rád.

plazma plazma plazma plazma plazma

       Ešte fotky detailu na visiacu elektródu vo vnútri fľaše, ktorá je uzemnená na kolík PE. Všimnite si, ako výboj začína až ďalej od elektródy.

elektroda elektroda

       To však stále nie je všetko. Dostal som nápad s magnetmi, tak som rozobral 2 magnetrony pre získanie štyroch silných magnetov + mal som jeden veľký s reproduktora a nejaké malé kúsky neodymových magnetov s HDD. Dokážem magnetom s vonku ovplyvňovať výboj, posúvať a deformovať. Taktiež čo je veľmi zaujímavé, tak za určitých okolností viem s magnetom posúvať v určitom rozsahu hore a dole dieru v plazme. Neskôr som dal dnu do fľaše veľký magnet s reproduktora a tu je výsledok na fotkách + na videu nižšie, ktoré určite odporúčam si pozrieť celé. Video povie najviac, ako text a fotky. Tiež plazma vo fľaši je stabilnejšia resp. dokážem ju dlhšie udržať stabilne v jednej polohe. Magnet vo fľaši je na dvoch keramických krúžkoch.

plazma plazma
plazma plazma plazma

       Potom nasledujúce fotky s plazmovým oblakom tesne nad magnetom a nad sklom sú veľmi zaujímavé. Na toto magnet vplyv nemá, spravím to aj bez magnetu. Za určitých okolností po naskočení oblúka a potom po zhasnutí a opätovnom pridávaní napätia sa začne vytvárať takýto plazmový mrak tesne nad magnetom alebo tesne nad sklom. Voľným okom som si to najprv však nevšimol až neskôr som spozoroval, že niečo sa tam deje. Okom to je vidieť niekedy aj dajme tomu celkom dobre, ale chce to úplne zatemnenie miestnosti. Fotky som fotil na veľmi dlhé expozície so svetelným 35mm objektívom. Konkrétne napríklad prvá a posledná fotka pri 6s a druhá na 5s pri ISO-800 a s clonou f/2.

plazma plazma plazma plazma

Nakoniec ešte niekoľko fotiek pri rôzne nastavenom napätí a dĺžky expozície.

plazma plazma plazma plazma plazma


Videá:





© copyright 2010 - 2017   |   Jakub Tejiščák   -   tesla.kubo(zavináč)gmail.com