Aloitettu 18.11.2002, päivitetty 17.12.2002
<< Innoplaza << Plasmakokeita Sähkölennokki >> Energialinkit >>
Kokeiluja alipaineella ja
ylijännitteellä:
Plasma leiskahtaa kurkkupurkissa
Teksti ja kuvat: J. Hartikka
Varoitus! Älä yritä tehdä näitä kokeita, jos sinulla ei ole tietoa ja kokemusta suurjännitteestä! Kokeet on esitetty vain opetus- ja informaatiotarkoituksessa, ei toistettaviksi.
Järjestely: 10 kV jännitelähde vasemmalla, sitten lasipurkki ja wanha jääkaapin kompressori, johon johtaa musta imuletku purkista. Alipainemittari näyttää 1 baarin normaali-ilmanpainetta kompuraa käynnistettäessä.
Paine putoaa ja johdon päihin syttyvät ensin pienet plasmatähtöset. Sähkö etsii nyt tietään maadoitettuun purkinkanteen ja ionisoi kaasua. Ensin välähtää pari ohutta salamaa, sitten leiskahtaa palamaan leveä plasmakaari paineen pudottua 0,1 baariin eli noin 90 % tyhjöksi. Jännite putoaa ensin pariin kilovolttiin, sitten pariinsataan volttiin virran alkaessa kulkea ionisoituneessa harvassa ilmassa. Virta on noin 30 - 50 mA.
Plasmakaari näkyy hyvin huoneenvalossakin. Oho! Tuli läpilyönti suurjännitejohdosta purkinkanteen...! Purkki täyttyy plasmakaaressa kärähtävän eristeen savulla. Viimeisessä kuvassa näkyvät läpilyönnin nokiset jäljet purkinkannen eristeissä ja letkunipassa.
Jukka asettelemassa suurjännitejohtoja kurkkupurkkiin plasmakoetta varten. 10 kV jännite otettiin täysinpalvelleen tietokonenäytön juovamuuntajalta. Kompuran imuputkeen voi tipauttaa muutaman tipan ompelukone- tms. hyvää ohutta öljyä. Se auttaa tiivistämään männän ja venttiilien vuotoja.
Markun oivallus alipainepumpuksi:
Markku Joensuusta hoksasi yksinkertaisen alipainepumpun: "No tässä tämä alipainepumppu on, polkupyöränpumpusta mäntä nurinpäin ja venttiili nurinpäin kanteen tinattuna ja eiku pumpusta vetelemään.. :)) Idea vapaasti käytettävissä jos jotakin kiinnostaa."
JH kommentti: Pyöränpumpulla saa mahdollisimman hyvän tyhjön kun pitää imuletkun lyhyenä, että sen hukkatila pumpun paisuntatilasta pienenisi. Vaihtoehtoisesti voi laittaa toisen pyöränventtiilin nurinpäin letkun ja pyöränpumpun väliin, jolloin letkun paisuntatilalla ei ole enää merkitystä pumpun toimintaan. Öljytippa varmistaa tiivistyksen pyöränpumpun männässä.
Parannetussa purkkimallissa plasmakaari palaa langan ja erillisen katodilevyn välissä. Alipainemittarin Markku viritti tavallisesta 4 baarin painemittarista. Aukaistussa purkissa näkyvät plasmakaaren jäljet.
Markku onnistui saamaan aikaan myös vaativamman efektin matalapaineisen lasiputken sisään. Ihan kuin olisi seisovia plasma-aaltoja putken sisässä! Faradayntila näyttää tältä:
"Alkoi tuo plasma kummasti pätkimään tuossa putkessa kun vekslasin alipaineen sopivaksi," kirjoittaa Markku. "Ilmiöhän on selostettu Graetzin kirjassa sivulla 303 Geisslerin putket. Mutta olipa metka miten tuo skooppikuva (kuva alla) vakaantui noin kun välkevalo ilmeni nimenomaan tuossa muodossa, se niinsanottu kipinäväli oli 180 mm."
Tässä plasmahelminauha pullossa:
Myös seuraavat efektit ovat Markun aikaansaamia:
Ylemmän kuvan "muurahainen" putken keskellä on reiällinen ferriittisauva, huonosti johtava eristeferriitti, joka näkyy suurennetussa kuvassa plasmaa syöksevänä minitykkinä. "Plasmatykin" pituus on 25 mm, paksuus 4 mm, reikä 2 mm. Alla olevassa kuvassa plasmaliekin oikosulkee pätkä lyijykynän sydäntä eli grafiittia.
Suurjännitemittapää volttimittariin:
Suurjännitemittapään voi tehdä tinaamalla isoja, esim. 22 Mohm tai vielä suurempia vastuksia pötköksi sarjaan hyvin eristävän muoviputken sisälle. Toisesta päähän tinataan piuha jännitemittariin, toisella mitataan. Putkeen on hyvä laittaa maadoitettu kiinnipitokahva ettei mahdollinen läpilyönti iske hyppysiin.
Herkälle yleismittarille vastuksia voi joutua laittamaan suurjännitepäähän sarjaan jopa tuhannen megaohmin edestä. Mittarin kalibrointi tehdään niin, että mitataan esim. tuhannen voltin jännite yleismittarilla (tai vastaava suurin jännite johon mittarilla pääsee) ensin ilman mittapäätä. Sitten kytketään mittapää väliin ja laitetaan kokeillen ja välillä mitaten siihen niin paljon vastuksia sarjaan, että mittari näyttää yhtä sadasosaa mittausjännitteestä, esim. kymmentä volttia.
Nyt on saatu aikaiseksi 1:100 suurjännitemittapää, jolla pääsee jännitemittarin 1000 v alueella 100 kV:iin, ainakin niin pitkään kun sen vastukset kestävät... Vaikka mittausvirta on pieni, niin jännite on suuri ja vastukset tuppaavat jatkuvassa mittauksessa lämpiämään.
R&S -suurjännitemittapää purettuna. Tässä ammattilaitteessa on n. 160 Mohm vastuksista tinattu yhteensä 955 Mohm vastuspötkö pantu umpinaiseksi tulpattuun lasiputkeen, jossa eristyksestä ja jäähdytyksestä huolehtii öljytäyte.
Markku rakensi toimivan suurjännitemittarin seuraavasti: "Sain lopultakin sen kV-mittarin tehtyä. Tinasin 5,6 Mohm vastustuksia yhteensä jotain 655 Mohmia pötköön. Tuo mittari oli sen verran epäherkkä, eli 1k sisäinen vastus, että sain vekslata jopa muutaman vastuksen taappäinkin, kun lirvautin sen näyttämään jännitelähteen (jonka laitoin tietokoneen muovikoteloon) maksimia eli noin 26 kilovolttia."
"Vastukset taittelin melkein kiinni toisiinsa, ja käänsin ne risuaidaksi. Väliin eristemuovit, nippusiteillä vähän kiinni koko mätös pieneen pakasterasiaan ja kompuraöljyä päälle, niin että menivät kunnolla upoksiin. Vähän ilmarakoa ja kuumaliimalla ilmatiiviiksi, siinä se oli suurin piirtein. Kuvat kertovat rakenteen tarkemmin."
Varoitus! Älä yritä tehdä näitä kokeita, jos sinulla ei ole tietoa ja kokemusta suurjännitteestä! Kokeet on esitetty vain opetus- ja informaatiotarkoituksessa, ei toistettaviksi."Sattuipa tuon mittarin yläjännitteen säätö kohdalleen 26,6 kV. Kun mittasin alajännitteen plasmapullo kuormana yleismittarilla HV 1000 alueella, oli viisarimittarissa aavistuksen verran yli ensimmäisen pykälän, ja digimittarissa 1170 volttia! Mittarin hinta 3 euroa... ;)) "
Oskilloskoopin voi kytkeä mittarielementin rinnalle, jolloin voi katsella suurjännitepurkausten aaltomuotoja.
