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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Choque eléctrico 80 kV. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Seguridad personal El dispositivo está diseñado para la autodefensa activa al exponer al atacante a una descarga de alto voltaje. El circuito permite obtener tensiones de hasta 80 kV en los contactos de salida, lo que provoca la ruptura del aire y la formación de un arco eléctrico entre los electrodos de contacto. Dado que al tocar los electrodos fluye una corriente limitada, no existe peligro para la vida humana. Debido a su reducido tamaño, un dispositivo de electrochoque puede utilizarse como dispositivo de seguridad individual o funcionar como parte de un sistema de seguridad para la protección activa de un objeto metálico (caja fuerte, puerta metálica, cerradura de puerta, etc.). Además, el diseño es tan sencillo que su fabricación no requiere el uso de equipos industriales, todo se puede hacer fácilmente en casa. Una pistola paralizante más simple se publicó anteriormente en [1]. En el circuito del dispositivo (Fig. 1), se ensambla un convertidor de voltaje de pulso en el transistor VT1 y el transformador T1.
El autogenerador funciona a una frecuencia de 30 kHz, y en el devanado secundario (3) del transformador T1, después de la rectificación mediante diodos, se libera al condensador C4 una tensión constante de aproximadamente 800...1000 V. El segundo transformador (T2) le permite aumentar aún más el voltaje al valor requerido. Funciona en modo pulso. Esto se garantiza ajustando la distancia en el explosor F1 de modo que se produzca una ruptura del aire a un voltaje de 600...750 V. Tan pronto como el voltaje en el capacitor C4 (durante la carga) alcanza este valor, la descarga del capacitor pasa por .1 y el devanado primario T2. La energía acumulada en el condensador C4 (transmitida al devanado secundario del transformador) se determina a partir de la expresión: W = 0,5CUС 2 = 0,5 x 0,25 x 10-6 x 7002 = 0,061 J, donde Uc es el voltaje a través del capacitor (V), C es la capacitancia del capacitor C4 (F). Los dispositivos industriales similares tienen aproximadamente la misma energía de carga o un poco menos. El circuito funciona con cuatro baterías tipo D-0,26 y consume una corriente no superior a 100 mA. Los elementos del circuito resaltados en líneas de puntos son un cargador sin transformador de una red de 220 V. Para conectar el modo de recarga se utiliza un cable con dos enchufes correspondientes. El LED HL1 es un indicador de la presencia de voltaje en la red, y el diodo VD3 evita que las baterías se descarguen a través de los circuitos del cargador si no está conectado a la red. Piezas: resistencias tipo MLT, condensadores C1 tipo K73-17V para 400 V, C2 - K5016 para 25 V, C3 - K10-17, C4 - MBM para 750 V o tipo K42U-2 para 630 V. Condensador de alto voltaje (C4 ) No se recomienda el uso de otros tipos, ya que tiene que funcionar en un modo severo (descarga casi con un cortocircuito), que solo estas series pueden soportar durante mucho tiempo. El puente de diodos VD1 se puede sustituir por cuatro diodos KD102B y VD4 y VD5 por seis diodos KD102B conectados en serie. Conmutador SA1 tipo PD9-1 o PD9-2. Los transformadores son caseros y el devanado en ellos comienza con el devanado secundario. El proceso de fabricación requerirá precisión y un dispositivo de bobinado. El transformador T1 está fabricado sobre un marco dieléctrico (Fig. 2), insertado en un núcleo blindado B26 hecho de ferrita M2000NM1 (M1500NM1).
Contiene 1 - 6 vueltas en el devanado, 2 - 20 vueltas con alambre PELSHO con un diámetro de 0,18 mm (0,12...0,23 mm), en el devanado 3 - 1800 vueltas con alambre PEL con un diámetro de 0,1 mm. Al enrollar el tercer devanado, es necesario colocar papel dieléctrico del condensador cada 3 vueltas e impregnar las capas con aceite de condensador o transformador. Después de enrollar la bobina, se inserta en las copas de ferrita y se pega la junta (después de asegurarse de que funciona). Los terminales de la bobina están llenos de parafina o cera calentada. Durante la instalación es necesario observar la polaridad de fase de los devanados del transformador indicada en el diagrama (Fig. 1). El transformador de alta tensión T2 está fabricado sobre placas de hierro transformador ensambladas en un paquete (Fig. 3).
Dado que el campo magnético en la bobina no está cerrado, el diseño elimina la magnetización del núcleo. El bobinado se realiza vuelta a vuelta (el devanado secundario se enrolla primero) 2 - 1800... 2000 vueltas con alambre PEL con un diámetro de 0,08...0,12 mm (en cuatro capas), 1 - 20 vueltas con un diámetro de 0,35 mm. Es mejor hacer un aislamiento entre capas con varias vueltas de cinta fluoroplástica delgada (0,1 mm), pero el papel para condensadores también es adecuado (se puede obtener a partir de condensadores no polares de alto voltaje). Después de enrollar los devanados, el transformador se llena con pegamento epoxi. Antes de verter, es recomendable añadir unas gotas de aceite de condensación (plastificante) al pegamento y mezclar bien. En este caso, no debe haber burbujas de aire en la mezcla de relleno de pegamento. Y para facilitar el vertido, será necesario realizar un marco de cartón (dimensiones 55x23x20 mm) de acuerdo con las dimensiones del transformador, donde se realiza el sellado. Un transformador fabricado de esta manera proporciona una amplitud de voltaje de más de 90000 V en el devanado secundario, pero no se recomienda encenderlo sin un explosor protector F2, ya que a tal voltaje es posible una falla dentro de la bobina. El descargador de protección está formado por dos cables pelados situados a una distancia de 20...24 mm. El diseño de los electrodos X2, X3 y el explosor F2 se muestra en la Fig. 4.
Los elementos estructurales se montan sobre placas laterales de plexiglás con un espesor de 5...6 mm. Como electrodos X2 y X3 se pueden utilizar varillas de conectores de alta corriente, por ejemplo de la serie ShR. La Figura 5 muestra el diseño del descargador F1.
Es mejor utilizar placas de cobre niqueladas como material (esto garantiza una mayor resistencia del pararrayos a la destrucción por un arco). El espesor de las placas puede ser cualquiera. El voltaje de ruptura del aire es de aproximadamente 3 kV por mm (dependiendo de la humedad y la presión atmosférica), por lo que la separación del explosor F1 será de aproximadamente 0,1...0,2 mm (ajustable durante la configuración). También es mejor hacer usted mismo el botón de encendido SB1; esto le permite tener en cuenta las características de diseño de la carcasa. Está hecho de acero dulce o cinta de cobre de aproximadamente 0,5 mm de espesor (Fig. 6).
Todas las partes del circuito, excepto el interruptor SA1, se colocan sobre una placa de circuito impreso de una cara (Fig. 7) hecha de fibra de vidrio con un espesor de 1...1,5 mm (tamaño 130x55 mm).
Se utiliza una placa del mismo tamaño como tapa y elemento de fijación del interruptor SA1, así como de las baterías. Las baterías se colocan de dos en dos en vasos de cartón, se pegan según su tamaño (diámetro) y se sujetan con un resorte al tablero principal con pétalos unidos a la tapa. Las piezas están soldadas desde el lado de los conductores impresos, lo que permite reducir el grosor del cuerpo del dispositivo. Los transformadores T1 y T2 se pegan al tablero con cola epoxi. Una vista general del montaje de toda la estructura (sin carcasa) se muestra en la Fig. 8.
Sobre un marco formado por dos tablas fijadas con cuatro tornillos (de cabeza avellanada), se envuelve y pega una carcasa de cartón (hay que quitarla al retirar la pared trasera). Para darle un aspecto atractivo, la carcasa se envuelve con una película autoadhesiva del color de la madera. En la ubicación del botón SA1, se hace un orificio en la carcasa y se pega una cubierta de plástico delgada (1...2 mm) con ranuras al borde lateral. Se pega una capa de goma dentro de la parte flexible de la placa, pero de manera que no interfiera con la colocación de la carcasa en el marco. La configuración del circuito consiste en obtener (con la resistencia R4) un arranque y funcionamiento estable del autogenerador cuando se alimenta desde una fuente estacionaria con un voltaje de 3,9 a 5 V. Al configurar el circuito, es mejor utilizar la fuente de alimentación en el modo de limitación de corriente a 1 A: esto evitará daños a VT1 en caso de una conexión errónea de la fase del devanado primario T1 o falta del modo de generación automática por otro motivo. Después de esto, usando un osciloscopio con divisor, medimos el voltaje en el capacitor C4 y seleccionamos el tamaño del espacio en el explosor F1 para que no exceda el nivel de 650...750 V. Algunas palabras sobre el funcionamiento del dispositivo. Al realizar una descarga eléctrica, es mejor usar el interruptor SA1 para desconectar la alimentación; esto evitará que el dispositivo funcione si se presiona accidentalmente el botón SB1, por ejemplo, en un bolsillo. No se recomienda encender la descarga eléctrica en condiciones de alta humedad, para no quedar atrapado en la descarga del arco. Además, dado que no hay un disipador de calor instalado para el transistor VT1 (no hay espacio libre en la carcasa), no se recomienda encender el dispositivo para funcionamiento continuo durante más de 1 minuto (normalmente esto no es necesario). También debe saber que la ropa normal no es un obstáculo para la penetración del arco. Literatura:
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