elektronika, chemie, pokusy, hammer, lockpicking

Zdroj vysokého napětí (VN) je základem pro mnoho zajímavých pokusů a proto je dobré mít jeden takový po ruce. Existuje více druhů zdrojů VN. Vysoké napětí lze získat pomocí transformátorů MOT (microwave oven transformer) z mikrovlnné trouby, nebo NST (neon sign transformer) zdroj pro neonové trubice a nebo například z transformátoru z CRT televizorů a CRT monitorů. MOT a NST jsou poměrně nebezpečné zdroje s velkým výstupním proudem v řádu desítek až stovek miliampér a frekvencí 50Hz. Oproti tomu zdroj z transformátoru z televizoru je relativně bezpečný. Myšleno tak, že riziko, že vás nechtěné dotknutí se výstupu zabije, je menší. :) Výstupní napětí sice dosahuje desítek kilovoltů, ale pracovní frekvence je vysoká a proud velmi malý.

Základem je VN transformátor ze spotřebičů s CRT obrazovkou. Je to poměrně malý zpětnovazební, vysokofrekvenční transformátor s výstupním napětím 10 – 30 kV a proudem cca 1 – 15 mA. Přičemž zhruba platí, čím větší obrazovka, tím vyšší napětí. Těchto transformátorů existují dva druhy, starší a nový Několik fotografií různých typů je napravo.

Stará VN trafa můžete přirozeně najít ve starých televizorech. Kvalitnější bývají z televizorů Tesla. Nejstarší nemají obvykle usměrněný výstup a mají oddělenou primární a sekundární cívku na feritovém jádře ve tvaru hranatého O. Usměrňovací dioda nebo kaskádní násobič se nacházejí poblíž transformátoru. Některá novější trafa s dostatečným výstupním napětím násobič nemají a VN usměrňovací diodu mají zalitou v sekundární cívce.

Nová IHVT (Integrated high voltage transformer) VN trafa můžete najít v novodobých CRT televizorech a monitorech. Bohužel v současné éře LCD displayů začínají být tyto transformátory nedostatkové zboží. Jsou to většinou černá, zalitá trafa s primární, sekundární a dalšími cívkami navinutými na sobě v zalité části transformátoru, na feritovém jádře tvaru hranatého D. Obsahují v sobě typicky i vestavěný násobič.

Pro následující zapojení je nejvýhodnější použít staré trafo, protože je nutné navinout místo původního primáru nový. Některá nová trafa mají kolem venkovní části jádra dostatek místa také, ale není to pravidlem.

Součástky

• Výkonový tranzistor (KD 503, 2n3055, SU161, SU160 nebo ekvivalent) Většinou můžete jeden najít ve stejné televizi odkud máte trafo. Bývá poblíž na masivním chladiči.
• Kondenzátor 470nF 250V
• Rezistor 100 ohmů, alespoň 6 W
• Vysokonapěťové trafo z TV
• Velký chladič na tranzistor

Zapojení

Zařízení se skládá ze dvou částí: VN trafa s převinutým primárem a oscilátoru (budiče), který kmitá na frekvenci cca 15 - 25 kHz. Vysokofrekvenční signál jde do primární cívky transformátoru a indukuje v sekundární cívce napětí cca 10 kV až 30 kV Záleží na použitém trafu a počtu závitů primární cívky.
Pokud televize, ze které máte trafo obsahovala i násobič, můžete ho připojit k VN trafu, tak jak byl připojen v televizi. Získáte tak usměrněné napětí cca 3x znásobené.

Identifikace a úprava primáru

Při použití starého VN trafa

Primární vinutí poznáte od sekundárního jednoduše. Sekundární VN cívka bývá znatelně větší, zalitá v zalévací hmotě a vedou z ní dva vodiče. Obvykle jeden masivní izolovaný a jeden tenký. V televizi je VN výstup připojen na usměrňovací diodu, násobič nebo tlustým kabelem přímo na obrazovku. Primární vinutí je to druhé. Vede z  něj několik vodičů a mívá kolem sebe nějakou patici.
Pro převinutí můžete ale nemusíte původní primár zcela odstranit. Některá trafa lze rozebrat a primární vinutí vytáhnout, z jiných je nutné ho odřezat. Místo primáru nebo přes něj se navine 5+5 závitů silnějším izolovaným vodičem. Uprostřed se závity spojí a vznikne odbočka jako na schématu. S počty závitů můžete experimentovat - méně závitů, větší výstupní napětí, ale příliš malý počet závitů může způsobit poškození transformátoru, jelikož napětí na výstupu bude příliš vysoké.
Tím je úprava VN transformátoru dokončena. Výstupy sekundární cívky přiveďte na jiskřiště. Vzdálenost elektrod by neměla být více jak 1 cm. Pokud jiskry nebudou mít kde přeskakovat, mohou si najít cestu uvnitř sekundární cívky a zničit ji. Zda izolace sekundární cívky vydrží, záleží na velikosti výstupního napětí. Protože ale nepoužíváme transformátor doporučeným způsobem, ale navinuli jsme si vlastní primární cívku, nevíme, zda výstupní napětí není nad limity izolace sekundární cívky.

Při použití nového VN trafa

Primární i sekundární vinutí jsou zalité v transformátoru. Vývody primárního vinutí bývají většinou první nebo poslední 2 a je mezi nimi výrazně větší mezera než mezi ostatními. Naměříte na nich odpor cca. 0.3 ohmu.
VN výstup sekundáru bývá červený tlustý drát s přísavnou přípojkou na konci. Druhý konec sekundární cívky můžete odhalit střídavým připojováním 9V baterky na primár a měřením sekundáru voltmetrem nastaveným na rozsah 1000V. + červenou měřící elektrodu připojíte na VN výstup a – černou budete zkoušet jeden spodní pin po druhém. Při každém připojení 9V baterky k primáru se na sekundáru naindukuje impulz napětí. Studený konec sekundární cívky bývá vývod číslo 6 nebo 8 směrem od vývodů primáru. Kvůli integrované usměrňovací diodě nelze sekundár změřit ohmmetrem.
Po nalezení druhého konce sekundární cívky, opět na vyčnívající kousek feritového jádra navineme 5+5 závitů tlustším drátem stejně jako u starého typu transformátoru. Zbytek zapojíme podle schématu. Oba konce sekundáru přivedeme na jiskřiště viz starý typ transformátoru. U IHVT se může stát, že mezi některými vývody zespodu budou přeskakovat jiskry, protože kolem primární cívky je navinuto více sekundárů s odbočkami.
Pokud se to stane, zkuste otáčet potenciometry na boku transformátoru, pokud to nepomůže, zkuste vývody izolovat.

Jiné zdroje vysokého napětí:
Zdroj vysokého napětí s moderním TV transformátorem
Zdroj vysokého napětí se zapalovací cívkou z automobilu

Za újmy na zdraví či majetku neberu zodpovědnost. VN dokáže i na dálku poškodit elektroniku a při doteku způsobuje popáleniny a svalovou křeč. Usměrněné VN vám odmrští ruku nekontrolovatelně pryč a to může způsobit zranění.