Lichtenbergove obrazce 2/2 – Marxov generátor

Impulzné výboje plaziace sa po vodnej hladine a sklenenej tabuli pri kladnej polarite (+) a zápornej polarite (-) impulzu z Marxovho generátora o napätí 140kV a energii 30J. 

Toto je pokračovanie a nadväzujúci článok z článku - "Lichtenbergove obrazce 1/2 – kondenzátorová batéria"

      Ako bolo v pláne, po roku sa znova vraciam k Lichtenbergovym obrazcom a teraz s použitím tohto Marxovho generátora 2. Cieľom bolo si otestovať, či budem vidieť čisto kladný a záporný obrazec impulzu a taktiež ma zaujímali výboje po tabuly skla, čo s nízkymi napätiami a malou strmosťou impulzu nie je možné docieliť. Plne nabité kondenzátory s hrotom na skle nestačia, žiadny výboj sa konať nebude, je nutný impulz z Marxa. Predošlé pokusy, ak som to už hnal s energiou vysoko hore na 666J až nakoniec 800J pri kapacite kondenzátorovej batérie 1,48uF a napätiach až 32-34kV, bolo síce vidieť rozdiel medzi kladným a záporným impulzom, ale do výboja, teda obrazca sa už miešala aj opačná polarita vďaka VF kmitom. Bolo poznať hlavne veľkosť obrazca podľa polarity, no samotný tvar obrazca začínal byť menej rozoznateľný, ktorý je špecifický pre kladný a záporný impulz. Nebol to čisto impulz jednej polarity vďaka LC obvodu, samotná kapacita kondenzátorov, indukčnosti kondenzátorov a dlhých prívodov na elektródy. Vznikol krásny LC obvod, ktorý stačí, že raz prekmitne a už je vidieť v obrazci zamiešaný obrazec aj druhej polarity. Skrátka sa tam zamieša aj VF zložka do DC impulzu. Tiež samotný impulz bol prúdovo nižší a časovo dlhší. No samotné obrazce na vodnej hladine boli fakt veľké až 65cm !

      Samotný Marxov generátor vytvára VVN impulz o stovkách kV v mojom prípade tento použitý na experiment asi 140kV. Prúdovo sú to stovky ampér až jednotky kA v časovom impulze len pár sto ns, kde samotný vrchol prúdu sa dosahuje už kľudne v desiatkach ns. Špička je veľmi vysoká, strmá a veľmi krátka. Malými kondenzátormi a krátkymi vodičmi na elektródy sa znížili indukčnosti na minimum oproti predošlým pokusom. Parazitné indukčnosti sú tu diametrálne radovo odlišné pri tomto a predošlých pokusoch, taktiež samotný tvar, výška a čas impulzu.

Potom sa mi tu potvrdili ďalšie veci, ako som už písal v prvom článku z teórie...
      „Rýchlosť šírenia výboja po hladine do obrazca je veľmi veľká. V oboch prípadoch pri kladnej aj zápornej polarite hrotu, je výboj tvorený elektrónmi a nie kladnými iónmi, výboj sa stále šíri od hrotu. Rýchlosť šírenia výboja do obrazca po povrchu je 2*10^6 až 3*10^7 cm/s aj viac, čo svedčí o tom, že podstatou celého javu je pohyb elektrónov. U kladných obrazcov býva rýchlosť šírenia väčšia, ako pri záporných. Rozdiel je viac zreteľný pri nižších napätiach a rozdiel sa zmenšuje pri vyšších napätiach.“

      Pri predošlých pokusoch pri nižších napätiach v desiatkach kV (20-35kV) bola silno zreteľná veľkosť kladného a záporného obrazca, kým teraz pri asi 140kV sa táto veľkosť obrazca a rozdiel vo veľkosti stráca, nie je zreteľný. Na druhej strane samotný obrazec, tvar, spôsob šírenia je značne zreteľný a dá sa hneď určiť, či ide o kladný alebo záporný impulz. Táto zreteľnosť bola ešte veľmi pekná pri mojich prvých pokusoch v izbe s menšími kondenzátormi na stole a malej vaničke z vodou (fotky sú v predošlom článku, kde je aj porovnanie kladného a záporného obrazca - link na fotky v druhom článku)

      Na fotkách dole vidieť celú zostavu pre experiment. Zavrel som sa do plechovej šopy, aby som jednak nerušil okolitú elektroniku v dome, ale hlavne pre točenie videa a fotenie aj cez deň. Zavrel som za sebou dvere, nechal len úzku škáru pre trochu svetla, nech vidím na regulačný autotransformátor RAT10 a mohlo sa fotiť. Tlmiče na uši sú dá sa povedať aj nutnosť pre veľký hluk a hlavne v tomto malom priestore.

      Použitý na experiment bol tento Marxov generátor 2 a tento napájací VN zdroj.



Vodná hladina

      Prvé pokusy boli klasicky s vaničkou naplnenou bežnou vodou bez chémie zo studne a test výbojov na vodnej hladine. Vo výsledku sa ukázalo, že tadeto veľmi cesta nevedie ak chcem mať veľké obrazce. Krásne je tu vidieť rozdiel kladnej a zápornej polarity impulzu, no veľkosťou sú dosť malé. Tiež si už môžete všimnúť, že tu už nie je tak diametrálne rozdielna veľkosť kladného a záporného obrazca pri takto vysokom napätí 140kV, ako tomu bolo pri nižších napätiach. Charakter obrazca je pekne rozoznateľný.

+140kV a 30J – kladná polarita (+)



-140kV a 30J – záporná polarita (-)



Porovnanie výbojov kladného (+) a záporného (-) impulzu



Malá tabuľa skla

      Teraz prišlo na rad sklo. Skúsil som vziať prvé menšie sklo, čo som mal po ruke. Prvý pokus bol len plaziaci sa výboj po skle. Problémom bolo, že som mal elektródu rovnako, ako pri vode vzdialenú od skla pár cm. No v tomto prípade pri skle je nutné, aby sa elektróda priamo dotýkala skla. Až potom bude vznikať požadovaný Lichtenbergov obrazec.

Elektróda ďaleko a nedotykajúca sa skla



+140kV a 30J – kladná polarita (+)



-140kV a 30J – záporná polarita (-)



Porovnanie výbojov kladného (+) a záporného (-) impulzu



Veľká tabuľa skla

      Po predošlých pokusoch som už vzal veľkú tabuľu skla a teraz ide to najlepšie. Opäť kladný a záporný impulz. Veľkosť obrazca pri takomto napätí už zreteľná nie je, no krásne vidieť jednotlivú štruktúru obrazca a šírenia sa výboja po povrchu skla.

+140kV a 30J – kladná polarita (+)



-140kV a 30J – záporná polarita (-)



Porovnanie výbojov kladného (+) a záporného (-) impulzu



Záverečné video Lichtenbergových obrazcov