Холодная плазма своими руками
Генерируем плазму в бутылке
Наверняка многие слышали о таком понятии как плазма. Для некоторых это явление ассоциируется даже с мистическими явлениями. На само деле, плазмой является всего то ионизированный газ. Это явление образуется, когда через газ проходит высокое напряжение, к примеру, как молния.
Сегодня мы рассмотрим, как можно приручить это удивительное явление. Мы попробуем создать плазму у себя дома. Автор для этих целей использует стеклянную бутылка, подойдет также банка, но желательно, чтобы емкость была как можно меньшего объема. Дело в том, что для образования плазмы нужно снизить давление газа, а ручными методами это делать долго.
Для самоделки автор использовал простейшие компоненты и инструменты
Материалы и инструменты, которые использовал автор:
Список материалов:
– стеклянная прозрачная бутылка (или другая прозрачная емкость);
– два медных провода;
– горячий клей ;
– холодная сварка;
– небольшие резиновые трубочки;
– шприц большого объема;
– стержень из углерода (есть в батарейках, советских карандашах…);
– трансформатор от микроволновки;
– кусок длинного медного провода (тонкого);
– пневматические клапана для изготовления насосика (откачивает воздух из бутылки).
Процесс изготовления самоделки:
Шаг первый. Сверлим…
Самым сложным этапом будет просверлить отверстие в стекле, оно должно быть такого диаметра, чтобы в него мог зайти провод. То есть, небольшое. Для сверления лучше всего использовать предназначенные для этих целей сверла со специальными наконечниками.
Сверлится отверстие в донышке бутылки.
Далее берем крышку бутылки, в ней нужно просверлить два отверстия. Одно отверстие будет небольшого диаметра (такое же, как в донышке), оно используется для подключения электрода. А второе отверстие должно быть побольше, сюда устанавливается силиконовая трубочка для отсоса воздуха.
Шаг второй. Устанавливаем трубочку
Вставьте трубочку в просверленное отверстие и закрепите при помощи горячего клея, желательно с обеих сторон. Чтобы клей хорошо пристал к металлу, крышку желательно прогреть, к примеру, феном.
Шаг третий. Крепим первый электрод
Вставьте в крышку кусок провода, зачистите на конце от изоляции. Для герметичности провод с обеих сторон нужно приклеить при помощи горячего клея.
Теперь нужно сделать электрод, он изготавливается из графитового стержня. Графит используется в карандашах, но будьте внимательны, в современных карандашах графита можно и не встретить. Проверьте стержень на электропроводность, если он проводит ток, значит, это графит. Примотайте небольшой кусочек к концу провода.
Шаг пятый. Система зажигания
Для зажигания дуги нужен скачок высокого напряжения. В люминесцентных лампах, к примеру, это делают специальные пусковые конденсаторы, модуль повышения мощности и так далее. Но автор все это не использовал, вместо этого ему понадобился длинный кусок тонкого провода. Этот кусок крепим внутри банки между электродами. Один конец просто приматываем к одному из электродов, а другой конец располагаем недалеко от второго электрода.
Теперь, когда вы встряхнете бутылкой, конец провода коснется контакта и закоротит его. Вследствие чего провод раскалиться, начнет гореть и в бутылке зародится плазма.
К электродам прибора подключите провода от трансформатора микроволновой печи, но пока не включайте его в сеть для безопасности.
Убедитесь, что в банке конец центрального провода находится недалеко от электрода. Включите трансформатор и подайте напряжение на электроды. Теперь встряхните банку, центральный провод должен замкнуть цепь и плазма загорится ярким свечением! Берегите глаза, так как свет будет очень ярким.
Если все получилось, поздравляю, вы своими руками смогли создать дома плазму.
Самодельный плазмотрон – вариант газовой сварки
Принцип действия большинства плазматронов мощностью от нескольких кВт до нескольких мегаватт, практически один и тот же. Между катодом, выполненным из тугоплавкого материала, и интенсивно охлаждаемым анодом, горит электрическая дуга.
Через эту дугу продувается рабочее тело (РТ) – плазмообразующий газ, которым может быть воздух, водяной пар, или что другое. Происходит ионизация РТ, и в результате на выходе получаем четвертое агрегатное состояние вещества, называемое плазмой.
В мощных аппаратах вдоль сопла ставится катушка эл.магнита, он служит для стабилизации потока плазмы по оси и уменьшения износа анода.
В этой статье описывается уже вторая по счету конструкция, т.к. первая попытка получить устойчивую плазму не увенчалась особым успехом. Изучив устройство “Алплаза”, мы пришли к выводу что повторять его один в один пожалуй не стоит. Если кому интересно – все очень хорошо описано в прилагаемой к нему инструкции.
Наша первая модель не имела активного охлаждения анода. В качестве рабочего тела использовался водяной пар из специально сооруженного электрического парогенератора – герметичный котел с двумя титановыми пластинками, погруженными в воду и включенными в сеть 220V.
Катодом плазматрона служил вольфрамовый электрод диаметром 2 мм который быстро отгорал. Диаметр отверстия сопла анода был 1.2 мм, и оно постоянно засорялось.
Получить стабильную плазму не удалось, но проблески все же были, и это стимулировало к продолжению экспериментов.
В данном плазмогенераторе в качестве рабочего тела испытывались пароводяная смесь и воздух. Выход плазмы получился интенсивнее с водяным паром, но для устойчивой работы его необходимо перегревать до температуры в не одну сотню градусов, чтобы не конденсировался на охлажденных узлах плазматрона.
Такой нагреватель еще не сделан, поэтому эксперименты пока что продолжаются только с воздухом.
Фотографии внутренностей плазматрона:
Анод выполнен из меди, диаметр отверстия сопла от 1.8 до 2 мм. Анодный блок сделан из бронзы, и состоит из двух герметично спаянных деталей, между которыми существует полость для прокачки охлаждающей жидкости – воды или тосола.
Катодом служит слегка заостренный вольфрамовый стержень диаметром 4 мм, полученный из сварочного электрода. Он дополнительно охлаждается потоком рабочего тела, подаваемого под давлением от 0.5 до 1.5 атм.
А вот полностью разобранный плазматрон:
Электропитание подводится к аноду через трубки системы охлаждения, а к катоду – через провод, прицепленный его держателю.
Запуск, т.е. зажигание дуги, производится закручиванием ручки подачи катода до момента соприкосновения с анодом. Затем катод надо сразу же отвести на расстояние 2..4 мм от анода (пара оборотов ручки), и между ними продолжает гореть дуга.
Электропитание, подключение шлангов подачи воздуха от компрессора и системы охлаждения – на следующей схеме:
В качестве балластного резистора можно использовать любой подходящий электронагревательный прибор мощностью от 3 до 5 кВт, например подобрать несколько кипятильников, соединенных параллельно.
Дроссель выпрямителя должен быть рассчитан на ток до 20 A, наш экземпляр содержит около сотни витков толстой медной проволоки.
Диоды подойдут любые, рассчитанные на ток от 50 А и выше, и напряжение от 500 V.
Воздушный компрессор для подачи рабочего тела взят автомобильный, а для прокачки охлаждающей жидкости по замкнутому контуру используется автомобильный омыватель стекол. Электропитание к ним подводится от отдельного 12-вольтового трансформатора с выпрямителем.
Немного о планах на будущее
Как показала практика, и эта конструкция тоже оказалась экспериментальная. Наконец-то получена стабильная работа в течение 5 – 10 минут. Но до полного совершенства еще далеко.
Сменные аноды постепенно выгорают, а делать их из меди, да еще с резьбой, затруднительно, уж лучше бы без резьбы. Система охлаждения не имеет прямого контакта жидкости со сменным анодом, и из-за этого теплообмен оставляет желать лучшего. Более удачным был бы вариант с прямым охлаждением.
Детали выточены из имевшихся под рукой полуфабрикатов, конструкция в целом слишком сложна для повторения.
Также необходимо найти мощный развязывающий трансформатор, без него пользоваться плазматроном опасно.
И под завершение еще снимки плазматрона при разрезании проволоки и стальных пластинок. Искры летят почти на метр 🙂 
Источник плазмы своими руками
#1 Koval33
вот созревает вопрос, в общем хороший плазморез стоит порядка 100-150 тыс руб
под хорошим в первую очередь я говорю мощный т.е. резать достаточно толстый металл 20-35 мм
скажу сразу у меня его нет, даже самого дешевого плазмореза так что я говорю практически на основе мнений других и теории.
из теории скажу что хорошими параметрами для мощного . 100 ампер, напряжение холостого хода 150 вольт и выше.
хорошие аппараты в основном инверторные.
так вот мысль такая
на 100 -150 тыс руб я могу купить столько деталей для плазмы что соберу несколько штук.
самое главное это источник самой плазмы
в тырнете есть прецеденты сборки плазморезов но все сталкивались в основном с одной проблемой
это источник дуги,хороший транс.
в общем его сами мотают кто на что горазд
у меня в голове бегает мысль что если взять два аппарата типа дуга 318 соеденить последовательно
получится источник 140 вольт 300 ампер.
аппараты на 380 вольт.
могу их купить за 20 000 т.р.
где то давно читал что когда еще плазморезы была редкость подключали последовательно аппараты типа вд
и прекрасно все работало.
ребят общем нужно ваше мнение опыт.
#2 SergDemin
Он трансформаторный, в принципе можно. Может лучше будет вторички трансформаторов последовательно включить, естественно соблюдая фазировку, а выпрямитель один общий использовать. Схему бы глянуть. Только с поджигом надо вопрос решить, может и с дежурной дугой. Громоздко и неудобно будет, да и стоит ли овчинка выделки?
#3 Koval33
громоздко ну незнаю мощные плазморезы весят под сотню и все на колесиках так что.
схему сварочного выпрямителя дуга 318 ?
а зачем здесь дежурка мощи вроде хватает
#4 SergDemin
Koval33 ,А я не знаю, нужна плазмотрону дежурная дуга для стабильной работы или нет. Поджиг точно нужен. Есть ещё вариант – взять мощный ММА инвертор, вторичку перемотать. Можно получить 120 ампер при НХХ вольт 160 -180. Только диоды выходные надо глянуть, вольт на 250 – 300 нужны.
#5 Koval33
вот такой выпрямитель
Прикрепленные изображения
#6 SergDemin
Да, их придётся тупо последовательно включить, и пожалуй регулировку сварочного тока синхронно переключать. Может кто по дежурной дуге подскажет, и поджиг добавить.
#7 Koval33
как мне один дятька рассказывал
когда работал на экскаваторном заводе
они резали металл для экскаваторов ну думаю представляете толщину заготовок
называли их дугорезами
так вот это коробка с релюшками и огромным трансом ну еще всякие детали
могу в общем то уточнить при необходимости.
плазмотрон представлял собой трубку и к ней два электрода зажигалась дуга и тут же подавался воздух.
сидел оператор на пантографе с образцами деталей в масштабе .
#8 SergDemin
Koval33 , да как плазмотрон устроен, я знаю. Здесь много весьма грамотных людей, кто нибудь подскажет. Это я его в работе два раза видел, даже в руках не держал. А мужики ими работают, многое всё досконально знают.
#9 Koval33
вот вот, нужен их опыт
грамотные вы где .
#10 ДенисМ
На сильно грамотных претендовать не буду)), но поделюсь своим мнением, хотя у меня опыт по современным системам, ну и кое-что из советских времен тоже рассказывали.
Источник тока – это еще пол-беды и с ним, думаю, все получится.
Дальше у нас идет система подачи и регулировки газа (сж. воздух), которая легко организовывается компрессором и редукторами.
Дальше это все, энергию и сжатый воздух, надо соединить в плазмотроне, и это не просто трубка. Наверное можно любой машинный плазмотрон (например ПВР) приспособить к делу, вопрос поджига. Или нужен ручной? Из поста этого не понял. Тут искал себе ручной плазмотрон на 35 А, так это стоило минимум порядка 13 тысяч рублей и были предложения за 1000 евро.
Затем плазму надо зажечь. Самый простой, но и самый небезопасный – добывать плазму проволочкой, замыкая катод на сопло (анод). Короче сам это делал, когда осциллятор был сдохший, а надо было проверить силовую часть на одном из плазморезов. При этом надо, чтобы была организована дежурная дуга, а это еще кусок схемы надо добавлять в управление источником. Конечно можно без дежурной дуги обойтись и замыкать проволочкой катод прямо на металл, чтобы добыть плазму. Вроде так раньше и делали, но на мой взгляд это совсем жестко.
Вобщем если сложить всю комплектацию, учесть свое время и получить неизвестный результат, то я бы сказал, что занятие рискованное.
Кольцо плазмы удалось создать на открытом воздухе
Плазму часто называют четвертым агрегатным состоянием материи. Ее изучают десятки лет, но до сих пор у ученых остается множество вопросов относительно свойств плазмы, которые предстоит разрешить. Она используется в некоторых отраслях промышленности, и одно из важнейших способов применения плазмы — энергетика, то есть термоядерный реактор. Ученые стремятся зажечь искусственную звезду прямо в недрах установки, чтобы сделать возможным термоядерный синтез с получением огромного количества энергии.
Если бы удалось добиться создания реактора, то проблема нехватки электроэнергии была бы практически решена. Сейчас ученые всего мира занимаются вопросами формирования стабильного плазменного «очага» термоядерного синтеза. Ранее сообщалось, что у специалистов из Китая получилось зажечь искусственную звезду в термоядерном реакторе и поддерживать ее существование в течение целых 100 секунд. Сейчас ученые из Калифорнийского технологического института смогли создать стабильное кольцо плазмы на открытом воздухе при помощи струи воды и кристаллической пластины.
«Нам говорили, что сделать это невозможно. Но мы смогли создать стабильное кольцо плазмы, поддерживая его существование столько, сколько необходимо, без вакуума или магнитного поля,» — заявил Франсиско Перейра, один из участников команды исследователей.
Правда, для получения энергии это плазменное кольцо не годится, поскольку оно «холодное». Для его получения ученые направляли очень тонкую струю воды толщиной всего в 85 микрон на кристаллическую пластину под давлением в 612 атмосфер. Скорость струи воды составляла 305 м/с. Ученые сравнивают это с движением человеческого волоса со скоростью пули.
Кристаллическая поверхность при этом несла отрицательный заряд. При попадании воды на нее получаются положительно заряженные ионы. Это, в свою очередь, создает трибоэлектрический заряд, который способствует поднятию электронов с поверхности воды, ионизируя атомы и молекулы в воздухе. Так появляется кольцо плазмы в воздухе. Оно находится на своем месте до тех пор, пока струя воды продолжает бить в кристаллическую пластину.
Чем лучше отполирована поверхность, тем более четким является генерируемое кольцо плазмы.
Кольцо плазмы очень мало, его диаметр составляет всего несколько десятков микрон. Ученые заметили, что в ходе эксперимента плазма начинает создавать помехи радиосигналу и мешает работе смартфонов ученых. «Мы с таким явлением ранее не сталкивались. Считаем, что все наблюдаемые эффекты появляются вследствие свойств материалов, используемых в эксперименте», — заявил Перейра.
Пока что о коммерческом использовании технологии говорить рано — слишком уж специфическим выглядит такой способ получения плазмы, да еще и холодной. Правда, участники эксперимента считают, что технология создания плазмы без использования мощных электромагнитных полей или вакуума, возможно, может использоваться для хранения энергии. Правда, подробных пояснений относительно этого вопроса специалисты пока не оставляли.
Ранее другая группа ученых, на этот раз из Московского физико-технического института (МФТИ) обнаружила, что облучение клеток ткани холодной плазмой приводит к их регенерации и процессу, который можно охарактеризовать, как омоложение. Это свойство холодной плазмы специалисты полагают возможным применить в медицине — например, при лечении незаживающих ран. В качестве примера можно привести раны, возникающие при сахарном диабете, при онкологии и ВИЧ. Кроме того, незаживающие раны зачастую появляются у пожилых людей с различными проблемами здоровья.
«Положительные данные, наблюдаемые нами после плазменной обработки, могут быть связаны с активацией механизма аутофагии клеток. Он ведёт к тому, что из клетки удаляются повреждённые органеллы, что в конечном счёте перезапускает обменные процессы в клетке», — говорит Елена Петерсен, соавтор исследования и заведующая Лаборатории клеточных и молекулярных технологий МФТИ.
Холодная плазма атмосферного давления, представляющая собой частично ионизированный газ с температурой ниже 100 000 кельвинов может применяться в области биологии и медицины. Кроме заживления ран холодная плазма может использоваться для борьбы с вредоносными бактериями.
Загрузка...
