HV-Kaskade mit Röntgentrafo

[kilovolt]

Bin zur Zeit daran, den negativen Turm komplett neu aufzubauen. Wie man sieht, habe ich nun in jeder Stufe eine Kugel zusätzlich eingefügt, um einen weiteren Abstand von 2cm zu erreichen. Mittlerweile sind es nun überall mindestens 6cm Abstand zwischen den Stufen, ich hoffe, das reicht. Natürlich kommen auch bei diesem Turm noch zwei weitere Stufen hinzu, es werden dann also auch hier insgesamt 6 Stufen. Wird wohl nicht mehr allzu lange dauern, bis der Turm für erste Tests bereit ist. Zuerst wird die negative Kaskade jedoch alleine getestet.

Sollte das Konzept erfolgreich sein, könnte man natürlich darüber nachdenken, auch den positiven Turm so aufzubauen. Allerdings hätte ich dafür wohl nicht genug Material da.

Beste Grüsse
kilovolt

[ebastler]

Immer wieder aufs neue toll deine "Basteleien"zu sehen. So eine Kaskade könnte ich mir schon allein als Raumdeko im Zimmer vorstellen
Hast du mal über Silikonschlauch o.Ä. für die Dioden nachgedacht? Das sollte das Problem auch schon etwas vermindern, oder übersehe ich da was?

[kilovolt]

Hallo ebastler

Danke vielmals für die Blumen!

Habe schon diverse Isoliermassnahmen wie beispielsweise PVC-Schläuche für die Diodenketten ausprobiert, allerdings ohne wirklich grossen Erfolg. Die Schläuche schützen zwar die Lötpunkte, welche die Dioden miteinander verbinden, aber sie lassen sich nicht so weit über die Diodenketten ziehen, dass sie den ganzen Strang komplett und sauber abdecken, wenn man die Enden noch löten möchte. Das bedeutet in der Praxis, dass die Überschläge einfach zwischen den Enden der Ketten erfolgen, also zwischen den Kabelschuhen an den Toroiden. Was vielleicht helfen könnte wären Schrumpfschläuche, welche vorgängig über die Diodenketten gezogen werden und erst in einem zweiten Schritt dann das Festschrauben der Kabelschuhe an den Toroiden. Die Problematik mit Schurmpfschläuchen ist jedoch, dass man sie nicht mehr so einfach entfernen kann, wenn man die Dioden wieder befreien möchte. Evt. könnte man die Diodenketten auch vorgängig komplett löten mit Schläuchen und Kabelschuhen und alles erst ganz am Schluss montieren. Allerdings müssten dann die Längen der Diodenketten schon sehr genau stimmen, damit es keine Probleme gibt. Ein bisschen zu kurz, und man kann das Montieren vergessen, ein bisschen zu lang, und die Kette krümmt sich und kommt anderen Ketten zu nahe.

Vermutlich wäre es wirklich das beste, einfach die Abstände zwischen den Stufen massiv zu vergrössern. Dies wiederum bedingt aber dann einen ziemlichen Materialeinsatz, denn die Elemente zwischen den Kondensatoren sollten natürlich keine Kanten aufweisen, somit kommen nur Toroide oder Kugeln infrage. Cool wäre es, wenn ich irgendwo dickere (grössere) Toroide finden könnte als die, die ich verbaut habe. Ideal wären die 100mm-Dinger vom Highvoltageshop, zusammen mit runden Abstandshaltern, aber 10 Stück von den grossen Toroiden kosten bereits fast 180 Euro, und ich bräuchte für beide Kaskadentürme richtig viele, so zwischen 24 und 30 Stück, je nachdem, wie luxuriös man plant Mit Versandkosten und Zoll etc. wäre man da schnell bei 450 Euro, nur für Elektroden. Das kann/will ich nicht locker machen, nur für einen simplen HV-Aufbau.

Naja, der Versuch wird zeigen, ob es klappt so oder noch nicht. Den positiven Turm kann ich eigentlich belassen wie er ist, denn er funktioniert stabil, wenn man nicht mehr als etwa 26cm Schlagweite fordert.

Beste Grüsse
kilovolt

[Mofi]

Meine weibliche Intuition sagt, das wird was!
Hattest du die Überschläge bisher nur an den Strangenden? Ich könnte mir als mögliche Lösung noch vorstellen, 4mm Löcher seitlich in die Toroide zu bohren und die Dioden an runde Büschelstecker zu löten.
Etwa so:

P1050101.jpg (98.86 KiB) 1254 mal betrachtet

Hätte auch noch den Vorteil, dass du die Drahtlänge problemlos bestimmen, und Schrumpfschlauch von der Steckerseite 'drüberschieben kannst. Außerdem hast du nicht mehr die scharfen Kanten von Kabelschuhen und Schraubenköpfen.
Vorausgesetzt, die Dinger sind groß genug. Kann das auf den Bildern schlecht einschätzen.

Und magst du noch verraten, was das ganze Material gekostet hat?

Grüße, Mofi.

[kilovolt]

Hallo Mofi

Danke für die Idee mit den Büschelsteckern. Leider sind die Toroide dafür jedoch zu klein. Vielleicht wäre es mit den kleineren Modellbausteckern möglich gewesen, keine Ahnung. Ändern möchte ich es jetzt aber definitiv nicht mehr.

Die Kosten für das Material waren erheblich, obwohl ich ja einiges geschenkt bekommen habe. Leider hatte ich die dicken, weissen Murata-Kondensatoren auf Ebay gekauft, bevor ich das ganze Röntgentechnikmaterial bekommen habe. Hätte ich gewusst, was für ein hochspannungstechnisches Arsenal mich da erwartet, hätte ich diese Kondensatoren natürlich nicht gekauft, denn später erhielt ich etwa 60 Stück (!) TDK-Doorknobs von feinster Qualität. Trotzdem haben sich die grossen Murata-Kondensatoren hier als sehr leistungsfähig erwiesen, weil ihre Kapazität viel höher liegt als die der TDKs.

Die Kosten für die weissen Murata-Kondensatoren (1.7nF und 2.4nF / 50kV) lagen bei 10 Euro pro Stück (gebraucht), was zwar verhältnismässig günstig ist, aber bei 20 Stück dann halt doch satte 200 Euro ergibt . Von den kleinen Toroiden habe ich insgesamt glaube ich 26 Stück verbaut, die haben dann auch grob geschätzt etwa 250 Euro gekostet (habe zuerst einzelne gekauft, später dann günstiger im 10er-Set). Die grossen Toroide bekam ich geschenkt, die Dioden und die drei Röntgentrafos ebenfalls, ebenso die insgesamt vier braunen TDK-Doorknobs, die in den obersten Stufen verbaut sind. Das Material (IGBTs und grosser Elko) für die Brücke war auch fast geschenkt. Was aber recht teuer war, war das Silikonöl für den Röntgentank, hat glaube ich auch etwa 80 Euro gekostet mit Versand (es ist es aber auf jeden Fall wert!). Insgesamt stecken im kompletten Setup wohl schon etwa 550 bis 600 Euro (und ne Menge Arbeit) drin. Hätte ich nicht richtig viel Material geschenkt oder fast gratis bekommen, wäre mir das Projekt so gar nicht möglich gewesen. Tatsächlich habe ich nun aber auch jede Menge weiteres Material, womit ich noch vieles bauen könnte. Mit den 60 TDK-Doorknobs wäre beispielsweise ein grösserer (bipolarer) Marx möglich, aber die Entladungen eines Marx reizen mich weniger als die einer Kaskade.

Etwas relativierend kann man aber auch getrost sagen, dass andere Leute für ihre Hobbies noch ganz andere Beträge opfern. Wenn ich nur schon sehe, was mein Arbeitskollege an Geld ausgibt für seine täglichen Zigis, dann passt das schon so Zudem kann es auch immer sein, dass ich den ganzen Krempel irgendwann auch wieder zerlege und das Material anderweitig einsetze. Verloren ist nichts.

Beste Grüsse
kilovolt

[Mofi]

Oha, 1 bis 2 Größenordnungen über meinen Budget...
Wenn ich sehe, was manche Leute für ihre Schwanzverlängerung auf 4 Rädern oder für immer neue Handys ausgeben...
Da ist dein Geld gut angelegt!

Grüße, Mofi.

[kilovolt]

Guten Morgen Mofi

danke vielmals.
Naja, es hat halt alles auch Kehrseiten. Für mein privates Budget ist sowas schon in Ordnung. Habe ein gutes Gehalt und muss mir deswegen sicher momentan keine Sorgen machen. Wenn man aber sieht, in welcher Not gewisse Leute leben und täglich ums Überleben kämpfen, so erscheint sowas hier eben doch auch dekadent. Es ist doch irgendwie krank, wenn einer in der dritten Welt sein Essen in der Mülltonne sucht und gleichzeitig ein anderer sein Geld für Lichtbögen rauswirft. Das ist so ein unschöner Widerspruch, den ich im Alltag gerne ausblende, aber von Zeit zu Zeit holt er mich auch ein. Die Frage ist halt, wie geht man damit um, immerhin besteht dieser Kontrast eigentlich bei fast allem, was wir uns immer mal wieder "gönnen". Ich habe bisher keine schlüssige Antwort darauf

Mittlerweile habe ich den negativen Turm fertiggestellt und er funktioniert problemlos bis ca. 27cm Lichtbogenlänge. Ich denke, das genügt. Ausserdem habe ich nun noch die drei grossen Lastwiderstände an einer vertikalen Plexiglasplatte angebracht, damit sie nicht auf dem Boden liegen. Immerhin schweben sie ja beim neuen Setup auf hohem Potential, nicht mehr auf GND. Das ist übrigens auch das, was mir momentan am meisten Sorge bereitet bei diesem Aufbau.

Konsequenterweise müsste ich nun wohl auch den positiven Turm noch entsprechend mit grösseren Abständen modifizieren, aber ich habe dazu keine Lust und auch nicht mehr genug Material. Vielleicht hole ich das zu einem späteren Zeitpunkt noch nach. Hier mal noch der aktuelle Stand der Dinge:

Ich kann leider noch nicht versprechen, wann der erste Testlauf der beiden Türme sein wird, sollte aber nicht mehr ewig dauern.

EDIT: Was mich auch noch etwas verunsichert ist die Tatsache, dass ich nur 557kOhm Gesamt-Widerstand habe. Der Widerstandswert selber ist zwar nicht soo kritisch, da die Dioden einen hohen Surge-Strom verkraften und es ja nur im alleresten Moment der Entladung tatsächlich zu einem hohen Stromimpuls kommt, aber die Kriechstrecke ist vielleicht etwas knapp. Wäre unschön, wenn's über die Widerstandsketten arct. Muss mir noch überlegen, ob ich nicht doch vielleicht noch mehr Widerstände hinzufüge

Beste Grüsse
kilovolt

[kilovolt]

Die Sache liess mir keine Ruhe, und so habe ich heute Abend noch alles fertig verkabelt. Was soll ich sagen, es tut! Die Entladungen sind spektakulär. Während den Versuchen hatte ich einen massiven Adrenalinschub Die Entladungen zünden (momentan noch) bei 46cm, mehr habe ich mich bisher schlicht und ergreifend nicht getraut Hier einige erste Eindrücke:

Gesamter Aufbau:

Das krasseste an den Versuchen war wohl der Ionenwind. Es ist kaum zu glauben, aber ich habe tatsächlich vor dem Zünden den Ionenwind im Gesicht gespürt

[Phoenix6478]

Wow, das sind extreme Entladungen

Sowas habe ich selber noch nie gesehen, echt wunderschöne Bilder und tolle Kaskade

Du musst unbedingt ein Video machen.

Mit herzlichen Grüßen
Phoenix

[stoppi]

Wirklich beeindruckende Entladungen, gratuliere

Wieviel kV rauben dir denn ungefähr die Widerstände an den Ausgängen?

[kilovolt]

Danke vielmals Euch beiden für die netten Worte. Ein kurzes Filmchen hab ich, aber es ist leider zu dunkel, man sieht nur den Lichtbogen selber. Die Qualität ist zu schlecht, um es auf Youtube zu stellen. Huete Abend kann ich leider nicht mehr weitermachen. Es ist aber klar, dass bei Gelegenheit auch videomaterial folgt und evt. auch neue und bessere Bilder.

@stoppi: Wieviel Spannung an den Widerständen abfällt, weiss ich nicht genau, aber es kann nicht viel sein, denn es fliessen maximal etwa 30mA. Das ergibt dann etwa 16 bis 17kV. Schlimmer sind wohl die Koronaentladungen and den Widerstandsketten.

Beste Grüsse
kilovolt

[Paul]

Weltherrschaft!!!!!!!

[kilovolt]

Hallo Paul

danke vielmals für die Blumen! Lob vom Chef persönlich, das ist mir eine grosse Ehre

Mit der Weltherrschaft haperts es leider noch ein bisschen. Wird wohl eher schwierig, es mit Kim Jong Uns Atombomben aufzunehmen

Ein paar Änderungen stehen wohl noch an. Zum einen möchte ich den Röntgentrafo anders verschalten, sodass er bei gleicher Spannung den doppelten Strom bringt. Habe nämlich bemerken müssen, dass der Strom der Entladung schon deutlich gesunken ist, seitdem beide Kaskaden gleichzeitig am Trafo hängen. Evt. ist dann tatsächlich noch ein zweiter Trafo nötig. Des weiteren bleibt noch die Frage, ob ich ggf. die Widerstandskette noch erweitern soll und die positive Säule noch modifiziert werden müsste für grössere Stufenabstände. Letzteres ist jedoch eher mittelfristig zu sehen, nicht von heute auf morgen.

Interessant wäre vielleicht bei diesem setup auch noch ein Ionenwindmotor. Der Ionenwind ist hier wirklich recht stark. Ein Luftstrom wie von einem kleinen Lüfter

Natürlich möchte ich auch mal noch weitere Funkenstreckenabstände testen, aber ich könnte mir vorstellen, dass dies ohne weitere Änderungen evt. nicht die beste Idee ist

Beste Grüsse @All
kilovolt

[Phoenix6478]

Hallo kilovolt

Mich würde mal interessieren, wie ein klassisches Experiment der Physik mit einer deiner Kaskaden funktionieren würde. Du kennst bestimmt den Versuch, wo man auf den Bandgenerator Papierschnipsel legt und dann durch die Abstoßung gleicher Ladungen die Schnipsel davonfliegen. Mit einer so hohen Spannung müsste das sehr gut funktionieren. Bei einem Bandgenerator sind ja nicht mehr als ein paar 10kV unterwegs.

Mit besten Grüßen
Phoenix

[kilovolt]

Hallo Phoenix

bei meinem Setup würden die Papierschnitzel in Flammen aufgehen Im Ernst, ich würde die Ausgangsspannung eines Bandgenerators nicht so tief einschätzen. Nur der verfügbare Strom, der geht halt leider gegen Null Aus diesem Grund sind netzgespeiste Sachen halt schon was anderes. Aber auch mit einer Influenzmaschine lassen sich solche elektrostatischen Experimente wunderbar nachvollziehen. Für Influenzmaschinen habe ich auch eine Schwäche. Habe selber schon zwei gebaut, als ich auf dem Elektrostatik-Trip war

Was vielleicht auch noch interessant wäre, wär eine solche (oder auch leicht kleinere) Kaskade als Speisung für einen Monster-Marx Ideen wären schon vorhanden, aber die Ausführung ist dann halt meist was anderes...

Ein herzlicher Gruss
kilovolt