Смекни!
smekni.com

Принцип Кирлиан-эффекта (свечение предметов в электромагнитном поле) (стр. 3 из 4)


Рис. 6 Вращающийся ролик.

При фотографировании, после того как роликовая обкладка покинет «старт», необходимо включить генератор и выключить, когда она дойдет до «финиша».

Рис. 7 Набор роликовых обкладок.

Рис. 8 Разновидность роликовой обкладки.

После этого отрывается обкладка от фотопленки, иначе между ними вспыхнет искра и завуалирует негатив.

На рис. 8 изображена другая разновидность роликовой обкладки.

В пазы прибора под черный экран вставляется фотопленка, взаиморасположение которой с роликом на всем протяжении одинаково, и фотографирование происходит по строго заданному направлению. Скорость ролика и его нажим на фотопленку можно регулировать. В действие он приводится пружинным механизмом. Прибор накладывается на предмет;

ролик запускается нажимом кнопки.

Основание обкладки делается из твердого диэлектрика.

Для съемки цилиндрических предметов применяют эластичную обкладку (рис. 9). Гибкая спиральная пружина укреплена на двух рукоятках из диэлектрика. Фотографируемый предмет, покрытый фотопленкой, обхватывается по окружности такой обкладкой и с помощью рукояток, зажатых в руке, передвигается вдоль фотопленки. Если экспонируемый участок идет на конус, то пружина благодаря своей упругости плотно облегает через фотопленку такой участок, и снимок на всем протяжении получается равномерным.

Рис. 9 Эластичная обкладка.

Такими были собраны первые кирлиан приборы супругами Кирлиан.

2 Современные схемы Кирлиан – прибора и компоненты для их сборки

2.1 Схема №1

Рисунок № 1 показывает схему простого высокочастотного генератора высокого напряжения, который можно собрать на обыкновенной плате. Эта схема питается от напряжения 230 Вольт. S1 - основной выключатель, который соединяет сеть с прибором. Трансформатор выдаёт переменное напряжение 12 Вольт. Кнопка S2 включает прибор в рабочий ток. Затем идёт выпрямление тока при помощи диодов D1-D4 и конденсатора C1. Конденсатор C2, сопротивления R1 и R2, трансформатор TR2 создают колебательный контур, частота в котором регулируется при помощи потенциометра R1. Транзисторы Q1 и Q2 способствуют тому, чтобы колебания были незатухающими. Во время работы они могут сильно нагреваться, поэтому необходимо снабдить их охладителями. TR2 представляет собой обыкновенную катушку зажигания, которая используется в автомобильных моторах. На выходе "output" получаем высокочастотный ток высокого напряжения. Длительность импульса на выходе регулируется вручную, т.е. временем нажатия кнопки S2. Лампочка LMP1 сигнализирует о готовности генератора к работе.

2.2 Схема № 2

представляет собой почти туже схему, что и рисунок 1 - их левые части равны до конденсатора С2. В остальной части вместо колебательного контура применяется автоколебательный мультивибратор. При чём C1 заряжается через R2 и R3 до тех пор, пока напряжение на С1, идущее от IC1A, не достигнет высшей границы. Затем С1 разряжается до нижней границы. Затем процесс повторяется снова и т.д. IC1B включён как возбудитель. При этом оставшиеся IC1C и IC1D не весят просто в воздухе, а заземлены. Q1 и Q2 образуют вместе с оставшимися сопротивлениями двухступенчатый выход, который подаётся на катушку зажигания TR2 от автоколебательного мультивибратора в режиме посылаемых сигналов. На выходе "output" получаем искомое напряжение.

2.3 Схема № 3

которая не зависит от электрической сети, т.к. она работает от 12V. Поэтому она удобна тем, что её можно использовать для сборки переносного Кирлиан-прибора. В качестве 12-вольтового источника питания может служить обыкновенный автомобильный аккумулятор (например, 12V\1,8А). Однополярный выключатель S1 служит в качестве главного выключателя. Зелёный светодиод D1 показывает готовность прибора к работе. Сопротивление R1 понижает силу тока на D1 до 12mA. Однополярная кнопка S4 включает последующую схему в напряжение, но лишь на то время, пока она нажата. В это время горит красный светодиод D2, через который проходит ограниченный сопротивлением R2 ток. Затем следуют два блока: осциллятор и выходная ступень. Основной частью осциллятора является распространённый универсальный таймер 555 (NE 555). Он обозначен на схеме IC1. Его массой служит Pin1, а на Pin8 подводится положительное напряжение. Конденсатор C1 заряжается через сопротивление R3, конденсатор D3 через R9. При достижении верхнего порога напряжения, которое будет равно 2/3 подводящегося напряжения, внутренний транзистор включает Pin7 на массу, при этом через R9, R4 и D4 разражается конденсатор C1. При достижении нижнего порога напряжения, которое равно 1\3, разрядка прекращается, т.к. Pin7 запирается. Начинается следующий заряжающий цикл.

Благодаря диодам D3 и D4 достигается равное время зарядки и разрядки. При этом IC1 согласуется с заряженным состоянием конденсатора C1, т.е. IC1 "чувствует" какой порог напряжения достигнут - верхний или нижний. Для этого ему служат Pin2 и Pin6, которые меряют нижнее и верхнее пороговое напряжения соответственно. Во время зарядного цикла через Pin3 проходит ток, а во время разрядного цикла Pin3 замыкается на массу. При этом выход Pin3 пульсирует в с частотой разрядного и зарядного циклов. Оба эти цикла равны, как и сопротивления R3 и R4. Поэтому период колебаний рассчитывается по формуле T=1,4(R3+R9)C1. Теперь если мы подставим в эту формулу значения элементов, указанных в таблице, то мы получим частоту от 7,1 до 3,2 kHz с учётом рабочей области потенциометра R9. Но это только расчётная частота, т.к. на практике из-за различных допусков элементов получается некий разброс расчётного значения. Pin5 можно подключить к управляющему напряжению, если деление тока в отношении 1/3 к 2/3 кому-то не понравится. В показанной же схеме Pin5 и С2 замкнуты на массу во избежании колебаний IC1. Теперь вернёмся к выходу Pin3, который запитан на выходной блок. Выходной блок состоит из сопротивлений R7 и R8. Благодаря диоду D5 на сопротивлении R8 подаётся не более чем 2,7V. На контактах ползунка R8 снимается напряжение от 0 до 2,7V. Так как база-эмиттер напряжение на транзисторах Q1 и Q2 составляет 2 х 0,7 = 1,4V, то напряжение на R5 едва превысит 1,3V. Поэтому сила тока в цепи коллектора транзистора Q2 не будет выше 1,3А. Такая схема помогает достичь ограничения силы тока, подающегося на трансформатор TR1. Эта необходимая мера нужна для предохранения первичной обмотки катушки от перегорания, т.к. её сопротивление относительно мало.

Во время работы прибора даёт знать себя сильное сопротивление переменного тока, а именно при малой частоте период срабатывания становится довольно продолжительным. Поэтому можно поставить меньшее сопротивление. На выходе вторичной обмотки "output" снимается высокое напряжение около 25kV, но только на то время, пока включена кнопка S4. В это рабочее время светится красный светодиод.

В качестве трансформатора TR1 применяется обыкновенная автомобильная катушка зажигания (обмотка 1:1000). К малым боковым контактам подключается кнопка S4 и коллектор транзистора Q1. С серединного контакта снимается требуемое высоковольтное напряжение высокой частоты.

2.4 Осциллятор и двухкаскадный усилитель

В задачу генератора сигналов (осциллятора) входит управление каскадным усилителем мощности. Генератор сигналов определяет частоту, напряжение и продолжительность тока, подаваемого на усилитель. Двухкаскадный усилитель мощности есть сердце Кирлиан - прибора, и в то же время самая сложная его часть. Его первую ступень образует транзистор BC107. Затем следует усиление и вторая ступень - транзистор 2N3055 (на схеме Q1), который может при больших токах сильно нагреваться. Поэтому для него требуется мощный охладитель, снабжённый вентилятором. Эта мера необходима, если опыты будут проводиться при напряжении более чем 25-30 вольт, или если прибор планируется использовать в коммерческих целях, т.е. при полной загрузке. Как показывает практика, рабочее напряжение усилителя лежит в пределах 10-30 вольт.

2.5 Электроды

В качестве простого электрода может послужить обыкновенная эпоксидовая электроплата, покрытая с одной стороны медным слоем. В качестве диэлектрика будет служить сам эпоксидовый слой. Чтобы не возникало пробоя на краях, необходимо удалить слой меди на 10 мм от края. Такой электрод пригоден для работы с высокими напряжениями. Если же слой диэлектрика будем слишком толст, т.е. свечения не будет наблюдаться при некоторых малых параметрах, то можно перевернуть электрод, и прямо на него положить фотобумагу. При этом необходимо соблюдать необходимые меры предосторожности.

Если соорудить прозрачный электрод, то представиться возможность наблюдать Кирлиан - эффект в режиме реального времени. Такой прозрачный электрод можно легко сделать из двух стёкол, между которыми нужно залить тонкий слой подсоленной воды. Толщина стекла будет определять диэлектрические свойства прибора, а толщина слоя воды будет влиять на прозрачность самого электрода. В качестве подвода напряжения необходимо применить нержавеющий контакт.