Drabina Jacoba.pdf

DRABINA JACOBA

Drabina Jacoba (jacob's ladder) czyli pn ą cy si ę do góry łuk elektryczny, jest

urz ą dzeniem niezwykle prostym. Ze wzgl ę du na ciekawy efekt działania jest

u ż ywana na wielu pokazach itp.

Konstrukcja:

Konstrukcja jest jak zwykle bardzo prosta. Całe urz ą dzenie składa si ę układu

zasilaj ą cego wysokim napi ę ciem (najcz ęś ciej transformator) oraz z dwóch elektrod

wygi ę tych w kształt litery V. Odległo ść mi ę dzy elektrodami jest najwi ę ksza na

górze i maleje ku dołowi. Około centymetra nad podstaw ą znajduje si ę punkt

najbli ż szego zbli ż enia si ę elektrod. Id ą c ni ż ej elektrody ponownie si ę

rozszerzaj ą .

Je ż eli punkt najbli ż szego zbli ż enia byłby w miejscu mocowania elektrod do

podstawy, wtedy owa podstawa uległa by uszkodzeniu na wskutek wysokiej

temperatury jak ą wytwarza łuk elektryczny. Minimalna odległo ść mi ę dzy

elektrodami musi by ć mo ż liwie najwi ę ksza, ale taka aby mogła przeskoczy ć iskra.

Maksymalne rozstawienie musi by ć dobrane eksperymentalnie, ale najcz ęś ciej

wynosi 4-5 krotno ść minimalnego rozstawienia.

Zasada działania:

W miejscu najwi ę kszego zbli ż enia si ę elektrod nast ę puje zapalenie łuku

elektrycznego. W łuku elektrycznym wyst ę puje temperatura rz ę du kilku tysi ę cy

stopni, wi ę c nast ę puje błyskawiczne ogrzanie si ę powietrza przez które płynie

pr ą d. Gor ą ce powietrze jest l ż ejsze od zimnego powietrza, wi ę c unosi si ę do

góry. Poniewa ż powietrze to jest zjonizowane (jest plazm ą ), posiada du ż o

mniejszy opór elektryczny ni ż zimne i niezjonizowane powietrze pod łukiem, wi ę c

dalej przewodzi pr ą d, mimo i ż podczas w ę drówki do góry zwi ę ksza si ę odległo ść

mi ę dzy elektrodami, gdzie w normalnych warunkach wyładowanie nie powinno

wyst ą pi ć ze wzgl ę du na zbyt du żą odległo ść .

Iskra w ę druje do góry a ż do momentu gdy odległo ść mi ę dzy elektrodami b ę dzie zbyt

du ż a aby mogła przeskoczy ć iskra nawet w silnie zjonizowanym i gor ą cym

powietrzu. Po doj ś ciu do ko ń ca elektrod iskra powinna zgasn ąć i zapali ć si ę od

nowa na dole drabiny w miejscu najwi ę kszego zbli ż enia si ę elektrod. Wtedy cały

cykl si ę powtarza.

Je ż eli po doj ś ciu na szczyt drabiny iskra nie zga ś nie znaczy to ż e ta maksymalna

odległo ść jest za mała i trzeba j ą zwi ę kszy ć (zwi ę kszy ć k ą t rozwarcia elektrod

lub wydłu ż y ć drabin ę ). Je ż eli po zga ś ni ę ciu na górze drabiny nie zapala si ę

ponownie na dole, trzeba zmniejszy ć minimaln ą odległo ść mi ę dzy elektrodami.

Uwagi konstrukcyjne:

Elektrody musz ą by ć proste i odpowiednio grube. Krzywe elektrody mog ą powodowa ć

gubienie iskry lub nierówn ą pr ę dko ść wznoszenia. Zbyt cienkie elektrody przy

zbyt wysokim nat ęż eniu pr ą du mog ą ulec stopieniu. Elektrodami mog ą by ć druty

miedziane lub stalowe.

Do zasilania urz ą dzenia potrzebne jest ź ródło pr ą du o napi ę ciu co najmniej 5kV

(mo ż e ty by ć odpowiednio silna przetwornica na bazie transformatorka od TV).

Musi to by ć pr ą d ci ą gły (mo ż e by ć z przetwornicy impulsowej o ile impulsy nie s ą

zbyt rzadkie, min. to 25Hz). Je ż eli pr ą d nie b ę dzie dosy ć ci ą gły, iskra nie

b ę dzie si ę przesuwa ć do góry.

Dostarczany pr ą d musi mie ć odpowiednie nat ęż enie. Pr ą d mniejszy ni ż 100uA mo ż e

okaza ć si ę zbyt słaby by rozgrza ć powietrze na tyle by unosiło łuk do góry. Zbyt

du ż y pr ą d (powy ż ej 10mA) powoduje nadmierne nagrzewanie si ę elektrod i wpływa

negatywnie na kolor iskry (staje si ę ż ółta). Optymalny pr ą d to taki, który

generuje ci ą gł ą iskr ę o kolorze fioletowym.

W układzie zasilaj ą cym nie powinno by ć kondensatora, a je ż eli ju ż musi by ć , to

nale ż y zadba ć o to by pr ą d wychodz ą cy z kondensatora przechodził przez

odpowiednio du ż y opornik, aby zapobiec gwałtownym wyładowaniom impulsowym.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: