La fuente de alta tensión mas simple, solo dos soldaduras

Tratar de hacer una fuente mas simple que la descrita en el blog (acá) parece difícil,

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y si bien esa fuente es simple mucha gente no tiene ninguna idea de electrónica  y desistirán de realizarla. Hace unos días se me ocurrió una idea y quiero compartirla con ustedes y se trata de una fuente de este tipo, pero que puede realizarla cualquier persona aunque no tenga idea de electrónica, lleva solamente dos soldaduras.

Un video del paso a paso

Quiero aclarar que este proyecto, si bien es sencillo tiene su riesgo, hay que tener mucho cuidado y sobre todo cuando esta la fuente conectada ya que se generan tensiones del orden de los 10 o 15 Kv que es muy peligrosa, la recomendación es que quienes emprendan el proyecto lo hagan con sumo cuidado y chicos y jóvenes no hacerlo sin la supervisión de un mayor.

Para hacer esta fuente serán necesarios los siguientes materiales, una fuente de PC y un flyback de televisor o monitor

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La fuente de PC es necesario que funcione, la mayoría de estas fuentes son ATX y para que arranquen fuera de la PC deberemos hacer un puente en uno de sus conectores, el que esta marcado con rojo en la imagen, en él vamos a identificar un cable color verde, con un cable vamos a hacer un puente entre este  y cualquiera de los cables negros que están en el mismo conector.

Pueden encontrar conectores con 20 agujeritos o con 24, puentear como se indica acá

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Cuando hacemos esto podemos enchufar la fuente y verificar que el ventilador encienda. No tengan miedo de tocar los cables de los otros conectores aún cuando esta enchufada la fuente porque son todos de baja tensión solo 5v y 12v

Ahora que verificamos que la fuente funciona la desconectamos de la línea y vamos a desarmarla sacando los 4 tornillos que están en la parte superior.

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Veremos algo como lo que está en la figura, identificamos el transformador mas grande, ese que está marcado, generalmente hay otros transformadores, pero son mas chicos, en la imagen se pueden ver dos mas a la derecha del que esta marcado pero esos no nos interesan.

Ahora sacamos los cuatro tornillos que sostienen la plaqueta a la caja de metal para ver la plaqueta del lado de abajo.

CIMG1623Encontraremos algo así, identificamos las soldaduras del transformador grande

CIMG1624En la imagen vemos donde tendremos que soldar dos cables, es el primario del transformador, al costado izquierdo se muestra un transformador igual al que esta soldado, arriba tiene solo 2 pines que son los que vamos a usar y abajo tiene varios, 6 para ser mas exactos, esos no los vamos a tocar.

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En esos pines del transformador soldamos dos cables de unos 20 o 25 cm de largo como se muestra en la imagen

Luego ponemos en el piso de la caja metálica un recorte de acetato o plástico para que las soldaduras no toquen.

Armamos nuevamente la fuente sacando ambos cables por un costado de la fuente de PC. Hecho esto pasaremos a trabajar con el flyback

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Vamos a tratar de conseguir un flyback de los mas viejos, en el costado derecho de la imagen puede verse un flyback moderno, tratar que no sea de ese tipo porque traen incorporado un diodo que rectifica la tensión y no podremos usarlo por ejemplo en el proyecto de las fotos Kirlian.

Vamos a bobinar sobre el núcleo negro con alambre forrado unas 30 vueltas

CIMG1637 Esta cantidad de vueltas es experimental, se prueba y si vemos que hace poca chispa en el terminal de alta tensión que es el que sale de la bobina negra le quitaremos vueltas, por contra, si vemos que hace demasiada chispa (se sentirá como un soplido en ese caso) le daremos algunas vueltas mas, a mi con 30 me anda muy bien.

Ahora buscaremos el terminal del flyback que tenga continuidad con la salida de alta tensión, ese terminal será la masa, la otra salida de la alta tensión

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Sin título Conectamos los dos cables que salen del devanado de 30 vueltas a los cables que sacamos de la fuente

CIMG1638 Aislar bien esas uniones con cinta, en los cables que salen de la PC hay 160v y pueden darnos una descarga.

Ahora  se enchufa la tensión a la fuente de PC preferiblemente con una lámpara en serie para evitar problemas y accidentes que puedan dañar componentes.

Con un destornillador conectado al terminal que tiene continuidad con la alta tensión, acercamos al cable de alta tensión, tiene que haber un arco de mas o menos 1 cm de largo, también podemos probar con un foco común, va a parecer una lámpara de plasma

CIMG1696 Para no dejar todo suelto se coloca el flyback dentro de un recipiente aislante y lista nuestra fuente

Los electrodos superiores pueden hacerse con bujía de auto

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La fuente terminada.

Como hacer un electroscopio, electrómetro y electróforo de Volta caseros

Hacer un electroscopio es algo simple y no requiere materiales raros, es un instrumento que sirve para saber si un cuerpo esta cargado eléctricamente.

Recomiendo ver el vídeo narrado que he subido a youtube

Básicamente trabaja como un capacitor, una de las placas es el electrodo conectado a las láminillas y la otra el medioambiente, cuando se acerca un cuerpo cargado por inducción o por contacto directo el electroscopio se carga con el mismo signo del cuerpo y se produce hacia afuera una fuerza de atracción  que provoca la separación de las láminillas.

Hice muchos electroscopios, pero este que voy a comentar ahora me gusta porque una vez cargado permanece mucho tiempo en esa condición, la mayoría de los electroscopios que hice en apenas unos minutos perdían las cargas y las laminillas se iban acercando hasta unirse, este puede quedar hasta 2 y 3 horas con las láminas separadas.

Si bien no es tan simple armarlo como a los comunes, tampoco es necesario un curso en la NASA para hacerlo, es fácil.

Se trata de un electroscopio asimétrico, una de las láminas es fija y de mayor superficie que la otra que es móvil y muy delgada con menos superficie.

 

 

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En la imagen puede verse la forma que esta hecho, una chapa de un milímetro de espesor que esta fija y se le practica un agujero en forma de rectángulo de 7 x 10 mm que no esta perfectamente en el centro sino desplazado. Se corta la cánula de una aguja hipodérmica y se pega con cianoacrilato en medio del rectángulo, la lámina móvil debe ser de papel aluminio del que se usa en la cocina (foil) tiene un largo de 4,5 cm y un ancho de unos 4 mm, se dobla en una de las puntas en forma e U y se forma una especie de bisagra con la cánula de aguja que esta pegada a la chapa mas gruesa.

Ese mecanismo esta conectado a un electrodo superior, que es una esfera metálica perfectamente pulida,  en mi caso he usado algo que encontré en la chatarra,  no se que habrá sido antes, pero se adapta muy bien, en el vídeo hay mas detalles, pueden usarse los pomos que se se usan en terminación de muebles que también son esféricos y otra opción es con la piedra rebajar una bolita de acero y soldar un clavo.

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Es fundamental que el electrodo este muy pulido y no tenga ningún borde filoso por donde puedan escapar las cargas.

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CIMG1075Dentro del frasco que tiene el mecanismo he colocado unos cuantos sobres de sílica de las que vienen en los medicamentos, esos sobres absorben la humedad  y mejoran el rendimiento.

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El electrómetro

Si bien los electrómetros de este tipo están un poco obsoletos, con este sistema es muy fácil convertir el aparato en un electrómetro, que no es mas que un electroscopio con una escala.

Imprimimos esta escala

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Justo el vértice del ángulo debe coincidir con el eje de la bisagra que forma el mecanismo del electroscopio

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La caja del electrómetro se puede hacer de acrílico de unos 7,5 cm por 7,5 o si es posible conseguir una caja plástica ya hecha mucho mejor.

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El electróforo de Volta

Este aparato es muy simple, un disco metálico pulido a espejo con un mango aislante, en este caso he sacado el plato de un disco duro de PC que estaba roto, estos platos están cubiertos de una aleación de cobalto.

El mango se pega con cemento de dos componentes y puede ser de vidrio, un tubo de ensayo viene muy bien.

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Para cargar al electróforo recomiendo hacerlo como se muestra en el video, usando una carpeta de folios, normalmente estas vienen con una tapa posterior negra y una de frente transparente que es de un material que se llama acetato, se usa esa cara transparente, se frota el disco sobre el acetato y así queda cargado el electróforo (positivo)

El banco de capacitores

Atención!!!  la realización de estas pruebas debe hacerla personal capacitado con conocimientos de electrónica, el manejar con descuido estos dispositivos puede causar lesiones serias en la persona y recibir descargas eléctricas importantes aún estando desconectado el dispositivo de la línea de alimentación

Muchas veces necesitamos hacer experiencias con detonaciones y hacerlo con explosivos convencionales resulta un tanto peligroso, difícil de cuantificar y en muchos casos debido a las condiciones de la prueba no es posible.

El banco de capacitares es una herramienta que si bien no deja de ser peligrosa, ya que se trabaja con corriente eléctrica, es muy interesante.

Como todos sabemos los capacitores pueden acumular energía y hay fórmulas que nos permiten saber cuanta energía son capaces de guardar, por lo tanto este dispositivo no es mas que eso, una capacidad que tiene un sistema de carga y puede descargarse por medio de una llave, que puede ser electrónica o mecánica, la descarga se realiza sobre un fusible que se volatiliza y explota.

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En mi caso, tenía disponibles una buena cantidad de fuentes de PC que estaban fuera de servicio, cada una de ellas lleva dos capacitores de 330MF a 200v. pude recuperar 24 de estos capacitores lo que me suma 7900 MF, si hacemos el cálculo de los Julios capaces de almacenar

W= 1/2 *0.0079 * 200^2 = 158 Julios

Esa energía no es grande, pero si suficiente para varias pruebas, para tener una idea de cuanta energía son 158 J, una bala calibre .22 tiene una energía de 96 Julios y una calibre 9 mm 313 Julios, este banco tiene una energía intermedia entre una bala .22 y una 9 mm

La gran ventaja de estas detonaciones es que se pueden hacer en cualquier medio, en el vacío, en el agua y además no hay prácticamente masa en juego, solo la del fusible que es de alambre muy fino, en mi caso de solo 0.17 mm de diámetro y un largo de 5 mm eso me da una descarga puntual de energía, muy útil para realizar experimentos que ya comentaré.

Para la realización práctica del banco me han dado una mano los colaboradores del foro de ciencias aplicadas http://cienciaexperimental.foroactivo.com/ en especial Gabriel Mendez que realizó el diseño de la electrónica con los materiales que había en disponibilidad y además parte de esos materiales me los había regalado hace un tiempo cuando visité su laboratorio, también me ha ayudado Maca con su basta experiencia en estos aparatos y Aleseg con sus siempre exactos aportes.

Para disparar el banco este dispositivo lleva unas llaves electrónicas que se llaman tiristores, este diseño lleva cuatro del tipo 2n688 cada uno descarga 6 condensadores

El circuito es este

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R1 = filamento explosivo.
R2= lámpara de 40W.
R3,4,5,6=2K7
R7=22K…2W

D1, 2, 3  y 4 = silicones de 1000v 1A comunes

R8,9,10,11 = 47K 2W
C5=33n 350V
L1= un rulo o dos del cable.
C1,2,3,4,=grupos de 6 capacitores de 330MF 200V.

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Los cuatro iguales de la derecha son los utilizados en este proyecto

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Los  24 electrolíticos montados en una plaqueta

En cada Kátodo de los tiristores (SCR) he agregado un choke que he armado con transformadores de núcleo de ferrita también reciclados de las fuentes de PC, ver foto.

 

Además he agregado dos relays uno para carga y el otro para detonación, el primero esta entre la fuente de 200v de continua y R2 (El foco de 40W) y el otro en el lugar del W1, también desde uno de los grupos de 6 condensadores saque un conductor que lleva a un instrumento, un voltímetro, que permite ver la tensión a la que están siendo cargados.

Todo el conjunto fue alojado en un viejo gabinete de CPU que fue cortado con la amoladora angular.

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El gabinete de un viejo CPU cortado con la amoladora

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Acá mas presentable, ya pintado

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Presentando los materiales

El modelo terminado cuenta con un control remoto, para detonar desde una distancia de unos 2 metros, en él están los botones de carga (negro) y disparo (rojo) además he alojado allí un instrumento (voltímetro) para verificar la carga de los capacitares.

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La plaqueta de control con los dos relays

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Se pueden ver los tiristores, con un pequeño disipador también reciclado de las fuentes de PC y los chokes hechos con pequeños núcleos de ferrite

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El control remoto, con el voltímetro y los botones de carga (negro) y detonación (rojo)

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El porta fusible

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Un pequeño video de una detonación

En breve pondré las diez pruebas con el banco de capacitores

La técnica del sputtering

Esta técnica consiste en arrancar átomos del metal fuente en un medio de
vacío y depositarlo sobre cualquier material. Con esta técnica se pueden espejar
trozos plásticos con plata por ejemplo, o hacer un pertinax cobreado como el que
se usa para los circuitos impresos.

Se requiere de una cámara de vacío, yo la he construido con
un viejo filtro de gasoil, estos filtros son muy adecuados para estos usos ya
que prácticamente no hay que modificar nada, esta todo hecho, en la base del
mismo hay dos orificios que se usaron para la entrada y salida del combustible,
a ambos se le puede adaptar alguna canilla del tipo de las usadas en compresores
de aire, en la parte inferior también hay un tornillo que puede ser removido y
en su lugar colocar otra entrada si es necesario.

  

 

En la primera foto se puede ver la canilla a la izquierda, el tornillo en el
medio de la base y la conexión a la bomba de vacío que esta a la derecha, solo
es un caño que está sujeto a la morsa.

La segunda imagen se ve desde arriba, la arandela tipo "O" ring que es donde
asienta la campana de vidrio. En la parte superior se ve el soporte que sirve para
sujetar la base, en este caso sujeta a la  morsa.

Esta campana en la parte superior tiene un tornillo que la atraviesa, en la
parte interna hay un caño roscado donde ira el vástago del magnetrón.

El magnetrón es un imán de un viejo tweeter, son del tipo
cerámico, los imanes de este tipo presentan el inconveniente que si levantan
mucha temperatura pierden su magnetismo, durante el proceso de sputtering se
calienta bastante así que habrá que tener cuidado de hacerlo por etapas para
evitar este sobrecalentamiento.


 

A la propia cobertura metálica que tenía el imán la use para sostenerlo,
perforé un orificio en la chapa y ajusté la varilla roscada que va en el caño
para tal fin de la campana.


 

Para sujetar contra el imán los metales que se usan de fuente le adapté un
soporte de un conector antiguo, al que le puse tres prisioneros para que
ajusten. En la primera foto puede verse una chapa de cobre con la parte central
oscura resultado de una sesión de sputtering.

Se puede ver el magnetrón armado listo para iniciar el proceso

 


Este es el dispositivo armado y en funcionamiento

Hay una excelente explicación en http://www.cientificosaficionados.com/tbo/sputering/sputering.htm
de donde he sacado estas ideas, también en: http://alfon.fansub.org/sputtering/sputtering.htm
del amigo Alfon que me ha ayudado permanentemente con estos proyectos y sin su
ayuda no hubieran sido posibles.

La fuente: por el momento estoy usando la fuente de HT que
en tantos otros proyectos he usado, sin embargo no es lo mas adecuado, se
requieren no muchos voltios y si bastante corriente, pero la fuente debe poder
variar su tensión y de esa forma controlar la corriente, con la fuente de HT el
multímetro me marca 20 mA sin embargo la tensión debe caer muchísimo.

En cuanto arme la nueva fuente conmutada para este propósito, pondré
detalles.

Los resultados: He podido depositar plata y cobre, el espejo
de plata salió bastante bien, el de cobre tiene tintes de distintos colores, ya
que el cobre se une a los restos de oxígeno de los gases residuales que quedan
en la cámara formando óxido de cobre de color oscuro.

El vacío que se requiere esta comprendido entre las 100 y las 50 micras, con
la bomba de refrigeración funciona muy bien


  

 

Las dos primeras son de un plástico de reloj despertador con depósito de
plata del lado convexo la tercera y cuarta el mismo plástico del lado cóncavo,
en la cuarta foto se ve reflejada la canon con que saqué la foto.

La última foto
es una prueba con cobre, puede verse el oxido de cobre color azul en la parte
central