Электрошокер 80 кВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Личная безопасность

 Комментарии к статье

Устройство предназначено для активной самообороны путем воздействия на нападающего высоковольтным разрядом. Схема позволяет получить на выходных контактах напряжение до 80 кВ, что приводит к пробою воздуха и образованию электрической дуги между контактными электродами. Так как при касании электродов протекает ограниченный ток, угрозы для человеческой жизни нет.

Электрошоковое устройство благодаря своим малым размерам может использоваться как индивидуальное средство безопасности или же работать в составе системы охраны для активной защиты металлического объекта (сейфа, металлической двери, дверного замка и т.д.). Кроме того, конструкция настолько проста, что для изготовления не требует применения промышленного оборудования все легко выполняется в домашних условиях.

Более простой электрошокер был ранее опубликован в [1].

В схеме устройства (рис.1) на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1 собран импульсный преобразователь напряжения.

(нажмите для увеличения)

Автогенератор работает на частоте 30 кГц, и во вторичной обмотке (3) трансформатора Т1, после выпрямления диодами, на конденсаторе С4 выделяется постоянное напряжение около 800...1000 В. Второй трансформатор (Т2) позволяет еще повысить напряжение до нужной величины. Работает он в импульсном режиме. Это обеспечивается регулировкой зазора в разряднике F1 так, чтобы пробой воздуха происходил при напряжении 600...750 В.

Как только напряжение на конденсаторе С4 (в процессе заряда) достигнет этой величины, разряд конденсатора проходит через .1 и первичную обмотку Т2.

Энергия, накопленная на конденсаторе С4 (передаваемая во вторичную обмотку трансформатора), определяется из выражения:

W = 0,5СU_С ² = 0,5 х 0,25 х 10^-6 х 700² = 0,061 Дж,

где Uc - напряжение на конденсаторе (В), С - емкость конденсатора С4 (Ф).

Аналогичные устройства промышленного изготовления имеют примерно такую же энергию заряда или чуть меньше.

Питается схема от четырех аккумуляторов типа Д-0,26 и потребляет ток не более 100 мА. Элементы схемы, выделенные пунктиром, являются бестрансформаторным зарядным устройством от сети 220 В. Для подключения режима подзаряда используется шнур с двумя соответствующими вилками. Светодиод HL1 является индикатором наличия напряжения в сети, а диод VD3 предотвращает разряд аккумуляторов через цепи зарядного устройства, если оно не включено в сеть.

Детали: резисторы типа МЛТ, конденсаторы С1 типа К73-17В на 400 В, С2 - К5016 на 25 В, C3 - К10-17, С4 - МБМ на 750 В или типа К42У-2 на 630 В. Высоковольтный конденсатор (С4) других типов применять не рекомендуется, так как ему приходится работать в жестком режиме (разряд почти коротким замыканием), который долго выдерживают только эти серии. Диодный мост VD1 можно заменить четырьмя диодами типа КД102Б, а VD4 и VD5 - шестью последовательно включенными диодами КД102Б. Включатель SA1 типа ПД9-1 или ПД9-2.

Трансформаторы являются самодельными и намотка в них начинается со вторичной обмотки. Процесс изготовления потребует аккуратности и намоточного приспособления.

Трансформатор Т1 выполняется на диэлектрическом каркасе (рис.2), вставляемом в броневой сердечник Б26 из феррита М2000НМ1 (М1500НМ1).

Он содержит в обмотке 1 - 6 витков, 2 - 20 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,18 мм (0,12...0,23 мм), в обмотке 3 - 1800 витков проводом ПЭЛ диаметром 0,1 мм. При намотке 3-й обмотки необходимо через каждые 400 витков укладывать конденсаторную диэлектрическую бумагу, а слои пропитывать конденсаторным или трансформаторным маслом. После намотки катушки ее вставляют в ферритовые чашки и склеивают стык (предварительно убедившись, что она работает). Места выводов катушки заливают разогретым парафином или воском.

При монтаже необходимо соблюдать полярность фаз обмоток трансформатора, указанную на схеме (рис.1).

Высоковольтный трансформатор Т2 выполнен на пластинах из трансформаторного железа, набранных в пакет (рис.3).

Так как магнитное поле в катушке не замкнутое, конструкция позволяет исключить намагничивание сердечника. Намотка выполняется виток к витку (сначала наматывают вторичную обмотку) 2 - 1800... 2000 витков проводом ПЭЛ диаметром 0,08...0,12 мм (в четыре слоя), 1 - 20 витков диаметром 0,35 мм. Межслойную изоляцию лучше выполнять из нескольких витков тонкой (0,1 мм) фторопластовой ленты, но подойдет также и конденсаторная бумага (ее можно достать из высоковольтных неполярных конденсаторов). После намотки обмоток трансформатор заливается эпоксидным клеем. В клей перед заливкой желательно добавить несколько капель конденсаторного масла (пластификатор) и хорошо перемешать.

При этом в заливочной массе клея не должно быть пузырьков воздуха. А для удобства заливки потребуется изготовить картонный каркас (размерами 55х23х20 мм) по габаритам трансформатора, где и выполняется герметизация.

Изготовленный таким образом трансформатор обеспечивает во вторичной обмотке амплитуду напряжения более 90000 В, но включать его без защитного разрядника F2 не рекомендуется, так как при таком напряжении возможен пробой внутри катушки. Защитный разрядник выполняется из двух оголенных проводов, расположенных на расстоянии 20...24 мм. Конструкция электродов Х2, Х3 и разрядника F2 показана на рис.4.

Элементы конструкции крепятся на боковых пластинах из оргстекла толщиной 5...6 мм. В качестве электродов Х2 и Х3 можно использовать стержни от разъемов на большой ток, например из серии ШР. На рис.5 приведен вид конструкции разрядника F1.

В качестве материала лучше взять медные пластины с никелированным покрытием (этим обеспечивается более высокая стойкость разрядника к разрушению дугой). Толщина пластин может быть любой. Пробойное напряжение воздуха примерно 3 кВ на мм (зависит от влажности и атмосферного давления), поэтому зазор разрядника F1 будет примерно 0,1...0,2 мм (регулируется при настройке). Кнопку включения SB1 лучше также сделать самостоятельно - это позволяет учесть особенность конструкции корпуса. Она выполняется из мягкой стальной или медной ленты толщиной примерно 0,5 мм (рис.6).

Все детали схемы, кроме выключателя SA1, размещены на односторонней печатной плате (рис.7) из стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм (размером 130х55 мм).

Таких же размеров плата используется как крышка и элемент крепления выключателя SA1, а также аккумуляторов. Аккумуляторы размещены по двое в картонных стаканах, склеенных по их размерам (по диаметру) и подпружиниваются к основной плате лепестками, закрепленными на крышке. Детали припаиваются со стороны печатных проводников, что позволяет уменьшить толщину корпуса устройства.

Трансформаторы Т1 и Т2 приклеиваются к плате эпоксидным клеем. Общий вид сборки всей конструкции (без кожуха) показан на рис.8.

На каркасе, образованном из двух плат, закрепленных четырьмя винтами (с потайной шляпкой), обматывается и склеивается кожух из картона (он должен сниматься при снятой задней стенке). Для придания привлекательного внешнего вида кожух обматывается самоклеющейся пленкой под цвет дерева. В месте расположения кнопки SA1 выполняется отверстие в кожухе, а на боковую грань приклеивается накладка из тонкой (1...2 мм) пластмассы с прорезями. Внутри гибкой части пластины клеится резиновый вкладыш, но так, чтобы он не мешал одевать кожух на каркас.

Настройка схемы заключается в получении (резистором R4) устойчивого запуска и работы автогенератора при питании от стационарного источника с напряжением от 3,9 до 5 В. При настройке схемы лучше использовать блок питания в режиме ограничения тока на 1 А - это предотвратит повреждение VT1 в случае ошибочного подключения фазы первичной обмотки Т1 или же отсутствия режима автогенерации по другой причине. После этого с помощью осциллографа с делителем замеряем напряжение на конденсаторе С4 и подбираем величину зазора в разряднике F1 так, чтобы оно не превышало уровня 650...750 В.

Несколько слов об эксплуатации устройства. При переносе электрошока лучше воспользоваться выключателем SA1 для снятия питания - это исключит работу устройства при случайном нажатии кнопки SB1, например в кармане. Не рекомендуется включать электрошок в условиях высокой влажности, чтобы самому не попасть под напряжение дугового разряда. Кроме того, так как для транзистора VT1 не установлен теплоотводящий радиатор (нет свободного места в корпусе), не рекомендуется включать устройство на непрерывную работу в течение времени более 1 мин (обычно в этом и нет необходимости). Следует также знать, что обычная одежда не является препятствием для проникновения дуги.

Литература:

1. Сидоренко Д.П. Электрошок - защита для всей семьи//Радіоаматор. - 1997. - №12. - С.21

Смотрите другие статьи раздела Личная безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Зависть животных 17.12.2024 Вопрос о том, испытывают ли животные такие сложные эмоции, как зависть, долгое время волновал ученых и любителей животных. Новое исследование, проведенное учеными из университета Беркли, бросает вызов ранее существовавшим представлениям о способности животных к зависти. Анализ 23 исследований, охватывающих более 60 тысяч наблюдений за 18 видами животных, включая обезьян и птиц, показал, что реакции, которые ранее интерпретировались как зависть, на самом деле могут быть обусловлены другими причинами. Эксперименты демонстрируют, что животные действительно проявляют недовольство, когда видят, что другие получают больше, чем они. Однако, по мнению ученых, это скорее реакция на несправедливость или нарушение ожиданий, нежели на зависть в человеческом понимании. Например, обезьяны, не получившие лакомство, могли выражать недовольство даже в отсутствие других обезьян, получающих это лакомство. Это говорит о том, что их реакция была вызвана разочарованием, а не сравнением с другими. Авторы исследования отмечают, что предыдущие исследования, основанные на небольших выборках, могли давать искаженную картину. Новый метаанализ, охватывающий значительно больше данных, позволил получить более объективную оценку поведения животных. Животные, безусловно, способны испытывать различные эмоции, но способность к зависти, как мы ее понимаем, может быть уникальной чертой человека. Зависть предполагает сложные социальные сравнения и понимание того, что кто-то другой имеет то, чего у тебя нет. Хотя животные могут испытывать недовольство, когда их ожидания не оправдываются, они, вероятно, не способны на такие тонкие эмоциональные переживания, как зависть. Новое исследование ставит под сомнение идею о том, что животные способны испытывать зависть в том же смысле, что и люди. Это открытие вносит важный вклад в наше понимание эмоционального мира животных и подчеркивает уникальность человеческой психологии.

Другие интересные новости:

▪ Снижение вреда от жирной пищи

▪ Аккумуляторы из торфа

▪ Веб-камеры RealSense

▪ Нейроны с ушами

▪ Миниатюрный отражательный оптический датчик TCND3000

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Колючая проволока. История изобретения и производства

▪ статья Каковы размеры Вселенной? Подробный ответ

▪ статья Люцерна посевная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Преобразователь для питания цифрового мультиметра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Освобождение веревки и пиджака. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025