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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Кипарисы под песком 14.12.2007 У венгерского городка Бюккабрань на северо-востоке страны, где открытым способом добывают бурый уголь, экскаваторы вскрыли стволы кипарисов, которые росли здесь около восьми миллионов лет назад. Сильнейшая песчаная буря внезапно засыпала лес слоем песка толщиной шесть метров. Но за прошедшие миллионы лет 16 деревьев не превратились ни в уголь, ни в камень, стволы сохранили структуру древесины. Остались, правда, только пни толщиной два-три метра и высотой около шести метров. При жизни высота кипарисов составляла 30-40 метров, а их возраст в момент гибели оценивают примерно в 300 - 400 лет. Оказавшись на воздухе, древесина стала хрупкой, поэтому доступ к месту находки закрыт для всех, кроме ученых. Они надеются найти способ укрепить ткани деревьев и по годовым кольцам узнать, каков был климат в этой части Европы восемь миллионов лет назад.

Другие интересные новости:

▪ Подслащенные напитки вызывают ожирение и износ зубов

▪ Велосипедное колесо очищает воздух

▪ Прививка от дезинформации

▪ ADS8688 - многоканальный SAR АЦП для измерения биполярного сигнала

▪ Антенна L-диапазона с поддержкой сверхширокополосных и многодиапазонных сетей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Шовинизм. Крылатое выражение

▪ статья Что такое корь? Подробный ответ

▪ статья Бухгалтер по учету материалов. Должностная инструкция

▪ статья Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сигареты ниоткуда. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026