Аппарат лихтенберга что это
Молнии на дереве, или «Узоры Лихтенберга»
Ну вот, как и обычно, с приходом зимы забот поубавилось, стало скучновато, а душа просит чего-то нового… Вдохновившись многочисленными роликами и статьями из интернета, решил попробовать сделать «узоры Лихтенберга» на дереве. Это декор-заготовка для воплощения будущих фантазий.
Для этого использовал прибор для создания узоров, о его изготовлении ниже.
Материалы и инструменты
Ход работы
Для того чтобы сделать сам прибор, нужен трансформатор от микроволновки. Обзвонил всех знакомых, имеющих какое-либо отношение к ремонту бытовой техники, и вот один из товарищей абсолютно безвозмездно предоставил мне такой трансформатор. Трансформатор используется «как есть», без переделок-перемоток. На первичную (сетевую обмотку) подаётся напряжение 220 в, с вторичной (высоковольтной) снимается напряжение порядка 2000-2200 вольт. Приобрёл сетевой кабель с вилкой, 3 метра кабеля для подсоединения вторички, пару зажимов-крокодилов.
Трансформатор от микроволновки
Закрепил на текстолитовой пластине, попадётся подходящий пластиковый корпус — спрячу в него.
Комплект соединительных проводов
Получилось вот так
В сеть включаю через пару автоматов на 6 А.
Автоматы для включения в сеть
Заготовку из древесины покрываю раствором пищевой соды (2 ст. ложки на 1 литр воды) 2-3 раза с интервалом в 5-7 минут.
Для подсоединения зажимов вкручиваю в древесину самые обычные саморезы, к ним цепляю «крокодилы». Ну что, поехали!
Процесс очень «залипательный», поэтому немного передержал, нужно было аппарат выключить немного пораньше. Но, что получилось, то получилось.
Готовые узоры
Практического применения пока в голове не сложилось, думаю, у тех, кто занимается работой с деревом, возникнут какие-либо идеи. У меня пока созрел только вариант залить эпоксидкой с люминофором… Думаю, Юрий что-нибудь подскажет, если прочтёт.
Аппарат Лихтенберга из трансформатора старой микроволновки
Выжигание по дереву — очень увлекательный процесс, но требует терпения, усидчивости и немного творческого мышления. Далеко не каждый человек обладает всеми этими навыками.
А что делать, если хочется попробовать освоить это декоративное искусство?
Есть один интересный способ, как выжигать красивые узоры на дереве, не прилагая никаких усилий. Всю основную работу за вас проделает аппарат Лихтенберга.
При помощи этого нехитрого устройства можно в считанные секунды сделать оригинальный декор — фигуры Лихтенберга.
Выжигать хаотичный рисунок можно на деревянных элементах мебели или столешнице. Молниями можно украсить раму зеркала. В общем, из любой деревяшки можно сделать настоящее произведение искусства.
Выбираем трансформатор от микроволновки
Для изготовления аппарата Лихтенберга своими руками используется высоковольтный трансформатор от микроволновой печи. Обратите внимание: трансформатор от сварочного инвертора не подойдет.
Для выжигания фигур Лихтенберга на поверхности дереве требуется высокое напряжение и малый ток, что и обеспечивает высоковольтный трансформатор.
В то время как трансформатор от сварочного аппарата — наоборот, генерирует низкое напряжение и высокий ток. По этой причине он и не подходит.
Что касается выбора источника питания, то подойдет абсолютно любой трансформатор от СВЧ печи (их характеристики в разных моделях микроволновок не сильно отличаются). Главное — чтобы трансформатор работал.
Рекомендуем посмотреть видео, где в общих чертах показан процесс сборки самодельного «генератора молний», а также принцип его работы.
Как правильно подключать источник тока
Существует множество разных способов подключения трансформатора. Рассмотрим один из самых оптимальных и безопасных.
В электрической схеме обязательно должен присутствовать предохранитель, а также термозащита, поскольку трансформатор очень сильно греется в процессе работы.
Поэтому один провод от разъема питания надо подключить к предохранителю, второй — к термозащите (можно снять со старой СВЧ печи).
Сам разъем питания можно использовать от блока питания компьютера (и провод с вилкой для подключения к сети 220В тоже от компьютера).
С предохранителя и термозащиты провода идут на кнопку включения/выключения с подсветкой. От кнопки провода идут на соединительную колодку, а от нее — на первичную обмотку.
Поскольку предохранитель и термозащита установлены до кнопки, то в случае перегорания предохранителя или срабатывания термозащиты, она светиться не будет, из чего будет понятно, что напряжение на трансформатор не подается.
Для трансформатора мощностью 1 кВт необходимо подбирать предохранитель на 8-10 Ампер.
Клеммный выход со вторичной обмотки выводим на колодку. Второй конец обмотки заведен на корпус, поэтому нужно прикрепить клемму к корпусу с помощью болта и гайки, а ее конец также вывести на колодку.
Из колодки провода, идущие от вторичной обмотки, подключаются к выходной розетке. В эту розетку будет включаться вилка с «крокодильчиками» на конце.
Различные защитные диоды, а также родной предохранитель трансформатора от СВЧ печи, расположенный в цепи вторичной обмотки, обязательно нужно убрать.
Часто используют более простую схему подключения. В данном случае провод с вилкой подключается напрямую к первичной обмотке, а провода с «крокодильчиками» подключаются ко вторичной обмотке: то есть один провод надо будет подключить к выходу вторичной обмотки (он всего один), а второй — к металлическому корпусу трансформатора (место прилегания клеммы необходимо будет зачистить от лака).
Подготовка дерева
Для выжигания молний с помощью аппарата Лихтенберга требуется материал, который хорошо впитывает влагу.
Соответственно, заготовка из пластика или металла для этой цели не подойдет (как, впрочем, и ЛДСП). Поэтому для выжигания молний используется натуральное дерево или фанера.
Варианты для основы могут быть разными: сосна, дуб, граб, бук. На любой древесине рисунок получится очень красивым и, что немаловажно — уникальным и неповторимым (такого же рисунка вы больше нигде не встретите).
Причем перед тем как приступить к выжиганию, нужно чтобы электролит полностью впитался в древесину — в противном случае ничего путного не получится. Только зря время потратите.
В качестве электролита используется обычный содовый раствор.
Приготовить его очень просто — 2 столовых ложки пищевой соды разводим в 0,5 л воды, и потом тщательно перемешиваем.
Для получения качественного результата желательно соды добавить немного больше — чем мощнее будет электролит, тем больше сила тока, а, значит, и узор будет красивее.
Единственный недостаток содового раствора в том, что на некоторых породах дерева после его применения могут оставаться темные пятна.
Как вариант, некоторые мастера рекомендуют в качестве электролита использовать солевой раствор, но работает он намного хуже. Солевой раствор очень быстро закипает, разбрызгивается, и электрическая цепь обрывается. Так что лучше соды нет ничего.
Процесс выжигания молний
Нам потребуется деревянная заготовка — дощечка любого размера и электролит (содовый раствор).
С помощью кисточки или кухонной губки наносим подготовленный электролит на поверхность древесины. Смачивать нужно всю плоскость доски — рисунок получится гораздо интереснее.
По краям заготовки вбиваем два гвоздя. Некоторые мастера гвозди не используют — цепляют зажимы-прищепки прямо на заготовку.
Но для лучшего эффекта лучше все-таки забить пару гвоздей. Ну или можно саморезы закрутить.
Далее включаем трансформатор, и наслаждаемся красочным зрелищем. Прямо на глазах рождаются узоры в виде хаотичных разрядов молнии.
Внимание! Высокое напряжение
Высоковольтный трансформатор от микроволновки является источником высокого напряжения (4-5 тыс. Вольт), которое опасно для жизни. Поэтому при эксплуатации самодельного аппарата Лихтенберга крайне важно соблюдать правила ТБ.
Поскольку сам трансформатор (его металлическая часть) является одним из полюсов вторичной обмотки, то крепить его нужно к изоляционному материалу, чтобы исключить пробой корпуса.
В качестве основания для установки трансформатора можно использовать кусок стеклотекстолита или кусок фанеры.
Желательно купить в магазине пластиковую коробку, внутрь которой надо будет поместить пластину стеклотекстолита с трансформатором (как вариант, можно использовать в качестве корпуса пластиковый ящик для ручного инструмента).
К самой коробке (снизу) желательно еще прикрутить резиновые ножки.
Подключать и отключать «крокодильщики», а также наносить электролит на деревянную заготовку необходимо только при отключенном трансформаторе (во избежание поражения электрическим током).
Как выжигать электрическим током по дереву: создание «молний», необходимое оборудование, основы безопасности
О том, что дерево – это диэлектрик, знает каждый школьник. И это физическое явление берут на вооружение дизайнеры и декораторы, потому как выжигание по дереву электричеством может стать уникальным методом обработки древесины. О том, чего можно добиться таким методом, как технически осуществляется выжигание, а также о том, как сделать «молнии» на дереве, вы узнаете из этой статьи.
Если вам интересно попробовать подчинить силу тока, создать впечатляющие фактуры, можно заняться выжиганием по дереву электрическим током. А мы расскажем, как поэтапно организовать процесс выжигания и как сделать его максимально безопасным.
Что это такое? пирография
Это творчество предполагает использование электрического тока и высокого напряжения, потому тем, кто не имеет опыта в работе с электротехникой, а также не знает мер безопасности, не стоит с головой уходить в новое увлечение. Вы должны быть уверены в своих силах, потому что этот вид пирографии требует определенного опыта и хорошего знания школьного курса физики.
5 частых вопросов о выжигании электричеством:
Выбор источника питания
Чаще всего работают мастера со старой микроволновкой. У выключенной из сети печи нужно снять металлический корпус (обычно он легко снимается после выкручивания винтов). Помните, что внутри корпуса находится мощный конденсатор с летальным разрядом электричества, потому его нужно обесточить и убрать подальше.
Трансформатор
Достаньте из устройства сам трансформатор. Обычно он удерживается в корпусе только винтами, потому достать его несложно. Большинство мастеров демонстрирует следующие действия: они вынимают из задней части микроволновки сетевой штепсель, затем подсоединяют оба его конца к двум входам катушки первичной обмотки. Потом один конец идет к катушке вторичной обмотки, другой – к металлическому корпусу, проводящему электрический ток к деревянному бруску.
Оба провода соединяются или с гвоздями, или с шурупами, забитыми в брусок. Потом автор стандартного ролика по выжиганию электричеством смешивает две ложки соды в наполненной водой чашке, смесь наливает между электродами, конструкцию подключает к сети, а сам отходит подальше.
В данном видео показано, как правильно снять трансформатор и сделать прибор для выжигания.
Внимание! Выжигание молний на дереве – очень опасный метод. При подключенном к сети генераторе нельзя трогать ни его, ни электроды, ни саму древесину, это смертельно опасно. Перед тем, как вы подойдете к бруску, генератор должен быть выключен из сети.
Подготовка дерева
Вам придется найти подходящий тип дерева. Обычно мастера пирографии советуют коллегами поэкспериментировать с толщиной, текстурами и породами древесины. Наиболее подходящим материалом будет тонкая фанера. И здесь все просто: верхний слой фанеры поглощает водный раствор, что и создает условия для прохождения разряда.
Поверхность необходимо перед работой с током смочить
Чтобы улучшить проходимость тока по дереву, на его поверхность нужно нанести тонкий водный слой. Сама вода, как известно, хорошим проводником не является, потому вам на помощь придет либо сода, либо соль. Обычно одной-двух ложек соды на стакан воды более чем достаточно. Хорошо пропитайте поверхность дерева этим раствором.
Как правильно подключать источник тока?
Итак, еще раз о подключении. Если вы используете трансформатор СВЧ-печи, то на нем вы увидите две обмотки. Первичная обмотка намотана толстым проводом, вторичная – тонким. Сеть подключаете именно к первичной обмотке: две клеммы располагаете рядом, подаете к ним 220 Вт.
Подача электричества возможна через предохранитель и напрямую. Если выводите электроток напрямую, нужно следить за перегревом трансформатора. Другие два выводы подключаете с другой стороны: один идет к корпусу, второй – к штекеру. Простейшее устройство для выжигания рисунков-молний готово. Оно стандартное, впоследствии его можно вложить в пластиковую коробку, провода подвести к кнопкам. Так и удобнее и, что еще важнее, безопаснее.
Включите вентилятор – это спасает от внезапного возгорания.
Перед работой удостоверьтесь, что трансформатор подключен верно, если все в порядке, отрицательные и положительные выводы подключите к концам фанеры. Если есть возможность, включите вентилятор – это спасает от внезапного возгорания. Да и поможет вентилятор видеть, как именно будут проходить разряды: это просто очень красиво.
Выжигание «молний»
Далее автор уходит в сторону и наблюдает за тем, как художником его будущей работы становится сам электрический ток. Главное правило этого этапа – не вмешиваться, помнить о технике безопасности. Вы увидите, как электричество «ходит» по дереву, оставляя после себя интересные фантазийные узоры. Когда линии тока сомкнулись, отключайте от сети трансформатор. Этот процесс хорошо представлен в видео-ролике.
Но процесс выжигания этим не заканчивается. Нужно дождаться, пока картина остынет, после чего рассмотреть ее. Основа очень интересная, но требует законченности, шлифовки, доработки. Так во время шлифовки вы уберете обуглившийся материал. Если для завершения работы пирограф не требуется, и вы решите оставить картину такой, какой сделали ее разряды тока, фанеру нужно промыть под проточной водой. Затем, чтобы рисунок был защищен, работа покрывается лаковым слоем. А если хочется решения поинтереснее, можно погрузить картину в люминесцентный материал: ваша электрическая картина будет еще и светиться в темноте.
Но некоторые мастера решают, что одних только молний на картине недостаточно. Они создают в уже заданной электричеством графике некий сюжет, который наносится на дерево карандашом, а затем выжигается пирографом. Это будет работа в комбинированной технике. Но если вы выжигаете не картинку в рамке, а часть инсталляции или с помощью тока делаете, к примеру, интересную столешницу для журнального столика, доработка пирографом не нужна.
С помощью разрядов тока сегодня делают стеновые панели, зеркала, столики, стойки на ресепшн. Из простого увлечения некоторые мастера переходят к способу заработка: в основном, переключаются на мебельное производство с таким уникальным, природным, а главное, всякий раз неожиданным узором. Обычно специалисты используют мебельную фанеру (это более предсказуемый в данном виде творчества материал). Нужно понимать, что процесс – это природная импровизация. Мастер может контролировать разве что направлений «молний», но не саму структуру узора.
Меры предосторожности
Здесь все стандартно, но лишний раз повторить правила стоит.
Работая с электрическим током, помните:
Варианты для основы
Выжигать интересные картины, узоры можно не только на дереве. Например, интересные работы получаются в технике гильоширования. Так называют выжигание по ткани, однако используется в этой технике не трансформаторная установка, а специальный выжигатель по ткани. Для обработки подходит синтетическая ткань.
Не менее интересным может быть выжигание на коже. Для работы используются все те же инструменты, что выжигают на дереве, только мощность выставляется меньшая. Плотная основа кожи позволяет создать удивительные художественные композиции.
«Молнии» декорированы эпоксидной смолой
В декоре сегодня все чаще используются выжигательные техники на дереве в сочетании с эпоксидной смолой: так можно сделать не только фактурные столешницы, но и, например, необычной красоты напольные вазы. Используется выжигание током и на акриле, плексигласе. Но в последних двух случаях трансформатор из микроволновки уже не поможет, нужно профессиональное оборудование.
Выжигание током – интересная, но еще развивающаяся сфера деятельности. Потому у многих из вас есть возможность сделать себе имя в редкой и не самой простой области. Но так как декоративные возможности такого вида творчества велики, уверенные в своих силах и опытные в работе с электричеством люди, откроют для себя востребованное направление.
Фигуры Лихтенберга: история, физический принцип эффекта
Фигурами Лихтенберга называют ветвящиеся, похожие на изображения деревьев, узоры, получаемые при прохождении высоковольтных электрических разрядов по поверхности или внутри объема диэлектрических материалов.
Профессор продемонстрировал данное явление своим студентам-физикам, он также рассказал об этом открытии в своих мемуарах. Лихтенберг писал о нем как о новом методе изучения природы и движения электрической жидкости.
В мемуарах Лихтенберга можно было прочитать приблизительно следующее. «Эти узоры мало чем отличаются от гравировального рисунка. Иногда там появлялись почти бесчисленные количества звезд, Млечных путей и больших Солнц. Там были дуги, сияющие на их выпуклой стороне.
Получались блестящие веточки, похожие на те, что можно наблюдать когда влага застывает на оконном стекле. Облака различных форм и тени разной глубины. Но самое большое впечатление оказало на меня то, что эти фигуры было непросто стереть, ведь я пытался стереть их любыми привычными способами.
Я не мог помешать тем фигурам, которые я только что стер, засиять вновь, при том более ярко. Я клал на фигуры лист черной бумаги, смазанный вязким материалом, и слегка придавливал его. Мне удалось таким образом сделать оттиски фигур, шесть из которых были представлены в Королевском обществе.
Этот новый тип получения изображений чрезвычайно порадовал меня, ведь я спешил к другим делам, и у меня не оставалось ни времени, ни желания рисовать или уничтожать все эти рисунки».
В своих следующих экспериментах профессор Лихтенберг пользовался различными высоковольтными электростатическими устройствами чтобы заряжать поверхности самых разных диэлектрических материалов, таких как смола, стекло, эбонит…
Затем он посыпал порошком из смеси серы и четырехокиси свинца заряженные поверхности. Сера (которая становилась отрицательно заряженной при трении о контейнер) сильнее притягивалась к положительно заряженным областям поверхности.
Так профессору стало ясно, что заряженные области поверхности были сформированы небольшими искрами статического электричества. Искры, когда они вспыхивали вдоль поверхности диэлектрика, оставляли отдельные участки его поверхности электрически заряженными.
После возникновения на поверхности диэлектрика, заряды оставались там на довольно продолжительное время, поскольку сам по себе диэлектрик препятствует их перемещению и рассеиванию. Кроме того Лихтенберг обнаружил, что рисунки положительных и отрицательных фигур пыли заметно различаются.
Разряды создаваемые положительно заряженным высоковольтным выводом, были звездообразными с длинными ветвящимися путями, тогда как разряды от отрицательного электрода получались более короткими, закругленными, веерообразными и похожими на раковины.
Осторожно прикладывая листы бумаги к присыпанным поверхностям, Лихтенберг обнаружил, что он может переносить изображения на бумагу. Так в конечном итоге сформировались современные процессы ксерографии и лазерная печать. Он основал физику, которая от пылевых фигур Лихтенберга эволюционировала в современную науку о физике плазмы.
Многие другие физики, экспериментаторы и художники изучали фигуры Лихтенберга в течение следующих двухсот лет. Среди известных исследователей XIX и XX веков были физики Гастон Планте и Питер Т. Рисс.
Среди других исследователей были Томас Бертон Кинрейд и профессора Карл Эдвард Магнуссон, Максимилиан Топлер, П.О. Педерсен и Артур фон Хиппель.
Большинство современных исследователей и художников использовали фотопленку, чтобы напрямую улавливать слабый свет, излучаемый электрическими разрядами.
Богатый английский промышленник и исследователь высокого напряжения, лорд Уильям Г.Армстронг опубликовал две прекрасные полноцветные книги, в которых представлены некоторые из его исследований высокого напряжения и фигур Лихтенберга.
Хотя этих книг сейчас довольно мало, копия первой книги Армстронга «Электрическое движение в воздухе и воде с теоретическими выводами» стала доступной благодаря добрым усилиям Джеффа Бехари в Музее электротерапии на рубеже веков.
В середине 1920-х годов фон Хиппель обнаружил, что фигуры Лихтенберга на самом деле получаются в результате сложных взаимодействий между коронными разрядами или небольшими электрическими искрами, называемыми стримерами, и диэлектрической поверхностью снизу.
Электрические разряды наносили соответствующие «рисунки» электрического заряда на диэлектрическую поверхность снизу, где они временно связывались. Фон Хиппель также обнаружил, что увеличение прикладываемого напряжения или уменьшение давления окружающего газа приводит к увеличению длины и диаметра отдельных путей.
Питер Рисс обнаружил, что диаметр положительной фигуры Лихтенберга примерно в 2,8 раза больше диаметра отрицательной фигуры, получаемой при том же напряжении.
Соотношения между размером фигур Лихтенберга в зависимости от напряжения и полярности использовались в ранних высоковольтных измерительных и регистрирующих приборах, таких как клидонограф, для измерения как пикового напряжения, так и полярности импульсов высокого напряжения.
Клидонограф, иногда называемый «камерой Лихтенберга», мог фотографически фиксировать размер и форму фигур Лихтенберга, которые были вызваны аномальными электрическими скачками на линиях электропередач из-за ударов молнии.
Измерения с помощью клидонографа позволили исследователям молний и проектировщикам энергосистем в 1930-х и 1940-х годах точно измерять индуцированные молнией напряжения, тем самым предоставляя важную информацию об электрических характеристиках ударов молнии.
Эта информация позволила энергетикам создать «искусственную молнию» с аналогичными характеристиками в лабораторных условиях, чтобы они могли проверить эффективность различных подходов к защите от молний. С тех пор молниезащита стала неотъемлемой частью конструкции всех современных систем передачи и распределения электроэнергии.
На рисунке приведены примеры клидонограмм положительных и отрицательных переходных процессов высокого напряжения различной амплитуды в зависимости от полярности. Обратите внимание, насколько положительные фигуры Лихтенберга больше по диаметру в сравнении с отрицательными фигурами, при том что пиковые напряжения имели одинаковую величину.
Хотя в конечном итоге они были заменены современным электронным оборудованием, тейнографы продолжали использоваться в течение 1960-х годов для изучения поведения молний и коммутационных переходных процессов в линиях передачи высокого напряжения.
Теперь известно, что фигуры Лихтенберга возникают при электрическом пробое газов, изолирующих жидкостей и твердых диэлектриков. Фигуры Лихтенберга могут быть созданы в течение наносекунд, когда на диэлектрик действует очень высокое электрическое напряжение, или они могут развиваться в течение ряда лет вследствие серии небольших (с низкой энергией) пробоев.
Бесчисленные частичные разряды на поверхности или внутри твердых диэлектриков часто создают медленно растущие, частично проводящие двумерные поверхностные фигуры Лихтенберга или внутренние трехмерные «электрические деревья».
Двумерные электрические деревья часто встречаются на поверхности загрязненных изоляторов линий электропередач. 3D-деревья также могут формироваться в скрытых от человеческого взора областях внутри изоляторов из-за наличия мелких примесей или пустот, либо в местах где изолятор был физически поврежден.
Поскольку эти частично проводящие деревья могут в конечном итоге вызвать полный электрический отказ изолятора, предотвращение на корню образования и роста таких «деревьев» имеет решающее значение для долгосрочной надежности всего высоковольтного оборудования.
Трехмерные фигуры Лихтенберга внутри прозрачного пластика были впервые созданы физиками Арно Брашем и Фрицем Ланге в конце 1940-х годов. Используя свой недавно изобретенный ускоритель электронов, они впрыснули триллионы свободных электронов в пластмассовые образцы, вызвав электрический пробой и обугливание в форме внутренней фигуры Лихтенберга.
Их конденсаторный прибор мог генерировать импульсы в три миллиона вольт и был в состоянии создать мощный разряд свободных электронов с невероятным пиковым током величиной до 100000 ампер.
Светящаяся область сильно ионизированного воздуха, создаваемая выходящим сильноточным пучком электронов, напоминала голубовато-фиолетовое пламя ракетного двигателя.
Полный набор черно-белых изображений, включая фигуры Лихтенберга внутри прозрачного пластикового блока, недавно стал доступен в Интернете.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: