31 de Mayo del 2008
En vista de los malos resultados del condensador enrollado, y siguiendo los consejos de Jarrod Kinsey voy a probar de nuevo con los condensadores de plástico plano.
Esta vez he mejorado las conexiones entre el condensador dumper, por que en prototipos anteriores no había sujección posible y se hacía por pesos, esa falta de buen contacto hacía chispear el alumínio y provocaba una resistencia añadida al láser, con lo que el rendimiento y salida óptica eran inferiores.
El prototipo viejo tiene el problema de que no se pueden usar tornillos para fijar las dos caras del condensador principal, porque saltaría el arco entre positivo y negativo a 20 KV continuamente.
El detalle del Spark Gap, por el aluminio superior irá sujeto con tornillos un lado del condensador dumper. He limitado la distáncia entre el spark gap ajustable a menos de 10 milímetros, a más el plástico dieléctrico fallará y hay que asegurarse de no quemarlo por error.
De esta forma irá cogido el condensador, por un lado del condensador el borne negativo sobresaldrá para que no salte arco con el otro borne. Por el otro lado el borne positivo sobresaldrá y así espero que el condensador funcione bien.
La separación del condensador para preionizar el canal, y los detalles finales, solo falta acabar el condensador principal y probarlo.
6 de Junio del 2008
Tres fotos, la primera con el laser trabajando, se ve el canal violeta de la ionización, la segunda foto es el láser con el condensador Peak retocado para dar la 1/2 de la capacidad del condensador Dumper, y la tercera foto el detalle de como va dispuesto el condensador para que no salte chispa entre placas y la masa del láser.
Las fotos con el láser trabajando, excita el tinte coumarín sin lupas con aire, la cubeta se aleja del láser para saber que distáncia máxima se produce láser en la cubeta, como se ve en las fotos, con una separación de 5 milímetros del spark gap, la distáncia máxima de excitar el tinte era de 50 centímetros, a 6 milímetros de spark gap, la distáncia era de 55 centímetros.
La primera imágen con el spark gap a 7 milímetros y excita el tinte hasta 60 centímetros, pero al darle mucha poténcia, el dieléctrico falló y me agujereó el plástico, como se ve en la foto de la derecha. (el plástico era 0,25 milímetros de grosor, el que utilizan los bobinadores de motores y transformadores).
Las medidas y materiales
Los condensadores:
-
El grande (Dumper) es de plástico de 0,25 milímetros de bobinados.
- El pequeño (Peak) es de plástico de 0,12 milímetros de trasnparencias de fotocopiadora.
El canal láser:
- Mide 370 milímetros de largo, más de lo necesario para trabajar a presión atmosférica, pero es necesario para que las chispas que inevitablemente saltan, no interrumpan la salida láser.
- La separación entre electrodos es de 1,5 a 1,6 milímetros.
La preionización:
- Debajo de los electrodos, la lámina del condensador se deja 3 milímetros separado para que preionize bien.
Gas y presión:
- No necesita bombas de vacio ni gas, trabaja a presión atmosférica y con aire normal y corriente. Si se inyecta nitrógeno en el canal entonces la poténcia aumenta muchísimo, vease otras versiones del láser 4,1 y 4,2.
Conclusión sobre el láser versión 4.5
El láser trabaja bastante bien para ser el dieléctrico de plástico y el voltage ser algo bajo, en mi láser Versión 3, no conseguí más de 40 centímetros con estos condensadores, por lo tanto he aumentado la poténcia mejorando las conexiones y la disposición del condensador que hace que la corriente recorra menos distáncia y tenga más tiempo de ionizar el canal mientras el tiempo de excitación del nitrógeno no se consume (0,8 nanosegundos para presión atmosférica).
El láser quedó más gordo y grande, pero es más compacto, todo esto son ventajas para el láser con materiales caseros.
Pero la poténcia total no supera a la obtenida con condensadores cerámicos, con los cerámicos la distáncia a recorrer entre el condensador Dumper y el canal láser era menos, luego el cerámico admitía tensiones más elevadas y eso hizo conseguir hasta 80 centímetros excitanto el tinte coumarín. Todo el conjunto quedó mucho más pequeño y compacto, pero el precio de esos condensadores es bastante elevado.
09 de Julio del 2008
He probado a hacer una pequeña mejora en el laser, y es encerrarlo en una caja con nitrógeno, para así poder aprovechar unos cuantos días el gas que se llena dentro a presión atmosférica.
El láser dentro de la caja,, con silicona normal y un poco chapucero, pero por probar no quería perder mucho el tiempo.
En las pruebas antes de cerrar la tapa y sellarlo, rompí tres veces el dieléctrico del condensador principal, tuve que bajar el voltage del spark gap de 6 milímetros a 4 milímetros, con lo que la poténcia que en un princípio era bastante grande, me bajó mucho, añadiendo además la ventana que refleja menos de 10% pero que afecta bastante.
La potencia sin encerrarlo era que excitaba el tinte coumarín sin lupas y con aire hasta 55 centímetros, encerrado en la caja con aire excitaba el tinte a 30 centimetros despues de haber bajado el spark gap a 4 milímetros, y una vez lleno con nitrógeno me excitaba el tinte hasta 90 centímetros.
Luego una vez cerrado y llenado con nitrógeno hice las pruebas, fotos excitando el tinte hasta que pasada 1 hora de estar trabajando a unos 10KV me rompió el dieléctrico.
En la foto se ve el tinte coumarín , pero surge un problema: de tanta poténcia me funde el espejo si lo pego a la cubeta, hay que separarlo una cierta distáncia para que no suceda.
El tinte coumarín con lupa y a oscuras.
Rhodamina 6G con lupa y a oscuras.
Rhodamina 6G sin lupa y con un espejo.
Estas fotos son un triple láser, algo que no pensaba que pudiera hacerlo,, se traba del láser de nitrógeno, excitanto con lupa cilíndrica el tinte coumarín, y el láser coumarín excitando con lupa cilíndrica el tinte Rhodamine 6G, la Rhodamine6G estaba a una concentración para trabajar con láser de nitrógeno y no con el color azul, pero incluso así produjo un pequeño láser.
Otra vista del tri-laser trabajando.
Y por último el tinte Rhodamine6G sin lupa y a una distáncia de 40 centímetros con un espejo.
La mala notícia para mí es que de nuevo he roto el dieléctrico, creo que tendré que buscar otro tipo de plástico con buen coeficiénte dieléctrico y que soporte más de 10KV que es por encima de ese voltaje donde obtengo buena poténcia.
14 de Julio del 2008
Hoy he trabajado con el nuevo condensador plano por capas, y he probado dos tipos de configuracion:
Con las dos opciones obtuve la misma potencia. Me asegure de que todas las conexiones fueran buenas y no afectaran mucho a la potencia final.
Rectificación: La opción 2 es la que me dió más poténcia, la opción 1 no llegué a probarlo con este laser, pero en otras pruebas sí pude comprobar que la opción 2 es la única buena.
El resultado fue muy parecido al condensador al rededor del laser, como al principio de la pagina.
Llegue a excitar el tinte Coumarin sin lupas y con aire hasta 60 centimetros, ajustando el spark gap a unos 10 milimetros, que correspondia a 18 ~ 20KV El cabezal es de 36 centímetros de largo y una capacidad de 5,22 nF, hay algo de poténcia desaprovechada, en otros prototipos está más optimizado.
Estas fotos son con la opcion 1, que es la mas facil para hacer las conexiones y la estructura del laser.
La foto excitando el tinte a 55 centimetros a unos 16 ~ 18KV
Estas fotos son con la opcion 2, el condensador plano cuesta mas conectarlo, luego hay un potencial positivo en la base del condensador y del laser, y es algo mas peligroso para trabajar.
Aqui el laser excitando el tinte a 60 centimetros a 18 KV, pude conectar el voltimetro a la derecha, y estaba comprobando el voltaje exacto. No es muy brillante, pero es justo el umbral donde se empieza a excitar.
CONCLUSIONES sobre este condensador con el laser:
Veo que no llego a los 80 centimetros que consegui con los condensadores ceramicos, el condensador se hace algo largo de recorrer por la corriente, y creo que pasa el mismo problema que con el condensador alrededor del laser, que la distancia a recorrer por la corriente disminuye el tiempo de excitacion del Nitrogeno y hace que emita con menos potencia.
Rectificación: No hay problema con el condensador más largo de capas, solo que la unión de las capas no es del todo buena, entre capa y capa el alumínio hace de bobina, por lo que las últimas capas no descargan a la vez que las primeras.
En las pruebas con los condensadores ceramicos, las distancias a recorrer por la corriente eran la mitad de este laser, por eso creo que ahi esta el problema, pero no sera facil de resolver.
Rectificación: En principio no es verdad, sí afecta algo que los condensadores cerámicos son más pequeños y el conjunto tiene menos impedáncia-resisténcia, por lo que se consigue más poténcia. Pero no me puedo fiar del todo de los 80 centímetros ya que quizás estaba haciendo trabajar el laser a 25KV o más, por lo que la poténcia naturálmente era más elevada.
No sera facil de resolver, por que para tener una buena capacidad hace falta superficie, y si es por capas hay que dejar unas separaciones minimas para que no salte arco. Si por el contrario acorto las distancias o sea que hago las planchas mas pequenas, entonces tengo que poner muchas mas capas y la union entre capas puede causar una alta impedancia con lo cual sigo perdiendo potencia. Creo que tendre que probar para asegurarme.
Nota: En Agosto soluciono el problema de la distáncia de seguridad para que no salte arco con silicona,, seguir leyendo.
25 de Julio del 2008
He fabricado un cabezal independiente del láser, con conexiones de tornillos de M8 rápidas con pasamanos de alumínio, de esta forma he probado varios condensadores.
Mide 28 centímetros de largo de electrodos, la capacidad del condensador de pico es de 3nF, algo pequeño pero los resultados son prometedores.
Estas dos fotos son con los condensadores cerámicos de 4,5nF en total, excita el tinte como máximo a 55 centímetros ajustando bien.
He sacado unos datos curiosos, y es según el voltage la poténcia que saca, más que poténcia la distáncia a la que puede excitar el tinte.
20KV - 48cm
18KV - 45cm
16KV - 43cm
14KV - 40cm
12KV - 36cm
10KV - 30cm
8KV - 22cm.
Como se observa a menos de 10Kv la poténcia es muy baja, es mejor trabajar por encima, pero no más de 20KV, quizás subiendo algo más consiga más distáncia, pero estas pruebas eran usando aire normal y el oxígeno del aire es el que impide que emita la poténcia real. Si usara nitrógeno entonces las distáncias serían por encima del metro.
La primera foto el detalle de los electrodos, pasamano de aluminio de 30 x 2 milímetros, y la preionización por debajo. La segunda y tercera foto era moviendo la ubicación del spark gap para ver si acompañaba la descarga y así obtenía más poténcia, pero no se notó para nada.
Estas dos fotos son suprimiendo el conductor grande de cobre de abajo, poniendo un trozo de papel de alumínio corto, como se ve en la siguiente foto solo llegó a 40 centímetros, de 53 que llegó después de ajustarlo bien bien.
Es necesario usar conexiones de baja resisténcia, baja impedáncia, pensando en que tienen que pasar unos cuantos miles de amperios por el conductor.
Estas dos fotos son usando un trozo más ancho de alumínio y algo más gordo de 0,1 milímetros aprox. se nota que no tiene pérdidas, excitó el tinte hasta 55 centímetros, con 20KV bien ajustado.
En esta prueba he puesto un trozo de 60 centímetros de conductor de alumínio como el anterior de 0,1 mm. pero como pensaba la distáncia a recorrer por la corriénte es más lenta que la luz y el tiempo del nitrógeno, por lo que solo excitó el tinte a 28 centímetros.
Rectificación: No está del todo probado que la distáncia afecte a la poténcia, ya que el condensador se descarga igual , solo que la impedáncia del conductor hará que se descargue más lentamente.
El detalle del condensador cerámico, 3 de 1,5nF total 4,5nF. Y el condensador de pico de 3nF.
Otra prueba, mirando si las conexiones con los tornillos de M8 son buenas, pero se ve que pierde un poco de poténcia, no mucho pero se nota.
El condensador de Nylon de 2 milímetros por plancha 5nF, un desastre. Solo excitó el tinte a 10 o 15 centímetros. Más abajo explico que tantas capas con mala conexión hacen aumentar la impedáncia por lo que la potencia fue tan mala.
Con el condensador de plakene de 0,5 milímetros, 13 planchas con separación bastante grande, con aceite y papel para evitar el efecto corona. Llegó a excitar el tinte hasta 50 centímetros con 16KV, y a 18KV unos 52 cm.
Si comparamos la distáncia con la gráfica de los condensadores cerámicos, vemos que parece que va bien, aunque no pueda aumentar el voltage, a 16KV es bastante bueno.
Otro factor que mejora este último condensador es que es de más capacidad, por lo que hay energía desaprovechada, por lo que tendré que probar a quitarle planchas para ajustar a la misma capacidad que los condensadores cerámicos y así veré bien. O hacer otro cabezal con más capacidad para este condensador.
NOTA: El plakene de 0,5 no soporta 16 KV AC, rompe al cabo de pocas horas.
22 de Agosto del 2008
Estos días he estado probando más condensadores de plástico, algunas concluisones me han hecho ver que un dieléctrico gordo no tiene por que ser demasiado lento, pasó por que no conseguía hacer funcionar el laser con plásticos de más de 0,5 milímetros, pero al final pude hacerlo funcionar.
Volviendo a probar con los condensadores cerámicos, al variar la configuración resultó que obtenía muy poca poténcia, parecido con el plástico. 30 centímetros excitanto el tinte coumarín.
Al cambiar solo el lugar donde va conectado los condensadores cerámicos la poténcia aumentó de 30 a 41 centímetros, luego al optimizar un poco ya conseguí unos 48 centímetros a unos 18 o 20KV.
Algunas imágenes parecidas para no saturar la página:
Cap48
Cap48-2 ... El mismo optimizado excita el tinte hasta 48 centímetros a 18KV
Cap38 Esta prueba es con el condensador conectado correctamente pero una mala conexión hace que la poténcia sea menor de lo normal.
Cap38-2
Capbad30 Estas pruebas son con el esquema erroneo, y la poténcia es muy mala, 30 centímetros excitando el tinte coumarín.
Capbad30-2
Capbad30-3
Capbad30-4
Capplas48 Estas pruebas son con un condensador de plástico PVC de 0,8 milímetros, 5 capas con buena conexión y con el esquema correcto.
Capplas48-2
Capplas48-3
Capplas48-4
Capplas48-5
Capplas48-6
En pruebas anteriores había llegado a la conclusión de que plásticos de más de 0,5 milímetros daban mucha impedáncia, pero resulta que no, en estas pruebas demuestro que el PVC de 0,8 trabaja muy bien.
Capmulticap
Capmulticap-2 En esta prueba el condensador dumper, es de muchas capas y la conexión no era del todo buena, con lo que la impedáncia alta hace trabajar mal al laser.
Esta prueba usé 4 condensadores de 10KV y 20nF en serie, resulta 40KV y 5nF pero la impedáncia tampoco hizo trabajar bien.
En esta foto y esquema se puede ver la diféncia en los esquemas, a veces es más dificil conectarlo de la forma correcta, por eso no me dí cuenta hasta varias pruebas.
Después de probar todo estoy llego a la conclusión de que la poténcia nunca ha sido superior a 50 centímetros a 20KV por muchos condensadores o diversos tipos , por lo que con el condensador PEAK de 3nF he llegado a optimizarlo al límite sin lupas y con aire a presión atmosférica.
Otro detalle es que el condensador Dumper no es necesario que sea el doble de capacidad que el PEAK, puede ser de la misma capacidad, entonces se parece al circuito LC pero el condensador PEAK está descargado siempre y solo se carga el instante del pulso.
En próximos días probaré con un condensador PEAK de 10nF.
Continuará...
Parte 4,5
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