Экспериментальный качер бровина. Что такое качер Бровина. Разбираемся и делаем качер вместе Схема качера бровина с самозапиткой

Качер Бровина - это оригинальный вариант генератора электромагнитных колебаний, который может быть собран на различных активных элементах. В настоящий момент чаще всего при его постройке используют биполярные или полевые транзисторы, несколько реже - радиолампы, причем как триоды так и пентоды. Данный прибор был изобретен советским инженером Владимиром Ильичом Бровиным в 1987 г в качестве части электромагнитного компаса его конструкции.

Бровин:

В 1987 г. я решил спроектировать компас, позволяющий определять стороны света, используя при этом не зрение, а слух. Я представлял себе, что это должен быть генератор звуковой частоты, который изменяет тон в соответствии с его расположением относительно магнитного поля Земли. В качестве генератора звуковой частоты был использован блокинг генератор, собранный по классической схеме, но с цепью обратной связи, где в качестве сердечника индуктивности использовалось аморфное железо, которое изменяет свою магнитную проницаемость при величинах напряженности магнитного поля, соизмеримых с магнитным полем Земли.

Звуковой компас работал при изменении ориентации, как и было задумано. Частота следования импульсов менялась в пять раз при изменении ориентации.

Анализ свойств полученной схемы выявил много несоответствий в ее работе общепринятым понятиям. Оказалось, что сигналы на электродах транзистора, измеренные на осциллографе относительно как положительного, так и отрицательного полюсов источника питания, имели одинаковую полярность (транзисторы npn имели положительную полярность сигнала на коллекторе, pnp отрицательную). Индуктивность, находящаяся в коллекторной цепи имела сопротивление близкое к нулю. Генератор продолжал работать при приближении к сердечнику сильного постоянного магнита, который насыщает сердечник, и блокинг процесс должен был бы прекратиться из-за отсутствия трансформации в цепи обратной связи. В сердечнике никаким образом не выделялся гистерезис, мне не удалось выявить его по фигурам Лиссажу. Амплитуда сигнала на коллекторе, оказывалась в пять и более раз выше напряжения источника питания.

Качером (от «качатель реактивностей») обычно называют несложное забавное устройство, изобретённое неким Бровиным, и якобы выдающее больше энергии, чем потребляет по питанию. По факту представляет собой весьма странно сделанный автогенератор на одном транзисторе, с главным достоинством в виде феноменальной простоты конструкции, являясь чуть ли не наиболее простым HV-устройством из известных

Качер - возможности и способы применения

Высокочастотный демонстрационный генератор высокочастотного поля, Качер, он же автогенераторная однотактная Катушка Тесла.
Простая и надёжная схема потребляет от сети ~20Вт (модифицированный сетевой адаптер 12В 2А в комплекте), и преобразует их в поле частотой около 1 МГц (а также в небольшой стример) с эффективностью порядка 90%. Качер представляет собой чёрную пластиковую трубу размером ~80х200 мм, закрытую с обеих сторон, имеющую пружинку в качестве разрядного терминала и разъём для питания. Вся электронная часть упрятана внутрь трубы. Первичные и вторичные обмотки резонатора намотаны на внешней поверхности трубы. Схема полностью стабильна и может работать десятками и сотнями часов без перерывов.
Устройство способно зажигать ни к чему не подключенные энергосберегающие и неоновые лампочки на расстоянии до 70 см, и многое другое, и является замечательным демонстрационным прибором для любой школьной или университетской лаборатории, равно как и настольным прибором для развлечения гостей или удивительным устройством для фокусов для тех, кто не равнодушен к подобным научным игрушкам.

Как расплавить медь при помощи электрической дуги и другие эксперименты с качером Бровина

Качер отличается от блокинг-генератора электронной плазмой образующейся в p-n-переходе, за счёт которой мы и получаем достаточно высокое напряжение на выходе без применения высоковольтного трансформатора , . В этом можно убедиться, если собрать несложную схемку приведенную ниже. Единственный трансформатор в ней — это две обмотки на ферритовых кольцах на 20 и 5 витков. Несмотря на свою простоту, при 12В питания схема даёт на выходе X1 порядка 1700 Вольт импульсного напряжения (без нагрузки).

Схема может работать в двух режимах: экономичном (разомкнут переключатель SA1) и обычном (контакт SA1 замкнут). В экономичном режиме, при 12В питания, устройство потребляет ток 200..300мА.

Самая интересная в схеме деталь — ферритовый трансформатор TV1. Он мотается на двух вместе сложенных ферритовых кольцах диаметром 10мм. Коллекторная обмотка составляет 5 витков, а базовая — 20, причём, если первая мотается по часовой стрелке, то вторая — против. Провод желательно использовать во фторопластовой изоляции, диаметром 0.05-0.3мм. Коллекторную обмотку лучше намотать более толстым проводом.

Транзисторы для данной схемы испытывались разные. Закономерность выяснилась следующая: чем выше паспортное максимальное напряжение коллектор-эмиттер, и чем круче ВАХ транзистора, тем большее напряжение можно получить на выходе. Идеально подошел импульсный высоковольтный MJE13005 . Его нужно будет установить на небольшой радиатор.

Дроссели L1 и L2 стандартные, на 100мкГн. Конденсаторы выбирайте на напряжение не ниже 100В.

Настройка

Здесь потребуется осцилограф с высокоомным выходом, щуп которого нужно расположить рядом с выходом X1. Лучше не подключаться напрямую, т.к. высокое напряжение может повредить осцилограф. Установите R1 в среднее положение, переключатель SA1 разомкните, и подключите питание 12В. Если осцилограф не показывает качерных испульсов, то поменяйте выводы базовой обмотки TV1.

Если нет осцилографа, то настройку устройства можно произвести с помощью «вилки Авраменко». Её нужно подключить одним-единственным входом к выходу качера.

При работающем качере светодиод HL1 будет светиться несмотря на то, что второй конец этого нехитрого устройства никуда не подключён.

В зависимости от решаемых задач может потребоваться подключать качер к разным нагрузкам. Самое простое — через диод (лучше SF56) и сглаживающий конденсатор запитать лампу дневного света рассчитанную на 220В. При замкнутом SA1 и напряжении питания 15В можно зажигать 10-ти Ваттную лампочку.

Для некоторых задач нужна быстрая зарядка конденсатора до высоких напряжений. Это можно сделать по предыдущей схеме, но конденсатор д.б. неэлектролитическим и рассчитанным на напряжение в 2000В. Также, в этом случае, вместо одного нужно поставить 4-е последовательно соединённых диода.

Самый интересное подключение — длинная линия, обычно — коаксиальный кабель. Его оплётка соединяется с общим проводом схемы, а центральная жила — с выходом X1.

А что будет, если в схеме качера вместо одного транзистора поставить два и заставить их работать попеременно? Читайте об этом .

Используемые материалы

1. Коротков Д.А. Разработка и исследование генераторов мощных наносекундных импульсов на основе дрейфовых диодов с резким восстановлением и динистров с глубокими уровнями
2. Пичугина М.Т. Мощная импульсная энергетика

Горчилин Вячеслав, 2014 г.
* Перепечатка статьи возможна с условием установки ссылки на этот сайт и соблюдением авторских прав

Развлечения с высоким напряжением доставляют много удовольствия и мало пользы. Это значит нам обязательно нужно собрать что-нибудь такое. Наверное, самая простая схема питания катушки Тесла - это качер Бровина. Его можно собрать на лампе, на обычном или полевом транзисторе. Схема неприхотливая - работает без настройки.

Вокруг кечера Бровина ходят много легенд из-за нестандартной схемы подключения транзистора, который работает в запредельных режимах - совершает пробой внутри себя и сразу же восстанавливается. Не будем описывать сухую теорию, нам нужен лишь результат.

Приведу две схемы подключения качера.
Для транзистора NPN:

Для полевого транзистора:

Решено было собирать вторую схему на полевом транзисторе т.к. других мощных тразнисторов под рукой не было.
Моя схема состояла из: резистора R2 - 2 кОм, резистора R1 - 10 кОм, полевого транзистора VT1 - IRLB8721 (был закреплен на мощном радиаторе т.к. он сильно греется). Схема питалась от 12 Вольт.

Вторичную катушку мотал на канализационной трубе тонким проводом. Примерно 800 витков. Зажал трубу в шуруповерт и наматывал столько сколько влезет.

Первичную обмотку сделал 1,5 витка толстого медного провода. Диаметр намотки лучше делать больше, чем вторичка. Положение и количество витков лучше подбирать опытным путем, что бы подобрать максимальную отдачу по напряжению.

Увеличение мощности разрядов можно добиться не только настройкой антенны, подбором резисторов, но и подключив на вход питания мощный дроссель с конденсатором большой емкости. Повышение питающего напряжение пропорционально увеличивает длину разрядов.

Кечер получился не супер мощный, но для баловства хватило. В воздухе прошибал до 7 мм. Уверенно зажигал газоразрядные лампы в 20 см от обмотки, давал красивые коронарные разряды в лампах накала.

Решено было опробовать первую схему на транзисторе КТ805АМ с теми же номиналами резисторов, что для полевого (2 кОм и 10 кОм). На удивление мощность разрядов возросла в два раза, а в воздухе стабильно горел коронарный разряд. Раз так поперло - оформил установку в виде готового устройства.

Вступление и общий принцип работы Качера Бровина

Качер Бровина — это разновидность блокинг-генератора электрических импульсов со сравнительно высокой частотой. Устройство может быть собрано на различных активных элементах, но чаще всего при сборке применяют биполярные или полевые транзисторы. Данный прибор был изобретен инженером Владимиром Ильичом Бровиным в 1987 году. Причем изобретен скорее случайно – Бровин разрабатывал электромагнитный компас, который позволял бы определять стороны света при помощи звука. И в качестве звукового генератора инженер использовал спроектированный им блокинг-генератор с цепью обратной связи. Компас заработал. Но в работе блокинг-генератора были замечены определенные расхождения с некоторыми законами физики (например, с законами Ампера и Био Савара, а также с законом Кирхгофа). Так и появился качер.

Название для своего изобретения Бровин придумал в 1996 году на основе слов «качатель реактивностей». Автор изобретения объясняет принцип работы этого или просто-качера Бровина следующим образом:

В обычном блокинг-генераторе транзистор открывается за счет протекания тока из катушки обратной связи в базовой цепи транзистора. В качере же он неочевидным способом (т.к. в теории появление электродвижущей силы в катушке обратной связи все же может открыть транзистор) будет все время закрыт, а ток образуется за счет накапливания электрических зарядов в базе транзистора для дальнейшего разряда при превышении некоего порогового напряжения (т.н. «лавинный пробой»).

Мнений и отзывов об этом изобретении существует великое множество: от восторженных до скептических. Вот мнение самого изобретателя, взятое с форума http://club.1-info.ru (авторские орфография и пунктуация не сохранены):

Качер – транзисторное (радиоламповое) устройство с феноменальными качествами. Дешевое (стоимость устройства — меньше 1$) и не требующее особых технологий. Знаний о свойствах качеров достаточно для повсеместного применения практически в любых отраслях, включая балет.

С 2005 года тема качеров обсуждалась на множестве форумов (наберите в поисковике «Бровин Владимир Ильич»). Оппозиция полностью подавлена, обращайте внимание на даты — плевки идут до 2006 г.

Признание факта существования нового способа управления транзистором налицо.

Нет применения на практике (есть, но совсем мало). Не пора ли начать, господа предприниматели, на этом зарабатывать, а вам, госдеятели, собирать налоги?

Предваряя вопрос «Почему не сам»? отвечаю: «Потому что 68-й пошел. Поздно, доктор». «Что делать?». Выбрать тему — например, «автоэлектроника» — создать лабораторию и все, что есть электрического в автомобиле, а также в технологии его производства начать переделывать на качеры.

Возможно, когда-нибудь так и будет, но пока изобретение Бровина – лишь забавная игрушка для энтузиастов, не нашедшая массового применения в электронике или промышленности. Теперь перейдем от теории к практике – сделаем качер Бровина своими руками .

Ниже представлена одна из схем данного качера:

Для изготовления качера Бровина нам понадобятся следующие детали:

• — 1 ферритовое кольцо (высота 0,7-0,8 см, наружный диаметр 1,5-2 см, внутренний диаметр 0,5-0,7 см);
• — 1 подстроечный резистор на 220Ом 0,25Вт (R1);
• — 1 резистор на 1кОм 0,5Вт (R2);
• — 2 транзистора КТ805 (с радиаторами) (VT1, VT2);
• — 1 выпрямительный диод 1А;
• — 1 конденсатор 10000 мкФ 50В;
• — обмоточный провод, толщиной 0,25 мм;
• — медный провод квадратного сечения, толшиной 1,5 кв. мм (для первичной катушки);
• — провод квадратного сечения, толщиной 0,5 кв. мм;
• — небольшой кусок пластиковой (можно картонной, но не металлической или металлопластиковой!) трубки, обычная сантехническая труба толщиной 1-1.5 см и длиной 20-30 см вполне подойдет;
• — трубка, толщиной 4-7 сантиметров (для первичной обмотки, можно взять пол-литровую пластиковую бутылку);
• — дощечки для изготовления подставки.

Этапы сборки качера Бровина

1. 1. Для первичной катушки берем медный провод квадратного сечения и мотаем его на любой трубке диаметром 4-7 сантиметров – делаем 4 витка. Вынимаем трубку, растягиваем провод в длину так, чтобы высота обмотки получилась 10-15 сантиметров (примерно треть от высоты вторичной катушки). Готово.
2. 2. Для вторичной катушки мотаем тонкий обмоточный провод вокруг пластиковой трубы, делаем 800-1000 витков. Через каждые несколько сантиметров рекомендуется наносить на свежие витки клей, иначе обмотка может сбиться и перепутаться. Устанавливаем первичную обмотку вокруг нижней части вторичной катушки (см. фото ниже).
3. 3. Остальные элементы собираем по схеме. Трубу необходимо закрепить в вертикальном положении, для этого ее торец можно приклеить к основе (дощечке или даже ненужному DVD-диску). Если схема не заработала, попробуйте поменять местами выводы первичной катушки. Должно помочь.
4. 4. Настройка собранного качера осуществляется регулировкой подстроечного резистора R1. Также не забудьте на транзисторы установить радиаторы – греются они довольно сильно.

Собрали? С замиранием сердца подносим к катушке энергосберегающую лампу.

Но указанный вариант – не единственно возможный. Энтузиастами и самим Бровиным было разработано множество схем, с различными транзисторами, двумя или тремя катушками и т.п.

Среди радиолюбителей большой популярностью пользуется весьма интересное устройство, называемое «качером Бровина». С его помощью можно наблюдать эффектные коронные разряды, молнии, плазменные дуги. Многие люди в интернете называют качер катушкой Теслы, однако это два совершенно разных устройства с разным принципом работы. В этой статье речь пойдёт именно о качере Бровина, пожалуй, самом простом высоковольтном устройстве, которое только можно придумать.

Схема качера Бровина

Схема предельно проста, содержит всего лишь один транзистор, пару резисторов и пару конденсаторов. Конденсаторы служат для фильтрации питающего напряжения, один из них должен быть электролитическим с большой ёмкостью (470-2200 мкФ), а второй керамическим или плёночным с малой ёмкостью (0,1-1 мкФ), для сглаживания высокочастотных помех. Два резистора образуют делитель напряжения, один из них должен иметь небольшое сопротивление (150-200 Ом), а второй – примерно в 10-20 раз больше. При этом последовательно с высокоомным резистором можно поставить подстроечный резистор, чтобы настроить качер на максимальную длину разрядов. На печатной плате, прилагающейся к статье, для него предусмотрено установочное место. Транзистор в схеме можно использовать практически любой мощный структуры n-p-n. Хорошо себя зарекомендовали транзисторы КТ805, КТ808, КТ809. Также можно поэкспериментировать с полевыми и поставить, например, IRF630, IRF740. От выбора транзистора в значительной степени зависит длина разрядов. Транзистор обязательно нужно установить на радиатор, ведь на нём выделяется большое количество тепла. L1 на схеме – первичная катушка, а L2 – вторичная, с неё снимается высоковольтный разряд.

Плата устройства

Плата выполняется методом ЛУТ, файл для печати прилагается. Для подключения проводов питания и выводов катушек на плате предусмотрены клеммники.

Скачать плату:

(cкачиваний: 167)

Изготовление вторичной (высоковольтной) катушки

Первым делом, нужно изготовить вторичную катушку. С ней всё просто и конкретно – чем больше витков, тем больше напряжение, соответственно, длиннее разряды. Можно использовать медную эмалированную проволоку сечением 0,1 – 0,3 мм. В качестве каркаса для вторичной обмотки весьма удобно использовать канализационную трубу, оптимальный диаметр составляет 5-7 см. Наматывать проволоку нужно виток к витку, максимально аккуратно. Желательно использовать цельный кусок проволоки, чтобы не было мест соединений. Но если в процессе проволока порвалась – ничего страшного, можно подпаять к ней оторвавшийся кусок, тщательно заизолировать и продолжать мотать витки, работать будет в любом случае.

Для ускорения процесса намотки можно установить трубу на две подпорки слева и справа так, чтобы она свободно на них вращалась. При этом наматывать проволоку будет куда легче. Если в процессе работы появилась необходимость отлучиться, кончик проволоки можно зафиксировать скотчем, тогда можно будет вернуться, отлепить скотч и продолжать наматывать. Ни в коем случае не нужно отпускать кончик проволоки, иначе натяжение пропадёт, витки разойдутся и придётся начинать всё с начала.

После того, как катушка намотана, витки проволоки обязательно нужно зафиксировать на трубе. Лучше всего использовать прозрачный лак, тогда катушка будет выглядеть весьма красиво. Я обмазал витки обычным воском, со своей задачей он справился, теперь случайно повредить тонкую проволоку будет куда сложней.

К нижнему концу проволоки следует припаять обычный провод и тщательно его зафиксировать у края трубы.

У верхнего края трубы располагается так называемый «терминал» - то место, из которого будет «исходить» коронный разряд. Желательно сделать его острым, тогда разряд будет сконцентрирован на кончике иглы. Закрепил на краю трубы болт, а на болт накрутил наконечник от дротика, как видно на фото. Вторичная катушка готова.

Изготовление первичной катушки

Первичная катушка содержит 2-5 витков толстого медного провода, сечением 1,5 – 2,5 мм. Располагаться она должна вокруг вторичной катушки, её диаметр должен быть больше на 2-3 см. Для каркаса первичной катушки можно использовать, опять-таки, канализационную пластиковую трубу, нужно лишь взять отрезок трубы диаметром и длиной большей, чем для вторичной. На расстоянии 10 см от верха трубы сверлятся два отверстия, через которые продевается медный провод. От числа витков сильно зависит длина разряда, поэтому их количество подбирается экспериментально.

Провод от самих витков нужно вывести к низу катушки, проведя их внутри трубы. Обязательно зафиксировать клеем. Первичная катушка готова.

Сборка качера Бровина

После того, как катушки намотаны, можно собирать всё воедино. Из пеноплекса вырезаются два круглых куска с отверстиями по центру. В центральное отверстие должна плотно заходить вторичная катушка, а внешний диаметр заготовок должен соответствовать диаметру первичной катушки.

Помещаем круглые заготовки внутрь большой трубы, а затем просовываем в них же вторичную катушку. При необходимости нужно зафиксировать их клеем. Провод от вторичной катушки нужно вывести в нижнюю часть большой трубы.

В нижней части большой трубы сверлятся два отверстия, одно под разъём питания, второе под тумблер.

Теперь осталось лишь подключить плату к питанию, поставив в разрыв плюсового провода тумблер, и подключить выводы катушек.

Когда все провода подключены, можно проверить работоспособность устройства. Аккуратно подаём на плату напряжение. Если на терминале появился маленький разрядик – значит качер работает. Если же качер отказывается работать даже при повышении напряжения питания – следует поменять местами выводы первичной катушки. Теперь можно поэкспериментировать с числом витком в первичной катшеке, подвигать катушки относительно друг друга, найдя такое положение, при котором разряд будет максимальным. Диапазон напряжения питания качера весьма широк – небольшой разряд появляется уже при 12 вольтах. При повышении напряжения он увеличивается, вместе с ним увеличивается и тепловыделение на транзисторе. Поэтому обязательно нужно следить за температурой радиатора, ведь перегретый транзистор долго не проработает.
В последнюю очередь остаётся лишь установить плату с радиатором внутри большой трубы, в нижней её части, поставить тумблер с разъёмом в уже просверленные отверстия.

Выглядит такой качер весьма эффектно даже в выключенном состоянии. Коронный разряд можно потрогать пальцем, это вполне безопасно, ведь ток от такого разряда течёт по поверхности кожи, не проникая внутрь. Этот эффект называется скин-эффектом, возникает он из-за высокой частоты работы качера. При долгой работе выделяется большое количество озона, поэтому включать качер следует только в проветриваемых помещениях. Также не стоит забывать про сильное электромагнитное излучение, которое создается вокруг устройства. Оно способно выводить из строя другие электронные устройства, поэтому не стоит оставлять рядом телефоны, фотоаппараты, планшеты. Создаваемое электромагнитное поле настолько сильное, что газоразрядные (или, проще говоря, энергосберегающие) лампочки зажигаются сами по себе вблизи катушки.