¿Cómo podemos medir el voltaje en la bobina de un Slayer Exciter?
Hemos construido un excitador Slayer de 9V simple para un proyecto escolar. Estamos examinando la conservación de la energía en el transformador. El Slayer Exciter funciona bien: cuando se sostiene frente a él, una luz TL da luz. Usamos un transistor BD-139. Pero no hemos logrado medir el voltaje de las bobinas.
La medición con un multímetro da voltajes incorrectos, como 0V o menos de 1V. Entonces, pensamos que tal vez un divisor de voltaje funcionaría. Lo conectamos a la parte superior de la bobina más grande ya la tierra de la batería. Conectamos un osciloscopio a la resistencia más pequeña, al principio y al final de una resistencia. Muestra un seno. Sin embargo, si sacamos la resistencia del divisor de voltaje, el osciloscopio muestra el mismo seno. ¡Sin la resistencia! Si sacamos un cable del osciloscopio al divisor de voltaje, también da el mismo resultado. Si medimos con dos cables desconectados en el osciloscopio da una señal más débil. Creemos que el campo electromagnético está causando problemas al osciloscopio y al multímetro.
Nuestras preguntas son:
Hemos construido el Slayer Exciter a través del siguiente esquema:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
EDITAR: el circuito divisor debe cumplir al menos dos criterios: 1. Debe atenuar la señal de entrada en un factor de aproximadamente 100 (porque el transformador tiene una relación de giro de aproximadamente 1: 100). 2. Debe tener una resistencia de entrada de al menos 100 MOhm (para minimizar su influencia en el nivel de voltaje secundario). El divisor, que consta de resistencias de 100 MOhm y 1 MOhm, cumple ambos criterios. El osciloscopio ideal tiene una entrada con impedancia infinita, por lo que cuando lo conecte al divisor donde no habrá influencia. Pero el osciloscopio real típico tiene entrada, cuyo circuito equivalente se presenta en el dibujo (conexión en paralelo de 1 MOhm y 10 pF, estos valores probablemente están impresos en el conector de entrada de alcance cercano). La entrada Rosc juega el papel de la segunda resistencia divisoria y no necesita agregar otra. La entrada del osciloscopio ES la segunda resistencia del divisor. Si quieres conseguir 1: 1000 de atenuación, puede usar 1 GOhm en el 'lado alto' del divisor y continuar usando la entrada del osciloscopio como 1 MOhm en el 'lado bajo', o continuar usando 100 MOhm en el 'lado alto' con 100 kOhm en el 'lado bajo'. En el último caso, debe colocar una resistencia 'baja' de 100 kOhm en paralelo a la entrada del osciloscopio.
¡Estas dos fotos en comentario son muy informativas!
El circuito genera a una frecuencia de aproximadamente 2 MHz. Es bastante alto, por lo que es necesario tener en cuenta la radiación y la recepción electromagnética. Regla principal: mantenga el área de cualquier bucle con corriente de alta frecuencia lo más pequeña posible. La radiación del campo magnético es proporcional a esa área. Lo mismo es cierto para el circuito de conexión del osciloscopio. Debe estar blindado (para estar protegido del campo eléctrico) y debe tener el área de bucle más baja posible. Para su configuración se deben fijar al menos dos puntos: 1. Utilice un cable coaxial para conectar el osciloscopio al circuito. Dos cables separados (negro y rojo, con esa gran distancia entre ellos): es un método de conexión de osciloscopio inapropiado. Para probar la amplitud de la señal inducida directamente en el osciloscopio/cable, mida la señal tanto en la entrada del cable desconectado (como lo hace en la segunda imagen) como en la entrada del cable conectado en corto. Esta amplitud debe ser lo más pequeña posible. 2. Reduzca el área del bucle de la bobina primaria. Retuerza los cables del primer devanado en todo su recorrido desde la bobina hasta la placa de pruebas. Utilice un condensador de desacoplamiento (C2 de cerámica en paralelo + C3 electrolítico) para derivar la corriente de alta frecuencia cerca de T1. Trate de mantener las longitudes de cable de estas tapas lo más pequeñas posible.
Algunas otras ideas: 1. Intente insertar una varilla de ferrita en la bobina. Esto aumentará el acoplamiento entre los devanados y reducirá tanto la frecuencia de trabajo como la radiación del campo magnético. Intente aumentar la cantidad de vueltas del primer devanado (por ejemplo, de 10 a 30). 2. Intente medir el voltaje en el primer devanado, conectando la tierra del OSC al cable '+alimentación'.
¡Es una decisión correcta soldar el circuito! Debería ser mucho más fiable ahora.
Según sus experimentos, creo que todavía existe un acoplamiento electromagnético entre el circuito y la sonda. Para estimar su valor, intente dos experimentos.
Considere cada cable en la sonda y en el circuito como antenas receptoras y transmisoras. Después de estos experimentos, puede obtener una estimación de la fuerza del acoplamiento no conductor, que interfiere con el acoplamiento conductor mientras intenta medir el voltaje de la bobina secundaria.
Para minimizar la radiación del campo magnético, todos los bucles de corriente significativa deben tener el área más pequeña posible. El único lazo de este tipo en el circuito es el lazo de la bobina primaria, que consiste en la ruta del colector-emisor de Q1 y de la batería. La función de los condensadores es excluir la batería de este bucle. La corriente de alta frecuencia (HF) fluirá a través de los capacitores, no a través de la batería. Para reducir aún más el área del bucle de alta frecuencia, tuerza los extremos de la bobina primaria (cables rojos) en su ruta hacia Q1. Colóquelos junto con C2, C3, Q1 lo más cerca posible entre sí. Puede medir el nivel de radiación utilizando un circuito cerrado de cable de osciloscopio, como se mencionó anteriormente.
Cuando mida el voltaje secundario, conecte el clip GND al polo 'negativo' de la batería para hacer una ruta conductora de la corriente de entrada del osciloscopio. La longitud del cable coaxial no es tan importante (la configuración coaxial es intrínsecamente inmune a la radiación). Pero la longitud y la configuración de la parte no coaxial del cable (cables rojo y negro) son importantes. Entonces, la mejor manera es hacer su propio cable coaxial específico con una parte no coaxial muy corta (alrededor de 1 cm). Al menos, tuerza la parte no coaxial del cable existente para maximizar su inmunidad a la radiación HF.
El objetivo es reducir significativamente la ruta de 'radiación' de la señal, para hacer posible una medición precisa de la señal a través de la ruta conductiva.
pjc50
broma