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高圧電源
'13.02.05
先日，久しぶりに大阪日本橋に行くことができ，行きつけのパーツやさんに立ち寄りました。最近は目ぼしいものがなかなか見付からなかったのですが，今回は本当に久しぶりに欲しかったものがゲットできました。
AC100ボルト入力で7000ボルトが取り出せる代物で，あの有名なMu??taの製品です。おそらく，空気清浄機などのイオン発生源だと思われます。黒板実験用にということだと，DC入力のほうが良いのですが，工作の簡単さからこちらのほうがよいかもしれません。
出力電圧が可変ではないので，下の前回作と同様 抵抗 を入れて，出力電流を制限する形にするしかないと思います。
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何人かの人にお譲りすることを考えているので，筐体 もきちんとし，絶縁対策もしっかりしておく必要があります。金属ケースはやはり穴あけ工作が多少やりづらいので，プラケースにしました。
手前左が第一号機です。購入してきたケースが少し小さかったため，ACコード用のソケットがフロントパネル側になってしまいました。
手前右が第二号機です。長いこと放置していたため，日焼けしていたので塗装し直ししました。少し大きめのケースですが，一号機と同じスタイルです。
後が第三号機です。廃物利用のしっかりしたケースに入りましたが， これは内部に少し余裕があるため，フロントパネルは電源スイッチだけです。
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第三号機の内部です。底板にいくつもの穴が開いていますが，見えないので良しとしましょう。
高抵抗が手に入れば，用途に応じたものを組み込む予定です。
スペクトル管とクルックス管では放電電圧がかなり違うようですが，最適電圧がわかりません。 どなたかご存知の方は教えてください。
といっても，数キロボルトにもなると電圧を測定するのはかなり厄介です。高圧の経験の無い人は なぜ難しいのか分からないでしょうね。
訂正！！
写真では高圧出力の白いコードが赤のターミナルに接続されていますが，パーツに書かれている「−」マイナス記号が見えていませんでした。このままでは赤の端子がマイナスで，黒の端子がプラス出力になってしまいます。
2013.03.01
２０１３．０３.２５訂正 |
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この手の電源装置でクルックス管やスペクトル管の放電実験しようとすると，発振の様式や電流容量，出力インピーダンスなどの影響が少なからず出てしまいます。また，それぞれの放電管に最適な電圧や電流値もばらばらであるため，いきなり高電圧を加えるといろいろ不具合が発生します。
今回の高圧発生ユニットは7.5kV，1.5mAとかなりの能力があるのですが，直接放電管に接続すると「安全装置」がはたらき，動作がとまってしまいます。そこで，電流制限用に高抵抗の抵抗器を介して駆動するようにすればよいのですが，小さな（1/4Wや1/2W) 抵抗器では焦げてしまいます。
何か良い策は無いかと調べていると，大阪のDさん？のサイトに「放電ギャップ」を使用している例を見つけました。こんな当たり前のことが思い浮かばないとは，なさけないですね。
左の写真のものは，CRTテレビに使用されているものです。
（下のビスは3mm径のビスです） |
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左の写真は，放電ギャップの間隔を調べているところです。電子基板のコネクタ管のオス端子を曲げて使っていますが，むき出しのため，結構大きな音が出るとともに発熱量も大きく，絶縁に使用していたホットボンドが溶けてきました。
（そのため，ケースに放電して焦がしてしまうという不細工なことをしてしまいましたが・・・）
間隔はちょうど1mm位が良いようなので，絶縁対策をして仕上げようと思ったのですが，古いテレビやCRTモニターの基板を探してみると上の写真のもの（左二つ）が見つかり，試してみると発熱もあまり無くちょうどピッタシでした。めでたし，めでたし!!
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羽根車が元気に？回るというほどではないのですが，羽根車の蛍光版はしっかり輝いてくれています。
もう少し電流を増やしたほうがよいようなのですが，この電源ではこれ以上増やせそうに無いですね。
さらに動作チェックを継続したところ，なかなか羽根車が思うように回転してくれません。詳しくは，この下に
2013.03.20 |
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おのおののクルックス管がどの程度駆動できるか調べてみました。
スリット入り
・抵抗なし 0.1mA〜0 で「過負荷」のようです。
・500kΩ 0.05mA程度 で「過負荷」のようです。
・1MΩ 0.02mA程度 で「過負荷」のようです。
・2MΩ 0.02mA程度 で 暗くて不可 |
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羽根車入り
・抵抗なし 0.2mA で車が回らず，蛍光板は光らず。
・放電ギャップ 5mA程度 で回らず，光らず 「過負荷」のようです。
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十字板入り
・放電ギャップ 3mA程度で放電するが，陰は出ず。
(うすーーーーい影は出ていますが)
※ この放電管は少し気になるところがあり，誘導コイルで実験してみましたが， やはり十字の影が出てくれません。写真のように放電はきちんとしてくれてい るのですが，なぜか影が出ません。 |
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こんな変なものも出てきたので，放電させてみました。後数本に多様なものがあり，それぞれ異なるガスが入れられているものと思います。
全部，きちんと素性を調べ上げるつもりです。
20130327 |
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上の回路図の設定はとあるメーカー製品のものですが，
電流値が小さすぎるように思われます。一般的にはLED
の駆動電流は20mAといわれています。しかし，使ってみ
ると立派に光っているので良しとしましょう。 |
＊＊＊ 組み立て方 ＊＊＊
この基板は「詳細不明」ということで，ありがたい「300円」だったのですが，コイルには7kV 1.5mAと書かれていますし，基板にもコードが6本それぞれ何かを記してくれています。
・写真左下のトランスのところにある2本の白いコードがAC100V入力
です。
・左端中央の
白の太い線が 高圧出力 です。
端に金具が取り付けられているので，ケースのマイナス端子に接続してくださ真 い。写のような金属ケースに「陸式ターミナル」を使う際は直接取り付けると間違いなく漏電してしまうと思います。
「チィ・・・・」という大きな音がするはずです。
緑の太い線が，高圧出力 のプラス側です。
・写真下にある赤と青のコードは 「アラーム」らしいのですが，調べる暇が無かったので切り取ってしまいました。
電源スイッチと電源ランプを取り付ければ終了ですが，LED用の電源がどこにも見当たらないため，少し危なっかしい方法ですが，左図のようにAC100Vから51kΩの抵抗で直接LEDに給電することにしました。
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'11.10.30
もう何年も前に購入していた高圧発生ユニットです。前任校ではクルックス管の電源として同じようなユニットを使ったものを作り，大変便利なものなのでさらにいくつか作ろうとパーツを買い足していました。最初のものは確か7500Ｖが出せるものでしたが，今回は1.5kＶ〜2.0kV程度のものです。
とりあえず使いやすい形にするため，何らかのケースに収め，この電源装置の駆動電源(DC12Ｖ)をつなげるようにしました。
いちいち，プラスチックケースやアルミケースを工作していては大変ですから，今回は手抜き工作にしました。
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最近は，トランス型のＡＣアダプタがたくさん捨てられるようになってきていて，見つけるたびに拾い集めています。交流の教材になりますし，何かの工作をするときの電源に使えるので集めておくと大変便利になります。
今回は，トランスを取り去った後のケースを使い，その中に上のユニットを収め，出力には陸式ターミナルをつけました。アルミケースを使うと，このターミナルからアルミ部分にスパークが飛び，絶縁が大変なのですが，これだとその心配はありません。また，穴あけなども凄く楽ですから，これからも利用したいと思います。
駆動電源は本来商用電源（ＡＣ100Ｖ）から取るべきなのですが，ケースが大きくなってしまうのと，教室での使用を考えると電池駆動のほうが楽なので写真のようにもともとのＡＣラインコードにバナナチップを取り付けています。
また，高圧出力は火花放電させることも考え，高抵抗の可変抵抗器を取り付けています。1000Ｖを超えるとこの抵抗も相当大きくする必要があるのですが，なかなか手に入りません。今回は，分解したＣＲＴディスプレーの高圧部分から取り出した120ＭΩの可変抵抗器を利用しました。 ケースの右端に少し顔を出している白いつまみがその抵抗器です。
完成後，テストしてみると3ｍｍ近く火花が出るので。いろいろ使えそうです。
2011.11 |
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このユニットは以前大阪のデジットで購入したものですが，最近はまったく入荷しなくなったそうです。クルックス管を使う際にいちいちあの重たい誘導コイルを持ち出してくるのは大変ですが，こういった簡易電源を持っていると大変楽に実験を見せることができます。
簡単に作れるため，知り合いに配布していこうと考えていたのですが，しばし，あきらめざるを得ないようです。
入力 DC12V
出力 DC1.5kV 〜 2.0kV 程度
出力保護抵抗 120 MΩ可変抵抗
※ ｢放電｣ 時の出力電流は I=V/R =2.0k / 120M =17μA |
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※ 最近，レーザープリンタが寿命で処分されることが増えてきています。その中には静電ユニットが組み込まれていて，利用出来そうなのですが，コントロールが複雑で簡単には使えそうにありません。暇が出来たら，チャレンジします。 |
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