MAGNETOTERAPIA


MAGNETOTERAPIA AD ALTA FREQUENZA

CON SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO


Testo di Marco Montanari


www.fieldsforlife.org


Copyrigt © 2013


LICENZA PUBBLICA GENERICA (GPL) DEL PROGETTO GNU


L'APPARECCHIO ELETTROMEDICALE QUI DESCRITTO

NON E'UN GIOCATTOLO

LA SUA RIPRODUZIONE È CONSENTITA

SOLO A SCOPO SCIENTIFICO E/O SPERIMENTALE

NON A SCOPO COMMERCIALE E/O INDUSTRIALE


INDICE

PREMESSA

AVVERTENZA

GLI SPARK GAP SPINTEROMETRICI CLASSICI E QUELLI A COMANDO ELETTRONICO

FUNZIONE SVOLTA DA UNO O PIÙ SPARK GAP NEI CIRCUITI ELETTRICI
IL CONTRIBUTO ESSENZIALE DI AUGUSTO RIGHI
I VANTAGGI DEGLI SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO
ELENCO DEI VANTAGGI
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DEGLI SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO

COSTRUZIONE DI UNO SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO

MONTAGGIO DELLE ASSICELLE
MONTAGGIO DELLE COLONNE DI RONDELLE E DEGLI SPARK GAP
ELENCO DI TUTTI I COMPONENTI METALLICI

COSTRUZIONE DEI MODULI ELETTRONICI CHE GENERANO LA SCARICA GUIDA

SCHEMA DELL'ALIMENTATORE DI POTENZA
SCHEMA DELL'ALIMENTATORE DEL CIRCUITO DI INNESCO 555
SCHEMA DEL DEL CIRCUITO DI INNESCO CON 555
SCHEMA DEL DRIVER CHE PILOTA IL MOSFET DI POTENZA
PREPARAZIONE DELLA BOBINA PER ALTA TENSIONE
PROVA EAT

SPARK-GAP RIPRODOTTO DAL SIG. STEFANO BROCCOLETTI DI PORTO S.GIORGIO – FERMO


PREMESSA

Il problema dell'umanità è che gli stupidi sono strasicuri, mentre gli intelligenti sono pieni di dubbi. (B. Russell)


L'Autore si accinge a descrivere un apparecchio proteiforme che può costituire la base per lo sviluppo di altre applicazioni anche non a carattere medicale come i Tesla coil a scopo ludico o meglio se destinati allo studio delle proprietà delle altissime tensioni associate alle alte frequenze. Si deve premettere che è solo apparente e del tutto illusorio l'eventuale percezione/giudizio di semplicità del circuito che di seguito viene descritto. Qualora il lettore si lasciasse sedurre dall'ovvia idea che quanto proposto sia di facile realizzazione e di facile controllo, sarebbe meglio per lui che assecondasse l'altra ovvietà, che è quella di assurgere ad insindacabile giudice dell'assoluta e pazza inutilità del progetto che segue.


AVVERTENZA

L'apparecchio viene presentato nella forma nuda e puramente sperimentale.

Si avverte il lettore che l'uso improprio, l'ignoranza del rischio di elettrocuzione e la conseguente superficialità operativa, possono nuocere gravemente alla salute. Qualora l'apparecchio rimanga nella forma nuda e sperimentale, deve essere fatto divieto assoluto di avvicinarsi all'apparecchio, sia esso spento o in funzione, da parte di chiunque (animale o persona) diversa dal riconosciuto competente manovratore che si dovrà dotare di appositi guanti, isolanti le mani fino all'avambraccio che potrà togliere alcuni minuti dopo il definitivo distacco dell'alimentazione a 230 V AC (attendere l'avvenuta scarica di tutti i condensatori) nel frattempo rimarranno in disparte e in modo composto gli eventuali altri competenti manovratori e/o osservatori.

L'apparecchio si può considerare operativo solo dopo la misura dell'emissione (SAR) che garantisca l'assenza di effetti termici; ovvero, in caso contrario, l'uso deve essere del tutto assimilabile e conforme alla diatermia, altrimenti si corre il rischio di operare con modalità impropria, certamente dannosa per la salute.

Utilizzare l'apparecchio solo in ambiente ben illuminato, ventilato ed asciutto.

Sono da escludere, vale a dire si devono allontanare, i portatori di pacemaker, i bambini, i paurosi e/o gli inetti, comunque tutti coloro in grado di compiere gesti imprevedibili ed inconsulti.

Tutti gli apparecchi elettronici particolarmente sofisticati (computer, macchine fotografiche digitali, impianti stereo, televisori, ecc) dovranno essere spenti e, se possibile, allontanati.

Anche per questo progetto valgono le avvertenze scritte riguardo a : Moderna riproduzione dell'Oscillatore ad Onde Multiple Lakhovsky (M.W.O.)

Il progetto non è dedicato ai neofiti della ormai datata tecnologia spark gap (spinterometrica), vale a dire che il costruttore DEVE essere già competente nella progettazione e costruzione degli spark gap spinterometrici classici.


L'Autore intende porre le basi didattiche di nuove versioni di macchine terapeutiche generanti brevi ma intensi burst ad onda smorzata e ad alta frequenza. Molto interessante è la possibilità di generare burst con frequenza variabile fino ad alcune centinaia di Hz. Con poca spesa, ma con molta attenzione, è possibile sperimentare gli effetti terapeutici di brevi ed intensi impulsi magnetici od elettromagnetici senza spendere cifre proibitive per acquistare una delle macchine già esistenti, molto limitate nella frequenza operativa che è di alcuni Hz.

Vedi i filmati dimostrativi

http://www.youtube.com/watch?v=Usm8F5aWB00

http://www.youtube.com/watch?v=prk5zZOU7H8

http://www.youtube.com/watch?v=bxVJiscwO8U

Il progetto in questione, perfeziona ulteriormente la modalità operativa degli spark gap spinterometrici classici il cui funzionamento, intuito da Hertz, fu notevolmente perfezionato dal Righi e, in quanto tale, fu utilizzato da Marconi e, in una forma meno evoluta, anche da Lakhowsky (vedi oltre).

I competenti costruttori dei Tesla coil spinterometrici si innamoreranno degli spark gap a comando elettronico che consentono di portare sempre in risonanza-propria la bobina del Tesla coil senza la necessità di effettuare alcuni calcoli progettuali e ciò consente l'intercambiabilità della bobina di alta frequenza con altre aventi diversa risonanza-propria.

Si avverte che, durante il funzionamento, l'apparecchio genera luce ultravioletta, abbondante ozono ed un rumore che può diventare assordante; in ogni caso i pregi superano di gran lunga i difetti.

Nel caso di uso prolungato, è bene includere l'apparecchio in un idoneo contenitore isolante (elettrico ed acustico) e dotare lo spark gap dello schermo elettromagnetico e, non da ultimo, installare il filtro di rete.

GLI SPARK GAP SPINTEROMETRICI CLASSICI E QUELLI A COMANDO ELETTRONICO

L'aria ha una rigidità dielettrica che varia da 2,4 a 3,2 KV/mm in funzione della pressione, umidità e ventilazione.

Qualora un potenziale elettrico di alcune migliaia di volt per ogni millimetro, il cui campo agisce nello spazio tra due elettrodi non in contatto metallico tra loro, costringe gli elettroni a ionizzare l'aria, vincendone la rigidità dielettrica. Detta ionizzazione, a sua volta genera una scarica elettrica visibile o talmente rapida tale da potersi scorgere solo al buio che prende il nome di scarica disruptiva; in questo caso, se la distanza tra gli elettrodi fosse variabile e misurabile con precisione, si dovrebbe parlare di spinterometro (strumento con cui si misura in modo approssimativo il potenziale elettrico al momento della scarica) ma se, invece del valore del potenziale interessano i fenomeni elettrici che si verificano durante la scarica disruptiva (oscillazioni del campo elettrico durante la scarica, ionizzazione dell'aria con produzione di calore e di raggi ultravioletti, da cui l'azione chimico-fisica) in questo caso è meglio parlare di spark gap, vale a dire di tutto ciò che è fisicamente e chimicamente implicito in una scarica elettrica e ad opera della medesima nell'intervallo o spazio (gap) situato tra i due elettrodi ed è il caso pratico della candela di accensione di un'automobile, degli spark gap utilizzati nei Tesla coil e, non da ultimo, quelli delle prime diatermie.


A questo punto, sorge spontanea una domanda: “ perché riesumare concetti e strumenti tecnologici antiquati ? “ perché, fino a circa un millisecondo, una corrente di spostamento in forma di plasma (gas ionizzato) può trasportare senza problemi e in modo ripetitivo, da decine fino a migliaia di ampere come nel caso degli scaricatori di protezione dal fulmine e, attualmente, ad esclusione delle lampade allo xeno, non esiste nessun componente elettronico allo stato solido in grado di sopportare in modo ripetitivo correnti tanto elevate anche per tempi dell'ordine dei microsecondi.

In materia di spark gap fa fede l'antica esperienza dei trasmettitori a spinterometro, anche detti a scintilla, il cui funzionamento è molto semplice ma, quando la scarica disruptiva viene generata, la grande forza elettromotrice indotta può provocare la rottura dell’isolamento del trasformatore primario. Per ovviare a ciò il progettista di apparati anche a bassa potenza deve decisamente optare per l'assoluta solidità e ciò che per alcuni può sembrare un difetto, per altri come l'Autore, che sono alla ricerca della migliore idoneità terapeutica delle magnetoterapie, gli spark gap sono una manna tecnologica dalla cui esperienza non ci si può sottrarre.

Gli studi in materia, finalmente consentiranno di determinare con certezza i valori dei parametri biofisici che, unitamente alla loro modalità applicativa, possono realmente produrre un qualunque danno tessutale; infatti, i filmati precedenti pubblicizzano indubbie azioni terapeutiche di campi magnetici di grande intensità che molti, anche blasonati, in modo del tutto preconcetto, considerano pericolosi.

Il SEGUENTE INCISO HA UN INTENTO VACCINALE

Il cosiddetto “principio di precauzione” non esiste in quanto non enunciabile; l'attuale mania di sostituire le eloquenti verità dei vecchi termini con altri come, la prudenza in principio di precauzione” oppure l'onestà in trasparenza” eccetera, dal punto di vista sia psicologico che psichiatrico, è certamente patognomonico dell'induzione di gravi disturbi della coscienza civile tramite il contagio psicotico in tutti coloro che, privi di rudimenti culturali (conoscenza della lingua italiana) e filosofici, non sono avvezzi all'uso del filtro interpretativo mediante l'analisi logica ed ermeneutica del proprio ed altrui linguaggio che, per la coscienza, similmente al sistema immunitario, funzionano da anticorpi”.
I deprivati da ogni filtro interpretativo, attribuendo un significato di solito offensivo al
rumore delle parole”, piuttosto che soffermarsi sui veri concetti insiti in qualunque contesto dialogico, trovano molto maggiore interesse nell'isolare dal contesto alcuni significati sui quali discutere e/o per litigare inutilmente. Nelle persone, con la coscienza malata, in quanto affette da pregresso contagio psicotico, la cui patologia psichiatrica è riconoscibile nella forma maniacale della ostinata, monotona ed autoritaria declamazione di preconcetti, con cui non si vuole realmente spiegare qualcosa. L'intento non è per nulla bonario, essendo unicamente quello di godere nel mettere in difficoltà l'interlocutore che, è notorio, essere il vero scopo di tutti i mitomani. Il contagio psicotico è una realtà e, in Italia, la suddetta patologia è tuttora diffusa anche presso i suoi Parlamentari, mentre i burocrati ne sono gli untori. Ad esempio si provi ad analizzare il contorto messaggio in burocratese che si trova scritto in tutte le autostrade italiane: Stazione ad elevata automazione quando, secondo la lingua italiana e, in base agli elementari principi filosofici che tutti dovrebbero conoscere, si dovrebbe scrivere semplicemente, Stazione automatica, il cui significato, essendo palese, è facilmente traducibile e risulta immediatamente comprensibile da tutte le popolazioni dell'orbe terraqueo ma, com'è noto, ai burocrati la vera semplicità fa semplicemente schifo. Si provi anche a far presente ai sedicenti competenti il suddetto fatto e nessuno si stupisca delle conseguenze. È risaputo che tutti i manipolatori delle coscienze utilizzano mezzi melliflui e solo all'apparenza innocenti; al riguardo è emblematico il linguaggio totalmente metaforico dei mafiosi e dei tossicodipendenti nei quali, la psicosi maniacale li induce a conservare e a trasmettere il relativo contagio psicotico, la cui logica aberrante li giustifica nel persistere nell'accondiscendere alla loro devianza. In realtà, tutti i truffatori, blasonati e non, sono degli autentici analizzatori di quanto sia grave l'altrui superficialità, nella quale si inseriscono, seminando nei malcapitati la fulgida “trasparenza” dell'ovvietà e l'abbagliante ineluttabilità delle “logiche conseguenze” di ogni banalità in grado di fugare ogni minimo dubbio, la cui sola enunciazione, viene ritenuta offensiva dal truffatore e dal malcapitato suo servo.

Morale: Il dubitare è sempre utile purché non diventi maniacale.

Lapalisse docet


FUNZIONE SVOLTA DA UNO O PIÙ SPARK GAP NEI CIRCUITI ELETTRICI

Nei circuiti elettrici ed elettronici gli spark gap spinterometrici si comportano come scaricatori verso terra, per cui svolgono l'importante ruolo di protettori dai danni degli spike elettrici in cui le elevate sovratensioni sono associate ad imponenti sovracorrenti.

Quando il potenziale elettrico vince la rigidità dielettrica propria dello spazio esistente tra gli elettrodi (gap) detta distanza prende il nome di distanza esplosiva a cui si associa l'innesco di oscillazioni smorzate ad alta frequenza della scarica elettrica medesima. Dunque, uno spark gap è anche un oscillatore smorzato ad alta frequenza. Uno spark gap singolo, producendo una miriade di onde smorzate ad alta frequenza, pur nella sua assoluta semplicità, non è dotato di un elevato fattore di qualità (Q). Gli spark gap con singolo gap, comportandosi come dei perfetti oscillatori smorzati a multifrequenza, dovrebbero teoricamente promuovere la risonanza di un circuito LC posto in configurazione serie o parallelo.

Trasmettitore a spinterometro anche detto “a scintilla”

(Fonte Wikipedia)

Al fine di avere un ottimo rendimento, si dovrebbe accordare (sintonizzare) il circuito LC, cosa impossibile, in quanto la frequenza smorzata generata dallo spark gap singolo, se è perfetta nella curva alfa tipica dello smorzamento, essendo molto ricca di armoniche, ha una larghezza di banda molto disturbata e ciò limitava il numero di stazioni che potevano effettivamente comunicare senza interferire l’una con l’altra.

In pratica il circuito LC risuona con un rendimento (tempo di persistenza dello smorzamento) che dipende dal proprio fattore di qualità (Q) che deve comunque essere elevato, per cui il circuito risonante, utilizza effettivamente solo una minima parte dell'elevata energia contenuta nell'intenso campo elettrico che occupa il gap un attimo prima che la distanza esplosiva esaurisca la sua funzione di particolarissimo condensatore elettrico.

I nostri predecessori ben presto capirono che, abbassare il Q di LC significava peggiorare le cose, per cui rimaneva solo una opzione, fare in modo che tutta l'energia di attivazione prodotta dallo spark gap si concentrasse all'inizio della scarica; quindi, si trattava di bloccare il più possibile nel gap le oscillazioni smorzate in modo che tutta l'energia di attivazione fosse trasferita al circuito oscillante. In altri termini si doveva trasferire di colpo o più rapidamente possibile tutta l'energia del campo elettrico dello spark gap al Q del circuito LC che, se elevato, consentiva di generare una eccellente onda smorzata che si sarebbe potuta controllare molto bene anche in frequenza, essendo LC un ottimo circuito sintonico. Tesla fu certamente il primo e principale artefice e conoscitore del fenomeno della risonanza-propria di una qualunque bobina che consente di amplificare in modo imponente l'intensità del campo elettrico del secondario, ed è il caso della bobina che Tesla chiamò magnifier.

Riguardo all'importanza della particolare purezza dello stimolo elettrico presente nell'interfaccia biofisica, Lakhowsky usa ripetutamente il termine shock; forse si riferiva al montante della prima onda sinusoidale (quella di maggiore ampiezza) che è all'origine della sequenza di onde smorzate o, con maggiore probabilità, al breve inviluppo di onde generato dallo smorzamento. A Lakhowsky non interessava il rendimento del sistema e nemmeno la “purezza” della scarica, avendo previsto che il suo oscillatore doveva generare contemporaneamente onde multiple (MWO), ma senza operare in modalità diatermica, per cui lo spark gap dell'MWO veniva regolato molto chiuso, qualora si fosse desiderato usufruire di una maggiore potenza, ovvero molto aperto, cioè con un'ampia distanza esplosiva, vale a dire col massimo contenuto di armoniche, quindi con una minore potenza, all'uscita del doppio Tesla coil in configurazione Oudin.


Si rammenta che Lakhowsky ed altri (fino ai giorni nostri), danno per scontato che l'azione terapeutica non di tipo termico sia dovuta alla risonanza dei sistemi biologici prodotta da uno stimolo elettromagnetico in forma di onda spaziale che esiste solo in “campo lontano” (interazione d'onda), ma questa teoria non è mai stata confermata, in quanto si dovrebbero misurare delle onde elettromagnetiche di ritorno, emesse dai medesimi tessuti biologici ma, dato che gli effetti biologici esistono per davvero, vale a dire che molte malattie guariscono realmente, significa che gli “stimoli” elettrici o magnetici o elettromagnetici, riconoscibili nei relativi campi, operano con diversa modalità biofisica. Contrariamente a quanto fu dato per certo da Lakhowsky e da altri, l'Autore [Marco Montanari] cita sovente il ruolo determinante della interazione di campo in quanto tutti gli eventi obiettivamente terapeutici si verificano unicamente nella condizione di “campo vicino” in cui è presente solo una variazione di flusso, elettrica o magnetica. Solo l'antenna EH è in grado di comporre sull'antenna il noto connubio tra i campi elettrico e magnetico in modo da formare immediatamente l'onda elettromagnetica spaziale, cosa impossibile a tutte le altre interfacce biofisiche. L'SSTLC di Mestriner Moreno dimostra che l'interazione di campo è alla base dell'effetto terapeutico.

Si deve assolutamente far presente che un singolo impulso, se ben fatto, è in grado di porre in oscillazione smorzata (risonanza) qualunque circuito LC ad alto o basso Q, per cui è possibile disporre di frequenze comunque smorzate fino a molti Ghz e, quanto detto, è facilmente dimostrabile con un oscilloscopio ed un generatore di onde quadre a bassa frequenza con cui si alimenta una qualunque bobina. L'immancabile risonanza-propria della bobina si verifica all'apice dei fronti ascendenti e discendenti dell'onda quadra. La figura seguente mostra l'oscillazione smorzata osservabile al primario di un Tesla coil ottocentesco dopo il restauro. L'oscillazione è di elevato livello qualitativo e l'energia di attivazione è stata ricavata utilizzando uno spark gap multiplo a tubi di rame.

http://www.teslacoil.it/


IL CONTRIBUTO ESSENZIALE DI AUGUSTO RIGHI

Tra i nostri predecessori colui che in assoluto comprese molto bene queste ultime necessità fu il grande Augusto Righi che a Bologna dedicò molto del suo tempo e del suo ingegno allo studio di uno spark gap in cui la scarica elettrica disruptiva risultasse fortemente smorzata, senza la quale non sarebbe riuscito a porre in risonanza i suoi esigenti loop hertziani.

Augusto Righi

Laboratorio

Righi aveva solo due possibilità, la prima era quella di utilizzare degli spark gap multipli posti in serie, poiché si era osservato che se si frazionava il gap di un singolo spark gap in più gap di minore lunghezza, le oscillazioni si smorzavano rapidamente; ma Righi aveva la necessità di disporre di impulsi estremamente brevi e potenti, per cui pensò di utilizzare qualcosa di diverso dall'aria con una rigidità dielettrica maggiore di quest'ultima che trovò nell'olio di vaselina.

Oscillatore di Augusto Righi (particolare)

Disegno dell'epoca

Spark gap in olio tipo Righi (particolare)

Università di Bologna

Il suo spark gap era composto da un contenitore a soffietto, contenente due sfere di metallo, una delle quali era mobile, per cui il gap del contenitore a soffietto era finemente regolabile. Le suddette sfere metalliche erano per metà immerse nell'olio di vaselina e quella fissa sporgeva all'esterno del contenitore a soffietto formando un gap con una sola sfera esterna posta in aria, dotata di una distanza esplosiva fissa. In pratica, disponeva di uno spark gap in cui lo smorzamento regolabile prodotto al contempo dall'olio di vaselina e dalla distanza esplosiva, condizionava drasticamente la scarica in aria, che poi era quella emittente l'impulso di campo elettrico in grado di portare in risonanza i suoi loop hertziani anche a lunghezze d'onda di 1,5 centimetri (per i suoi studi, Righi utilizzava normalmente perfette onde centimetriche, ottenute assemblando con arguzia cose banali acquistabili in qualunque ferramenta e, pensare che non esistevano ancora i negozi di componenti elettronici, le valvole, il RADAR, la radio, la televisione ed i telefonini!). L'unico problema era dovuto al fatto che la scarica elettrica nell'olio di vaselina liberava particelle metalliche le quali rapidamente ne riducevano la rigidità dielettrica, per cui doveva sostituire frequentemente il dielettrico oleoso. Tutti gli spark gap, compreso quello a soffietto di Righi, funzionano in corrente continua ad alta tensione, perciò Righi usava un rocchetto di Ruhmkorf con interruttore elettrolitico che produce impulsi fortemente asimmetrici in grado di caricare un condensatore per altissima tensione del tipo bottiglia di Leyda.


Per un ulteriore approfondimento, si consiglia vivamente la consultazione dello splendido sito La stanza dei bachi dedicato all'opera di Guglielmo Marconi in cui si evince il ruolo determinante di Augusto Righi nella progettazione (da parte di Marconi) dei primi radiotrasmettitori:

http://www.lastanzadeibachi.it/2011/12/oscillatore-di-augusto-righi.html


Il testo seguente è in inglese ed è ottenibile in forma cartacea (a pagamento) ed è opera di Mitch Tilbury grande studioso dei Tesla coil e degli spark gap spinterometrici.

http://www.freeebookse.com/Mitch-Tilbury-PDF8-1430339/


I VANTAGGI DEGLI SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO

Molti dei problemi posti dagli spark gap classici vengono risolti, utilizzando quelli a comando elettronico che sono una novità nel settore del recupero e miglioramento di vecchie tecnologie elettromeccaniche.

Il funzionamento degli spark gap classici è totalmente affidato alla regolazione ultra fine del gap in funzione della tensione di alimentazione che, obbligatoriamente, deve essere molto alta e, possibilmente, stabilizzata onde disporre di una distanza esplosiva costante. Una frazione di millimetro in più o in meno può essere determinante per attivare la condizione di funzionamento di tutto il sistema o rimanere in quella di stallo, soprattutto negli spark gap a tubi che, in ogni caso, sembrano essere i migliori.
Altre variabili concorrono a rendere instabile il sistema; la temperatura e l'umidità ambiente e la pressione atmosferica che, quando variano in più o in meno, costringono l'operatore a modificare di nuovo e finemente i gap.

ELENCO DEI VANTAGGI

L'Autore prevede l'esistenza di una certa isteresi conservativa della scarica disruptiva nella fase di spegnimento, vale a dire dopo lo spegnimento della scarica guida ad altissima tensione, per cui si devono impiegare degli accorgimenti elettrici per ridurre al minimo tale evenienza.

Gli svantaggi che si ereditano dagli spark gap classici sono: il rumore assordante, la produzione di ozono, di raggi ultravioletti, la generazione di calore e, soprattutto, la grande emissione di onde elettromagnetiche che possono bloccare il funzionamento di macchine fotografiche, computer e quant'altro di elettronico vi sia in una casa, per cui è bene essere solerti nel provvedere lo spark gap di idoneo schermo elettromagnetico.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DEGLI SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO


SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO

L'altissima tensione è sempre impulsiva

Lo spark gap costruito dall'Autore, ha quattro gap. Mediante un apposito circuito elettronico che verrà descritto in seguito, tra il primo e l'ultimo gap, si fa scoccare una scarica disruptiva in corrente continua di breve durata (alcuni microsecondi) che ionizza l'aria presente nel secondo e nel terzo gap. La ionizzazione generata dalla scarica guida, consente alla bassa tensione presente tra i poli positivo e negativo del generatore a bassa tensione, di veicolare nei gap secondo e terzo, l'alta corrente che il medesimo generatore è in grado di produrre. Il suddetto principio di funzionamento ha delle somiglianze con le lampade allo XENO, in cui un impulso ad alta tensione comanda una scarica disruptiva a potenziale minore e ad alta corrente, ma nelle lampade allo XENO e negli SCR la scarica si estingue solo quando viene a mancare l'alimentazione della corrente secondaria, come succede sempre quando tende a zero la curva esponenziale di scarica di un condensatore. Nella fattispecie, il funzionamento dello spark gap a comando elettronico è più simile a quello di un MOSFET di potenza in funzione di interruttore.

Nel caso dello spark gap a comando elettronico, la scarica disruptiva perdura all'incirca il tempo della scarica guida.

COSTRUZIONE DI UNO SPARK GAP A COMANDO ELETTRONICO

Tutti coloro che non sanno ancora cosa sia la pazienza è bene che si astengano dalla costruzione.

La fotografia seguente mostra lo spark gap finito e pronto per essere collegato al circuito eccitatore o master (scarica guida) e al circuito asservito o client. Lo spark gap in oggetto è stato progettato per dissipare il calore generato dalla scarica disruptiva di potenza e per funzionare in modo continuativo, anche per ore. Tutti i componenti metallici sono reperibili presso qualunque ferramenta.
In ogni caso,
il progetto si deve modificare, adattandolo alla effettiva disponibilità delle parti metalliche.
La struttura portante dello
spark gap è costituito da due assicelle di legno di 20 mm di spessore, mordenzate in noce e verniciate con abbondante trasparente lucido (molto importante è la conservazione dell'isolamento del supporto ligneo) e da cinque bulloni nei quali entrano, perfettamente centrate, una serie di rondelle metalliche (ferro zincato) di differenti diametri che, se montate alternativamente, compongono una struttura dissipante il calore generato dalle rondelle grandi esterne, saldate in numero di tre, ma sostituibili da cinque cilindri metallici appositamente torniti e tutti identici, in modo che i relativi gap risultino il più possibile uguali.

È assolutamente importante impedire qualunque movimento delle rondelle esterne con lo scopo di mantenere costante ogni gap. Nel caso in oggetto, le rondelle esterne sono state saldate tra loro in un unico punto con lo scopo di non alterare la circonferenza esterna e, dato che le rondelle esterne sono reperibili con un foro centrale di diametro maggiore della sezione del bullone, si è reso necessario ricavare degli appositi inserti centratori ad anello, ricavati lavorando al tornio una barretta di alluminio.

Ogni colonna di rondelle risulta compattata con l'ausilio di un'ultima rondella esterna di minore diametro. I dadi sono dotati di apposite groover di bloccaggio. Tutte le colonne ad esclusione di quella centrale, dispongono di un capocorda saldabile a stagno con foro passante per le relative connessioni elettriche ad alta e a bassa tensione. Quasi tutti i particolari sono visibili nella sottostante fotografia.




Le fotografie che seguono, meglio di ogni descrizione, mostrano i particolari costruttivi.

Prima di procedere al taglio delle due assicelle è indispensabile disporre di tutti i componenti metallici necessari (vedi oltre).

Qualora non coincidessero i diametri delle rondelle grandi, è necessario modificare le distanze tra i bulloni che, nel prototipo in oggetto
è di 50 mm, in modo da mantenere costanti i
gap.
Tagliare due assicelle di legno
stagionato e perfettamente asciutto (quello usato dell'Autore è legno di pero che in origine era
destinato alla costruzione di un somiere per un organo a canne)
la base è lunga 300 mm e l'altezza è di 132 mm. La larghezza della base
deve essere più grande della lunghezza delle colonne di rondelle, in modo che lo schermo elettromagnetico non venga in contatto con le
medesime.
Sull'altra assicella lunga 270 mm e alta 90 mm, con una squadra e una punta affilata, si segna una linea sottile lungo la direttrice
longitudinale distante 33 mm dal bordo superiore e 57 mm da quello inferiore. Non ci si deve dimenticare che la tensione della scarica
guida è altissima per cui è consigliabile usare una punta affilata, in quanto la grafite delle matite è un conduttore.
Con assoluta chiarezza si segnano i punti in cui forare; nel prototipo, il primo foro dista dal bordo esterno 35 mm e gli altri quattro 50
mm.
I fori si dovranno praticare lentamente con idoneo trapano a colonna, utilizzando le apposite punte da legno. Il diametro dei fori deve consentire l'ingresso leggermente forzato dei bulloni quindi, usare con assoluta diligenza la lima tonda, evitando di
conicizzare o di allargare troppo i fori.

MONTAGGIO DELLE ASSICELLE

Prima di procedere all'assemblaggio definitivo è bene montare provvisoriamente le colonne di rondelle, onde controllare i gap nella realtà operativa, in quanto il funzionamento della macchina dipende da loro (vedi fotografia seguente). In origine il progetto prevedeva l'uso di una sola rondella grande esterna ma, valutando l'azione erosiva delle correnti e del calore prodotto, l'Autore ha aumentato lo spessore a tre rondelle.

Tutti i componenti visibili nelle fotografie seguenti hanno lo scopo di creare un supporto indeformabile in grado di sostenere le colonne di rondelle il cui peso totale non è indifferente; essendo poste orizzontalmente, sviluppano una forza flettente il loro supporto.

Utilizzare una colla forte da montaggio ed irrobustire il tutto mediante tre viti da avvitare in tre fori praticati al centro dell'assicella forata. Nel lato posteriore dell'assicella forata, onde aumentarne la resistenza alla suddetta forza flettente, si incollano quattro colonne di legno tra loro equidistanti (vedi le sottostanti fotografie). Prima di procedere oltre è bene praticare i due fori svasati per il fissaggio della base su un altro supporto che conterrà tutti i componenti dell'apparecchio finito. Detti fori (visibili nella sottostante prima fotografia) si effettueranno verso l'esterno della base onde poter agevolmente avvitare le previste viti di fissaggio.

MONTAGGIO DELLE COLONNE DI RONDELLE E DEGLI SPARK GAP

Dopo avere atteso la definitiva essiccazione della colla da montaggio si procede alla eventuale colorazione del legno e, dopo
l'asciugatura, si deve procedere alla verniciatura con più mani di vernice trasparente lucida. Dopo l'essiccazione della vernice, si
procede finalmente al montaggio dei bulloni e della sequenza di rondelle già previste
. L'ultima fotografia in basso a destra mostra il
particolare delle tre rondelle grandi che sostituiscono quelle singole.

ELENCO DI TUTTI I COMPONENTI METALLICI

Tutti i componenti metallici sono in ferro zincato (non vincolante)

COSTRUZIONE DEI MODULI ELETTRONICI CHE GENERANO LA SCARICA GUIDA

Cliccando sull'icona si può vedere un breve film dello spark gap in funzione con la sola scarica guida ->

La soprastante fotografia mostra l'insieme dei moduli con cui si genera l'alta tensione impulsiva della scarica guida.
I principali componenti sono chiaramente indicati e sono montati su una basetta di legno di 120 per 300 mm e 20 mm di spessore, che è
stata mordenzata noce e dipinta con vernice trasparente lucido, come il supporto dello spark gap.


Si consiglia di effettuare dei buoni circuiti stampati, effettuando degli ampi piani di massa e, dopo la saldatura di tutti i componenti, pulire accuratamente il lato rame dalla colofonia, usando un solvente per vernici alla nitro. Dopo l'immancabile collaudo finale, verniciare il lato rame con vernice trasparente alchidica od altro buon isolante permanente.
Dopo il cablaggio finale isolare con buona vernice colorata in rosso (l'Autore usa smalto per unghie di colore rosso) tutti i capicorda dei trasformatori a cui arriva la tensione di rete, (vedi fotografia) in modo da rammentarsi sempre quale sia il primario.
Utilizzare componenti nuovi o di recupero, ma di cui deve esistere l'assoluta certezza circa la loro efficienza. Lavorare con calma senza mai dare nulla per scontato. Controllare, controllare e ricontrollare sempre tutto.

SCHEMA DELL'ALIMENTATORE DI POTENZA

Il primo modulo è composto dal trasformatore da 18 V AC 2A, dal ponte raddrizzatore e dai condensatori elettrolitici di livellamento,
unitamente ai condensatori di fuga delle spurie impulsive e ad alta frequenza. All'uscita è presente una tensione continua di circa 25 V.
La resistenza R1 serve per scaricare i condensatori quando si toglie l'alimentazione a 230 V AC. I condensatori elettrolitici nel modulo
ritratto in fotografia sono quattro in parallelo da 1000 uF con l'intento di ridurre la componente induttiva, ma i condensatori elettrolitici
si possono ridurre a uno o due, la capacità totale prevista è di circa 4000 uF o superiore. Segue il disegno dello schema di questo primo
modulo.

SCHEMA DELL'ALIMENTATORE DEL CIRCUITO DI INNESCO 555

La scelta di impiegare due alimentatori distinti si è resa necessaria per disaccoppiare e filtrare al massimo le alimentazioni, in modo
che il funzionamento dei componenti attivi non risenta dei molti disturbi prodotti dallo spark gap e dall'eventuale tesla coil; inoltre,
è utile disporre della possibilità di attivare o spegnere in modo indipendente i vari moduli che compongono il progetto.
Il 555 in funzione di astabile viene alimentato a 12 volt, utilizzando un classico integrato stabilizzatore di tensione 7812 montato su una piccola aletta di raffreddamento. Il piccolo trasformatore di alimentazione di questo modulo, ha il secondario di 14 o 15 volt 300 mA.
Il condensatore C1 (0,1 uF) va tenuto molto vicino al ponte raddrizzatore e i condensatori C3 e C4 (0,1 uF) vanno montati molto vicini
al 7812. Realizzare un circuito stampato compatto e, al contempo, razionale.

SCHEMA DEL CIRCUITO DI INNESCO CON 555

Il circuito di alimentazione e quello di innesco è bene farli coesistere vicini nello stesso circuito stampato.
L'evidente semplicità dei singoli moduli e la chiarezza con cui si leggono le specifiche di ogni componente, non richiede la necessità
di stilare l'elenco componenti. Pot lin significa potenziometro lineare, ohm trim significa trimmer da 470 ohm.
Il condensatore da 1 microfarad 63 VL è bene sia al 5% (tipo J) in poliestere. Il condensatore da 10 nanofarad 100 VL (poliestere) può anche essere di maggiore capacità, ma non oltre i 100 nanofarad; quello presente nel prototipo è di recupero ed è da 15 nanofarad 100 VL. Il trimmer da 470 ohm e le tre resistenze (1500 – 1200 – 100 ohm) determinano la frequenza massima che è di circa 500 Hz.
Il potenziometro lineare da 47 K consente di ridurre la frequenza fino ad un minimo di circa 30 Hz. La resistenza da 33 ohm determina
la durata della scarica che è di alcuni microsecondi.

SCHEMA DEL DRIVER CHE PILOTA IL MOSFET DI POTENZA

Lo schema seguente è stato elaborato per eliminare le spurie che dal primario della EAT (trasformatore ad alta tensione) si propagavano
all'alimentazione a 25 V e non consentivano il corretto funzionamento della EAT medesima.
La soluzione del problema si deve soprattutto ai due diodi schottky BYV26A in cui il trr (reverse recovery time) è di 30 ns.
La bobina EAT si utilizzava nei televisori a tubo catodico e quella montata nel prototipo dello spark gap è la HR 7503 della famosa
fabbrica spagnola DIEMEN
. La scelta fu dettata dal fatto che il nucleo di ferrite che sporge all'esterno consente di inserirvi una
bobina esterna (vedi oltre) che nella soprastante fotografia del modulo completo è indicata come primario EAT.
Il medesimo trasformatore contiene anche il triplicatore di tensione, mediante il quale si possono generare impulsi elettrici di 60.000 V
ed oltre. Il sovrabbondante MOSFET di potenza IRFP450A è montato su un altrettanto sovrabbondante dissipatore termico.

PREPARAZIONE DELLA BOBINA PER ALTA TENSIONE

Con la preparazione della bobina ad alta tensione e la sua collocazione sulla basetta di legno, termina la costruzione del modulo
generante la scarica guida. Le bobine EAT sono reperibili come ricambi dei vecchi televisori a tubo catodico (CRT), oppure si possono
recuperare dai molti televisori a CRT dismessi, sovente ancora perfettamente funzionanti.
A questo punto sorge un problema, non sempre si riesce ad entrare in possesso della scheda tecnica della bobina EAT di cui si dovrebbe
conoscere lo stato di conservazione del secondario e dei diodi split e, se possibile, la funzione e le relative polarità degli altri
avvolgimenti
tra cui il vero e proprio primario. Qualora si decidesse di operare per tentativi, si correrebbe il rischio di distruggere un
ottimo secondario solo per il fatto di avere invertito la polarità del primario. Nell'HR-7503 il pin 5 (+ Vcc) è il polo positivo del
primario e il pin 9 si collega ai componenti attivi, il cui insieme costituisce il classico circuito flyback.
Il suddetto problema si risolve drasticamente, avvolgendo
ex novo un primario attorno alla colonna di ferrite che sporge dal pacco del
trasformatore. Purtroppo, non tutte le EAT hanno lo spazio necessario per effettuare il suddetto avvolgimento.

L'Autore ha avvolto 14 spire ben serrate di normale filo per collegamenti elettrici isolato in plastica (diametro esterno 2 mm) i cui capi
sono stati fermati con due fascette autobloccanti.
A questo punto, con idonea strumentazione da autocostruire, si procede all'analisi della efficienza del trasformatore EAT.
Cliccando sull'icona .pdf seguente è possibile scaricare il breve file che descrive la costruzione di un semplice dispositivo con cui è
possibile testare il funzionamento dei diodi split per altissima tensione e per sapere quale capo del primario si deve collegare al polo
positivo dell'alimentatore a 25 V.

Prova EAT


Per ulteriore chiarezza si riportano i disegni degli schemi del prova EAT

Partitore sostitutivo:
togliere VR1 – R1 – R2

Il disegno seguente mostra la giusta forma d'onda, se le connessioni sono state effettuate correttamente e se i diodi split sono
efficienti. È del tutto evidente che è fondamentale l'uso dell'oscilloscopio.

Per ultimo, si procede al riconoscmento del pin negativo del secondario dell'EAT, avvicinando il filo positivo ad ognuno dei pin, il
negativo si riconosce dalla piccola scarica disruptiva che scocca tra i due elettrodi. Nella bobina HT-7503 il
pin 7 è il negativo del
secondario ad alta tensione.
Al polo negativo, operando con diligenza, si salda uno spezzone di filo di circa 40 cm con elevato
isolamento, ottenuto togliendo la calza schermo da un cavo coassiale tipo RG58. Per sicurezza si può chiudere la saldatura in un grumo
di silicone acetico trasparente. I due fili isolati di minore diametro che escono dal pacco del trasformatore, si possono tagliare, essendo
inutili. Il fissaggio della bobina sulla basetta di legno è stata effettuata legando quest'ultima con una fascetta autobloccante inserita tra
due piccoli bulloni con anello (vedi fotografie sottostanti). Per ultimo, onde evitare rotture del filo del negativo EAT, è molto
importante impedirgli qualunque movimento, bloccando detto filo poco dopo l'uscita dal pacco della EAT.

I collegamenti elettrici tra i due moduli non sono un problema, l'Autore ha usato dei doppi faston maschi fissati con una vite al supporto
in legno dello
spark gap. Il costruttore osservi con attenzione le molte fotografie che corredano questo articolo.

La seguente fotografia mostra la scarica guida nei gap centrali che saranno percorsi dalla scarica disruptiva di potenza


SPARK-GAP RIPRODOTTO DAL SIG. STEFANO BROCCOLETTI

DI PORTO S.GIORGIO – FERMO (stef.broc@tiscali.it)




La fisica moderna – contenuto determinante


Pubblicato il 15 agosto 2013 solo in HTML, fino al paragrafo: Montaggio delle colonne di rondelle e degli Spark gap

Corretto e ripubblicato il 16 agosto 2013 solo in HTML, fino al paragrafo: Elenco di tutti i componenti metallici

Corretto e ripubblicato il 18 agosto 2013 solo in HTML, fino al paragrafo: Schema del circuito di innesco con 555

Corretto e ripubblicato il 19 agosto 2013 solo in HTML, fino al paragrafo: Preparazione della bobina per alta tensione (inizio paragrafo)

Corretto e ripubblicato il 21 agosto 2013 solo in HTML, fino al paragrafo: Preparazione della bobina per alta tensione (fine paragrafo)

Corretto e ripubblicato il 31 marzo 2014 solo in HTML, fino al paragrafo: Spark-Gap costruito dal sig. Stefano Broccoletti di Porto S.Giorgio – Ascoli Piceno

CONTINUA

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