Vysokonapěťový voltmetr pro stejnosměrné napětí
Autor nenese zodpovědnost za případné škody nebo úrazy způsobené experimenty s tímto přístrojem

   Už delší dobu se při VN experimentech mohu při přibližném určování napětí spolehnout jen na délku přeskoku jiskry. Ta se ale dost mění s tvarem alektrod, rozložením elektrického pole a kdo ví, čím vším ještě. Proto jsem se rozhodl postavit jednoduchý měřič napětí.

Popis zapojení

     Původně jsem měl v úmyslu postavit jen dělič napětí k multimetru, ale nakonec jsem se rozhodl pro vlastní měřidlo. Měřidlo jsem chtěl původně postavit, ale pak jsem se podíval, na kolik by mě přišel samostatný LCD a ICL7106 a raději jsem u GME koupil hotové panelové měřidlo. To navíc má i rámeček pro zabudování.
     Nejdůležitější částí měřidla je "horní" odpor děliče, protože musí snést napětí alespoň 250kV a mít co možná největší odpor. Nakonec jsem se rozhodl pro sériové spojení 500 klasických metalizovaných odporů 10M na napětí 500V. Patrně nejlevněji je lze pořídit u EZK, protože u nich stojí při množství nad 100ks 1 odpor jen 25h bez DPH, takže to nevyšlo ani tak draze. Výsledný odpor má 5G na alespoň 250kV a vydrží ztrátový výkon 250W :-). Po několikahodinovém pájení odporů vznikl 5,5m dlouhý řetěz. Pak mě ovšem napadlo, co že s tím vlastně teď budu dělat, ale po zvážení možností, kdy jsem zavrhl zelévání epoxidem apod., jsem se rozhodl celou "nudli" vtáhnout do PVC hadičky a navinout na PVC trubku. Použil jsem hadičku vnějšího průmeru 7mm se sílou stěny 1mm. Vtáhnout do trubky to sice šlo, ale při navíjení na 76mm trubku se asi po 2m odpory rozpojily. Kdybych to měl z trubky vytahovat, tak by se to rozpadlo na 10 dalších místech, takže jsem to jednoduše spájel zalepil tavící pistolí a přetáhl přes spoj další trubičku. Konce hadičky jsem kvůli vlhkosti rovněž zalepil. Výsledný výtvor má při měrení 250kV spád napětí asi 12,5kV/závit a to by 2mm PVC měly vydržet.

   Spodní odpor děliče se přepíná pro dosažení jednoho z rozsahů 2MV, 200kV, 20kV nebo 2kV. Odpory pro rozsah 2kV jsou připojeny trvale a k nim se připojuje patřičná kombinace pro jiné rozsahy. Diody slouží jako ochrana vstupu a kondenzátor by měl odstranit rušení. Zároveň s odpory se musí přepínat desetinná tečka. To je na měřidle zařízeno ploškami, které se mají spojit, takže se akorát vyvedou na přepínač. Z měřidla se ještě musí odstranit odpor označený RA, který je zapojen paralelně ke vstupu a musely by se kvůli němu přepočítat hodnoty děliče.
   Na závěr přidávám tabulku odběrů pro jednotlivé napětí. Při 200kV už je odběr dost vysoký, ale vyrobit větší odpor už je opravdu problém. Na druhou stranu už při napětí nad 100kV jsou ztráty sršením do okolí daleko vyšší, než odběr měřidla.

Tabulka odběrů pro různé napětí
Ux Im Pm
2kV 400nA 0,8mW
10kV 2uA 20mW
20kV 4uA 80mW
100kV 20uA 2W
200kV 40uA 8W
250kV 50uA 12,5W

Měření

   Ukázalo se (celkem logicky), že měřidlo je při měření VN napětí dost rušené. Údaj je dost nestabilní a někdy pořád ukazuje přes rozsah. Rušení se ale ztratilo, když jsem záporný vstup měřidla uzemnil. U stejnosměrných VN experimentů stejně jeden konec vždy uzemňuji, takže není problém.

Poslední aktualizace: 4.7.2005

webzdarma.cz