EMP-Spule: MIT oder OHNE Kern?

[oratus sum]

Hallo,

Ich weiss das Thema ist schon bisschen länger her...

ABER

Da ich nun mehr über dI/dt ;-D erfahren habe und auch den Generator erfolgreich gebaut habe, habe ich das auch auf meiner Projektseite veröffentlicht.

Der Teil wo ich möchte, dass ihr einen Blick reinwerft ist der hier:

http://www.techgeek.at/index.php?slab=emp#theorie

ich sehe grad es sind paar Fehler drinnen. Aber es währe super wenn ihr den technischen Teil ansehen könnt. Ich will nicht irgendein Mist verzapfen.

Zu den Kondesatoren noch:
Wie gesagt beschöftige ich mich jetzt bisschen tiefgründiger mit der Elektronik (nicht einfach zusammenstecken und entweder es geht oder nicht). Aber nach kurzer Zeit merkt man wirklich das das Spiel mit Kondensatoren nicht ganz ungefährlich ist.

Und weiter:
Bei der Induktion usw geht es ja immer um eine möglichst schnelle Änderung des Stromes. Wenn ich meinen Kondesator entlade ändert sich der Strom von 0% - 100% und wenn der Kondensator entladen ist von 100%-0%. Allerdings dauert das ja "lang" eben wegen dem Innenwiderstand. Gibt es da keine Möglichkeit das zu beschleunigen? Also z.b. enorm Kühlen oder so? Ich frage jetzt nur wegen der theorie und ich werde das sicher nicht ausprobieren, da ich einen ziemlichen Respekt vor großen Kondensatoren hab :-D

Weiters könnte man ja die Induktionsspannung durch kürzere Schaltzeiten erreichen. Was empfielt sich da? Auch die Spule zu kühlen müsste doch weiterbringen, da dann durch die Ordnung die e's schneller abfließen können.

So weiter...

Es ist klar, dass eine Luftspule verwendet werden sollte, da ein Eisen Ferrit Kern schnell "ist" als z.b. Stahl aber trotzdem ist es soz. träge.

Das beste Ergebnis habe ich erreicht, wenn das zu störende Ding innerhalb der Spule ist, was auch logisch ist, da dort die meisten Feldlinien sind.

[Rage_Empire]

@oratus_sum

Hallo,
beschäftige mich schon ne weile mit der EMP-Technik. Also den Effekt dieser Schaltung könnte man noch verbessern.
Grundsätzliches zur Sendespule:
Die Sendespule baut durch die zugeführte elektrische Energie (!!!! dabei egal ob HV oder HS (Hochstrom) ein magnetisches Feld auf. Wenn dann die magnetische Energie unterbrochen wird, liegt die Spule in diesem starken Magnetfeld. Folge davon ist, dass diese dann umgekehrt reagiert und dadurch Spannung induziert (also Energie zurück, dabei ist zu achten dass durch den Umkehrprozess sich die Polaritäten dann bei der induzierten Spannung ändern). Wenn dann noch eine Schaltung dranhängt, wird wieder diese magnetische Energie (was ja unsere EMP-Energie ist) in elektrische Energie umgewandelt und verbraucht. Das ist nicht der gewünschte Effekt. Wenn Du also eine Diode (1N4007 empfohlen) zwischen FET und Spule (in Reihe geschalten) hängt und die Durchlassrichtung (Kathode) zur Spule zeigt würde dies den Effekt verstärken, da die Energie nun nichtmehr in die Schaltung fliest (was auch schaden kann!!!)
Wenn du viel Energie in die Spule bringen willst braucht du viel Strom oder viel Spannung (beides zusammen ist das Beste). Ich würde als Energieträger, bzw. Puffer mehrere Folienkondensatoren (!!! Keine Elkos, die sind für Hochstrom im Impulsbetrieb nicht geeignet!!!!) direkt an den FET S (Source) und GND hängen. Diese Laden sich dann auf, wenn die Spule nicht getaktet ist (NE555 ist am Gate des FET Low, bzw. 0V). Wenn dann der Transistor Schaltet können kurzzeitig sehr hohe Ströme von den Kondensatoren in die Spule fliesen (max. Schaltstrom von FET beachten!! evtl. stärkeren FET benutzen ).
Da die Ladezeit für Kondensatoren länger dauert wie die Ladungszeit der Spule würde ich das Tastverhältnis nicht bei 50/50 lassen. Besser einen TL494 anstatt NE555 nehmen. Dann die Ladezeit (Tau) der Kondensatoren berechnen, welche 5Tau benötigen. Die Spule dagegen ist bei 1Tau schon fast voll induziert. Kannst die Berechnungen von Tau im Wiki nachschauen, ist abhängig von den Kondensatorkapazitäten und der Induktivität der Spule. Somit ist es ratsam den TL494 so Takten zu lassen, das der FET zu einer Zeit von 1-2Tau der Spule durchschaltet. Dann soll so lange abgeschaltet bleiben bis die Kondensatoren wieder volle Energie haben, so 4-5Tau. Aus den genannten Tau-Zeiten ergibt sich dann das Tastverhältnis und die Frequenz des Systems.

Ich hoffe, ich konnte etwas zu dem Thema beitragen.

[Besserwessi]

Eine Diode hilft nicht um ein Rückfließen der Ennergie nach dem Ausschalten zu verhindern. Der Strom durch die Spule will weiter in die selbe Richtung fließen. Was sich umkehrt ist die Spannung an der Spule.

[Rage_Empire]

Eine Diode hilft nicht um ein Rückfließen der Ennergie nach dem Ausschalten zu verhindern.

Die Spule hat natürlich eine Kapazität, welche berückstichtigt werden muss.

Der Strom durch die Spule will weiter in die selbe Richtung fließen. Was sich umkehrt ist die Spannung an der Spule.

Wir wollen geziehlt einen kurzen EMP erzeugen. Nach dieser Theorie (die jeder in der Schule lernt, aber eine schlechte Erklärung ist) würde es kein EMP geben, gibts aber.
Warum will den die Spule den Strom aufrecht erhalten? Was tut Sie und warum?

Wenn jemand das so nachbaut, wie ich es beschildert habe, wird er es vieleicht verstehen, was ich meine.


Hier ist ein Schaltplan für einen TL494- Generator: http://www.atx-netzteil.de/schaltung...schaltplan.GIF

Anstatt Motor kommt die Diode mit der Spule drangehängt (die Folienkondensatoren nicht vergessen) , fertig!

[Besserwessi]

Wenn man bei der Spule die Spannung wegnimmt, nimmt das Magnetfeld ab und induziert dabei eine Spannung entgegengesetzt zur Spannung die man ursprünglich an der Spule hatte. Dadurch kann der Strom weiter in die selbe Richtung fließen und verhindern das das Magnetfeld schneller zusammenfällt. Die Freilaufdioden bei Relais oder ähnlichem schaltet man ja auch nicht in Reihe, weils einfach nicht funktioniert.

Wenn man das Magnetfeld schnell abschalten will, muß man dafür sorgen, das der Schalter (oder transistor) der für das Abschalten sorgt eine hohe Spannungsfestigkeit hat. Es fleißt dann weniger der Energie zurück.

Die Andere Möglichkeit für den EMP ist es einen nur kleinen Kondensator zu nehmen und den vollständig zu entladen. So, dass Spule und der Kondensator als Schwingkreis dann noch ein Paar Perioden schwingen. Auch da ist eine Diode nur bedingt sinnvoll, denn die Schwingung wird dann nach der ersten halben Periode gestoppt (Kondensator andersherum geladen).

[Rage_Empire]

Die Freilaufdioden bei Relais oder ähnlichem schaltet man ja auch nicht in Reihe, weils einfach nicht funktioniert.

Hm, hast du das schonmal probiert? Mach mal (geht nix kaputt) und dann geh damit mal in ein EMV-Labor. Dann weißt du warum das so gemacht wird.

Mit einem Serienschwingkreis wäre die Diode unpassend, da würde ich aber auch Hochspannung empfehlen. Aber hier ist sie schon so richtig am Platz, wie ich es beschrieben hab. Das Magnetfeld darf nicht zurückinduziert und dann kurzgeschlossen (Freilaufdiode) werden, da sonst der EMP fast weg ist. Wens intresiert, bei einem Flux-Kompressions-Generator wird das ebenfalls verhindert in dem die Spule Sytemmatisch weggesprengt wird. OK, da sind noch anere Effekte im Spiel, will jetzt aber auch kein Buch schreiben.

Mit der Spule meinen wir zwei wohl das gleiche, was die Induktion und das Magnetfeld angeht.

Naja, ist auch ein komplexes Thema.

[Besserwessi]

Ich weiss das die Spule in Reihe als Freilaufdiode nichts taugt. Bei Bipolaren Transistoren kann dabei auch was schaden nehmen. Allerdings sollte das wenig Unterschied machen ob man die drin hat oder nicht.

Eine Sinnvolle Mölichkeit mit der Diode in Reihe gibt es doch noch: Man kann den Reverse Recovery Effekt nutzen. Da nutzt man dann die Diode als Schaltelement zum Ausschalten. Das war eine Zeit lang wohl auch mal die Methode der Wahl (50er Jahre ?). Zum anschalten könnte man dann ein Tyristor nehmen. Ob die 1N4007 dafür geht weiss ich nicht, könnte aber sein.