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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ist die Schaltung gefährlich?


Autor: Kurt Tresen (kurtisblow)
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Hallo, ich habe es nun geschaft dieses Weidenzaungerät nachzubauen.
Ist diese Spannung mit einer 6v Batterie und 18Ah gefährlich?
http://home.berg.net/opering/projekte/28/index.htm

mfg Kurt

: Verschoben durch Admin
Autor: Georg (Gast)
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>Hallo, ich habe es nun geschaft dieses Weidenzaungerät nachzubauen.

Herzlichen Glückwunsch!

>Ist diese Spannung mit einer 6v Batterie und 18Ah gefährlich?

Nein, 6V ist o.k., die Kapazität der Batterie ist egal.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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Im allgemeinen sind solche Schaltungen nicht gefährhlich für Menschen, 
da sie nur kurze und eher schwache Spannungsimpulse liefern.
Das Problem ist eher, dass die Ausgangsspannung sehr unkontrollierbar 
ist:
Ich habe sowas Ähnliches mal aus einem 6V Printtrafo gebaut und mit so 
24V betrieben.
Als Transistor habe ich einen Power-MOSFET (IRFP450 glaube ich) 
verwendet, ansonsten war der Aufbau etwa so wie auf dieser Seite 
beschrieben.
Naja, die Ausgangsspannung war ca. 15...20kV (ja, 2cm Überschläge...).
Ich habe auch mal (als Versehen) hingefasst: War etwas unangenehm, aber 
nicht weiter schlimm.

Allerdings war der Trafo nach so 5 Minuten hinüber. Ist ja auch kein 
Wunder.

Auch bei nur 2kV Ausgangsspannung sollen angeblich die Trafos nur wenige 
Tage halten.

Also: Für Menschen ist die Sache recht ungefährlich, für den Trafo ist 
es aber gefährlich ;)

Autor: Kurt Tresen (kurtisblow)
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Ok, danke euch. Könnte ich die Schaltung auch mit z.B 24v betreiben? 
Müsste ich da eventuell Widerstände ändern?

mfg Kurt

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Nun, ich hab solche Schaltungen auch mal gebaut. Da hat es zwischen den 
Windungen im Trafo ordentlich geknistert. Und der ist danach für alle 
Zeiten unbrauchbar.

Daher meine Frage: Verträgt ein Netztrafo auf der Primärseite die 
10-fache Spannung? Man muß da etwas nach der Seriösität der Schaltung 
fragen.

@Hans Lüthi:

Wann kommt denn der Tesla-Transformator? Google mal danach.

http://de.wikipedia.org/wiki/Tesla-Transformator

Autor: Tiesto (Gast)
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Also die 10fache Spannung wird ein vergossener Trafo schon vertragen. 
Immerhin haben diese Typen VDE-gemäß auch Spannungsspitzen von 
schlagmichtot (glaube 3KV) zu verkraften. Dies natürlich eher zwischen 
den Spulen, aber diese Spannung wird ja dann auch im Netz angenommen...
Die beschriebenen 2cm Überschlagslänge halte ich aber eher für ein 
Gerücht. Das muss ja zumindest die bessere Ausführung eines Trafos 
gewesen sein...vom Verguss mal abgesehen, liegen die Wicklungen doch 
meist einfach aufeinander...

Autor: mhh (Gast)
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Verwechselt mal nicht Windungsisolation mit Wicklungsisolation.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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@Tiesto, mhh:

Danke für etwas Info. Wenn es aber im Trafo schon mal ordentlich 
geknistert hat, so daß ich das einwandfrei hören kann, ist punktuell 
definitiv die Isolierung durchgeschlagen, und damit das Ding für 
zuverlässige reguläre Anwendungen unbrauchbar, oder?

Autor: mhh (Gast)
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Ja, ich würde ihn nicht mehr benutzen.

Autor: Max M. (xxl)
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Solange nur ein paar mA fließen dürfte es ungefährlich sein.
So ab 50mA kann es tödlich sein. Deswegen haben schutzwirkende
Fehlerstromschutzschalter 30mA Auslösestrom.

Autor: Kurt Tresen (kurtisblow)
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Hallo, ich habe noch eine Frage an euch.
Mit einem herkömmlichen 230=>12v Trafo erzeuge ich gerade mal etwa
0.5mm Blitze.
Das Verhältniss zwischen Primär und Sekundärspule des Trafos ist also 
19.16, die Eingangsspannung 6v und Ausgangsspannung nach der Schaltung 
10v bei einer Frequenz von eta 5hz.
Wenn man nun die 10v mit dem Windungsverhältniss multipliziert erhalte 
ich eine totale Spannung von 191.16V, mein Multimeter zeigt mir geht 
aber etwa auf 2000v. Wie kann das sein?
Und in welchen Geräten findet man einen Trafo mit einem grösseren 
Windungsverhältnis? Ich möchte etwa 2cm Blitze erzeugen.
Ich habe dieses Youtubevideo hier gefunden:
Youtube-Video "Eigenbau Elektroschocker"
Dieser hat die Gleiche Schaltung wie ich, aber erzeugt recht grosse 
Blitze.
Aus einem Handynetzteil kann der Trafo kaum sein denke ich.

Autor: Michael (Gast)
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>Wenn man nun die 10v mit dem Windungsverhältniss multipliziert erhalte
>ich eine totale Spannung von 191.16V, mein Multimeter zeigt mir geht
>aber etwa auf 2000v. Wie kann das sein?

Induktionsspannung ist hier das Stichwort. Überlege dir einfach mal was 
passiert wenn du auf der einen Seite des Trafos plötzlich abschaltest ;)

Autor: Eddy Current (chrisi)
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>Induktionsspannung ist hier das Stichwort. Überlege dir einfach mal was
>passiert wenn du auf der einen Seite des Trafos plötzlich abschaltest ;)

Woher soll er das bitte wissen?

"Überleg Dir mal, was passiert, wenn Du schnelle Neutronen auf 
Uran-238-Kerne schiesst"

Autor: Michael (Gast)
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>Woher soll er das bitte wissen?

Google, entsprechende Bücher. Kann man sich das passende Wissen 
aneignen. Oder willste jetzt, dass ich das erkläre?

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Hans Lüthi schrieb:
> Wenn man nun die 10v mit dem Windungsverhältniss multipliziert erhalte
> ich eine totale Spannung von 191.16V, mein Multimeter zeigt mir geht
> aber etwa auf 2000v. Wie kann das sein?

Der Kern des Trafos wird mit einer bestimmten Energie aufgeladen, die 
bei Unterbrechung des Primärstromes wieder freigesetzt wird.

Wie hoch dabei die Induktionsspannung ausfällt, hängt schlicht von der 
Kapazität der Last ab, die diese Energie aufnehmen muß.

Den Rest kannst du dir - zumindest näherungsweise - mit den Formeln zum 
Kondensator ausrechnen.

LTspice ist übrigens ein schönes Werkzeug, um das durchzuspielen!

Autor: ... (Gast)
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Eddy Current schrieb:
> "Überleg Dir mal, was passiert, wenn Du schnelle Neutronen auf
> Uran-238-Kerne schiesst"

Kernspaltung?

Autor: Michael (Gast)
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>LTspice ist übrigens ein schönes Werkzeug, um das durchzuspielen!

Stimmt, wenngleich es nicht einfach ist einen Trafo halbwegs 
nachzusimulieren. Aber man kann ja ein wenig vereinfachen, z.B. nur zwei 
(gekoppelte) Spulen und ein Widerstand.

Autor: Kurt Tresen (kurtisblow)
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Ok, danke ich euch für eure Antworten.

mfg Kurt

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Michael schrieb:
>>LTspice ist übrigens ein schönes Werkzeug, um das durchzuspielen!
>
> Stimmt, wenngleich es nicht einfach ist einen Trafo halbwegs
> nachzusimulieren.

Das ist für die Frage der Höhe der Induktionsspannung auch nicht nötig.

Autor: Michael (Gast)
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>Das ist für die Frage der Höhe der Induktionsspannung auch nicht nötig.

Öhm, das ist, salopp gesagt, Blödsinn. Ein einfaches Beispiel dazu.

Wir nehmen einen Trafo mit 230V auf der Primärseite und 10V auf der 
Sekundärseite. Die Induktivität wird schwierig, sagen wir mal er habe 1 
H auf der Primärseite. Damit ergibt sich beim gewählten 
Übersetzungsverhältnis von 23 auf der Sekundärseite eine Induktivität 
von ca. 1.89 mH. Als Isolationswiderstand nehmen wir mal 1 MEGOhm an 
(braucht man, sonst wirds eng wegen dem Bezugspunkt auf der anderen 
Seite des Trafos) und gehen von perfekter Kopplung aus (K=1).

Also bauen wir das in Spice mal auf, Pulsquelle auf der Sekundärseite, 
Primäseite mit offenen Klemmen. Da so ne Quelle immer einen Widerstand 
braucht geben wir der Sekundärwicklung mal 1 mOhm mit für den Anfang 
(sonst kann auch hier Spice nicht rechnen, singulare Matrix). Die Quelle 
soll mal 10ns brauchen um ihr Potential zu ändern, fünf Pulse pro 
Sekunde will ich mal wählen (also Periodendauer von 200ms) wobei jeder 
ON-Puls 20ms lang ist. Und nun schaun wir mal was passiert. Die 
Primärseite bekommt nun immer Pulse von 230V mit 20ms Breite. Scheint 
also zu klappen, ändern wir unseren Trafo also mal ein wenig. Er hat ja 
vielleicht statt 1mOhm 1Ohm Leitungswiderstand: Oh, was ist das? Wenn 
ich den Serienwiderstand der sekundären Wicklung auf 1 Ohm änder bricht 
in der Simulation die "Ausgangsspannung" von 230V auf ca. 0V 
zusammen...aber für die Frage der Induktionsspannung ist ja ein halbwegs 
gut modulierter Trafo nicht nötig...öhm, ja...glaub ich grad irgendwie 
nicht. LTSpice-File dazu im Anhang.

Autor: Michael B. (planlessmichi)
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Hans Lüthi schrieb:
> Ist diese Spannung mit einer 6v Batterie und 18Ah gefährlich

Kurz eine Anmerkung: Mit Deinen 2kV bist Du zwar im unteren Bereich für 
Weidezaungeräte (2-10kV), aber die 5 Impulse pro Sekunde sind zu viel.
Vor einigen Tagen gab es hier schon mal ein paar Zeilen über sowas; da 
hatte ich mal etwas gegoogelt und gesehen, dass die Geräte nur EINEN 
Umpuls pro Sekunde haben.
Hintergrund dürfte sicherlich sein, dass der Mensch auch Zeit genug 
haben muss, seine Muskeln wieder zu entspannen, um von dem Draht 
wegzukommen.
Eine Sekunde ist anscheinend lang genug, aber 0,2Sekunden... Keine 
Ahnung, aber vielleicht sind da ältere (oder gerade jüngere, keine 
Ahnung) Muskeln nicht schnell genug. Dann hinge die Person "immer" 
dran...
Ich würde die Häufigkeit gewaltig runterdrehen (eben auf die 1Hz)

Autor: Michael (Gast)
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Die eine Sekunde bei den Weidezaun Geräten hat mit den Tieren zu tun. Es 
soll nicht ständig scheppern sondern nur kurz und dann heftig damit die 
kehrt machen und nicht im wilden Stakatto auf sie einprügeln.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Michael schrieb:
>>Das ist für die Frage der Höhe der Induktionsspannung auch nicht nötig.
>
> Öhm, das ist, salopp gesagt, Blödsinn.

Das ist es nicht. Auch auf eine einzige Wicklung auf dem Kern wird eine 
Spannung induziert, nachdem der Strom abgeschaltet ist.

Lädt man mit dem induzierten Spannungsimpuls einen Kondensator über eine 
Diode, dann ist dessen Spannung nur von der Kapazität und der im Kern 
gespeicherten Energie abhängig, nicht jedoch von der Anzahl Windungen.

Autor: Michael (Gast)
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>Lädt man mit dem induzierten Spannungsimpuls einen Kondensator über eine
>Diode, dann ist dessen Spannung nur von der Kapazität und der im Kern
>gespeicherten Energie abhängig, nicht jedoch von der Anzahl Windungen.

Stimmt, dachte du meintest nur den Trafo alleine, also mit offenen 
Klemmen wie oben im Link bei dem "Weidezaungerät" gezeigt wird. Dann 
braucht man schon ein besseres Trafomodell um das in Spice zu simulieren 
;)

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Ich frage mich, wo bei deinem Spice-Modell die Energie letztlich 
abbleibt.

Autor: Michael (Gast)
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Öh, keine Ahnung jetzt, das ist halt nur das Einfachstmodell für einen 
Trafo. Sicherlich wird ein Teil im Spulenwiderstand verheizt wenn nicht 
gar alles. Das Modell sollte halt nur als Beispiel dienen wie leicht 
doch eine scheinbar unbedeutende Änderung (Spulenwiderstand von 1m Ohm 
auf 1 Ohm) sich auf das Verhalten des Modells auswirkt. Ich kam bisher 
zum Glück noch nicht in die Verlegenheit einen Trafo genauestens 
nachzubilden. Hab das nur mal für mich gemacht vor einiger Zeit und da 
halt gesehen, dass scheinbar unbedeutende Werte erheblichen Einfluss auf 
die Simulation ausüben können.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Womöglich haben die modellierten Spulen auch eine parasitäre Kapizität 
usw...

Autor: Michael (Gast)
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Man hat die Möglichkeit ihnen eine zu geben aber grundsätzlich haben die 
erstmal für Spice nur eine Induktivität. Deshalb muss man ja u.a. einen 
Serienwiderstand entweder dazu schalten oder man nutzt die Property der 
Induktivität, eine reine Induktivität ist für Spice nämlich ein 
Kurzschluss und wenn man die direkt an eine (ideale) Quelle packt kann 
Spice den Strom net ausrechnen ;)

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Sorry, wenn ich hier mal mitten rein platze:

Mir ist es ja ein wenig ein Rätsel, warum der Endstufentransistor hinter 
der astabilen Kippstufe von Hans Lüthi noch lebt. Der bekommt auf der 
Primärseite des Trafos auch die volle Induktionssalve ab, wenn die 
Energie des Trafokerns nicht anderweitig abfließt. Die Abschaltflanke 
ist recht steil. Ohne nachzusehen, das war doch kein Hochspannungstyp, 
und irgend eine Schutzschaltung gab es auch nicht.

Ich jedenfalls, habe so schon Leistungstransistoren in den 
Halbleiterhimmel befördert. OK, es geht eine Weile gut, aber irgendwann 
macht es Peng. Warum haben denn Relais die Freilaufdiode? Nicht nur zur 
Abfallverzögerung.

Die Freilaufdiode geht hier natürlich nicht!

Man kann selbstverständlich tricksen, in dem man die Abschaltflanke 
etwas flacher macht.

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