Как измерить напряженность электрического поля в атмосфере?

Полезные ссылки:
Метеоцентр.Азия - наш сайт с высокодетализированными прогнозами погоды по пунктам Pоссии и мира
Облегчённая версия Метеоклуба (для смартфонов)

Как измерить напряженность электрического поля в атмосфере?

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 2 [ Sahara, Date ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 308 [2 Ноя 2013 22:42]
Гостей - 296 / Участников - 12

 - Начало - Ответить - Статистика - Pегистрация - Поиск -

МЕТЕОКЛУБ : независимое сообщество любителей метеорологии (Европа и Азия) : ФОРУМ О ПОГОДЕ И ПРИРОДЕ / Метеорологические приборы и методики наблюдений / Как измерить напряженность электрического поля в атмосфере?
<< . 1 . 2 . 3 . >>
Автор Сообщение
ShtormZ
Участник

Москва, Гагаринский р-н
# Дата: 24 Авг 2010 22:00


GAO
Так импульсный сигнал весьма не слабый, в нем токи от 1КГц до 1 МГц. И как эти токи отфильтровать, если он не идут по проводникам, а передаются буквально по воздуху... В общем с одной стороны надо мерить постоянный слабый ток, а с другой - надо защитить прибор измерения от импульсных токов. Или делать его простым и заменяемым. Есть USB осциллограф и генератор сигналов, но страшно :)

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 24 Авг 2010 22:12 - Поправил: Vadim


Тогда можно добавить еще каскад усиления на таком же транзисторе
ну сгорит этот )) а второй будет жить...


напряженности поля около 10 кВ/м.да. полностью согласен..
по этому растояние зонд-земля выбрано 50 см..(5000в) дабы судьбу не испытывать..

ну при прямом попадании... ничто не спасет.. совсем ничто... вообще ничто.. ))


Как мне кажется, основная проблема - в токах высокой частоты и напряжения, возникающих при импульсном пробое. Этим токам ведь все равно на мегаомные резисторы и СВЧ диоды им и носителя то не нужно. Вот так подключишь дорогой осциллограф и ноутбук, а потом это все сгорит минуя все защиты...

бред полный, какого носителя? кому не нужно?
по вашему уже давно все сгорело бы.... (носителя - то не нужно?)

проблема не в токах вч.. (про ядрену-бомбы слышали?... вот потому и горит..)
проблема в ЭМ импульсе.. токи то в разряде на шуточные.. рождают нешуточный ЭМ импульс... котороы рождает нешуточные наведенные токи..

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 24 Авг 2010 22:50


Vadim
ну сгорит этот )) а второй будет жить...

Так я же выше предложил защиту, с ней схема на двух транзисторах уже точно не сгорит.

ShtormZ
Участник

Москва, Гагаринский р-н
# Дата: 24 Авг 2010 22:53


Vadim
проблема в ЭМ импульсе.. токи то в разряде на шуточные.. рождают нешуточный ЭМ импульс... котороы рождает нешуточные наведенные токи..
Ну примерно про одно и то же говорим, разными словами, я немного коряво :)
Так что с этим делать?

ShtormZ
Участник

Москва, Гагаринский р-н
# Дата: 24 Авг 2010 23:00 - Поправил: ShtormZ


Итого - есть измерительная аппаратура, допустим уже есть заземленная антенна. Но уж очень хочется дистанционно все померить :)
(Ушел читать узкоспециализированную литературу)

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 25 Авг 2010 01:54 - Поправил: Vadim


Так я же выше предложил защиту, с ней схема на двух транзисторах уже точно не сгорит.
ну блиин... ну если на входе будет ограничено напряжение..
ну как оно появится потом, на втором каскаде..?

ситуация.. на щупе напряжение меняется от 0 до 1000в диоды чикают все что выше 0,5в ... всее.. мы мерием только от 0 до 0.5в.. а то что на щупе уже кудаа больше чем 0.5в мы не узнаем..

Так что с этим делать?
чем длиннее проводник и ниже его сопротивление.. тем больший ток наведется - вывод сокращать все размеры до приемлимого минимума, увеличивать сопротивление проводника.. в моем случае - медный провод 50см.. обрезать...
(интересно..а если в качестве проводника от щупа до собственно измерителя использовать ВВ провод от автомобильной системы зажишания... там же сопротивление жилы несколько мегаом.. по идее.. должно сработать)

Но уж очень хочется дистанционно все померить :)
насколько дистанционно? ;)
я вам СИЛЬНО рекомендую измерять настолько дистанционно, на сколько сможете...
а то.. знаете-ли.. в истории есть.. прецеденты...
6го августа погиб Георг Вильгельм Рихман..

заземленная антенна вам к сожалению ничего не даст..
нужно отрывать ее от земли..и в разрыв включать приборы..
приборы нужны ВЫСОКООМНЫЕ.. обычными тестером и осцылографом не удастся зафиксировать статику..

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 25 Авг 2010 02:53


Все собравшиеся сдесь люди тесно связаны с природой и погодой..
Не сочтите за наглость, скорее всего вы все это знаете, но хочу напомнить вам .. что мы тут обсуждаем.. и как это работает.
Изложил как это знаю я ;) утверждать не буду,если будут уточнения -буду только за, я к сожалению не метеоролог.. хотя мне все это ОЧЕНЬ-очень интересно.)


Линейная молния представляет собой несколько импульсов, быстро следующих друг за другом.
Каждый импульс - это пробой воздушного промежутка между облаком и землей, происходящий в виде искрового разряда.
Все начинается с того, что в нижней части облака формируется участок с электрическим полем очень большой напряженности - 100-150 кВ/м.
Свободные электроны получают в таком поле огромные ускорения. Эти ускорения направлены вниз, поскольку нижняя часть облака заряжена отрицательно, а поверхность земли относительно него положительно.
На пути от первого столкновения до другого, электроны приобретают значительную кинетическую энергию. Поэтому, сталкиваясь с атомами или молекулами, они ионизируют их.
В результате рождаются новые (вторичные) электроны, которые, в свою очередь, ускоряются в этом поле и затем в столкновениях ионизуют новые атомы и молекулы.
Возникают целые лавины быстрых электронов, образующие у самого "дна" облака, плазменные "нити" - стримеры.
Сливаясь друг с другом, стримеры дают начало плазменному каналу, по которому в последствии пройдет импульс основного тока. По проложенному пути устремляется ток. Импульс тока длится примерно 0,1мс.. При этом выделяется значительное количество энергии. Именно в этот момент рождается тот яркий свет, который мы наблюдаем при разряде молнии, и возникает гром, вызванный внезапным расширением внезапно нагретого газа.
Свечение, и разогрев плазменного канала развиваются в направлении от земли к облаку, т.е. снизу вверх.

После того, как прошел импульс основного тока, наступает пауза длительностью от 10 до 50мс. За это время канал практически гаснет, его температура падает, степень ионизации канала существенно уменьшается.

Однако в облаке еще сохранился большой заряд, поэтому новый лидер устремляется из тучи к земле, готовя дорогу для нового импульса тока.
После очередной паузы все повторяется. В итоге возникает несколько мощных импульсов, которые мы естественно, воспринимаем как единый разряд молнии, как единую яркую вспышку.


Устанавливая всякие незаземленные железяки по 5 метров высотой..
принимайте любые меры по предотвращению коронного разряда (огни святого Элмо. Мне так нравится название..)помните что вы создаете участок ионизированной атмосферы, с низким сопротивлением...
небольшой участок конечно.. но вполне достаточный чтоб его нашел стример..
что будет дальше вы знаете..
действуют все законы физики... электричество ищет путь с наименьшим сопротивлением..

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Авг 2010 13:03


Vadim
ну блиин... ну если на входе будет ограничено напряжение..
ну как оно появится потом, на втором каскаде..?

ситуация.. на щупе напряжение меняется от 0 до 1000в диоды чикают все что выше 0,5в ... всее.. мы мерием только от 0 до 0.5в.. а то что на щупе уже кудаа больше чем 0.5в мы не узнаем..


В том-то и дело, что ограничения диодами при двух-каскадном усилителе можно избежать. Для этого входным делителем дополнительно уменьшаем напряжение подаваемое на затвор первого транзистора (и на диоды, в том числе). А ход стрелки (пределы её перемещения) за счёт большего усиления схемы останется прежним или даже, при желании, его можно увеличить.
Т.е., другими словами, за счёт увеличения коэффициента усиления можно уменьшить напряжение подаваемое на диоды и затвор транзистора, тем самым устранить ограничение сигнала диодами и дополнительно обезопасить транзистор от пробоя. А учитывая, что усиливается практически постоянный ток, то собственными шумами транзистора можно принебречь.

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 25 Авг 2010 14:52


ну... на счет шумов.. спорно.. но фильтруемо.. ))
разрешение прибора упадет..
совершенно отсутствует смысл второго транзистора..
там первый транзистро играет роль согласовки, обеспечивает высокоомность входа.. а не усилителя..
так что просто задрать усиление на оперционнике (ку до миллиона можно обеспечить)

пора наверное схемку набрасывать начинать?
это интересно кому нибудь?
или будет пустой труд? :)

Morozov_S
Участник

Нижний Новгород, За нашу Советскую Родину!
# Дата: 25 Авг 2010 16:19


Vadim
пора наверное схемку набрасывать начинать?
это интересно кому нибудь?

Было бы весьма интересно :)

ShtormZ
Участник

Москва, Гагаринский р-н
# Дата: 25 Авг 2010 16:33


Vadim
пора наверное схемку набрасывать начинать?
это интересно кому нибудь?
или будет пустой труд? :)


Конечно интересно! :)

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 25 Авг 2010 18:14 - Поправил: GAO


Vadim
разрешение прибора упадет..
совершенно отсутствует смысл второго транзистора..
там первый транзистро играет роль согласовки, обеспечивает высокоомность входа.. а не усилителя..
так что просто задрать усиление на оперционнике (ку до миллиона можно обеспечить)


Вы про какую схему? :) Я про эту:
http://ra4a.narod.ru/Spravka4/d29.htm

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 25 Авг 2010 20:42


про какую схему?
ну это примитив.. просто для примера было приведено. и тем не менее транзистор имеет тоже назначение.. обеспечить максимум входного сопротивления.. второй транзистр ничего не даст.. просто повторит результат первого.. (диапазон останется тот же.. 0.5в)
иначе прийдется придумывать термостабилизацию... стабилизацию тока через первый транзистор... да.. и еще много чего..

дайте мне сутки.. соберу все мысли в кучу.. выдам схемку.. ок?;)

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 26 Авг 2010 00:51 - Поправил: GAO


Vadim
второй транзистр ничего не даст.. просто повторит результат первого..

Это если оба будут включены повторителями, но что мешает один из транзисторов включить усилителем? А термостабилизировать уж один транзистор не проблема, пары резисторов достаточно.
Дерзайте! :)

Например такая схема, нарисовал на базе той:



PS Один резистор в ней лишний, заметил когда уже загрузил её, рисовал на скорую руку. :)

Gonets
Участник

Ukraine, Kyiv-Mykolaev
# Дата: 26 Авг 2010 16:29


Vadim посмотрите на сайте Болтек конструкцию измерителя напряжённости поля. Вполне возможно, что напряжение там вообще не измеряется, а измеряется ток (как производная напряжения). Сама конструкция измерителя экранируется верхним диском с перфорациями, и скорее всего верхний диск подвижен для изменения пределов измерения. Хотя, если присмотреться к софту на той же странице, то речь может идти о системе диполей для определения направления на разряд.
http://www.boltek.com/efm100.html

Gonets
Участник

Ukraine, Kyiv-Mykolaev
# Дата: 26 Авг 2010 16:33


P.S. мал времени сейчас ковырять ссылки, попробуйте сами :
URL

stormray
Участник

Москва, Царицыно
# Дата: 26 Авг 2010 18:28


Gonets

В этом болтеке измеряется напряжение. Диск постоянно вращается и вместе со схемой синхронного детектора служит для компенсации постоянных составляющих, мешающих усиливать сигнал. Кстати, эта проблему нужно решать, если делать стационарную конструкцию для постоянного мониторинга поля. А вот в карманном приборе достаточно для этого поставить дифференцирующую RC-цепь с T в несколько сек.

GAO
Я бы вместо правого транзистора поставил операционник, тогда усиление можно ещё поднять.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 26 Авг 2010 23:08


stormray
Я бы вместо правого транзистора поставил операционник, тогда усиление можно ещё поднять.

Можно и так. Да и транзистор этот можно обычный (не полевой) поставить. Ну, а начинать, как я думаю, лучше с простейшей схемы. Потом уже будет видно в каком направлении её усовершенствовать.

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 26 Авг 2010 23:56 - Поправил: Vadim


Всем прививет. вижу есть резонанс.. тема ожила ;)
Значится так.
Лег вчера спать стал думать что к чему.. как выполнять обещание.. и тут меня осенило..
а ведь мерить нужно-то не напряжение... а заряд который скопился на щупе-антенне..
а значит прибор должен обладать бесконечно большим сопротивлением.. иначе весь заряд будет стекать в землю не накапливаясь.. и зарегистрировать этотот наноток, в условиях городской жлектромагнитной засраности.. не представляется возможным. С этой мысьлю и уснул. ;)

днем было несколько экспериментов. результаты ниже.

Вот к чему я пришел, собственно обещаная мной схема.


я ее есстественно отмакетировал.. и проверил. работает идеально..
отказался от полевика из за отсутствия возможности измерять знак заряда.

в схеме применен операционник с полевыми транзисторами на входе..
можно любой с полевиками, какой найдете.
задача установки нуля упростилась до автоматической..

защита входных транзисторов встроена в микруху.. что еще упрощает жизнь.

показаометр показывает не только силу поля, но и его знак..
что значительно интереснее ;)

за одно снабдил его фильтром 50Гц (примитивным но тем не менее..)

обнаруживает расческу на растоянии 20см..
тучек нету.. проверить не на чем.
(хотя кое-кто обещал в краснодарском крае грозы... и где они? ;) )

выстрел из пьезозажигалки выдерживает.. раз 10 стрелял в щуп-антенну..
все работает только после страйка долго приходит в себя.. секунд 5..

антенна в стиле той как на фотке выше.. зонтик из 8 проволочек длинной 15 см.
можно заменить на диск.
Крышка от старой банки "нескафе" - была бы идеальна, но чтото их нет.. помните были раньше - крышка пробка.. не полиэтиленка а жестянка..

на первый взгляд схема может покажется сложной.
но на самом деле нет ничего сложного.
кроме того схема не нуждается в регулировках и настройке..
(кроме установки предела отклонения стрелки микроамперметра)

в схеме нет выключателя питания ;)
он тут ненужен. в состоянии покоя потребляемый ток от батарей около 0.5ма.. пол милиампера...

жду шквал вопросов.
позже, или по требованию будет печатная плата под Л.У.Т.

stormray
Участник

Москва, Царицыно
# Дата: 27 Авг 2010 00:27


Vadim
Вау... Для начала - на схеме входы ОУ не перепутаны часом?

обнаруживает расческу на растоянии 20см..
КП350, будучи просто подключенным к тестеру, тоже обнаруживает расческу на 20 см. Сам проверял. ;)
Стоимость операционника не смотрели?

И вообще, чего делаем? Стационарный или переносной прибор?

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 27 Авг 2010 00:45 - Поправил: Vadim


входы ОУ не перепутаны
конечно перепутаны )) щас исправлю.
тест на внимательность (шутка, моя невнимательность)
....
схему исправил.
спешил перенести в рисунок.. время - то истекало..

можно применять как в стационаре так и в переносном виде..
единственное - необходимо заземлять.

при измерении нужно открытое небо, желательно без столбов, проводов и деревьев.
либо поднимать выше всех предметов.



кп350 я знаю.. но он очень супернежный.. думаю зажигалку не выдежит )) и знак не покажет.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 27 Авг 2010 00:56


Vadim

Поздравляю! :)
По входному фильтру - а почему только на 50Гц ?
Не лучше использовать просто фильтр нижних частот, ведь помеха 100Гц мало уступает по силе 50-ти герцовой да и сигналы р/станций заодно отфильтруются?

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 27 Авг 2010 01:44 - Поправил: Vadim


пробку поставил потому что очень сильно мешала сеть..
100 герц не увидел.. а 50 почти затыкала ОУ.

Не лучше использовать просто фильтр нижних частот
в ОС С4 занимается этим вопросом в некоторой степени..
на 50 герцах C4 = 3М
на 100 герцах С4 = 1.5М
..
соответственно выше 100 кгц там килоомы

так что ФНЧ кабы есть.. ;)
акромя того сильно ФНЧикать нельзя.. пиков от разряда не будет видно - порежутся. по этому там есть R7..

в место измерительной головки можно подключать регистратор - график интересный получается..

но если сеть сильно будет мешать, можно выкинуть R7, а С4 увеличить до 100n.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 27 Авг 2010 11:34


Vadim
так что ФНЧ кабы есть.. ;)

Ну да, есть.:) Но он в цепи обратной связи и потому не защищает от перегрузки помехой по входу. Вообще фильтры в цепи обратной связи хороши когда уровень помех меньше или соизмерим с уровнем полезного сигнала. Наверно у вас поблизости нет мощных р/станций, думаю, что, например, в Москве, где высок уровень помех, схема с таким фильтром врядли будет работать с наружной антенной. Ведь мерять она же должна атмосферную статику, а не внутриквартирную.
Что касается полосы пропускания фильтра - если в качестве индикатора будет использоваться стрелочный прибор, то нет никакого смысла расширять её выше 10Гц. Вообщем, я сторонник пассивного ФНЧ на входе. :)

stormray
Участник

Москва, Царицыно
# Дата: 27 Авг 2010 13:09


Что касается полосы пропускания фильтра - если в качестве индикатора будет использоваться стрелочный прибор, то нет никакого смысла расширять её выше 10Гц. Вообщем, я сторонник пассивного ФНЧ на входе.
GAO

Согласен. Однако, возможно помеха идёт такая, что RC недостаточно и без режектора не обойтись...

схему исправил.
Vadim

Отлично! Теперь посмотрим, что получилось. А получился ОУ в инвертирующем включении. Входное сопротивление схемы 30 МОм, К усиления 6,6 Устраивает? В принципе, для штанги в 5м, наверное, пойдёт... Но тоже самое можно получить просто на полевике.

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 27 Авг 2010 13:24


не защищает от перегрузки помехой по входу
еще разок, кроме 50 герц ничто не мешает.
меньше чем в километре от меня находится РТПЦ с которого вещается 4 вещалки в FM укв 500Ватт + 1000ватт + 1000 ватт + 5000ватт
6 каналов ТВ ... от 250ватт до 1000..
вокруг дома 3 БС сотовой

все это может создать лишь десятки милливольт на метр.. и то в лучшем случае и вне рабочей полосы ОУ ..
статика-же - киловольты..

GAO вы сперва попробуйте повторить прибор.. сами убедитесь.
после этого уже будем вместе дорабатывать дальше.. ;)
ну чтоб не на догадках строить прибор...

чтоб он мог заинтересовать новичка, он должен быть очень прост.

GAO
Участник

Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 27 Авг 2010 21:36


Vadim
кроме 50 герц ничто не мешает

Поэтому и интересно - Вы с наружной антенной испытывали?

GAO вы сперва попробуйте повторить прибор

Если решусь повторять, то буду по своей схеме на своей элементной базе, т.к. точно таких мегаомных резисторов и ОУ у меня нет.

чтоб он мог заинтересовать новичка, он должен быть очень прост

Не только прост, но и не содержать дефицитных деталей, плюс обладать хорошей повторяемостью в разных услових. Помню в детстве долго не мог понять почему не работают собираемые мной приёмники прямого усиления, ловили они только грозовые помехи. Причина оказалась банальной - поблизости не было радиостанций. А ведь часть из них описывались как "приёмник с повышенной чувствительностью"! :)

Vadim
Участник

Армавир. Краснодарский край
# Дата: 28 Авг 2010 02:37 - Поправил: Vadim


... честно говоря я в шоке...
у меня тоже нет.. 200 мом набрал из 22 мом.. а сегодня еще 100 добавил.. мерить еще интереснее стало.. (шепотом, РАДИОСТАНЦИИ НЕ МЕШАЮТ, 100 герц тоже.. 525 кгц тоже не мешает..)

интересно - Вы с наружной антенной испытывали?
нет, понятие "наружняя антенна" не применимо..
антенна должна находиться в 10 см от прибора.. по этому вышел на крышу... заценил обстановку.. были облачка, отрицательно заряженые, иногда наблюдались всплески .. видимо небольшие разряды, внутри оных или между ними..
..все очень показательно работает.

для наружнего применения нужно этот девайс держать на крыше..
а кабелем опускать уже результат.

немного поразмышляю над калибровкой.
а то как-то в попугаях получаются измерения..
вот еще мысль.. прикрутить к устройству графический ЖК индикатор.. а то.. стрелка конечно хорошо.. но график лучше!
полазил в закромах, нашел 128х64 нужно софт написать.. и будет приборчик-шоколадка ..

Не только прост, но и не содержать дефицитных деталей, плюс обладать хорошей повторяемостью в разных услових.

да ничего дефицитного в нем нет.
если я в своем "мухосранске" все это имею... то вам уж стыдно должно быть..
повторяемость? ;) этого вам не узнать. Вы не решитесь ведь повторить? :)
а я доволен.
ради прикола втыкал разные операционники.. из перечислиенных.. результат тотже! работает и очень не плохо! ;)


дерзайте!

XOR
Участник

Ростов-на-Дону
# Дата: 14 Авг 2011 18:39 - Поправил: XOR


забавная штуковина)) оказывается даже работает))

LightningKY
Участник

Карталы,Челябинская область.
# Дата: 29 Мар 2012 07:52


Ниче вы ребятки не сделаете.ВЧ есть ВЧ.Ни отфильтруете и не спасете полевики.Полевики,они крайне чувствительны к статическому напряжению.Даже самые дорогие радиоприборы не защищены от этого.

<< . 1 . 2 . 3 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль 
 
 


Поддержка: miniBB forum software © 2001-2024