W eksperymencie postanowiłem zastosować olejowe kondensatory firmy Maxwell na napięcie 2 kV i o pojemności 50 uF przeznaczone dla medycznych defibrylatorów zdolne do pracy w układach gdzie następuje szybkie wyładowanie dużych prądów. Dla zabezpieczenia diod które nie mają zbyt dużej wydajności prądowej postanowiłem pomiędzy wyjściem mostka a kondensatorami zastosować wysokonapięciowy rezystor dużej mocy o rezystancji 500 omów, który spowolni trochę proces ładowania i sprawi, że w chwili włączenia transformatora nie popłynie od razu duży prąd ładowania.

Rys. 6 Układ ładowania kondensatora z rezystorem ograniczającym prąd ładowania.


Rys. 7 Stycznik dużej mocy 500 A 800 V.

Po naładowaniu kondensatorów należy zadbać o bezpieczne i szybkie przekazanie zgromadzonej energii do obszaru, w którym nastąpi wyładowanie elektryczne. Początkowo planowałem zastosowanie kilku dużych tyrystorów ale znalazłem w swoich zasobach duży stycznik wysokoprądowy zdolny przełączać prąd o natężeniu 500A więc postanowiłem go zastosować. Jedyny problem jaki występuje w przypadku takich styczników to brak możliwości zsynchronizowania wyładowania z aparatem fotograficznym bo czas opóźnienia pomiędzy zasileniem cewki a efektywnym zwarciem wyjścia jest bardzo różny.

Rys. 8 Gotowy układ przygotowany do generowania wyładowań wysokoprądowych.

Teraz pora przygotować sam pojemnik, w którym powstaną pioruny kuliste. Potrzebna będzie duża, szklana zlewka lub plastikowy pojemnik. Ze względów bezpieczeństwa lepszym wariantem jest ten drugi bo w trakcie silnych wyładowań może powstać fala uderzeniowa zdolna potłuc szkło. Ja na początek zastosowałem szklaną zlewkę bo początkowo postanowiłem przeprowadzać stosunkowo niewielkie wyładowania i stopniowo zwiększać energię. Taką zlewkę należy wypełnić czystą wodą do 3/4 jej objętości. Do zlewki należy wstawić dwie elektrody - dodatnią w postaci np. miedzianej pętli lub blachy, która będzie miała możliwie dużą powierzchnię. Tą elektrodę połączymy z przekaźnikiem i to ją zasilimy w chwili rozładowania baterii kondensatorów. Teraz pora na elektrodę ujemną. Należy wykonać ją w postaci rurki szklanej o przekroju ok. 5 do 8 mm, najlepiej kwarcowej w której należy umieścić elektrodę w odległości ok. 5 - 10 mm od jej wierzchołka.

Rys. 9 Schemat budowy generatora piorunów kulistych.

Dolną część elektrody należy połączyć z grubym, miedzianym przewodem i zaizolować w ten sposób, by całkowicie odizolować elektrodę i przewód od wody. Taką elektrodę należy umieścić tak by wystawała nad powierzchnię cieczy w zlewce na 2 - 3 mm. Do tak przygotowanej elektrody będziemy wlewać wodę przed każdym wyładowaniem w taki sposób, by utworzył się wypukły menisk ponad rurką.

Rys. 10 Przygotowanie elektrody ujemnej z miedzianej siatki.


Rys. 11 Generator piorunów przed zalaniem wodą.