Koolboog(lamp) maken - tips?

Ik heb wel een set koolstaven voor grote zoeklichten

Er bestaan ook guts electrodes, voor electrisch gutsen. Daar moet hier ook nog ergens een doos van rondslingeren. Dat zijn dikke electrodes (8-10mm?) met koper mantel. Die mantel zou evt. verwijderd kunnen worden.

Ik schat dat om een boog te ontsteken toch een spanning van ca. 70V nodig gaat zijn, met een houdspanning van 40V, bij een behoorlijke stroom.

Een trucje zou kunnen zijn om van RF arc-start gebruik te maken, net zoals bij TIG-lassen. Maar dan wordt het wel een high-tech booglamp :)

De oorspronkelijke booglampen hadden trouwens ook een flink stuk mechaniek om de koolstof-electrode te blijven voeden, naarmate hij verder opsleet/verdampte. Maar dat was bij zoeklichten en filmstudio-lampen. Geen idee of uw boog lang genoeg in stand moet blijven om een dergelijk mechaniek (of handmatige voeding) nodig te maken.

Ik deed het vroeger wel met vulpotloodvullingen 2 mm, 50V dc 2A was genoeg om een mooie heldere vonk te krijgen.

Voeding was een regelbare RB voeding met stroom begrenzing, potloden even van elkaar aftrekken en je hebt ontsteking.

Viavia kwam ik erachter dat een kg zendamateur dit niet zo leuk vond, de booglamp gaf schijnbaar flink storing in de 80meterband.

Ik denk dat de informatie die je zoekt, te vinden is in het "Jongens electriciteitsboek" van Fred Hagenaar (Leonard de Vries).

50V dc 2A was genoeg om een mooie heldere vonk te krijgen.

Klopt ja, nu herinner ik me dat ik met m'n zinkvonker (EDM, Electric Discharge Machining; een uit de kluiten gewassen relaxatie-oscillator, RC), met een open spanning van ca. 70V, ook een leuke boog kon trekken en net zo lang instand kon houden als ik wilde. De stroom was instelbaar d.m.v. een bank vermogensweerstanden.

Daarmee zou een booglamp ook wel moeten lukken verwacht ik :)

De secundaire voeding van de machine is afgezekerd met 7.5A, dus de boogstroom heeft nooit meer kunnen zijn dan dat. Ik vermoed dat het rond de 5A was (afhankelijk van hoeveel weerstand je inschakelt, uiteraard)

Leonard de Vries

Hij had eind jaren '70 of begin '80 ook een TV-programma, ik meen 'o zit dat zo!' Al zijn boeken zijn ook zeer aanbevelenswaardig.

Ik probeer me even te herinneren hoe Hagenaar het deed. Iets zegt me dat hij een straalkacheltje als voorschakelweerstand gebruikte en het geheel gewoon aan het net hing. Maar ik denk dat hij ook geavanceerdere mechanismen beschreef. Mogelijk ook met een soldenoid in serie om de booglengte stroomafhankelijk constant te houden.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op (17%)]

Op donderdag 10 april 2025 21:44:23 schreef Peter112:
Ik deed het vroeger wel met vulpotloodvullingen 2 mm, 50V dc 2A was genoeg om een mooie heldere vonk te krijgen.

Voeding was een regelbare RB voeding met stroom begrenzing, potloden even van elkaar aftrekken en je hebt ontsteking.

Viavia kwam ik erachter dat een kg zendamateur dit niet zo leuk vond, de booglamp gaf schijnbaar flink storing in de 80meterband.

Dit is goede informatie :)
2mm en 2a is al een stap in de goede richting.

En ja, booglampen kunnen storen. Als je iets van capaciteit en inductie in het circuit hebt zitten, kunnen ze wild gaan oscilleren.

Over stelmechanismen maak ik me nog niet zoveel zorgen. Het ding hoeft maar kort te branden - puur om te ontsteken (door aanraking), het monster aan te brengen in de boog (schijnt ook vooraf te kunnen, de negatieve elektrode brandt normaliter in tot een krater en precies daar kan je mooi je monster in deponeren) en het uitgezonden licht op te vangen met de spectrometer.
Dat is misschien een 'ooit' projectje als ik er eentje wil maken die als exotische bureaulamp bruikbaar is. Maar niet waar ik nu mee bezig ben dus.

[Bericht gewijzigd door Ledlover op (28%)]

Ik herinner mij dat ik dit ooit met de transformator vsn mijn ELMEC (AfO *) doos geb gedaan. die kon zo'n 2A geven. Eest de ekektroden lichtjes tegen elkaar breneg en dan, zodra er een vlamboogje ontstond langzaam uit elkaar draaien tot de boog uit ging. Die stand onthouden en dan opnieuw starten tot even voor het doofpunt.

Ik had koolelectroden van een oom van me gekregen, die een wat spitse punt haden en een kern van 'weet ik veel'; dunner dan een potlood. Af en toe wat afslijpen was wel nodig en doorlopend, middels een spindel van een stuk draadeind, zorgen dat de vlamboog bleef branden.

Doe wel een lasbril op. Buiten dat de vonk fel is, geeft hij een overdosis UV af tot ver in het UV-C !!

*) Apparaten fabriek Oldenzaal

Ik heb met een oude operateur gekend die nog met koolspits projectoren heeft gewerkt lang geleden.
Die vertelde dat de brandspanning tussen de 50 em 70 volt was en tot een 10 ampere.
Maar die spitsen waren best wel dik en moesten geslepen worden voor gebruik.
Ik denk dat je inderdaad met 2 vulpotloodstaafjes en een lagere stroom en spanning al een heel eind komt voor je experiment.

Ik heb een boek over de haagsche straatverlichting de laatste eeuw.
In Scheveningen hebben booglampen gestaan en er staat iets over beschreven hoe dat werkte met een spoel in serie en gewichten.
Zal eens zoeken of ik dat kan vinden.

"De koolstaven zijn nu nog plat. Is het noodzakelijk om ze eerst in een bepaalde vorm te slijpen?"
Ik gebruikte de koolstof staven uit lege bruinkoolbatterijen, D cel. Met een puntenslijper -voor potloden- maakte ik daar een punt aan.

Dat is wel als 12-jarig (?) jochie, nu ongeveer 60 jaar geleden. Ik weet niet waar ik het idee vandaan haalde. Een kale, metalen constructie (met Meccano), op netspanning 220V. Afstellen was lastig: ik heb heel wat zekeringen laten smelten. Snel en stiekem naar de meterkast, want mijn ouders hielden niet echt van mijn experimenten (Henkie het huisgevaar).

Ja, met een smoorspoel in serie heb je aan 24V meer dan genoeg om de boog in stand te houden. Waarom men een ongezonde en energieverslindende lichtbron wil gaan gebruiken is mij een raadsel. Zal wel een studieobject of eindwerk zijn voor school. Als de bedrading lang genoeg is maak je daar een mooie stoorzender mee.

[Bericht gewijzigd door jerome op (13%)]

Spanning en stroom hangen sterk af van het gebruik. Je zet ook geen vuurtoorn lamp in je fietslamp (en vice versa).
Wat @revado zegt klopt helemaal. On de bioscoop heb je veel licht nodig. Tegenwoordig wotden daat hoge druk xenon booglampen gebruikt.
Voor e perimenten zijn dikke potloodstiften bruikbaar, maar erg breekbaar.

Op vrijdag 11 april 2025 00:01:26 schreef jerome:
Ja, met een smoorspoel in serie heb je aan 24V meer dan genoeg om de boog in stand te houden. Waarom men een ongezonde en energieverslindende lichtbron wil gaan gebruiken is mij een raadsel. Zal wel een studieobject of eindwerk zijn voor school. Als de bedrading lang genoeg is maak je daar een mooie stoorzender mee.

Goed lezen dus, het verdampen en verhitten van niet-organische stoffen tot temperaturen ver boven de 1000 graden, om zodoende het uitgestraalde lichtspectrum op te kunnen vangen.
Niet mijn eigen idee, heb het uit het Philips tijdschrift gehaald. Met het verschil dat ik niet met fotografische platen werk, en hoop de boel een beetje terug te kunnen schalen tot iets beneden lasapparaat-niveau qua vermogen.

[Bericht gewijzigd door Ledlover op (16%)]

230V gebruiken met een straalkachel in serie werkte bij mij heel goed.
Ik gebruikte ook koolstof staafjes uit batterijen, daar zat iets van teer oid in wat niet bevordelijk
is voor de luchtkwaliteit.
En idd een laskap gebruiken want er komt een belachelijke hoeveelheid licht vanaf.

Tegen de dampen hebben we een zuurkast. Ben van alle gemakken voorzien wat dat betreft.
De staafjes bevatten inderdaad iets, maar na 1x roodgloeiend stoken is alle meuk er uitgebrand. Kan uiteraard zijn dat er alsnog vervuiling van de mangaan in zit maar dat zien we dan wel weer.

[Bericht gewijzigd door Ledlover op (53%)]

Een tijdje terug ben ik bezig geweest met het bouwen van een regelbare voeding zonder elco aan de uitgang. Daar ontdekte ik dat ik op spanningen van minder dan 30V soms vonkbogen kreeg bij het verbreken van de stroom van 4,4A (en ook geen ms meer dan dat heb ik met de scoop uitgezocht). Het lijkt er op dat een spanningsbron met een snellere hersteltijd helpt in het handhaven van een vlamboog.

Heeft de conciërge geen lasapparaat staan, of staat er in het klushok niets? Kost een kwartiertje werk om de zaak op te bouwen en uit te proberen.... Zelfs als een nieuwe inverter moet worden aangeschaft vallen de kosten mee (80 euro bij Lidl, 10-80A https://www.lidl.nl/p/parkside-omvormer-lasapparaat/p100374718#fromRec… ; geen inverter waar ik een hele dag mee zou willen (of kunnen) lassen, maar voor een dergelijk experiment goed genoeg. Mogelijk gaat een plasmasnijdertje van 50 euro ook werken, al dan niet met enige modificatie.)

Moderne lasinvertertjes kunnen trouwens tot een paar ampère teruggeregeld worden. Zelfs m'n zware 3-fase inverter kan ik tot (gemeten) 4A terugregelen; daarbeneden wordt de boog instabiel. Ooit wel eens geëxperimenteerd om zelf een micro-TIG apparaat te bouwen, waarbij de RF-ontsteking continu werkte om de boog ook tot nog veel lagere stroomsterktes stabiel te houden (wel in een Argon-omgeving), maar dat gaat voor uw experiment overkill zijn.

Oftewel, men neme een koolstofelectrode, bevestigt hem in de electrodehouder, men trekke een laspak en lashandschoenen aan (ik zou TIG-handschoenen nemen, geen laswanten), en men zette een lashelm op. Het omkleden kost meer tijd en energie dan het opbouwen van de 'proefopstelling' ;)

(off-topic, maar een andere leuke techniek met die koolstofelementjes uit oude batterijen is resistance soldering (weerstandssolderen), waarbij de warmte zeer lokaal kan worden ingebracht. Wordt veel in de modelbouw gebruikt.)

Spitskoollampen hebben een negatieve weerstand als ze branden.
Vandaar dat ze RF uitzenden in de 80m - band als je de bedrading 'ongelukkig' uitlegt en dat je ze moet voorzien van een stroombegrensinrichting.

Maar dan zouden ze toch ook op een andere frequentie zenden als je de draden anders legt?

Dat zit er dik in.
Maar een schone sinus zal het niet zijn, dus de rommel die de lamp uitzendt zal wel breedbandig zijn.
Zie ook pagina 2 eerste kolom van dit document

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (86%)]

Op donderdag 10 april 2025 21:06:52 schreef Ledlover:
Ik ben bezig met het proberen te maken van een kleine booglamp. De koolstaven die ik heb genomen zijn uit een platte 4,5v batterij.

Ik heb alleen nog weinig succes. 12v 25a is te weinig spanning. 30v 25a idem dito. Opgeschaald naar een kleine scheidingstrafo - 230v met 100w gloeilamp in serie, nog niet lekker.

De koolstaven zijn nu nog plat. Is het noodzakelijk om ze eerst in een bepaalde vorm te slijpen?

Het uiteindelijke doel is om deze boog op gelijkspanning te laten werken, met een "onbekende" chemische substantie op de kathode. Deze zal verdampen en tot zeer hoge temperatuur worden verhit, waardoor deze licht gaat uitstralen met een karakteristiek spectrum, wat ik weer kan meten met een spectrometer. Vergelijkbaar met de traditionele vlamproef, maar dan op ongeveer 2000 graden in plaats van 1000 graden, waardoor meer substanties te analyseren zijn.

Je wilt dus een vonk emissie spectrum meter maken en geen booglamp.
Een booglamp is zo gemaakt dat door een hoge spanning een vonk overslaat die als het ware een plasma-weg baant. Nadat de eerste vonk een weg van geleidend (laagohmig) plasma heeft gemaakt zal er bij een veel lagere spanning een stroom blijven lopen waarbij het plasma licht blijft uitstralen. De spanning waarbij de plasmaboog het beste in de openlucht in stand bleef bleek in het verleden dus zo'n 55 Volt te zijn. De kleur van het licht wordt dan bepaald door de in het plasma aanwezige elementen als zoals stikstof en zuurstof. Gassen waar de buitenlucht grotendeels uit bestaat.

Voor het laten werken van een van een spectrummeter is iets meer nodig dan alleen een vlamboog.
De volgende experimentele opstelling is dan nodig:

Of deze:

In principe begint het met een stuk optiek dat het licht van de vlamboog opvangt en in een bundel naar een prisma of een tralie of een andersoortige concave lens of spiegel stuurt. Dat prisma splitst de lichtbundel in zijn primaire kleuren. Of te wel: Het maakt gewoon een regenboog. In de de z.g. Rowland cirkel worden dan op exact bepaalde plaatsen foto sensoren geplaatst die van elke kleur de sterkte meten. Elk element dat zich in het plasma van de vlamboog bevindt heeft een eigen kleuren spectrum. Met een computer programma kun je aan de hand van de gemeten signaal sterkten van alle kleuren terug rekenen hoeveel van elk element zich in het plasma heeft bevonden.

Als photo sensoren worden hiervoor meestal z.g. photomultipliers gebruikt. Een van de laatst nog gebruikte toepassing voor de radiobuis. Tegenwoordig is de CCD (=charged coupled devices) technologie echter zo goed dat deze techniek in de wat eenvoudigere spectrumanalyzers al wordt toegepast. De gevoeligheid van de photomultipliers wordt nu echter nog niet door ccd's geëvenaard. Ccd's zijn wel een stuk makkelijker. Het is eigenlijk net zoiets als de ouderwetse fotogevoelige plaat. Alleen een stuk kleiner. Met als gevolg een veel kleinere Rowland circel en veel kleinere optiek. Met die fotomultiepliers heb je veel meer ruimte nodig. Een fotomultiplier heeft ongeveer de grootte van een EL34 penthode. Daarvan een dertig in een halve circel en waarvan elke buis ook nog is uitgerust met een speciaal spiegeltje dat op de micron moet worden uitgericht. Dan krijg je een zeer complex apparaat waar je zomaar een week mee bezig bent om een goed en stabiel en reproduceerbaar meetapparaat te krijgen.

In deze spectrummeters worden overigens geen koolspitsen booglampen gebruikt. Dat kan ook niet omdat het fel gele licht afkomstig van koolstofatomen in een plasma al het andere licht zou overstemmen. De foto multipliers zouden gewoon verblind worden. In de spectrum meter wordt een electrode gebruikt van een speciale legering die niet snel opgevreten wordt door de vlamboog. De andere elektrode is dan het af te vonken object. Verder bevind de vlamboog zich in een afgesloten ruimte die gevuld is en in overdruk staat met argon gas. De stikstof en zuurstof uit de lucht geven n.l. ook prachtige verblindende lichtverschijnselen. Een heel klein lekje in het vlamkamertje zag je onmiddellijk in de meetresultaten. De hele ruimte waar de optiek en de Rowland cirkel in zat was ook diep vacuüm gemaakt met een z.g. turbomoleculairpomp.
In een wat ouder type spectrum meter werd de vlamboog overigens gemaakt met een gewone autobobine. En de vlamboog zelf was maar een paar mm lang. Extreme dingen als koolspitsen booglampen horen in dergelijke gevoelige meetapparaten echt niet thuis.

Wij hadden o.a. deze spectrummeters in onderhoud: Spectrum meter

Ex-Fietser, je hebt ongetwijfeld gelijk in de zin dat het bij jullie op die manier gebeurde, en ik heb mij ook al zorgen gemaakt over het felle licht van de boog en de invloed van atmosferische gassen die de spectrumlijnen van het monster overstemmen.

MAAR

Philips deed het zo, met succes, voor zover ik kon zien gewoon in de vrije lucht. En als het goed genoeg is voor het Philips Natlab, dan is het goed genoeg voor mij. Blijkbaar zijn de bezwaren van het branden van de boog in lucht voldoende klein.

Zie voor het volledige artikel https://drive.google.com/file/d/11McvdFJuN6UKlAVSoFzGEgpftV83U98a/view

Duidelijk zichtbaar is het kleine afzuigkapje dat de vuile dampen van de booglamp afzuigt.

Philips maakt ook onderscheid tussen de vonktechniek en de boogtechniek voor het vaststellen van het spectrum. Ik heb het ook eerst met hoogspanning geprobeerd (aliexpress hoogspanningsgeneratortje), maar ik liep tegen een probleem aan: een intermitterende vonk blaast het materiaal al gauw weg en omdat ik dus een camera-gebaseerde spectrometer gebruik in plaats van een strook fotopapier, is een continue lichtbron veel praktischer. Spleet, diffractierooster e.d. zit in dat ding zelf.

Wat storing betreft:

Een koolboog veroorzaakt in principe net zoveel rommel als een lasboog. Kool of staal in je elektrodes maakt daar niets uit m.a.w. gewoon enorm veel ruis, eventueel 100hz gemoduleerd. Maar zoals met iedere zender, zolang je er geen antenne aanhangt wordt er ook niet heel veel uitgestraald.
Zou je er 2x 5m laskabel aan verbinden, en die netjes in een lus over de werkbank draperen - ja, dan kan je wel verwachten dat je ergens daadwerkelijk iets goed uit gaat stralen. Doch een boog moet echt bewust aan het oscilleren gebracht worden, om wat meer dan een bult ruis uit te stralen. Kijk naar de teslacoil-bouwers - zodra de vonkontlading in de vonkbrug omslaat naar een boog (onvoldoende blussing of teveel stroom), komt er geen vermogen meer uit.

Je kan 'm omtoveren in een boogzender of oscillator (theoretisch gezien zou je een koolboog-teslacoil kunnen construeren), maar dan moet je wel redelijk bewust resonante kringen toe gaan voegen. Dan is ie overigens nog steeds erg vuil, maar in ieder geval kan je dan zeggen 'Hij zendt ongeveer dáár uit'. De boog moet in een atmosfeer van koolwaterstoffen branden (dat is waarom het onderhoud aan "echte" boogzenders zo gevaarlijk was - open de boogkamer, gevuld met alcoholdamp of waterstof voordat de spitsen volledig zijn afgekoeld en de boel explodeert zodra er lucht bijkomt) en idealiter ook in een specifiek magneetveld.

Dat werkt ook op laagfrequent. Zie hier een video van een 'zingende' boog door een italiaans wetenschapsmuseum: https://youtu.be/cCEU3ShVE2E?t=129

[Bericht gewijzigd door Ledlover op (13%)]

Op zaterdag 12 april 2025 07:53:54 schreef Ledlover:
Ex-Fietser, je hebt ongetwijfeld gelijk in de zin dat het bij jullie op die manier gebeurde, en ik heb mij ook al zorgen gemaakt over het felle licht van de boog en de invloed van atmosferische gassen die de spectrumlijnen van het monster overstemmen.

Philips deed het zo, met succes, voor zover ik kon zien gewoon in de vrije lucht. En als het goed genoeg is voor het Philips Natlab, dan is het goed genoeg voor mij. Blijkbaar zijn de bezwaren van het branden van de boog in lucht voldoende klein.

@Ledlover;

Het is niet mijn bedoeling om jouw idee af te kraken ofzo. Ik vind het zelfs een heel leuk idee. Ik heb alleen beschreven hoe dit soort spectrum-metrie gedaan word in wetenschappelijke wereld. Daar kunnen wij als amateur natuurlijk niet tippen. Ik zou bijvoorbeeld niet weten waar ik een fles argon vandaan zou moeten halen bijvoorbeeld. Argon heeft helaas geen geestveruimende eigenschappen zoals bijvoorbeeld lachgas dat heeft. Dan had je het vast overal kunnen kopen voor weinig. ;)

Gewoon atmosferisch werken blijft dan over voor ons amateurs. Met booglampen en lasvlammen ga je het denk ik niet redden omdat daar erg veel storende materialen in zitten. Bij de booglamp ga je veel koolstof hebben die de meting negatief zal beïnvloeden. Ik denk niet dat je met photomultipliers gaat werken dus van verblinden en zelfs beschadigen van de multypliers zal geen sprake zijn. Waarschijnlijk ga je wel het licht van andere elementen behoorlijk overstemmen en laten verdwijnen in de ruis.

Met een lasvlam heb je waarschijnlijk hetzelfde verhaal. Die lasvlam is er zelfs speciaal voor om materiaal te transporteren van de lasdraad naar naar het werkstuk. In het spectrum zul je dus voornamelijk het licht van dat materiaal gaan zien. Ik denk dat als je het gewoon een kale vlamboog opgewekt, het met een bobine ook voor ons amateurs de beste resultaten gaat geven.

Het probleem van afzonderlijk vonkjes zou je kunnen oplossen door de vonkfrequentie enorm te verhogen. Gewoon de auto bobine aansturen met een NE555 met eindtransistor als versterker. Ik weet niet wat je als sensor wil gaan gebruiken? Maar een met gewone (video) camera kom je denk ik al een heel eind. Ga je de beeldlijnen splitsen met een prisma of een een tralie?

Een vacuum kamer voor de optiek lijkt me ook redelijk onhaalbaar. Maar elementen aantonen op PPM en minder niveau lijkt me ook niet jou bedoeling. Zonder met argon gevulde vonkruimtes en vacuum kamers kun je ook heus wel wat.
Probeer wel een zo schoon mogelijke vonkboog te maken. En ja resonantie zal daarvoor nodig zijn. En daarvoor zijn de z.g. ism banden bedacht

Al die ism banden liggen in elkaars harmonischen netjes achter elkaar zodat je eventueel opgewekte harmonischen dan ook netjes in een ism band vallen. Dat ze daar nu toevallig ook allemaal deuropeners en andersoortige dingen als die goedkope free air portofoons in laten werken is jammer voor deze gebruikers die eigenlijk illegaal bezig zijn. Dat wil overigens niet zeggen dat je maar raak mag blèren in die ism bandjes natuurlijk. Je moet het met filteren enzo nog steeds binnen de perken houden.

Veel succes.

De Titanic had als hoofdzender ook een 5 kw spark type.
http://www.halifax-arc.org/pdf/TitanicRadio1.pdf

leesvoer over vonkzenders radio Kootwijk
https://radiokootwijk.nu/wp-content/uploads/Radio-Kootwijk-Over-en-uit… vanaf bladzijde 18.

Een boogzender is echt compleet onvergelijkbaar met een vonkzender. De boogzender geeft namelijk ongedempte golven, net zoals een buis of transistorzender. Hij heeft meer overeenkomsten met een neon indicatorlampje dan met een vonkzender.
De Titanic heeft nooit een boogzender aan boord gehad. Die vond je meer op amerikaanse marineschepen, waarbij een deel ook geschikt was voor radiotelefonie.

Kootwijk heeft altijd een machinezender gebruikt. In Kootwijk heeft nooit een vonk, noch een boogzender gestaan.

Het tegenstation, Malabar, had de wereldberoemde 2MW boogzender. Doch wegens de slechte betrouwbaarheid hebben ze een groot deel van het verkeer afgewikkeld via de 2 200kW machinezenders.

Er bestaan ook plasma tweeters.
Oa Magnat heeft die ooit geleverd, onbetaalbaar overigens :)
Ik heb ze ooit, dacht bij Stuut en Bruin audio, gezien, gehoord en GEROKEN.
De ozondamp was behoorlijk...
Zijn nog steeds zelfbouwers mee actief, het zou geweldig klinken.