Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Катушка Тесла. Устройство и виды. Работа и применение

Одним из знаменитых изобретений Николы Тесла была катушка Тесла. Это изобретение представляет собой резонансный трансформатор, который образует высокочастотное повышенное напряжение. В 1896 году на изобретение выдан патент, который имел название аппарата для образования электрического тока высокого потенциала и частоты.

Разновидности

Со времен Николы Тесла появилось много различных видов трансформаторов Тесла. Рассмотрим распространенные основные виды таких трансформаторов, как катушка Тесла.

SGTC – катушка, работающая на искровом разряде, имеет классическое устройство, используемое самим Теслой. В этой конструкции элементом коммутации является разрядник. У маломощных устройств разрядник выполнен в виде двух отрезков толстого проводника, находящихся на определенном расстоянии. В устройствах большей мощности используются вращающиеся разрядники сложной конструкции с применением электродвигателей. Такие трансформаторы производят при необходимости получения стримера большой длины, без каких-либо эффектов.

VTTC – катушка на основе электронной лампы, которая является коммутирующим элементом. Подобные трансформаторы способны функционировать в постоянном режиме и выдавать разряды большой толщины. Такой тип питания обычно применяют для создания катушек высокой частоты. Они создают эффект стримера в виде факела.

SSTC – катушка, в конструкции которой в качестве ключа используется полупроводниковый элемент в виде мощного транзистора. Такой вид трансформаторов также способен функционировать в постоянном режиме. Внешняя форма стримеров от такого устройства бывает самой различной. Управление с полупроводниковым ключом более простое, существуют такие катушки Тесла, которые умеют играть музыку.

DRSSTC – трансформатор, имеющий два контура резонанса. Роль ключей играют также полупроводниковые компоненты. Это наиболее сложный в настройке и управлении трансформатор, однако, он используется для создания впечатляющих эффектов. При этом большой резонанс получается в первом контуре. Во втором контуре образуется наиболее яркие толстые и длинные стримеры в виде молний.

Устройство и работа

Элементарный трансформатор Тесла включает в себя две катушки, тороид, конденсатор, разрядник, защитное кольцо и заземление.

Тороид выполняет несколько функций:
  • Снижение частоты резонанса, особенно для вида катушки Тесла с полупроводниковыми ключами.Полупроводниковые элементы плохо функционируют на повышенных частотах.
  • Накапливание энергии перед возникновением электрической дуги. Чем больше размер тороида, тем больше энергии накоплено. В момент пробоя воздуха тороид выдает эту накопленную энергию в электрическую дугу, при этом увеличивая ее.
  • Образование электростатического поля, отталкивающего дугу от вторичной обмотки. Часть этой функции исполняет вторичная обмотка. Однако тороид помогает ей в этом. Поэтому электрическая дуга не бьет во вторичную обмотку по кратчайшему пути.

Обычно наружный диаметр тороида в два раза больше диаметра вторичной обмотки. Тороиды производят из алюминиевой гофры и других материалов.

Вторичная обмотка трансформатора Тесла является основным элементом конструкции. Обычно длина обмотки относится к ее диаметру 5 : 1. Диаметр проводника для катушки выбирают из расчета, чтобы разместилось около 1000 витков, которые должны располагаться плотно между собой. Витки обмотки покрывают несколькими слоями лака или эпоксидной смолы. В качестве каркаса выбирают ПВХ-трубы, которые можно купить в строительном магазине.

Защитное кольцо служит для предохранения от выхода из строя электронных элементов в случае попадания электрической дуги в первичную обмотку. Защитное кольцо устанавливается, если размер стримера (электрической дуги) больше длины вторичной катушки. Это кольцо выполнено в виде медного незамкнутого проводника, заземленного отдельным проводом на общее заземление.

Первичная обмотка чаще всего выполняется из медной трубки, применяемой в кондиционерах. Сопротивление первичной обмотки должно быть небольшим, так как по ней будет проходить большая сила тока. Трубку чаще всего выбирают толщиной 6 мм. Также можно использовать для намотки проводники большого сечения. Первичная обмотка является своеобразным элементом подстройки в таких катушках Тесла, в которых первый контур резонансный. Поэтому место подключения питания выполняют с учетом его перемещения, с помощью которого меняют частоту резонанса первого контура.

Форма первичной обмотки может быть различной: конической, плоской или цилиндрической.

Катушка Тесла должна иметь заземление. Если его не будет, то стримеры будут бить в саму катушку, для замыкания тока.

Колебательный контур образован конденсатором совместно с первичной обмоткой. В этот контур также подключен разрядник, который является нелинейным элементом. Во вторичной обмотке также образован контур колебаний, в котором конденсатором выступает емкость тороида и межвитковая емкость катушки. Чаще всего для предохранения от электрического пробоя вторичную обмотку покрывают лаком или эпоксидной смолой.

В результате катушка Тесла, или другими словами трансформатор, состоит из двух контуров колебаний, связанных между собой. Это и придает трансформатору Тесла необычные свойства, и является основным отличительным качеством от обычных трансформаторов.

При достижении напряжения пробоя между электродами разрядника, образуется электрический лавинообразный пробой газа. При этом происходит разряд конденсатора на катушку через разрядник. Вследствие этого цепь контура колебаний, который состоит из конденсатора и первичной обмотки, остается замкнутой на разрядник. В этой цепи возникают колебания высокой частоты. Во вторичной цепи образуются резонансные колебания, в результате чего возникает высокое напряжение.

Во всех видах катушки Тесла главным элементом являются контуры: первичный и вторичный. Однако генератор колебаний высокой частоты может отличаться по конструкции.

Катушка Тесла по сути дела состоит из двух катушек, не имеющих металлического сердечника. Коэффициент трансформации катушки Тесла в несколько десятков раз выше отношения числа витков обеих обмоток. Поэтому выходное напряжение трансформатора достигает нескольких миллионов вольт, что и обеспечивает мощные электрические разряды длиной в несколько метров. Важным условием является образование контура колебаний первичной обмоткой и конденсатором, вхождение в резонанс этого контура с вторичной обмоткой.

Виды эффектов от катушки Тесла

  • Дуговой разряд – возникает во многих случаях. Он характерен ламповым трансформаторам.
  • Коронный разряд является свечением воздушных ионов в электрическом поле повышенного напряжения, образует голубоватое красивое свечение вокруг элементов устройства с высоким напряжением, а также имеющим большую кривизну поверхности.
  • Спарк по-другому называют искровым разрядом. Он протекает от терминала на землю, либо на заземленный предмет, в виде пучка ярких разветвленных полосок, быстро исчезающих или меняющихся.
  • Стримеры – это тонкие слабо светящиеся разветвляющиеся каналы, содержащие ионизированные атомы газа и свободные электроны. Они не уходят в землю, а протекают в воздух. Стримером называют ионизацию воздуха, образуемую полем трансформатора высокого напряжения.

Действие катушки Тесла сопровождается треском электрического тока. Стримеры могут превращаться в искровые каналы. Это сопровождается большим увеличением тока и энергии. Канал стримера быстро расширяется, давление резко повышается, поэтому образуется ударная волна. Совокупность таких волн подобен треску искр.

Малоизвестные эффекты катушки Тесла

Некоторые люди считают трансформатор Тесла каким-то особенным устройством, обладающим исключительными свойствами. Также есть мнение, что такое устройство способно стать генератором энергии и вечным двигателем.

Иногда говорят, что при помощи такого трансформатора можно передавать электрическую энергию на значительные расстояния, не используя провода, а также создать антигравитацию. Такие свойства не подтверждены и не проверены наукой, но Тесла говорил о скорой доступности таких способностей для человека.

В медицине при длительном воздействии токов высокой частоты и напряжения могут образоваться хронические заболевания и другие отрицательные явления. Также нахождение человека в поле высокого напряжения негативно сказывается на его здоровье. Можно отравиться газами, выделяемыми при функционировании трансформатора без вентиляции.

Применение
  • Величина напряжения на выходе катушки Тесла иногда достигает миллионов вольт, что формирует значительные воздушные электрические разряды длиной в несколько метров. Поэтому такие эффекты применяют в качестве создания показательных шоу.
  • Катушка Тесла нашла применение в медицине в начале прошлого века. Больных обрабатывали маломощными токами высокой частоты. Такие токи протекают по поверхности кожи, оказывают оздоравливающее и тонизирующее влияние, не причиняя при этом никакого вреда организму человека. Однако мощные токи высокой частоты оказывают негативное влияние.
  • Катушка Тесла применяется в военной технике для оперативного уничтожения электронной техники в здании, на корабле, танке. При этом на короткий промежуток времени создается мощный импульс электромагнитных волн. В результате в радиусе нескольких десятков метров сгорают транзисторы, микросхемы и другие электронные компоненты. Это устройство действует абсолютно бесшумно. Существуют такие данные, что частота тока при функционировании такого устройства может достигать 1 ТГц.
  • Иногда такой трансформатор применяется для розжига газоразрядных ламп, а также поиска течи в вакууме.

Эффекты катушки Тесла иногда используют в съемках фильмов, компьютерных играх. В настоящее время катушка Тесла не нашла широкого применения на практике в быту.

Катушка Тесла на будущее

В настоящее время остаются актуальными вопросы, которыми занимался ученый Тесла. Рассмотрение этих проблемных вопросов дает возможность студентам и инженерам институтов взглянуть на проблемы науки более широко, структурировать и обобщать материал, отказаться от шаблонных мыслей.

Взгляды Тесла актуальны сегодня не только в технике и науке, но и для работ в новых изобретениях, применения новых технологий на производстве. Наше будущее даст объяснение явлениям и эффектам, открытым Теслой. Он заложил для третьего тысячелетия основы новейшей цивилизации.

Похожие темы

Катушки Тесла

Высоковольтные испытательные стенды, называемые «Катушки Тесла», находятся на окраине города Истры. В советское время здесь зафиксировали искусственный разряд молнии длиной 150 метров. В наши дни этот полузаброшенный объект впечатляет лишь масштабом конструкций.

Источник: РИАМО. Автор: Мария Шуревская

История

Катушками, или Башнями Теслы в народе называют испытательные установки полигона ВНИЦ ВЭИ (Высоковольтного научно-исследовательского центра Всероссийского электротехнического института). Другое наименование объекта — генератор Аркадьева-Маркса. Комплекс построили в 1970-е годы для проведения испытаний прочности изоляции в электротехнике. Среди важных целей — защита самолетов от попадания молний и разработка сверхвысоковольтной импульсной техники.

В наши дни застать установки в работающем состоянии практически невозможно, исследования проходят крайне редко из-за их высокой стоимости. 

Источник: РИАМО. Автор: Мария Шуревская

Интересные факты

  • Катушка Тесла — устройство, которое изобрел физик Никола Тесла. Он запатентовал прибор в 1896 году как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».
  • Бытует мнение, что Советский Союз с помощью этих установок хотел получить сверхмощное оружие, которое бы изменило мир.
Источник: РИАМО. Автор: Мария Шуревская

Что посмотреть

  • На полигоне размещены три крупных установки.
  • Самая высокая башня — генератор импульсных напряжений, способный создавать электрические разряды длиной до 150 метров с напряжением в 9 миллионов вольт.
  • Второй объект — каскад трансформаторов, который создает напряжение в 3,6 миллиона вольт.
  • И последняя установка, напоминающая структуру кристаллической решетки, — это установка постоянного напряжения на 2,25 миллиона вольт.
Источник: РИАМО. Автор: Мария Шуревская

Как проехать

Варианта попасть на территорию два: с разрешения охраны или через бреши в заборах.

На электричке с Ленинградского вокзала до станции Новоиерусалимская, далее 1,5 км пешком.

На автомобиле по Волоколамскому шоссе до города Истра, далее по улице Панфилова на Почтовую улицу, далее прямо 1,5 км.

 

Ламповая катушка Теслы / Хабр

Хомяки приветствуют вас, друзья.

Сегодняшний пост будет посвящен высокому напряжению. Ламповый трансформатор Тесла является самой тихой конструкцией из всех существующих вариантов. Тут, в качестве генератора высокочастотных колебаний используется мощный пентод ГК-71, благодаря которому можно получать красивые, достаточно длинные разряды в воздухе. В ходе данной работы рассмотрим основные элементы конструкции, узнаем секреты по настройки схемы и визуализируем сигнал с высоковольтной обмотки на экран советского осциллографа. Дальнейшая работа будет заключаться в компактном размещении всех элементов в одном корпусе. В общем всё как вы любите. Простота, надежность и небольшая стоимость делает данную катушку доступной каждому, кто захочет её собрать.

Прелесть ламповой катушки Тесла заключается в том, что одну часть деталей для неё можно достать из обычной микроволновки, а вторую из ближайшего магазина электрики. С пентодом может возникнуть проблема, вещь старая и давно не выпускается, но тот кто ищет — тот всегда найдет. В дальнейшем вы поймете, что его можно заменить на любую другую лампу похожей конструкции.

ГК-71 выбран из-за эстетической красоты и небольшой стоимости. Кто не обратил внимания, анод в этой вакуумированной пробирке полностью состоит из графита, хорошая реализация для рассеивания больших мощностей, по паспортным данным эта цифра составляет 250 Вт. Номинальное анодное напряжение составляет 1.5 киловольта. Максимальная частота 20 МГц.

Данный экземпляр был выпущен в 1981 году. Достался новым прямо из коробки. Непрерывное время работы по документам, составляет 1000 часов. Это примерно 42 дня. В год, на постоянно работающем устройстве, необходимо сменить 8 таких товарищей. По некоторым подсчётам, выпущенных в свое время Ламп ГК-71 хватит еще минимум лет на 200.

Накал — это та часть которая вдыхает жизнь в любую радиолампу. Напряжение для пентода ГК-71 составляет 20 вольт, но ток при этом должен быть не меньше 3.5 ампер.В общем накал жрет 70 Вт. На рынке за символическую сумму был приобретен отечественный трансформатор ТН54-220-50. При правильном подключении обмоток с него можно получить 85 Вт без каких-либо финансовых затрат.

Следующий элемент — это высоковольтный трансформатор от микроволновки, буржуи называют его МОТ. Напряжение на его выходе составляет 2 киловольта, ток порядка 1 ампера. Довольно мощная и опасная вещь, может отправить вас на встречу к создателю, потому не стоит увлекаться.

Дальше идёт краткий перечень элементов, необходимых для сборки конструкции:
2 масляных конденсатора от той же микроволновки, напряжение 2.1 кВ, емкость 0.95 мкФ. Диодная сборка HYR-1x, её максимально допустимое напряжение 12 кВ, ток 500 мА, по паспорту способен выдержать импульсный ток до 30 ампер. Настоящий зверь в своем роде. Резисторы типа ПЭВ-на 10-20 Вт, можно использовать любые другие аналоги буржуйского производства.

Резонансный высокочастотный конденсатор типа КВИ-3, напряжение может варьироваться от 5 до 20 кВ, для настройки было закуплено несколько таких товарищей с разным номиналом ёмкости на борту. Для намотки индуктора был приобретен многожильный медный провод типа ПВС, сечение 1.5 квадрата. Длина порядка 16 метров. Катушка связи имеет другой цвет и длину 10 метров. Все провода взяты по длине с запасом.

Рубильники коммутирующие силовые части, взяли с допустимым током до 15 ампер, не спрашивайте зачем так много, запас карман не жмёт.

Теперь вторичная высоковольтная обмотка, она же «резонатор». Намотка этой детали требует много времени и терпения. Тут использован медный лакированный провод толщиной 0.2 мм, мотается виток к витку на картонной основе от пищевой пленки. Диаметр трубы 55 мм. Высота намотки получилась 35 см. Витки при этом не должны пересекаться и накладываться друг на друга.

После намоточных процедур результат следует покрыть слоем диэлектрика во избежание пробоя обмотки. Эпоксид наносится в два слоя для надёжности. В результате выйдет глянцевая, переливающаяся на свету труба, которая отнимет часть вашей драгоценной жизни. Второй дубликат катушки был намотан на пластиковой канализационной трубе диаметром 50 мм. ПВХ более надежный диэлектрик, в этом скоро убедимся. Каркас для индуктора был взят из того же картона только большего диаметра, примерно 80 мм.

Для проведения дальнейших работ, необходимо как можно компактней разместить трансформаторы, конденсаторы и прочую ерунду на какой-то крепкой основе. Листы ДСП давно валяются без дела, потому следует разметить их, и пустить в ход электролобзик, работа и звуки которого благородно влияют на жизнь ваших соседей, особенно это актуально по выходным дням.

Конструкция будет двухэтажная. Снизу разместятся трансформаторы с конденсаторами, а сверху разместим Пентод и саму катушку Тесла. Долго думал как скрепить первый этаж со вторым, решил использовать деревянные чепки. Надёжность тут конечно покраснела и пошла выпивать вслед за совестью. Желе какое-то. Надеваем розовые очки и выпиливаем отверстие под радио лампу. Затем с обратной стороны делаем отверстия под провода.

Теперь про индуктор. Сейчас мы точно не знаем сколько нужно витков, мотаем 40, при настройке его всё равно придётся отматывать в меньшую сторону для поиска резонанса. Обмотка обратной связи мотается в одну сторону с индуктором. Количество витков в два раза меньше, то есть 20. Такое соотношение встречается во многих ламповых катушках Тесла.

Момент который не очень понял. В некоторых схемах обмотка связи располагается в нижней части трансформатора Тесла, где развиваются наибольшие токи, а в некоторых сверху над индуктором. Какой вариант расположения лучше мне не известно, но в данной схеме она размещается сверху.

Панельку для установки пентода нам найти не удалось, довольно редкая вещь, потому альтернатива крепления — клеммная колодка для провода с диаметром отверстий 4 мм. Зажимы в ней отлично фиксируют ножки пентода. В качестве декоративной подставки использована фанера, которая была магнитом на двери холодильника.

Теперь время подсоединить провода к накальному трансформатору, и посмотреть всё ли работает. Подаем питание и наблюдаем за показаниями амперметра. 3 ампера, как и паспорт предписывал. По мере прогрева, потребление тока незначительно падает. Камера увы не смогла передать всей красоты раскаленных ниточек внутри этого стеклянного баклажана. Здоровенное лампище… Вот же ж умели делать!

Вся схема устройства довольно простая и выглядит примерно так: переменное высокое напряжение с мота выпрямляется через диод и заряжает конденсаторы от микроволновки, соединены они последовательно для увеличения рабочего напряжения. В этом случае суммарная ёмкость выходит пол микрофарада. Колебательный контур индуктора подключён к аноду лампы через дроссель, состоящий из 10 витков. Все управляющие сетки лампы ГК71 соединены вместе, с этого момента пентод превращается в триод. Схема автогенератора начинает работать при очень малых напряжениях на входе мота. Конденсатор в 2.2 нФ на выходе накального трансформатора служит для фильтрации наводок и высокочастотных выбросов, хотя первое = второе, второе = первое, как-то так. Обращаем внимание на подключение обмоток в первичном контуре. Точка — это нижний вывод обмотки.

В принципе сборка получилась довольно компактной. Её работу запросто можно демонстрировать на уроках физики, вспоминая жизнь того чувака, благодаря которому у нас в розетках переменное напряжение.

Трансформатор Тесла требует хорошего заземления. Батарея не самое лучшее решение для этих дел, но за неимением ничего более подходящего и это сойдет. Контакт должен быть надежным, три метра провода должно хватить, чтобы дотянутся куда угодно в пределах одной комнаты.

В новых домах такой фокус может не пройти из-за металлопластиковых труб в системе отопления. Потому проверяем наличие напряжения между фазой и землей, должно быть 220 вольт. Некоторые пускают заземление через зануление, тоже годный вариант. Между нулем и землей существует потенциал в 3.7 вольта, Креосан недавно рассказывал как можно воровать электричество подобным способом, заряжать телефон и зажигать лампочки, вот только забыл упомянуть тот факт, что современные цифровые счетчики считают потребление энергии как по фазе, так и по нулю. Максимум что вы выиграете, так это визит инспектора к себе в гости.

Итак, включаем питание накальной цепи. Лампа выходит на режим достаточно быстро, секунд 5 хватает для этого дела. Второй рубильник подает питание на мот. Ни в коем случае нельзя подавать высокое напряжение на анод лампы, без включенного накала. Входное напряжения на моте, регулируется с помощью ЛАТР-а, он дает напряжение от нуля до 220 вольт. Незаменимая вещь в работе с подобными схемами. Повышаем напряжение и видим, что генератор заработал. С появлением высокочастотного электрического поля светодиодный светильник закрепленный под полкой начинает немного светится и мигать.

На кончике отвертки, что служит терминалом для выхода молний появился небольшой стример. По мере повышения напряжения размер его растет, но разряды какие-то тонкие и не внушительные. Изменим положение обмотки связи, сместим её чуть вниз. Смотрим что поменялось в работе. Постепенно повышаем напряжение… видим что разряды стали более уверенными, толще, длинней и ярче. Звук довольно внушительный, похож на глухой рёв спортивного автомобиля.

Поиск резонанса осуществлялся либо отматыванием витков, либо подбором резонансного конденсатора. Начал отматывать витки. Увеличение мощности разрядов говорит от том, что мы на правильном пути. Разряды мощней, толще, длинней, самое интересное произошло тогда, когда начал увеличивать емкость резонансного конденсатора. Разряд увеличился, и на глазах начал уменьшатся. Запахло горелой бумагой.

При детальном осмотре выявилось, что картон начал прогорать. А если появился маленький прогар, то он постепенно превращается в большой, так как углерод получившийся в результате сгорания чего-либо становится отличным проводником. В общем это гангрена, которую необходимо немедленно ампутировать. Избавляемся от проблемного участка с помощью ножовки по металлу. Пару минут, проблема решена, а рука подкачана.

Так как резонансный контур изменил свои характеристики путем уменьшения длины вторичной катушки, снова доматываем и отматываем витки первички. Мощность увеличивается. Настроение превосходное, пару секунд радости и конструкция начинает подводить. Вторичку пробивает на первичку. Слишком близко размещены обмотки друг к другу. Предположения были что такое может произойти, но не так быстро. Первый день настройки, и многочасовая работа отправляется на помойку. При желании, эту трубу можно разрезать надвое, и сделать к примеру качер Бровина на транзисторе.

Поначалу хотел изолировать вторичку с помощью пластиковой бутылки, но как показывает практика — этот колхоз ни к чему хорошему не приводит. Одеваем кроссовки и выдвигаемся в ближайший сантехнический магазин за сливной 10-сантиметровой трубой. Такой диаметр уменьшит коэффициент связи обмоток, что есть хорошо в данной конструкции. Диэлектрические способности у такого цилиндра куда лучше чем у обычного картона.

Поверх трубы намотаем слой бумаги, на нее укладываем витки индуктора и обмотки связи. Бумага позволяет спокойно передвигать обмотки по всей длине трубы. Устанавливать катушки удобно на заглушки, они родом из того же магазина сантехники и позволяют соблюдать центровку всего резонансного контура. Немного усилий и конструкция снова готова к работе. Повторяем процедуру включения. В начале подаем питание на накал, ждём пару секунд, а затем включаем анодное напряжение. Оно сейчас в нуле и регулируется лабораторным автотрансформатором. Включаем его и постепенно поднимаем напряжение.

Разряды с увеличением коэффициента связи стали больше и красивей. На этом моменте наверное стоило завершить пост, схема заработала, разряд мы увидели. Но по традициям на этом, всё только начинается.

Для окончательной и более правильной работы, автогенератор необходимо настроить на осциллографе. Настраивать систему будем по максимальной амплитуде сигнала. Щуп осциллографа подключать напрямую к схеме не будем, для настройки разместим его на уровне тора и будем смотреть эфирный сигнал. Вся наводка, форма, частота и амплитуда сигнала отобразится на экране осциллографа. В данной схеме, этой информации для настройки будет более чем достаточно. Включаем накал. Подаем анодное напряжение. Регулируем напряжение автотрансформатором… но почему-то ничего не происходит… разбираемся что не так!? Ага, забыли подключить заземление, бывает, прикручиваем его на свое место и повторяем процедуру включения. Крутим ручку и сигнал оживает. Это наш индикатор в мире настройки. Входное напряжение на моте всего 50 вольт, отлично, нам сейчас разряды в воздухе не нужны.

Альтернативой обнаружения высокочастотных полей может служить обыкновенная неоновая лампочка. Амплитуду сигнала ею определить не выйдет, но зато можно судить о работоспособности устройства в целом, правильной или нет — это уже другое дело.

Итак, в процессе настройки удалось выделить два интересных режима работы. Первый это плавно затухающий импульс с небольшой амплитудой в отличии от второго режима. Сейчас мы перекидываем провода на разные витки индуктора и наблюдаем как меняется сигнал. Внимание вопрос знатокам. Какой режим автогенератора дает наибольшие разряды: вариант «а»- с плавно затухающим сигналом, но малой амплитудой, или вариант «б»- с большой амплитудой, но коротким импульсом?

Настройка резонанса с помощью конденсаторов. У этих образцов разная емкость, как выбрать нужную? Всё просто, поочередно соединяем конденсаторы параллельно индуктору и смотрим на сигнал. Нужно быть при этом осторожным, тут развиваются большие токи, которые могут нанести фаталити вашей руке. Дохлые электронщики никому не нужны. Если емкость будет слишком большая, она попросту погасит всю амплитуду сигнала.

В начале выпуска я обещал рассказать зачем нужны такие массивные контакты на конденсаторах. Во время работы, особенно на резонансе, в индукторе развиваются огромные токи, порядка нескольких сотен ампер, если такой ток пойдет через тонкие ножки обычного конденсатора, они попросту перегорят как перемычка в предохранителе. В данной схеме хорошо прижился конденсатор КВИ3 на 1500 пФ 10 кВ. Год выпуска 1978, раритет в своем роде, старше меня лет на 10.

Схема автогенератора работает в принудительном режиме прерывания с частотой сети 50 Гц, если растянуть во времени затухающие колебания, можно высчитать частоту работы автогенератора. Синхронизируем эту старую рухлядь и приступаем к расчетам.

Сейчас, переключатель времени деления на осциллографе стоит в положении 0.5 мкс. Это означает, что одна клетка на шкале экрана равна 0.5 мкс. Один период синусоиды занимает 5 клеток, следовательно 5 умножаем на 0. 5 равно 2.5 мкс. Частота находится по формуле: 1 деленная на период. Считаем. 1/2.5 мкс равняется 0.4 мГц, что равняется 400 кГц. Отсюда вывод, резонансная частота настроенной катушки Тесла, ровняется 400 кГц.

Расчеты могли быть более точными при наличии современного оборудования, но для данной схемы оно попросту не нужно. После настройки регулируем положения индуктора и обмотки связи так, чтобы амплитуда сигнала на осциллографе была максимальной. На этом этапе настройку ламповой катушки тесла, можно считай исчерпывающей. Потребление силовой части схемы без цепи накала, составляет 720 Вт.

В работе ламп есть что- то удивительное, когда берешь их в руки, возвращаешься в те далекие теплые времена. Транзисторы и прочая современная электроника со временем приедается, становится скучной. На лампу можно смотреть вечно, ну или 1000 часов пока не пропадет электронная эмиссия и катод не обеднеет. Теперь время посмотреть как это всё работает.

В процессе работы схемы, лампа не перегревается и может работать продолжительное время, скажем 10 минут без перерыва. Но находятся умельцы, которые ставят на выходе мота много-количественные сборки из микроволновочных конденсаторов, мощь схемы увеличивается, лампа начинает работать на пределе своих возможностей. Естественно графитовый анод лампы нагревается до красна, катод расходует свой ресурс. Такой режим работать будет, но не долго.

Для увеличения срока службы лампы на больших мощностях используют прерыватели. Это грубо говоря переключатель, который на короткое время запускает генератор на Тесле. Секунда работы, секунда отдыха, как-то так. Режимы естественно можно менять.

Свечение различных лампочек в высокочастотных электрических полях это вообще отдельная тема, некоторые образцы настолько красивы, что претендуют на отдельный пост.

Слыхали про то, что различными солями можно подкрашивать цвет огня, сейчас проверим это на практике. Для этого берем обыкновенную поваренную соль и разбавляем ее небольшим количеством воды. Получившуюся кашу наносим на электрод. Ионы натрия должны подкрасить молнию в оранжевый цвет, это сейчас и посмотрим.

Данная конструкция проста в повторении, и элементарна в настройке. В ней нет дорогих деталей, хотя цена — дело относительное, стоимость всех элементов составляет примерно 65 баксов не включая ЛАТР для регулировки входного напряжения в анодной цепи.

В одном из следующих постов мы рассмотрим полупроводниковую систему, там узнаем как рассчитывается резонанс, как управлять железом и прочую малоизвестную нормальному человеку ерунду.

Для справки. Съемка сегодняшнего выпуска вместе с пост обработкой, написанием текста и прочими процессами заняла 2 месяца. Это можно назвать быстрым выпуском. В комментариях вы часто пишете чтобы мы снимали материал в сфере физики и электроники, сейчас так и происходит, но тут есть обратная сторона медали, время. Теперь выпуски будут выходить реже чем обычно, надеюсь вы всё понимаете.

Как гласит народная мудрость: работа и труд — всё перетрут.



Полное видео проекта на YouTube
Наш Instagram

«Катушки Тесла» под Истрой

Катушки Тесла
Башня генерирует разряды электричества в девять миллиардов вольт. Один разряд, произведенный генератором, сопоставим с секундной выработкой энергии всех электростанций в России.

Искусственная молния бьет в небольшой шарик, подвешенный над помостом. В ходе испытаний с помощью генератора был получен аномальный искровой разряд длиной 150 метров. Сейчас башня производит впечатление заброшенной, но это не совсем так – испытания тут крайне редко, но проходят, причем иногда разряды уходят в лес.

Мощный каскад трансформаторов

Второй феерический объект этих мест – каскад трансформаторов мощностью 3 МВ с коммутационной приставкой. Это, кстати, самый большой трансформатор в мире, он был изготовлен немецкой компанией TuR Dresden. Сооружение имеет футуристический вид, напоминая внутренности машины времени или стоянку для боевых единиц Космофлота. Место отлично подходит для необычных фотосессий. Будьте аккуратны – железный помост под трансформаторами проржавел, ходить по нему опасно.

Небольшой спойлер – если не удастся договориться со сторожем, территорию можно обойти справа, углубившись в лес – забор там выломан целыми секциями. Не следует забывать, что вы – отважные исследователи, а не вандалы: ничего не ломайте, не мусорите, будьте внимательными и позитивными.
Катушки Тесла

Гигантская молекула ДНК

Третий объект находится ближе всего к дороге и проходной. Это установка постоянного напряжения на 2,25 МВ. Внешне она напоминает увеличенную модель ДНК или гигантскую головоломку. К сожалению, конструкция пострадала от времени больше остальных – некоторые изоляторы повреждены, причудливые металлические кольца покрывает ржавчина. Что тут происходило во времена СССР и как она работала, можно только представить. Очевидцы пишут, что от увиденного у них в буквальном смысле вставали дыбом волосы – настолько было сильным поле статического электричества. Сейчас это просто неподвижная и странная вещь.

Чтобы попасть к генераторной площадке, можно вбить в навигатор координаты - 55°55'26"N 36°49'10"E. Или сесть на электричку и доехать до станции Новоиерусалимская (поезда отправляются с Рижского и Курского вокзалов, время в пути - около полутора часов, билет в одну сторону стоит 154 рубля).

Доехав, следует пересечь автомобильную трассу через подземный переход, и около километра двигаться по улице Почтовой. Справа будет пожарная часть, слева – два кладбища. За последним из них и начинается территория полигона.

Катушки Тесла

«Купол Ельцина»

В полукилометре южнее полигона находится еще один объект – руины Высоковольтного испытательного стенда предприятия Р-6511. «Купол Ельцина», как его называют в народе, строился по заказу Всесоюзного электротехнического института имени Ленина. Циклопическое сооружение (диаметр купола – 236,5 метра, высота – 118,4 метра) служило для испытания высоковольтного оборудования и исследования электромагнитных импульсов, возникающих при грозовых разрядах и атомных взрывах. Купол был построен в ноябре 1984 года, но уже в конце января 1985 года рухнул из-за ошибок в расчетах конструкции и скопившегося на крыше снега. Макет этой конструкции можно увидеть по дороге к испытательному стенду.

Его крыша заросла темно-зеленым мхом. Подойти к нему нельзя, так что остается только догадываться, что происходит внутри. В Истре, если вам не хватило приключений, тоже есть на что посмотреть. От полигона за полчаса можно пройти по паломнической тропе до Новоиерусалимского монастыря и музейно-выставочного комплекса «Новый Иерусалим».

Если проголодались, в Истре можно отлично перекусить.

Делаем простой тесла генератор , катушка Теслы своими руками

 Сегодня я собираюсь показать вам, как я построить простую катушку Тесла! Вы могли видеть такую катушку в каком то магическом шоу или телевизионном фильме . Если мы будем игнорировать мистическую составляющую  вокруг катушки Тесла, это просто высоковольтный резонансный трансформатор который работает без сердечника. Так, чтобы не заскучать от скачка теории давайте перейдем к практике.

Схема данного устройства очень простая - показана на рисунке .

Для создания нам нужны следующие компоненты :

- источник питания, 9-21V , это может быть любой блок питания 

- маленький радиатор

- транзистор 13009 или 13007, или почти любые транзисторы NPN с аналогичными параметрами

- переменный резистор 50kohm

- 180Ohm резистор

- катушка с проводом  0,1-0,3, я использовал 0.19mm,, около 200 метров.

Для намотки нужен  каркас , это может быть любой диэлектический материал -  цилиндр примерно 5 см и длиной 20 см. В моем случае это часть 1-1 / 2 дюйма ПВХ трубы из строительного магазина .

Начнем с самой сложной части - вторичной обмотки. Он имеет 500-1500 мотков катушки , мой около 1000 оборотов. Закрепить начало провода с выводом и начать наматывать основной слой - для ускорения процесса можно это делать шуруповертом . Так же желательно вспрыснуть уже намотаную катушку лаком .

Первичная катушка намного проще, я положил бумажную ленту липкой стороной наружу, в случае, чтобы сохранить способность передвигать позицию  и намотайте ее на 10 витков провода.

Вся схема собрана на макетной плате. Будьте осторожны при пайке переменного резистора! 9/10 катушки не работает из-за неправильно припаянного резистора . Подключение первичных и вторичных обмоток тоже не легкий процесс ,  т.к изоляция последних имеет специальное покрытие , которое должно быть зачищено перед пайкой .

Таким образом, мы сделали катушку Теслы . Перед тем, как включить питание в первый раз, поместите переменный резистор в среднем положении и поставите лампочку вблизи катушки, и тогда вы сможете увидеть эффект беспроводной передачи энергии . Включите питание, и медленно поворачивайте переменный резистор. Это довольно слабая катушка, но каким-либо образом бытдьте осторожны и не размещайте  рядом  электронные устройства: такие как сотовые телефоны, компьютеры и т.д.  с рабочей зоной  катушки .

Спасибо за внимание 

Так же не забываем о экономии при покупке товаров на Алиєкспресс с помощью кэшбэка 

Для веб администраторов и владельцев пабликов  главная страница ePN

Для пользователей покупающих на Алиэкспресс с быстрым выводом % главная страница ePN Cashback

Удобный плагин кэшбеэка браузерный плагин ePN Cashback

Катушка Тесла

Описание
Никола Тесла – гениальный физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники. А в школе о нем упоминается только когда говорят о единице индуктивности. Поэтому было принято решение сделать кое-что по «рецептам» Тесла – катушку Тесла. С помощью катушки Тесла в процессе изучения физики можно демонстрировать удивительные электрические явления, что сделает обучение наглядным и понятным.
Катушка Тесла – резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение высокой частоты. Состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника. Первичная обмотка – несколько витков провода большого диаметра, а вторичная – несколько тысяч витков провода меньшего диаметра.
Созданная модель с первичной катушкой из 7 витков и вторичной  из 2160 витков была использована на уроке физике при изучении газовых разрядов.
Работа над проектом проходила с июня по ноябрь 2016 г.

Цель
Изготовить катушку Тесла, которую можно использовать как наглядное пособие на уроках физики для демонстрации электромагнитных явлений.

Задачи:
1. Исследовать материал по данной теме.
2. Познакомиться с принципом работы катушки Тесла.
3. Создать действующую модель катушки Тесла
4. Провести опыты, демонстрирующие работу катушки Тесла.

Результаты
Коэффициент трансформации данной модели трансформатора Тесла K≈ N1/N2 =7/2160=0,003.
При входном напряжении в 90 по расчетам с учетом коэффициента трансформации выходное напряжение составляет 30 000 В. Поле определяется детектором даже на расстоянии одного метра.
Таким образом, вокруг установки существует электромагнитное поле высокой напряженности.
С помощью изготовленной модели катушки Тесла можно продемонстрировать следующие эффектные эксперименты:
1. Тлеющий разряд – свечение спектральных трубок, наполненных инертными газами: гелием, криптоном, неоном.
2. Разряд в люминесцентной лампе.
3. При близком поднесении металлического проводника к терминалу трансформатора между ним и терминалом возникает разряд, при этом разряд ударяется о проводник, а проводник остается холодным.
Собранная модель катушки Тесла является простым и очень дешевым устройством, так как все, что нужно для сборки, можно достать в любом магазине электротехнических товаров.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
1. Изолированный эмалированный медный  
провод диаметра 1,2 мм
2. Изолированный медный эмалированный
провод диаметром 0,2 мм
3. Резистор 15 Ом
4. Переменный резистор B50K
5. Транзистор 13007A
6. Радиатор
7. 10 батареек типа «Крона»
8. Клеевой пистолет
9. Паяльник
10. Люминесцентная лампа
11. Газоразрядные трубки

Работа была представлена:
- Конкурс исследовательских работ и творческих проектов обучающихся колледжей и старших школьников «Искусство познания» – 1 место.
- Московский городской конкурс научно-исследовательских и проектных работ обучающихся – призер финала.
- Научно-практическая конференции «Инженеры будущего» – победитель.
- 21-я Региональная научно-практическая конференция школьников «Творчество юных» – 3 место.

Перспективы развития результатов работы
Собранную модель можно использовать как наглядное пособие на уроках физики для демонстрации электромагнитных явлений. С помощью данного устройства можно проводить эффектные эксперименты, которые вызовут интерес обучающихся, повысят их познавательную активность, позволят обучение сделать наглядным, понятным, интересным. 

Особое мнение

«Участие в конференции «Инженеры будущего» стало очень значимым для меня, я получил опыт выступления, опыт стендовой защиты, опыт участия в мероприятии такого высокого уровня», – говорит автор работы.

Строим трансформатор Теслы на дому

Последняя опциональная деталь трансформатора — дополнительная емкость в виде проводящего шара или тора на высоковольтном выходе вторичной обмотки. Во многих статьях можно прочесть, что она способна существенно удлинить разряд (кстати, это широкое поле для экспериментов). Мы сделали такую емкость на 7 пФ, собрав вместе две стальные чашки-полусферы (из магазина IKEA).

Сборка

Когда все компоненты изготовлены, конечная сборка трансформатора не составляет никакой проблемы. Единственная тонкость — заземление нижнего конца вторичной обмотки. Увы, не во всех отечественных домах есть розетки с отдельными контактами земли. А там, где есть, эти контакты не всегда реально подключены (проверить это можно с помощью мультиметра: между контактом и проводом фазы должно быть около 220 В, а между ним и нулевым проводом — почти нуль).

Если у вас такие розетки есть (у нас в редакции нашлись), то заземлять нужно именно с их помощью, используя для подключения катушки соответствующую вилку. Часто советуют заземлять на батарею центрального отопления, но это категорически не рекомендуется, поскольку в некоторых случаях может привести к тому, что батареи в доме будут бить током ни о чем не подозревающих соседей.

Но вот наступает ответственный момент включения... И сразу же появляется первая жертва молнии — транзистор схемы питания. После замены выясняется, что схема в принципе вполне работоспособна, хотя и на небольших мощностях (200−500 Вт). При выходе на проектную мощность (порядка 1−2 кВт) транзисторы взрываются с эффектной вспышкой. И хотя эти взрывы не представляют опасности, режим «секунда работы — 15 минут замены транзистора» не является удовлетворительным. Тем не менее с помощью этого трансформатора вполне можно почувствовать себя в роли Зевса-громовержца.

Благородные цели

Хотя в наше время трансформатор Теслы, по крайней мере в его исходном виде, чаще всего находит применение в разнообразных шоу, сам Никола Тесла создавал его для куда более важных целей. Трансформатор является мощным источником радиоволн с частотой от сотни килогерц до нескольких мегагерц. На основе мощных трансформаторов Теслы планировалось создание системы радиовещания, беспроводного телеграфа и беспроводной телефонии.

Но наиболее грандиозный проект Теслы, связанный с использованием его трансформатора, — создание глобальной системы беспроводного энергоснабжения. Как он считал, достаточно мощный трансформатор или система трансформаторов сможет в глобальном масштабе менять заряд Земли и верхних слоев атмосферы.

В такой ситуации установленный в любой точке планеты трансформатор, имеющий такую же резонансную частоту, как и передающий, будет источником тока, и линии электропередач станут не нужны.

Именно стремление создать систему беспроводной передачи энергии погубило знаменитый проект Wardenclyff. Инвесторы были заинтересованы в появлении только окупаемой системы связи. А передатчик энергии, которую мог бы неконтролируемо принимать любой желающий по всему миру, напротив, грозил убытками электрическим компаниям и производителям проводов. А один из основных инвесторов был акционером Ниагарской ГЭС и заводов по производству меди...

PBS: Tesla - Мастер молнии: Катушка Тесла

Чтобы исследовать электрическую сферу высоких частот и высокого напряжения, Тесла изобрел устройство, которое раздвинуло границы понимания электричества.В то время ни один из типичных компонентов схемы не был неизвестен, но ее конструкция и работа вместе дали уникальные результаты - не в последнюю очередь благодаря мастерским усовершенствованиям Tesla в конструкции ключевых элементов, в частности специального трансформатора или катушки, которая находится в сердце производительности схемы.

Такое устройство впервые появилось в патенте США № 454 622 компании Tesla (1891 г.) для использования в новых, более эффективных системах освещения. В своей основной форме схема требует источника питания, большого конденсатора, самой катушки (трансформатора) и регулируемых электродов искрового разрядника.Зачем нужны эти компоненты и для чего они нужны?

Осцилляторы

Конденсаторы (или конденсаторы) и индуктивности (или катушки), электрически говоря, несколько противоположны в работе. В то время как ток в конденсаторе быстро нарастает по мере его зарядки, напряжение падает. В индукторе напряжение ощущается немедленно, в то время как ток замедляется, поскольку он работает против магнитного поля, создаваемого его собственным проходом в катушке.Если размеры катушки и конденсатора выбраны и выбраны так, чтобы они действовали с точно противоположной синхронизацией - с пиком напряжения в катушке так же, как оно достигает минимума в конденсаторе, - тогда схема может никогда не достичь электрически тихого, стабильного состояния. Немного похоже на плескание воды в ванне, можно заставить ток и напряжение гоняться друг за другом взад и вперед, от конца к концу цепи. (Такой генератор часто называют контуром резервуара .)

Искровые разрядники

Чтобы заставить свой генератор «звенеть», Тесла использовал внезапные разряды, искры, через регулируемый зазор между двумя электродами.Напряжение на конденсаторе растет до тех пор, пока не достигнет уровня, при котором воздух в зазоре разрушается как изолятор. (Прецизионные винты устанавливают зазор зазора, так что больший или меньший зазор выбирает большее или меньшее напряжение пробоя.)

Начальный импульс очень мощный - вся энергия, накопленная в течение нескольких микросекунд, высвобождается в порыве, и этот импульс сам преобразуется в несколько более высокое напряжение при прохождении от первичных обмоток катушки к вторичным обмоткам.Это, конечно, завершает лишь один цикл работы схемы. Воздушный зазор восстанавливается как изолятор, и конденсатор начинает заряжаться, пока снова не достигнет пробивного значения. Весь процесс может повторяться много тысяч раз в секунду.

Вторичная обмотка трансформатора тоже довольно особенная, она разработана Tesla для быстрой реакции на внезапный всплеск энергии и, что наиболее важно, для концентрации напряжения на одном конце в виде стоячей волны .Его длина рассчитывается таким образом, чтобы гребни волн, достигая конца и отражаясь назад, встречались и точно усиливали волны позади них. Чистый эффект - волна, пик напряжения, который кажется неподвижным.

Приложения

Если, как это произошло на практике, Тесла сделал антенну из высоковольтного конца своей вторичной обмотки, она превратилась в мощный радиопередатчик. Фактически, в первые десятилетия развития радио большинство практичных радиоприемников использовали катушки Тесла в своих передающих антеннах.Сам Тесла использовал большие или меньшие версии своего изобретения для исследования флуоресценции, рентгеновских лучей, радио, беспроводной связи, биологических эффектов и даже электромагнитной природы Земли и ее атмосферы.

Сегодня такие устройства часто эксплуатируются в высоковольтных лабораториях, а энтузиасты-любители по всему миру строят устройства меньшего размера для создания искрящихся потоковых электрических дисплеев - нетрудно достичь четверти миллиона вольт. (Один из самых первых ускорителей частиц, разработанный Рольфом Видеро в 1928 году, генерировал высокое напряжение в катушке Тесла.Катушка стала обычным явлением в электронике, она используется для подачи высокого напряжения на переднюю часть кинескопов телевизора в форме, известной как обратный трансформатор.

Внутри лаборатории Указатель

что такое катушка Тесла?

Представьте себе затворника, всю ночь истекающего потом в темной лаборатории, освещенного только потрескивающими искрами, которые периодически вылетают из огромных машин и бросают лиловое сияние на его лицо.Это был Никола Тесла, архетип безумного ученого. Его изобретения наполняют мир вокруг нас; они играют важную роль в нашей современной электросети. Это тихие, надежные, незаметные машины.

Возможно, его самое известное изобретение - катушка Тесла - устройство, которое производит красивые летающие дуги электрической энергии. Он был изобретен Теслой в попытке передавать электричество без проводов.

Трансформатор в действии

Принципы, лежащие в основе катушки Тесла, относительно просты.Просто имейте в виду, что электрический ток - это поток электронов, а разница в электрическом потенциале (напряжении) между двумя точками - это то, что толкает этот ток. Ток подобен воде, а напряжение - холму. Большое напряжение - это крутой холм, по которому может быстро течь поток электронов. Небольшое напряжение похоже на почти плоскую равнину, на которой почти нет потока воды.

Мощность катушки Тесла заключается в процессе, называемом электромагнитной индукцией. Здесь изменяющееся магнитное поле создает напряжение, которое заставляет ток течь.В свою очередь, протекающий электрический ток создает магнитное поле. Когда электричество проходит через намотанную катушку с проволокой, оно генерирует магнитное поле, которое заполняет область вокруг катушки определенным образом.

Электричество, протекающее через намотанную катушку, создает такое магнитное поле. Фотография изменена XX из Национальной лаборатории Лос-Аламоса.

Аналогично, если магнитное поле протекает через центр свернутого в спираль провода, в проводе генерируется напряжение, которое вызывает протекание электрического тока.

Напряжение («холм»), создаваемое в катушке с проволокой магнитным полем, проходящим через ее центр, увеличивается с количеством витков проволоки. Изменяющееся магнитное поле внутри катушки из 50 витков будет генерировать в десять раз больше напряжения, чем в катушке всего из пяти витков. (Тем не менее, меньший ток может фактически протекать через более высокий потенциал, чтобы сохранить энергию.)

Именно так работает обычный электрический трансформатор переменного тока, который можно найти в каждом доме. Постоянно колеблющийся электрический ток, протекающий из электросети, наматывается через серию витков вокруг железного кольца для создания магнитного поля.Железо обладает магнитной проницаемостью, поэтому магнитное поле почти полностью содержится в железе. Кольцо направляет магнитное поле (зеленое вправо) вокруг и через центр противоположной катушки с проводом.

Электрический трансформатор в действии. BillC, CC BY

Соотношение катушек на одной стороне к другой определяет изменение напряжения. Чтобы перейти от напряжения домашней стены 120 В к, скажем, 20 В для использования в адаптере питания ноутбука, на выходной стороне катушки будет в шесть раз меньше витков, чтобы снизить напряжение до одной шестой от исходного уровня.

Как катится рулон

Катушки Тесла

делают то же самое, но с гораздо более резким изменением напряжения. Во-первых, они используют предварительно изготовленный высоковольтный трансформатор с железным сердечником для перехода от настенного тока со 120 В до примерно 10 000 В. Провод с напряжением 10 000 вольт наматывается на большую (первичную) катушку с небольшим количеством витков. Вторичная катушка содержит тысячи витков тонкой проволоки. Это увеличивает напряжение до 100 000–1 000 000 вольт. Этот потенциал настолько велик, что железный сердечник обычного трансформатора не может его вместить.Вместо этого между катушками только воздух.

Катушка Тесла требует еще одного: конденсатора для накопления заряда и зажигания всего его одной огромной искрой. Схема катушки содержит конденсатор и небольшое отверстие, называемое искровым разрядником. Когда катушка включена, электричество течет по цепи и наполняет конденсатор электронами, как батарея. Этот заряд создает в цепи собственный электрический потенциал, который пытается перекрыть искровой промежуток. Это может произойти только тогда, когда в конденсаторе накоплен большой заряд.

В конце концов, накопилось столько заряда, что нарушается электрическая нейтральность воздуха в середине искрового промежутка. Цепь замыкается на мгновение, и огромное количество тока вырывается из конденсатора и проходит через катушки. Это создает очень сильное магнитное поле в первичной катушке.

Вторичная проволочная катушка использует электромагнитную индукцию для преобразования этого магнитного поля в электрический потенциал, настолько высокий, что он может легко разорвать молекулы воздуха на его концах и толкнуть их электроны по дуге, создавая огромные пурпурные искры.Купол в верхней части устройства заставляет вторичную катушку проводов более полно получать энергию от первой катушки. С помощью некоторых тщательных математических расчетов количество передаваемой электроэнергии может быть увеличено до максимума.

Летающие синие стримеры электронов стекают с катушки через горячий воздух в поисках токопроводящего места для приземления. Они нагревают воздух и превращают его в плазму светящихся ионных нитей, прежде чем рассеяться в воздухе или попасть в ближайший проводник.

Создается потрясающее световое шоу, а также громкое жужжание и потрескивание, которые можно использовать для воспроизведения музыки. Электрическое зрелище настолько ошеломляет, что Тесла, как известно, использовал свое устройство, чтобы пугать и гипнотизировать посетителей своей лаборатории.

Тесла, возможно, не изобрел источник неограниченной мощности, что было одной из его целей, но он разработал блестящую машину, чтобы продемонстрировать чистую мощь и красоту электричества.


Эта статья впервые появилась на RealClearScience.

Часто задаваемые вопросы о катушке Тесла

Катушка Тесла - это устройство, в котором используются резонансные цепи и переменный ток для создания чрезвычайно высоких напряжений. Первоначально изобретенные Николой Тесла в конце 1800-х годов, катушки Тесла прошли путь от схем с искровым разрядником до конструкций, включающих современные твердотельные переключающие устройства, такие как MOSFET и IGBT. Хотя существует много типов катушек Тесла, их объединяет индукционная катушка с воздушным сердечником. Использование катушки Тесла - лучший способ создать непрерывную высоковольтную косу.

Некоторые катушки Тесла можно модулировать для воспроизведения музыки с помощью генерируемой ими молнии. Сначала может быть трудно поверить, что звук исходит от самих стримеров, но это правда, что к поющей катушке Тесла не прикреплен динамик!

Примечание: Катушка Тесла - это не то же самое, что генератор Ван де Граафа, хотя их иногда путают, поскольку они оба являются популярными методами получения высокого напряжения. Генератор Ван де Граафа использует вращающийся ремень для разделения зарядов между землей и металлическим выводом.Катушка Тесла не накапливает статический заряд и вырабатывает электричество переменного, а не постоянного тока.

Катушки Тесла

действительно не имеют никакого практического применения, кроме как выглядеть и звучать потрясающе! Некоторые твердотельные катушки Тесла можно модулировать для воспроизведения музыки, а некоторые музыканты использовали катушки Тесла в своих выступлениях.

Демонстрации, которые вы можете сделать с катушкой Тесла, включают:

  • Люминесцентные лампы с беспроводным возбуждением
  • Дистанционное зажигание светодиода
  • Покажите, насколько токопроводящей является плазма, позволив дуге катушки проскочить через пламя
  • Продемонстрируйте скин-эффект, показав, как металлическая клетка экранирует люминесцентную лампу внутри нее
  • Медленно увеличивайте частоту повторения поющей катушки, чтобы объяснить концепции звука и частоты
  • Играйте свои любимые песни на MIDI-клавиатуре и слушайте их, созданные молнией!
Катушки

Тесла делятся на две категории: катушки с искровым разрядником и твердотельные катушки.Каждая катушка Тесла состоит из первичной LC-цепи, которая возбуждает вторичную цепь. Твердотельные катушки и катушки с искровым разрядником различаются по способу возбуждения первичной обмотки. Твердотельные катушки также имеют ряд общих подвидов.

Катушка Тесла с искровым зазором (SGTC)

Катушки с искровым разрядником используют воздушный зазор для регулирования первичного тока. С помощью трансформатора (часто трансформатора с неоновой вывеской или «NST») первичный конденсатор заряжается до высокого напряжения. Когда напряжение достаточно высокое, искровой разрядник выходит из строя, ионизируя воздух между выводами и образуя короткое замыкание.Это позволяет току течь между первичным конденсатором и первичной катушкой индуктивности, замыкая первичную цепь. Мощность теряется из-за рассеяния в катушках из-за их сопротивления, и искровой промежуток вскоре гаснет. Затем первичный элемент медленно перезаряжается, и цикл начинается снова.

Твердотельные катушки Тесла

Твердотельные катушки Тесла (SSTC)

охватывают все катушки Тесла, которые используют полупроводниковое устройство (а) для генерации ВЧ-мощности для вторичной обмотки. Состоят из нескольких видов:

Катушки одноканальные резонансные

Однорезонансные катушки передают ВЧ-мощность (обычно несколько сотен вольт от пика до пика) во вторичную обмотку через одну катушку.Эти катушки наиболее известны своими мягкими, тихими искрами и высокой продолжительной ВЧ мощностью. Однако их показатель эффективности по длине искры оставляет желать лучшего (8 дюймов искр обычно требует тысячи ватт или более).

Прерывистые твердотельные катушки Тесла (ISSTC): Предшественник DRSSTC, они прерывают сигнал возбуждения на SSTC, чтобы снизить энергопотребление при сохранении длины искры. Обычно это предпочтительный способ создания SSTC, если вы не стремитесь к пушистому, бесшумному виду (или высококачественному воспроизведению звука), поскольку его гораздо легче термически управлять, чем непрерывным SSTC, и он менее темпераментен, чем DRSSTC.

Катушки Тесла класса E: В них используются инвертор класса E и вторичная обмотка, работающая на нескольких МГц. Более высокие частоты (которые обеспечиваются чрезвычайно эффективной топологией класса E) обеспечивают стабильную бесшумную искру, которая, следовательно, может использоваться для воспроизведения полнодиапазонного звука. Однако типичные варианты используют низкое (~ 100 В) напряжение на шине и, следовательно, имеют очень плохие характеристики искры по сравнению с другими типами катушек (в лучшем случае 2-3 дюйма), в то время как автономные варианты требуют тщательной настройки и больших мощностей для получения 4-5 »Искры.Несмотря на эти недостатки, этот тип катушки нельзя превзойти по качеству звука.

Двухрезонансная твердотельная катушка Тесла (DRSSTC)

DRSSTC производит самые длинные искры среди твердотельных катушек; Фактически, DRSSTC приближаются к характеристикам катушек с большим искровым разрядником, предлагая значительно более компактный драйвер и полностью электронное управление. Первичный контур DRSSTC настроен на ту же частоту, что и его вторичный. Таким образом достигается очень высокое напряжение на первичной обмотке и передача большого количества энергии вторичной.

Трудно поверить, что можно создавать музыку с помощью молнии, но звук действительно исходит от искры!

Звук - это волна давления, которая в обычном громкоговорителе создается вибрацией диффузора громкоговорителя. Диапазон человеческого слуха составляет примерно от 20 Гц до 20 000 Гц, поэтому динамик, вибрирующий выше 20 000 Гц, не может быть слышен, потому что он находится выше слышимого диапазона. Звук также может создаваться пульсацией плазменного стримера. Одиночный стример звучит как громкий щелчок - точно так же, как одиночный рывок конуса громкоговорителя.Если вы будете повторять эти щелчки достаточно быстро, они будут звучать все выше и выше по высоте. Щелчки в катушке Тесла повторяются так быстро, что они превышают уровень человеческого слуха. Для создания слышимого тона интенсивность искр, вылетающих с высокой частотой, модулируется с частотой тона. Итак, чтобы сыграть среднюю до, интенсивность искр пульсирует с частотой около 262 Гц. Прерыватель - это устройство, которое генерирует пульсацию искры таким образом, чтобы воспроизводить музыкальные тона.

Полифония воспроизводит несколько нот одновременно, в отличие от монофонии, когда одновременно воспроизводится только одна нота.Большая часть музыки полифонична. Один из способов создания полифонической музыки на катушках Тесла - это одновременное использование нескольких катушек, каждая из которых воспроизводит одну ноту, для совместного создания многотональной дорожки. Другой метод заключается в чередовании импульсов, которые управляют временем включения катушки Тесла и соответствующими звуковыми частотами, тем самым создавая одновременно две ноты.

Обычно музыкальные катушки Тесла управляются через протокол, называемый MIDI. MIDI-файлы сохраняют отдельные ноты и имеют индикаторы того, какие тоны должны принимать эти ноты.Например, если у вас есть пьеса с фортепиано и скрипкой, ноты фортепиано будут сохранены в одной дорожке, а скрипка - в другой. Фактическое звучание пьесы зависит от того, что вы используете для воспроизведения дорожки, потому что не все пианино и скрипки, созданные на компьютере, звучат одинаково.

У

DRSSTC есть фундаментальные ограничения на рабочие циклы и длительность импульса, которые могут быть запущены. По мере того, как воспроизводится все больше и больше нот, ширина импульса становится все длиннее и длиннее. Аппаратное обеспечение необходимо для сокращения длительности импульсов, когда они становятся слишком длинными, чтобы не повредить силовую электронику, что приведет к серьезной потере качества.По этой причине большинство DRSSTC предпочитают запускать одну или две ноты одновременно.

Создание катушки Тесла научит вас универсально полезным навыкам. Катушка Тесла может дать вам четкое представление о том, как работают высокочастотные цепи; При проектировании хорошего резонатора с катушкой Тесла учитываются ключевые концепции радиочастот, такие как схемы резонансного резервуара и добротность. Использование высокого напряжения важно в ряде областей, таких как ускорители частиц и лазеры. Драйверы катушек Тесла работают на нескольких основных силовых электронных структурах, таких как полупроводниковый инвертор с переключением при нулевом токе, и построение одного из них научит вас поведению и неидеальности силового транзистора.Установка печатной платы и намотка первичной обмотки катушки Тесла потребует от вас развития некоторой механической ловкости и способности думать о том, как все сочетается друг с другом. Наконец, современные твердотельные катушки Тесла - довольно сложные системы, и, успешно построив их, вы научитесь эффективно отлаживать схемы.

Катушка Тесла представляет множество опасностей, и соблюдение мер безопасности является абсолютной необходимостью. Опасности могут быть уменьшены, если быть осторожным работником, держать рабочее пространство вдали от беспорядка, носить защитные очки, когда плата находится под напряжением, гарантировать, что конденсаторы разряжены, прежде чем приступить к работе с платой, держать чувствительную электронику и легковоспламеняющиеся предметы подальше от катушки когда он работает, и, как правило, хорошо осведомлен о работе и опасностях катушки Тесла.

НЕ используйте катушку Тесла рядом с людьми с медицинскими имплантатами, такими как кардиостимуляторы.
НЕ используйте катушку Тесла рядом с чувствительными электронными устройствами.
НЕ выполняйте никаких работ с высоким напряжением в одиночку.
НЕ выполняйте работы с высоким напряжением, когда вы устали, пьяны или по какой-либо другой причине не в состоянии уделять этому все свое внимание.
НЕ создавайте катушку Тесла, если вы не уверены в пайке и пайке. навыки отладки

JavaTC: инструмент Javascript для настройки первичной и вторичной сборки катушек Тесла.
Сайт Стива Уорда: один из лидеров в разработке DRSSTC; некоторые из его конкретных инструкций несколько устарели, но, тем не менее, он остается отличным ресурсом.
Richie’s Site: множество аналитических материалов и информации SSTC; одно из немногих руководств по работе с инвертором на уровне любителей.

Комплект катушек Тесла | Катушки Тесла на продажу

Описание

Сделайте свою собственную поющую катушку Тесла!

В ArcAttack мы годами экспериментируем с управлением нашими катушками Тесла с помощью музыки. Мы вложили в Thundermouse все, что узнали. Благодаря этим знаниям это самый продвинутый комплект, доступный на сегодняшний день. Наш комплект катушек Тесла своими руками позволит любому создать потрясающий дисплей с молнией, как в ArcAttack.

Thundermouse предлагает расширенные функции, ограничивая при этом конструкцию всеми сквозными компонентами. По этой причине его легко собрать. Эта простота достигается с помощью отладочной платы Cypress Psoc5. Также мы используем уникальный метод формирования огибающей первичного тока. Благодаря этому «Громовая мышь» может плавно перемещаться во многих режимах работы современной катушки Тесла.

Thundermouse реализует свои возможности с помощью одного USB-устройства Plug and Play. Он работает под Linux, Mac OSX и Windows.Подключите его, и Thundermouse соединится как виртуальный MIDI и последовательный порт. Таким образом, это устройство обеспечивает полный двусторонний контроль параметров мощности и производительности. Наше устройство работает напрямую с популярными музыкальными программами. К ним относятся Ableton Live, Apple Garage Band, Microsoft XPSynth и SonarX3 Studio.

Характеристики включают:

  • Простота сборки
  • Управление до восьми Thundermice с помощью одного интерфейса USB
  • Волоконно-оптический интерфейс
  • Кросс-платформенное программное обеспечение
  • Формирование первичного тока
  • Расширенная поддержка MIDI
  • Гнездо 1/4 ″ для электрогитары / аналоговый вход
  • Обновляемый
  • Полностью акриловое шасси для обеспечения устойчивости к высоким напряжениям

Техническое описание

Хотите построить катушку Тесла? В нашем электронном комплекте есть все необходимое, кроме двух важных вещей - Weld-on 4 и Weld-on 16.Выбор 110 В или 220 В осуществляется простой перемычкой (в комплект входит только шнур питания для США). После сборки подключите его и начните изучать, как использовать Thundermouse.

  • Длина искры:> 3 '(в зависимости от режима)
  • Макс. Первичный ток: 250
  • Макс.импульс MIDI: 1000 мкс +
  • Максимальный однократный импульс: 20 мс +
  • Первичный L: 15uh
  • MMC: 0,033 мкФ, 4000 В
  • Настройка: верхний полюс
  • Рабочая частота: ~ 400 кГц
  • Вторичный: обмотка 6 дюймов, диаметр 4 дюйма, 32AWG, 638 витков
  • Вторичный резонанс: 21mh, 1.79pf, 335 кГц
  • Сцепление: .308
  • Вход В: 110 или 220
  • Напряжение шины: 330 В
  • Вт:> 1500

Интерфейс катушки Тесла USB

года живых выступлений дали нам уникальную возможность разработать наиболее эффективные методы управления музыкой катушки Тесла. В нашем интерфейсе все это в одном флаконе, и его легко собрать. Это композитное USB-устройство распознает как общий интерфейс MIDI, так и последовательный порт. Четвертьдюймовый разъем позволяет осуществлять аналоговое управление с помощью электрогитары или синтезатора.

Характеристики USB MIDI:

  • Последовательное подключение до 4 Thundermice с одним устройством
  • Бесконечное обновление
  • Программное обеспечение для ПК, позволяющее телеметрию по напряжению и температуре, конфигурации в реальном времени
  • дюймов для гитарных / аудиосигналов
  • Недорогой оптоволоконный интерфейс

Катушка Тесла Драйвер

Катушечный драйвер Thundermouse Tesla - самый мощный, но самый простой в сборке драйвер из имеющихся.Используя инновационную схему ограничения высокоскоростного тока, наш драйвер обеспечивает точное управление огибающей первичного тока при сохранении нулевого тока переключения и низких коммутационных потерь. Преимущества этого диапазона от минимизации требований к оборудованию, максимального отношения длины искры к длине вторичной обмотки, плавного перехода между режимами работы, не говоря уже о открытии возможностей для управления тоном и тембром при использовании в музыкальных целях.

Характеристики:

  • Инновационная система ограничения тока
  • Полностью сквозная конструкция для облегчения сборки или ремонта
  • Микросхемы драйвера затвора IXDN630 позволяют управлять затвором 24 В, 14 А
  • Двойные выходы управления затвором для передовых технологий управления мостом H
  • Может использоваться в других проектах катушек своими руками.
  • Напряжение на шине, напряжение затвора и обратная связь по температуре радиатора
  • Предназначен для работы с USB-интерфейсом Thundermouse
  • Бесконечное обновление

Н-образный мост

В музыкальной катушке Тесла Thundermouse используется полный мост из IGBT FGH60N60SMD. При правильном управлении эти устройства оказались очень надежными в приложениях с катушками Тесла. Этот компактный модуль можно настроить с помощью перемычек для работы со стандартами питания 110 или 220 В.

Характеристики:

  • Вход 110 или 220 В
  • Реле заряда и хода
  • Емкость шины 2200 мкФ
  • Шина В до 350 В постоянного тока
  • Обратная связь по напряжению шины
  • Вариак не требуется

MMC

Используя конденсаторы 942C20S33K-F, эта MMC неплохо работает для такого небольшого и простого в сборке корпуса. И не бойтесь, мы оставили достаточно места в шасси для обновлений для тех, кто хочет поэкспериментировать с большой длиной искры.

Характеристики:


Первичная обмотка

Тороидальные первичные обмотки превосходно обеспечивают высокое сцепление и снижают риск перекрытия. Это улучшение связано с их свойствами формирования поля. Первоначальная рекомендуемая установка оставляет несколько дополнительных ходов для обновлений или экспериментов по настройке. Медная трубка открывает возможности для модернизации системы охлаждения.

Характеристики:

  • Медная трубка 3/16
  • высокотемпературная акриловая рама
  • 15 мкГн индуктивность
  • конструкция с низким напряжением напряжения

Вторичная обмотка

Каждая вторичная обмотка изготавливается на станке в соответствии с точными спецификациями для обеспечения повторяемости конструкции.638 витков проволоки 32awg наматывают на 4-дюймовую акриловую форму, затем покрывают однородной эпоксидной смолой и оставляют сушиться.

Характеристики:

  • 6 ″ длина намотки
  • 32awg магнитный провод
  • 21mh индуктивность
  • Емкость обмотки 2 пФ
  • 335 кГц собственная резонансная частота

Пополнение

Кольцевые тороиды

известны своей простотой сборки, а также хорошим эстетическим выбором. В сочетании с акриловой рамой он обеспечивает как обтекаемый вид, так и отличные высоковольтные характеристики.

Характеристики:

  • Общая емкость 9 пФ
  • Главный диаметр 8 ″
  • Малый диаметр 2 ″
  • 8 колец гибкой алюминиевой трубки 3/16
  • Простота сборки

Часто задаваемые вопросы о комплекте катушки Тесла

Могу ли я использовать драйвер Thundermouse в другой конструкции катушки?

Да, можно. Все настройки настраиваются для разных частот и режимов работы.

Нужен ли мне USB-контроллер для каждой Thundermouse?

Один USB-контроллер может управлять до 8 Thundermice.Хотя потенциально меньше, если MIDI содержит высокие значения высоты тона и управляющих данных. Вы просто подключаете драйверы последовательно, чтобы создать кольцевую сеть.

Является ли ваше USB-устройство «прерывателем»?

Ранее в этом столетии мы отказались от традиционных прерывателей. Контроллер - это просто составное USB-устройство, предназначенное для двусторонней связи с катушкой Тесла. «Прерыватель» расположен на плате драйвера и интегрируется с логикой драйвера.

Является ли Thundermouse катушкой QCW или DRSSTC?

Оба.Thundermouse использует инновационный, но простой в использовании интерфейс формирования огибающей первичного тока. Используя высокоскоростные алгоритмы, мы можем создавать динамические формы первичного тока. Интерфейс управления похож на ADSR. Все настройки можно изменить в реальном времени с помощью MIDI.

5 фактов о катушках Тесла

Катушки

Тесла - это резонансные трансформаторы, изобретенные Николой Тесла для проведения экспериментов с использованием высокого переменного напряжения. Некоторые из них были в областях электрических освещения , беспроводных передачи электроэнергии, генерации рентгеновских лучей и т. Д.

Что такое катушка Тесла

Катушка

Тесла - это индукционная катушка для выработки высокочастотных переменных токов. Индукционная катушка - это катушка, используемая для выработки спорадического высокого напряжения из постоянного тока. Катушка Тесла имеет неплотно намотанный электрический провод вокруг железного или воздушного сердечника. Полная установка состоит из двух цепей катушек, первичной и вторичной, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Первичная цепь использует вход постоянного тока для генерации тока высокого напряжения в первичной катушке. Катушки Тесла создают короткий искровой промежуток, чтобы побудить электрический ток течь к катушке вторичной цепи через воздух.Эта схема, в свою очередь, выдает высокочастотный выход переменного тока.

Катушка Тесла

Изображение предоставлено: http://www.teslacoildesign.com

История катушек Тесла

Катушка

Тесла была запатентована Никола Тесла в 1891 году. Визуальный эффект искровых промежутков сделал катушки популярными. Катушки Тесла часто изготавливаются и используются энтузиастами для получения длинных искр в демонстрационных целях. Никола Тесла изменил свой собственный дизайн в 1902 году, чтобы предотвратить образование искр, и использовал его для своих передовых увеличительных передатчиков.Он также представил концепцию катушек с воздушным сердечником вместо железного сердечника.

Современные катушки Тесла

Современные катушки Тесла используют транзисторов или вакуумные лампы вместо искрового разрядника для выработки энергии для первичной цепи. Они бывают двух видов: твердотельные катушки Тесла и твердотельные катушки Тесла с двойным резонансом . Твердотельные катушки Тесла используют транзисторов , MOSFET или IGBT для переключения мощности между двумя цепями.Двойные резонансные твердотельные катушки Тесла используют комбинацию твердотельных катушек Тесла с катушками Тесла с искровым разрядником.

Приложения

Катушки Тесла

использовались для беспроводного телеграфирования, радиопередатчиков и ранних моделей телевизоров. Однако сейчас на смену им пришли современные системы. Искры, производимые катушками Тесла, продолжают использоваться в качестве свечей зажигания в транспортных средствах, чтобы инициировать сгорание топлива. Они также используются в электрическом оборудовании для предотвращения возникновения опасных скачков напряжения.

Меры безопасности

Электрическое поле, создаваемое катушками Тесла, может мешать работе электронных устройств вокруг них. Кроме того, тепло, производимое катушками Тесла, расширяет воздух вокруг них, ионизирует их и может даже выделять опасные газы, такие как озон и NO 2 . Однако обо всем этом можно позаботиться, эксплуатируя катушки Тесла на открытом воздухе или в достаточно большом и просторном помещении.

Похожие сообщения:

Никола Тесла: великий гений нашего времени

Переменное напряжение

Что такое индуктивность

Как построить 1.Катушка Тесла на 35 миллионов вольт

Я построил катушку Тесла на 1,35 миллиона вольт у себя на заднем дворе, не убив себя.

Примечание автора: это очень устаревшая статья, написанная в средней школе.

Катушка Тесла, изобретенная гениальным ученым Никой Тесла (1856-1943), представляет собой высоковольтный высокочастотный генератор энергии. Тесла разработал его для беспроводной передачи электроэнергии, но из-за его низкой эффективности сейчас они просто выглядят круто.

С помощью этого устройства Тесла мог генерировать напряжения такой величины, что они вылетали из устройства как молнии! Зрелище извивающихся электрических струй, прыгающих по воздуху, просто захватывает. Сегодня катушки Тесла строятся любителями по всему миру только по одной причине - острые ощущения от создания собственной молнии!

Катушки Тесла

также были популяризированы в 90-х благодаря популярной видеоигре Red Alert. В игре катушки Тесла использовались Советским Союзом в качестве оружия для создания чрезвычайно высоких и смертельных напряжений.

Следуй за мной

Следи за моими последними приключениями

Материалы

Много конденсаторов Алюминиевый воздуховод
Трансформатор неоновых вывесок Медная труба
Медные провода высокого напряжения Трубки для аквариума
Листы акрила Гибкие медные трубки
Алюминиевый U-образный профиль много болтов / гаек / наконечников для проводов и т. Д.
Набор резисторов Лента электрическая
Пироги Лента из алюминиевой фольги
Трубки ПВХ Заглушки из ПВХ
Лак полиуретановый AWG24 Провод
Сверло Набор для пайки
Молот Стержни с резьбой
Металлические детали L-образной формы Линейки
Полиэтилен высокой плотности
(Разделочная доска)
Вентилятор охлаждения
Пила Патрон предохранителя
Деревянные блоки Краска-спрей
Доски деревянные Слишком много свободного времени
Мотивационные плакаты Деньги
Статус одиночного родства

Строительство

Следует отметить, что создание катушки Тесла является сложным и сложным процессом.Это дорого, отнимает много времени, опасно и требует огромной мотивации. Требуются технические навыки, и необходимы хорошие знания физики и математики. Лучше всего разбить конструкцию на отдельные компоненты.

Источник питания / трансформатор

Возможно, самый важный компонент катушки Тесла - это источник питания, и его, вероятно, труднее всего достать. Характеристики источника питания влияют на все остальные компоненты и общий размер катушки Тесла.

Блок питания в основном преобразует напряжение сети (240 В) в чрезвычайно высокие напряжения, необходимые для катушки Тесла.

Как правило, любители ищут трансформаторы нескольких типов.

Трансформаторы с неоновыми вывесками

(NST), вероятно, являются самыми популярными. Их можно приобрести в магазинах с неоновой вывеской. Стоимость может составлять от 30 до 100 долларов в зависимости от состояния и рейтинга. Обычно они находятся в диапазоне от 6000 В до 15000 В, с током около 30 мА. Существует 2 типа трансформаторов для неоновых вывесок: один с железным сердечником и работает на частоте 50 Гц, а другой - это новый, меньший по размеру переключатель, который работает на частоте 20 кГц и намного легче.Тяжелые с железным сердечником обычно работают лучше.

Конечным трансформатором будет Pole Pig. Они используются вашими местными правительственными учреждениями для подачи энергии в город. Их можно найти высоко на столбах, по которым подается электричество. Они весят около 200 кг, поэтому, если вы собираетесь украсть их, приготовьтесь с краном или чем-то еще. Кроме того, вы можете иметь с собой электрика, когда вы запускаете катушку Тесла дома, так как ваши автоматические выключатели легко сработают из-за большого тока, который требуется этим парням.В принципе, не беспокойтесь.

Я позвонил в магазин неоновых вывесок, и они действительно продали старые / старые NST. Я посетил их и купил один за 45 сингапурских долларов. Если вы не знаете, как им управлять, лучше попросите магазин продемонстрировать. Они обманывают мелкие; Они весят довольно тяжело, от 8 до 20 кг, и у меня болели руки после того, как я несли его домой в общественном транспорте.

Во-первых, некоторые детали моего трансформатора, а также спецификации, которым должна соответствовать моя катушка Тесла.

My NST выдает 15 кВ и 30 мА.

Более подробно…

Используя эту формулу, я выяснил, что моя катушка Тесла может достигать длины искры до 91,64 см. Теперь он не может приблизиться к этому значению, но он просто дает надежную оценку пространства, которое мне нужно для проведения тестов.

Конденсаторная батарея

Каждая катушка тесла должна иметь конденсаторную батарею. Это сохраняет мощность, необходимую для разряда катушки Тесла.Можно построить три типа конденсаторных батарей, в том числе полностью самодельный, состоящий из пивных бутылок и прочего. Но самый простой метод - это конструкция с несколькими мини-конденсаторами (MMC). Для MMC необходимо учитывать множество факторов.

Во-первых, вы должны знать пиковое напряжение, с которым должна справиться конденсаторная батарея.

В то время как мой трансформатор выдает 15000В, напряжение может достигать 21213В!

Затем нужно выбрать тип конденсатора.

Я выбрал полипропиленовый конденсатор на 1500 В постоянного тока, 0,047 мкФ, потому что он обеспечивает наилучшее соотношение цены и качества, т. Е. лучший мкФ за доллар.

Теперь, поскольку моя MMC должна хранить как минимум 21213 В, я решил, что напряжения должны быть разделены конденсаторами, когда они включены последовательно. Я планирую расположить 15 таких конденсаторов последовательно, что в сумме даст 22500 В, с которыми он может справиться.

Используя приведенную выше формулу, я подсчитал, что моему трансформатору требуется батарея конденсаторов 0.0064 мкФ. Однако это всего лишь значение резонансной шапки. Чтобы быть в большей безопасности, нам нужно значение LTR (больше, чем резонанс). Это значение зависит от того, используете ли вы статический разрядник или SRSG (синхронный вращающийся разрядник), о котором я подробнее расскажу позже. Я буду использовать статический зазор, поэтому значение LTR составляет 0,0095 мкФ.

Рассчитанная общая емкость 1 «струны» из 15 конденсаторов - это просто номинальная емкость каждой шапки (т.е. 0,045 мкФ), деленная на количество шапок в струне (т.е.15), поэтому каждая моя струна имеет 0,00313 мкФ. Для производства 0,0095 мкФ мне понадобится примерно 3 струны.

Итак, это 3 струны по 15 заглавных букв, что в сумме дает 45 заглавных букв.

К каждой крышке также должен быть прикреплен резистор. Спускные резисторы используются для безопасного разряда каждого конденсатора, чтобы обеспечить безопасное обращение при настройке и транспортировке катушки. Я выбрал резистор 10 МОм 0,5 Вт 3500 В постоянного тока.

Общая конструкция моей конденсаторной батареи выглядит следующим образом:

После того, как я закончил сборку конденсаторной батареи, делая снимки по пути, по какой-то причине изображения конструкции конденсаторной батареи пропали, возможно, были удалены / отформатированы, и моя программа для восстановления данных не смогла вернуть их.

Итак, я не могу показать фотографии того, как я делал батарею конденсаторов, но я постараюсь изо всех сил описать это словами.

Хорошо, я нарисовал схему расположения конденсаторов на бумаге формата А4. Затем я прикинул размер банка, купив 3 акрила такого размера.

Один кусок акрила будет использоваться для крепления конденсаторов. На концах конденсатора просверливались отверстия. Контакты конденсаторов проходили через эти отверстия, чтобы надежно прикрепить их к акрилу.

Мои навыки пайки были ужасными, поэтому мне было трудно спаять точки контакта вместе, чтобы сформировать цепочки конденсаторов.

Затем к каждому конденсатору были добавлены резисторы. И снова, с пайкой, работа была сделана довольно плохо.

Наконец, я просверлил отверстия в 4 углах трех частей акрила. Они будут использоваться для сквозной установки болтов и гаек.

Остальные 2 части акрила предназначены для покрытия конденсаторов из соображений безопасности.Один покрывает заднюю часть со всеми точками контакта и пайкой, а другой закрывает переднюю часть, защищая меня от конденсаторов, а их от меня.

Конденсаторная батарея находится в той части цепи катушки Тесла, где как напряжение, так и ток высокие. Требуется толстый хорошо изолированный медный провод.

Я отмерил необходимую длину конденсаторной батареи. Голый медный сердечник был обнажен в различных точках окончания цепочек конденсаторов. Конечная точка контакта была прикреплена с помощью проволочного наконечника.

Моя паяльная работа выглядит так, как будто ее выполнил пятилетний ребенок.

И, наконец, заклейка всей голой проводки. Готово! Вид сверху, обнаруживающие конденсаторы.

Общая стоимость конденсаторной батареи более 100 долларов США. Но это намного дешевле, чем покупать промышленный импульсный конденсатор.

Примерно через неделю я решил испытать недостроенную катушку Тесла. Получилось ужасно.

Зигзагообразная компоновка была глупым решением, поскольку ток предпочитал пробиваться через диэлектрический воздух, чем проходить через конденсаторы.

Дуга возникла между двумя соседними точками в конденсаторной батарее, во многом благодаря ужасной конструкции Yours Truly. Я мог добавить изоляционный слой между всей цепочкой крышек, но расстояние было настолько маленьким, что я не мог найти подходящий материал.

И вот я решил все это перестроить. Это было последнее, о чем я думал, когда думал о вариантах, но, похоже, у меня не было выбора.

Потратил около часа или двух на распайку всех конденсаторов и резисторов, и мой отец купил мне новые кусочки акрила.На этот раз он будет не зигзагообразным, а просто из трех прямых цепочек заглавных букв.

На просверливание ушло время, но, как я делал раньше, это было немного проще и быстрее ...

Затем я вставил колпачки, спаял их вместе.

Ну и конечно добавление резисторов…

Соединения на концах выполняются припаиванием толстого провода к 3 точкам контакта.

Электропроводка

Для катушек Тесла обычно требуются толстые хорошо изолированные медные провода из-за большого количества проходящего через них тока и напряжения.Количество обработанной меди в проволоке делает ее очень дорогой. Я попросил один диаметром 6-8 мм, 7 м, и парень дал мне диаметр 7,2 мм и назвал 47 долларов. Я не мог позволить себе платить столько только за проводку, поэтому попросил другую, меньшего размера. Это примерно 3-4 мм, не совсем то, что я хотел, но вдвое дешевле. Так что 20 долларов + за толстую проводку.

Итак, когда я сделал еще один тестовый прогон, произошло следующее:

Нет искры на разрядном выводе, но вместо этого на первичной обмотке!

Как видно из рисунка выше, дуга на самом деле возникает в проводе.Да, 20000 Вольт просто проскочили прямо через изоляцию провода. Я думал, что он на самом деле довольно толстый, но нет, мне следовало купить высоковольтные провода (высоковольтные), но это довольно дорого.

Итак, чтобы решить эту проблему, я купил несколько трубок для аквариума, чтобы обмотать провода в качестве дополнительной изоляции. Все провода теперь изолированы трубками для аквариума.

Разгрузочный терминал

В верхней части катушки Тесла находится разрядный терминал, что и делает.Один, как следует из названия, должен действовать как выходной терминал для стримерных разрядов, а другой - как емкостная нагрузка для вторичной катушки.

Может быть двух форм: тороид или сфера. Я не знаю разницы, плюсов и минусов между ними, но понятия не имею, как сделать большую металлическую сферу. Поэтому выбрана тороидальная конструкция.

Коммерческий алюминиевый тороид стоил бы несколько сотен, если не тысяч долларов. Самодельный стоит около 40 долларов.

Вот как я делаю свой тороид.

3 шт. Воздуховоды алюминиевые, досталось мне 3м. Довольно дорого - 30 долларов +. Затем алюминиевая лента. Это около 10 долларов. И, наконец, блюда для пирогов, очень дешевые.

Просверлите пару отверстий в центре и по краям форм для пирога, а затем затяните их вместе болтами и гайками.

Отмерьте алюминиевый воздуховод необходимой длины и вырежьте его. Я использовал алюминиевую ленту, чтобы скрепить концы воздуховода, плотно прилегая к формам для пирога.

Я сгладил внешний вид тороида, добавив ленты от алюминиевого воздуховода к формам для пирога.

Вторичная обмотка

Вторичная катушка - это чертовски круто.

Он отвечает за генерирование необходимого очень высокого напряжения, а его конструкция чрезвычайно утомительна.

Во-первых, требуется форма катушки. Провода, намотанные примерно на тысячу витков, полностью охватывают форму катушки, которая должна быть из изоляционного материала.Металлические трубы совершенно исключены по понятным причинам. Вода убивает производительность, поэтому также избегайте картона. Подойдет большинство пластиковых материалов. Обычно используются трубы из ПВХ, потому что их легко найти. Некоторые моталки Tesla пытались и преуспели в том, чтобы намотать проводку вокруг формы катушки и полностью удалить ее, но пока это выходит за рамки моих возможностей.

Следует избегать использования черных ПВХ, потому что они содержат углерод, серый работает, но белый - лучше всего.

Я купил 3-дюймовую трубу из ПВХ, 2 фута.При покупке формы катушки важно выбрать правильную длину, так как она сильно повлияет на высоту катушки. Слишком высокий, слишком громоздкий; Слишком короткая катушка Тесла способна поразить сама себя. Здесь играет роль соотношение диаметра к высоте. У меня была ошибка в расчетах, поэтому получилось странное соотношение 1: 6,67. Думаю, для моей катушки это плохо, учитывая, что рекомендуется соотношение от 1: 3 до 1: 6.

Прежде чем мы начнем, желательно покрыть форму змеевика полиуретановым лаком.

Был нанесен один или два слоя, и после того, как он высох, я сразу приступил к намотке проводов.

Несколько замечаний. Мы должны стремиться к диапазону от 800 до 1200 оборотов, любое большее или меньшее значение, похоже, снижает выход (либо из-за повышенного сопротивления, либо из-за низкой индуктивности). Я нацеливаюсь на 1000 ходов.

Я купил 0,5 кг провода 0,5 мм (AWG 24) (довольно дорого, от 30 долларов США). 1000 оборотов должны дать 20 дюймов.

Ранение утомительно. Я ищу слово со значением, аналогичным «утомительным», но с большей степенью страдания.Но пока подойдет утомительное занятие. Чтобы дать вам некоторую перспективу, вот процесс:

Для начала я нашел валяющуюся вешалку для полотенец. Ладно, не совсем "валяется", но взял это от мамы.

Разорвав его и реконструировав, я получил эту маленькую новаторскую штуку.

Намотка была невероятно утомительной, поскольку я прибегал к этому.

Я потратил 5-6 часов на намотку и намотку. Для развлечения я сделал это перед своим компьютером, пока я смотрел все оставшиеся серии CSI и Lost, которые я оставил.

Началось в 17:00, а примерно в 23:00 было так:

Я подсчитал и решил, что повредил около 240 м медной проводки. О, боль!

На самом деле я начал очень хорошо, с хорошими и плотными обмотками. Я потерял терпение на полпути, и оттуда все стало неряшливо. Надеюсь, это не сильно повлияет на работу катушки.

Я еще не доработал дизайн того, как вторичная обмотка будет прикреплена к тороиду, но это должно выглядеть так.

Как я уже упоминал ранее, я обнаружил, что количество витков на моей вторичной катушке было слишком большим, почти 1000 витков. Это дает слишком высокое отношение диаметра формы к длине катушки, равное 6,67. Рекомендуемое максимальное соотношение - 6, что я намного выше. Я решил потратить некоторое время на раскручивание витков, чтобы получить длину катушки 18 дюймов из 20 дюймов.

Концевая заделка вторичной катушки выполняется путем прикрепления ее к алюминиевой ленте и использования перфоратора для подключения к концу заземляющего наконечника.

Штанга заземления

Заземляющий стержень, даже если он кажется незначительным, играет важную роль. Большинство компонентов необходимо заземлить не только из соображений безопасности, но и для их работы. Я решил использовать один заземляющий стержень с множеством подключений к нему, так как я не хотел, чтобы слишком много стержней врезались в землю.

Я начал с толстого медного провода и 1-дюймовой медной трубы длиной в фут.

Я просто просверлил медную трубку, вставил болт и гайку и прикрепил медный провод с проволочным наконечником на конце.

Заземляющий стержень должен быть забит в землю надежно и глубоко.

Искровой разрядник

Искровой разрядник действует как выключатель питания для первичного контура бака. Он использует воздух для проведения электричества между электродами и при этом выделяет много тепла.

Звучит достаточно просто, но Spark Gap - единственный компонент, на который я тратил больше всего времени. Около 20 часов легко. Существует множество проектов Spark Gaps, и было довольно сложно выбрать один из них.

Существует два основных типа искровых разрядников. Статический, не связанный с движением электродов, отсюда и название. И экзотический тип, в котором электроды вращаются для повышения производительности. Схема вращающегося искрового промежутка была слишком сложной, поэтому я остановился на статическом искровом промежутке.

Конструкция статического искрового промежутка может отличаться от простой, например:

Однако зазор обычно делится на множество более мелких зазоров, соединенных последовательно.Это сделано по двум причинам; 1) Чем больше у вас зазоров, тем с большей мощностью он может справиться; 2) Можно изменять напряжение зажигания промежутка, изменяя количество электродов в цепи (перемещая соединительные провода).

При этом вы получаете многосерийный статический искровой разрядник, который я выбрал для создания. Этот дизайн для этого сильно различается, и он имеет большое значение по цене, эффективности, выполнимости, затраченному времени и т. Д. У разных людей будут разные предпочтения в большом количестве доступных дизайнов.После нескольких часов поиска в Интернете я нашел дизайн, который мне понравился. Это парень по имени Скотт. Какой Скотт, я не знаю, но сколько там Скоттов, которые используют Tesla Coiler?

Итак, я приступил к этому.

Два куска прозрачного акрила, просверленные и поддерживаемые стержнями с резьбой по 4 углам. Стержни с резьбой действительно раздражали пилу и пилку.

Я нашел алюминиевые U-образные профили правильного размера! И снова пилить было настоящей болью.

И их выравнивание…

Электроды! Медные трубы, удерживаемые из акрила алюминиевыми U-образными профилями.

После многочасового бурения…

Последний собранный статический искровой разрядник Multi Series! Соединения крепились к болтам и гайкам, поддерживающим медную трубу и U-образные профили.

Тогда еще одно разочарование. В одном из тестовых запусков, откладывая настройку, чтобы завершить день, я уронил Spark Gap.Он очень сильно сломался и выглядел так, будто полностью вышел из строя. Я потратил на этот искровой разрядник целый день, а возможно, и больше, что-то вроде 6 часов непрерывной утомительной технической работы, и видеть, как он ломается, было совершенно отстойным чувством.

Мне пришлось построить еще один, но я сказал себе: «Ни в коем случае не еще 6 часов сверления, пиления и т.д.», и поэтому я импровизировал. Придумал новый дизайн, и с его помощью появился шанс улучшить ситуацию.

Я нашел эти L-образные металлические детали где-то в доме, и мне в голову пришла идея.Я попросил у папы еще, и он достал целую коробку.

И я купил 2 твердые пластиковые линейки, которые служат опорой, и они также обеспечивают точные измерения расстояния искрового промежутка.

Необходимо настроить искровой промежуток, чтобы катушка Тесла могла достичь максимальной производительности.

Для этого я подключил разрядник только к трансформатору 15000В. Оттуда я отрегулировал расстояние между электродами таким образом, чтобы добиться максимального расстояния искрового промежутка, который соответствует максимальному проходящему через него напряжению.

Первичная обмотка

Первичная обмотка и основной конденсатор резервуара образуют первичный резонансный контур. Для правильной работы катушка Тесла должна иметь идентичные первичные и вторичные резонансные частоты.

Ничего не скажешь о моей первичной катушке. По сути, это моток медной трубы, намотанный плоской блинной спиралью. Диаметр самого внутреннего витка должен быть на 2 дюйма больше диаметра вторичной катушки, и он закручивается по спирали, сохраняя зазор 1/4 дюйма между соседними витками.Общее количество необходимых витков зависит от значений других компонентов схемы, но максимум 10-15 витков будет хорошим числом.

Медные трубки, обычно используемые в системах центрального отопления, идеально подходят для изготовления первичных змеевиков. Он имеет большую гладкую поверхность, которая идеально подходит для работы с высокими частотами / высоким напряжением, и его легко сгибать вручную.

Хорошим материалом для монтажа высоковольтных компонентов является полиэтилен высокой плотности (HDPE), который легко достать в виде разделочных досок.Это то, что я буду использовать для поддержки трубки. Если вы используете древесину, ее следует просушить и покрыть лаком, чтобы гарантировать, что она действует как изолятор.

Сначала я вырезал пилой полосы из ПНД.

После этого я просверлил отверстия во всех полосах, которые будут проходить через медные трубки.

Итак, я сел перед телевизором и начал продевать опоры через медную катушку.

Вот и готово!

Много недель спустя, когда я успешно протестировал испытанную катушку, мне удалось получить дугу 25-27 см… но характеристики катушки Тесла были ограничены.

Проблема была с первичной обмоткой. У меня был отвод первичной обмотки на катушке номер 8, с улучшением характеристик по мере увеличения количества витков. Моя первичная катушка, к сожалению, имела всего 8 витков. Работа моей катушки Тесла была ограничена, в первую очередь, моей первичной катушкой!

Если бы у меня была более длинная медная трубка, а значит, больше витков в первичной катушке, я бы смог добиться гораздо большей производительности. Очень жаль, что первичная катушка не позволяет мне достичь резонанса.

Итак, я купил новую 50-футовую медную трубку для своей новой первичной катушки. По сравнению с моей 18-футовой старой первичной катушкой, у меня никогда не должно закончиться оборотов, от которых я мог бы отводить.

Целый день работал над этим. После 4 часов пиления, сверления, забивания молотком.

На этот раз я сделал это немного по-другому, потому что научился на собственном опыте. Продевать через опоры было мучительно утомительно, поэтому я поумнел и сделал это по-другому.Вместо того, чтобы продевать его, я просто сделал узкие выступы с небольшими отверстиями в опорах. Оттуда я могу просто вставить медные трубки, чтобы они хорошо вошли в выступы опор.

К первичной обмотке необходимо выполнить два электрических соединения; фиксированное соединение на одном конце катушки и подвижная точка отвода для подключения к любой точке катушки. Это то, что позволяет нам настраивать частоту первичного контура резервуара в соответствии с естественным резонансом вторичного контура.

Подвижное соединение первичного ответвителя было выполнено с помощью держателя предохранителя. Он был разработан для установки предохранителей, но, осторожно согнув его плоскогубцами, можно получить хорошее соединение с медной трубкой. На самом деле мне потребовалось много модификаций, чтобы заставить его хорошо соединиться с толстым медным проводом.

Фиксированное соединение выполняется путем скручивания внутреннего конца медной трубки вниз, и я приклеил проволочный наконечник, чтобы обеспечить хороший электрический контакт.

Стенд

Я решил создать подходящую подставку, чтобы упростить настройку, улучшить внешний вид и удобство хранения, когда я закончу с ней.Итак, несколько недель назад (на самом деле почти месяц) я попросил отца выступить за это. Я описал ему, что хочу: две палубы, 4 опоры, на колесах.

Через неделю или две он сделал это, но я продолжал просить внести мелкие исправления и изменения. Это выглядело действительно некрасиво с желтым, белым, серым и коричневым. Четыре опоры представляют собой трубы из ПВХ, а деревянные блоки используются для удержания предметов на месте.

Если я и чему-то научился у Apple iPod, так это тому, что Immaculate White выглядит потрясающе.

S $ 9.00 за белую аэрозольную краску. Глупые плееры iPod учат глупым вещам.

Я потратил почти 2 дня на постоянную установку катушки Тесла на подставку. Мне пришлось просверлить больше отверстий, добавить больше деревянных блоков, чтобы удерживать предметы на месте, просверлить крючки, отрегулировать длину проводов, чтобы они соответствовали конструкции, и т. Д., И, наконец, снова покрасить распылением в белый цвет.

В конструкции были особенности и особенности, в том числе:

Крюк для удержания длинного провода заземления и медного стержня заземления.Так что теперь это намного проще и удобнее.

Трансформатор 15 кВ, искровой разрядник и батарея конденсаторов удобно расположены на нижней палубе. Все кабели изолированы трубками для аквариума и укорочены, чтобы поддерживать их в чистоте и порядке. Трансформатор также находится на колесах, так как я не могу перемещать установку с катушкой Тесла. Один только трансформатор, возможно, тяжелее, чем остальная часть катушки Тесла.

Тороид жестко установлен поверх вторичной обмотки.

Первичный змеевик поддерживается 4 трубками из ПВХ.

И, наконец, полностью завершенная установка катушки Тесла.

Красавица, не правда ли?


Тесты

Я провел много тестовых прогонов со всей собранной установкой, и примерно половина из них была неудачной. Но я не буду документировать их все. Вместо этого ниже приведены только успешные тесты.

Тест 1: Первый свет

Столкнувшись с таким количеством проблем и неудач во всех предыдущих тестовых запусках, я вошел в этот тест с мышлением, что это-будет-еще-еще-пробный-запуск-с-проблемами-которые-я-должен-исправить.

Искровой разрядник вообще не настраивался, но я все равно запустил полную настройку. Первичная обмотка была задействована на 7-м повороте. Было уже довольно поздно, около 8 часов вечера, но мне нужна была темнота.

… и ВКЛЮЧИТЕ!

Искровой разрядник горел очень громко; опасная вещь, на которую можно смотреть, так как она излучает ультрафиолетовые лучи. Но потрясающая искра на разрядном выводе намного красивее.

Увеличенное изображение.

Замечательный спектакль! Наконец-то первый свет от разрядной клеммы!

Я уверен, что при правильной настройке его производительность может быть увеличена примерно в 3-5 раз по сравнению с пробным запуском.

Я измерил диаметр вывода тороидального разряда, сравнил его с длиной искры на фотографии и оценил, что он составляет 8 см.

Поскольку у меня нет подходящего метода измерения чрезвычайно высокого напряжения, давайте сделаем некоторые приблизительные оценки.

В электрическом поле (создаваемом разрядным выводом в форме тороида) электрический пробой воздуха соответствует примерно 30 000 В / см.

Следовательно, сфотографированная дуга 8 см составляет около 240000 В.0,5 Vмакс = 495300 В

Эта формула каким-то образом дает моей катушке плохую максимальную длину искры 16 см. При использовании другой формулы (приведенной выше в разделе «Источник питания / трансформатор») получилось 91,64 см.

Тест 2: Ограничено первичной обмоткой

18:00, я решил вытащить всю свою установку Tesla Coil на улицу. Починил кое-что, настроил камеру, предупредил моих братьев и сестер / родителей о шуме, который я собирался создать, забил стержень заземления…

К тому времени стемнело…

Я всегда ненавижу стучать по заземляющему стержню.Мой сад на заднем дворе теперь квалифицируется как поле для гольфа.

Точка отрыва - это просто неинтересный алюминиевый стержень, приклеенный к тороиду. Ленты будут извергаться из этой точки прорыва, а не вспыхивать случайным образом.

И я загорелся!

Глупый я. Я даже не подключил первичный ответвитель к первичной катушке. Результат? Серьезное искрение, когда ток пытается замкнуть цепь.

Что я нашел невероятным, так это то, что, несмотря на огромные потери энергии при искрообразовании, катушка работала! См. Верхнюю часть точки прорыва, которая слегка изгибается по отношению к заземленному стержню справа.

Итак, я исправил проблему с первичным ответвлением и попытался снова.

Появились гоночные искры. Это происходит, когда есть искра от первичной обмотки к вторичной обмотке. И через некоторое время (из-за множества попыток) это стало серьезной проблемой.

Гоночные искры возникают, когда катушка имеет одно или несколько из следующего:

- Чрезмерно высокое сцепление
- Система с избыточной мощностью
- Плохое гашение в искровом промежутке
- Несоответствие, слишком большой тороид
- Чрезмерно большая первичная крышка

Неважно, в какую мою попадет, но мне это не понравилось.

У меня не было выбора, кроме как изменить уровень первичной катушки, сделав его ниже. Это будет связано с опорами для труб из ПВХ (на которые я потратил много усилий) и вернуться к временным опорам.

И это сработало идеально!

Я решил поставить рядом с установкой люминесцентную лампу. Это совершенно ни с чем не связано. Просто лежал. И МАГИЯ!

Хорошо, если вы кое-что знаете об электрических полях.

Известно, что электрические поля катушек Тесла (да, даже самодельные) настолько мощны, что могут мешать телевизионным сигналам и делать любые цифровые устройства, которые вы носите, бесполезными. Большинство коммерческих катушек Тесла помещено в клетку Фарадея как таковую.

Когда все НАКОНЕЦ заработало (почти больше часа), настало время утомительной настройки.

Мне пришлось настроить частоту первичной катушки в соответствии с частотой вторичной катушки, чтобы они находились в резонансе и производили максимальную мощность.Это делается путем изменения положения первичного ответвителя в разных точках первичной катушки.

И я начал настраивать, и убирая точку прорыва…

И обратно с точкой прорыва в позиции:

Обычно компании Tesla Coilers необходимо найти идеальное количество витков для намотки первичной обмотки. Слишком много оборотов или слишком маленький резонанс не будет достигнут.

У меня был другой случай. Началось так…

Когда я пошел покупать компоненты для своей катушки, я купил гибкую медную трубку, чтобы сделать первичную катушку у какой-то старушки.Ранее мне говорили, что цена на медь за последние годы взлетела до небес. Она брала с меня 12 долларов за метр, я купил их на 66 долларов.

Когда я сделал свою первичную катушку, она дала мне 8 витков, что довольно мало. Но, думаю, большего я себе позволить не мог. Однажды мне сказали, что я могу купить медную трубку по цене 25 долларов за 50 футов. И что старушка меня обманула.

Grah. Я мог бы пройти вдвое больше поворотов за 25 долларов, по сравнению с 8 жалкими поворотами за 25 долларов.

Вернувшись туда, где мы были, я понял, что производительность катушки Тесла увеличивается с количеством витков. На 7-м повороте образовалась искра в 25 см.

Итак, у меня был первичный ответвитель на 8-м ходу, максимум.

Если бы у меня была более длинная медная трубка, а значит, больше витков в первичной катушке, я бы смог добиться гораздо большей производительности. Очень жаль, что первичная катушка не позволяет мне достичь резонанса.

Как бы я ни хотел завершить проект Tesla Coil сегодня раз и навсегда, я думаю, что будет разумнее, если я куплю новую более длинную трубку и настрою катушку на ее максимальную производительность, а не ограничиваясь первичными витками.Так что этот проект будет снова расширен.

Сегодняшняя максимальная искра составляла около 25-27 см! С моей катушкой мощностью 450 Вт я должен получить как минимум 40-50 см искр. Но пока это лучший результат.

Звук от катушки Тесла пугающе громкий. Мне удалось запустить его довольно много раз сегодня (кажется, более 10 раз), потому что соседи справа были далеко от дома. Я забыл о соседях слева, поэтому они услышали это и подумали, что это их домашняя сигнализация (Да! ТАК громко.). Поэтому они вынули батарейки из домашней сигнализации и вернулись к своим делам. Представьте, что случилось, когда меня нашли. Ургх.

Вот результаты на сегодня!

Тест 3: Финал

В течение нескольких недель после испытания 2 я починил первичную катушку, сделав новую. Однако пройдут месяцы, прежде чем я смогу провести какие-либо тесты с новой первичной катушкой из-за всех моих обязательств и школьной работы.

Когда наступили июньские каникулы, моя семья решила отправиться в путешествие по Европе, тем самым отложив мои планы окончательно завершить работу над катушкой Тесла раз и навсегда.

Итак, еще через три месяца наступили сентябрьские каникулы. Идеально.

Я достал катушку Тесла, покрытую видимым слоем пыли после СЕМЬ месяцев нетронутой.

Медь первичной обмотки, очевидно, была окислена, приобрела более темный и менее отражающий вид. Это может снизить производительность, но я все равно пошел дальше.

Также расшатался искровой разрядник. Я не хотел тратить время на то, чтобы снова довести его до совершенства и максимальной производительности, поэтому я просто затянул его и подключил к системе.

После некоторой тщательной очистки я перенес настройку в резервную копию, и все готово!

Катушка Тесла началась с очень слабого дисплея…

Затем я настроил первичный отвод, чтобы настроить катушку…

Я перешел с Turn 9.5 на 8.5 и обнаружил, что это значительно повысило производительность. Я перешел на 7.5, но производительность упала, но не так сильно, как в Turn 9.5

Итак, я прикинул, что идеальное место для крана находится где-то между 7 поворотом.5 и 8.5, поэтому я перешел к 8.

Отсюда точная настройка показывает очень незначительные улучшения, если они вообще есть. Но мне показалось, что Turn 8 выглядит немного лучше, чем Turn 8.5, поэтому я попытался настроить его еще больше.

Я установил положение ответвления на 7,75, что, как и следовало ожидать, имело еще более незаметную разницу. Я не был уверен, был ли поворот 7.75 лучше, чем поворот 8, но мой папа сказал, что так оно и есть.

Я остановился на Turn 7.75 и сделал оттуда пару фотографий.Видео включено!

На этот раз я измерил расстояние между точкой прорыва и целью, в которую попали дуги молнии, и оно оказалось около 40-50 см! Это соответствует примерно 1 350 000 В! Сладкий!

Это должно закончиться моим путешествием с катушкой Тесла. С тех пор, как я начал работу над проектом 28 февраля 2007 года, до сегодняшнего дня прошел очень долгий путь. Больше полутора лет.

Производительность отличная! Хотя я не слишком уверен, что это примерно на максимуме, который он может выдавать, поскольку я не настраивал искровой разрядник после того, как он ослаб в течение нескольких месяцев, я думаю, что должен быть довольно близок.

Думаю, это завершает этот удивительный проект, так что наслаждайтесь фотографиями!

Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации катушек Тесла

Введение

Добро пожаловать в руководство по проектированию, изготовлению и эксплуатации катушек Тесла. Я надеюсь, что это руководство послужит исчерпывающим пошаговым справочником с простыми инструкциями. Следуя этому руководству, вы можете построить катушку Тесла, способную генерировать более 4-дюймовые дуги молнии.

Дизайн

Руководство начнется с базового введения в катушки Тесла, как они работают и как правильно их спроектировать. Этот раздел в основном содержит утомительные уравнения и формулы, используемые в процессе проектирования. К счастью, использование программного обеспечения, такого как программа проектирования катушек TeslaMap Tesla, может быстро и легко выполнить все необходимые расчеты за вас. Если вы решите использовать программу, вы можете пропустить раздел дизайна и использовать ее в качестве справочника. Этот раздел, вероятно, станет более понятным после прочтения раздела «Конструкция», в котором детали катушки Тесла описаны более подробно.

Строительство

Этот раздел проведет вас через процесс создания катушки Тесла. Я покажу вам все необходимые детали и дам советы, которые помогут избежать ошибок.

Операция

Наконец, я объясню, как настроить и отрегулировать вашу катушку Тесла для безопасной работы и максимальной эффективности. Я предложу несколько советов по устранению неполадок, которые помогут вам решить те мелкие проблемы, которые часто возникают.

Это руководство предназначено для всех, у кого есть базовый или продвинутый опыт работы с электроникой, у кого есть свободное время и есть желание создать собственное освещение.Полезно иметь некоторый практический опыт работы с электроникой, но это не обязательно. В этом руководстве рассматриваются только традиционные катушки Тесла, но не твердотельные катушки Тесла или увеличивающие катушки Тесла. Тем не менее, все типы катушек Тесла имеют много общих частей и принципов работы, поэтому это руководство все еще может использоваться в качестве справочного материала для других типов катушек Тесла. Я стараюсь заверить, что вся информация в этом руководстве верна, но исследования постоянно создают новые методы, а старые идеи улучшаются или отбрасываются.Пожалуйста, дайте мне знать, если у вас есть исправление или предложение, отправив мне электронное письмо по адресу: [email protected], и я свяжусь с вами, как только смогу.

Это руководство было написано для использования вместе с программой TeslaMap. Программа TeslaMap - это самый быстрый и простой способ сконструировать катушку Тесла. Несколько образцов конструкции катушек Тесла включены в программу TeslaMap. TeslaMap идеально подходит для быстрого и простого создания работающей конструкции катушки Тесла, однако это не программа моделирования катушки Тесла.Чуть более точная программа под названием JAVATC, написанная Бартом Андерсоном, может предоставить более подробные параметры катушки Тесла, хотя ее использование может быть более сложным и трудоемким.

В руководстве я использую этот тип области для потенциально опасной информации. Пожалуйста, обратите особое внимание на эту информацию.

В руководстве я использую этот тип области для информации, которая может помочь вам избежать типичных ошибок.

Пожалуйста, напишите мне по адресу: kevin @ teslacoildesign.com, если у вас есть вопросы или предложения.

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы правильно увеличивать изображения. Как включить javascript в ...
Firefox, Chorme или Internet Explorer

Удачи в создании катушек Тесла!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *