Как сделать катушку теслы в домашних условиях: Миниатюрная и простая катушка Тесла своими руками

Содержание

Миниатюрная и простая катушка Тесла своими руками

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!
Наверняка почти каждый из Вас много раз слышал про знаменитую катушку Тесла, но никак не доходили руки до ее сборки. Возможно многие считают, что это весьма сложное устройство.
В данной статье, автор YouTube канала «KJDOT» расскажет Вам, как изготовить это устройство в миниатюре.

Эта самоделка очень проста в изготовлении, и с ней справится даже школьник.

Материалы.
— Медные провода 0,25 и 1,2 мм диаметром
— Транзистор 2N2222A
— Резистор 22КОм
— Батарейка 9 В (крона)
— Разъем для батареи
— Припой
— Полиэтиленовая трубка, кусочек фанеры
— Изоляционная лента
— Наждачная бумага.

Инструменты, использованные автором.
— Клеевой пистолет
— Паяльник
— Ножовка, кусачки, ножницы.

Процесс изготовления.
Итак, автор предлагает для начала ознакомиться со схемой устройства.

В качестве корпуса катушки автор будет использовать полиэтиленовую трубку, также подойдет и ПВХ труба. Ее внешний диаметр должен быть около 20 мм. На одном краю трубки он зафиксировал изоляционной лентой край эмалированного провода диаметром 0,25 мм, и начал намотку. Это будет вторичная, высоковольтная обмотка.

Всего потребуется сделать 200 витков, важно укладывать их плотно друг к другу, не допуская перехлестов и пропусков. Также недопустимы разрывы. Последние витки также фиксируются изоляционной лентой.

Излишек длины трубки автор обрезает ножовкой.

Для изготовления первичной обмотки нужен провод диаметром 1,2 мм. Его края зачищаются наждачной бумагой, или ножом. Количество витков обмотки — четыре.

Итак, катушка приклеивается к небольшой дощечке при помощи горячего клея.

Затем на катушку надевается первичная обмотка, и фиксируется в ее нижней части. Также к основанию приклеивается транзистор.

Коллектор транзистора припаивается к одному из выводов первичной обмотки.

К базе транзистора припаивается один вывод высоковольтной обмотки. Второй останется свободным.

Ножки резистора укорачиваются, и он припаивается между базой транзистора, и вторым выводом первичной обмотки.

Теперь остается припаять отрицательный провод питания к коллектору, а положительный — ко второму выводу первичной обмотки. Все места пайки желательно тщательно заизолировать. Горячий клей вполне справится с этой задачей.

Можно подключать батарейку к клеммам, и начинать испытания. Люминесцентная лампа засветилась. Также светится и светодиод, припаянный к небольшой катушке.

А вот так это выглядит в темноте.

Благодарю автора за простую, и легкую для повторения схему катушки Тесла!
Повторите и Вы это простое устройство! Будьте внимательны, Вы имеете дело с высокими напряжениями!
Всем хорошего настроения, удачи, и интересных идей!

Авторское видео можно найти здесь.

Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст.

Подробнее здесь.

Катушка Тесла своими руками: схема и принцип работы

Трансформатор, увеличивающий напряжение и частоту во много раз, называется трансформатором Тесла. Энергосберегающие и люминесцентные лампы, кинескопы старых телевизоров, зарядка аккумуляторов на расстоянии и многое другое создано благодаря принципу работы этого устройства. Не будем исключать его использование в развлекательных целях, ведь «трансформатор Тесла» способен создавать красивые фиолетовые разряды – стримеры, напоминающие молнию (рис. 1). В процессе работы образуется электромагнитное поле, способное воздействовать на электронные приборы и даже на организм человека, а при разрядах в воздухе происходит химический процесс с выделением озона. Чтобы сделать трансформатор Тесла своими руками, необязательно иметь широкие познания в области электроники, достаточно следовать этой статье.

Составные части и принцип работы

Все трансформаторы Тесла ввиду похожего принципа работы состоят из одинаковых блоков:

Источник питания.
Первичный контур.
Вторичный контур.

Источник питания обеспечивает первичный контур напряжением необходимой величины и типа. Первичный контур создаёт колебания высокой частоты, генерирующие во вторичном контуре резонансные колебания. В результате на вторичной обмотке образуется ток большого напряжения и частоты, который стремится создать электрическую цепь через воздух — образуется стример.

От выбора первичного контура зависит тип катушки Тесла, источник питания и размер стримера. Остановимся на полупроводником типе. Он отличается простой схемой с доступными деталями, и маленьким питающим напряжением.

Подбор материалов и деталей

Произведём поиск и подбор деталей к каждому вышеперечисленному узлу конструкции:

Для питания потребуется 12 – 19 В постоянного напряжения. Подойдёт машинный аккумулятор, зарядное устройство от ноутбука или понижающий трансформатор с диодным мостом, для получения постоянного тока.
Найдём детали для первичного контура:

— Переменный резистор R1 с номиналом 50 кОм. Для удачной сборки не забудьте соединить два контакта этого резистора согласно схеме.

— Резистор R2 с номиналом 75 Ом.

— Транзистор VT1 D13007 или советский аналог с n-p-n структурой.

— Радиатор для охлаждения транзистора можно поискать на мощных транзисторах в неисправной технике. Размер напрямую влияет на качество охлаждения.

— Первичная обмотка трансформатора Тесла. Проводником может быть простая медная трубка или провод диаметром 0,5–1 см. Обмотка делается плоской, цилиндрической или конической (рис. 2).

Вторичный контур состоит из катушки и, при необходимости, из терминала. Обмотку выполняем проводом с диаметром от 0,1 до 0,3 мм². Провод можно намотать на диэлектрическую ПВХ трубку. Длина трубки 25–40 см, а диаметр 3–5 см. Наматывать следует виток к витку: без пересечений, пропусков. Чтобы обмотка не сползла и не размоталась, рекомендуется закреплять намотанные участки. Количество витков от 700 до 1000 (рис. 3).

После намотки изолируем вторичную катушку краской, лаком или другим диэлектриком. Это предотвратит попадание в неё стримера.

Терминал – дополнительная ёмкость вторичного контура, подключённая последовательно. При малых стримерах в нем нет необходимости. Достаточно вывести конец катушки на 0,5–5 см вверх.

После того, как собрали все необходимые детали для катушки Тесла, приступаем к сборке конструкции своими руками.

Конструкция и сборка

Сборку делаем по простейшей схеме на рисунке 4.

Отдельно устанавливаем источник питания. Детали можно собрать навесным монтажом, главное исключить замыкание между контактами.

При подключении транзистора важно не перепутать контакты (рис. 5).

Для этого сверяемся со схемой. Плотно прикручиваем радиатор к корпусу транзистора.

Собирайте схему на диэлектрической подложке: кусок фанеры, пластиковый поднос, деревянная коробка и др. Отделяем схему от катушек диэлектрической пластиной или доской, с миниатюрным отверстием для проводов.

Закрепляем первичную обмотку так, чтобы предотвратить падение и касание со вторичной обмоткой. В центре первичной обмотки оставляем место для вторичной катушки, с учётом того, что оптимальное расстояние между ними 1 см. Каркас использовать необязательно – достаточно надёжного крепления.

Устанавливаем и закрепляем вторичную обмотку. Делаем необходимые соединения согласно схеме. Посмотреть на работу изготовленного трансформатора Тесла можно на видео представленном ниже.

Включение, проверка и регулировка

Перед включением уберите электронные устройства подальше от места испытания, чтобы исключить их поломку. Помните об электробезопасности! Для успешного запуска по порядку выполняем следующие пункты:

Выставляем переменный резистор в среднее положение. При подаче питания, убеждаемся в отсутствии повреждений.
Визуально проверяем наличие стримера. Если он отсутствует, подносим к вторичной катушке люминесцентную лампочку или лампу накаливания. Свечение лампы подтверждает работоспособность «трансформатора Тесла» и наличие электромагнитного поля.
Если устройство не работает, в первую очередь меняем местами выводы первичной катушки, а уже потом проверяем транзистор на пробой.

При первом включении следите за температурой транзистора, при необходимости подключите дополнительное охлаждение.

Мощная катушка Тесла

Отличительной особенностью мощного трансформатора Тесла являются большое напряжение, большие габариты устройства и способ получения резонансных колебаний. Немного расскажем о том, как работает и как сделать трансформатор Тесла искрового типа.

Первичный контур работает на переменном напряжении. При включении, происходит заряд конденсатора. Как только конденсатор заряжается по максимуму, происходит пробой разрядника – устройства из двух проводников с искровым промежутком, наполненным воздухом или газом. После пробоя, образуется последовательная цепь из конденсатора и первичной катушки, называемая LC контуром. Именно этот контур создаёт высокочастотные колебания, которые создают во вторичной цепи резонансные колебания и огромное напряжение (рис. 6).

При наличии необходимых деталей, мощный трансформатор Тесла можно собрать своими руками даже в домашних условиях. Для этого достаточно внести изменения в маломощную схему:

Увеличить диаметры катушек и сечение провода в 1,1 – 2,5 раза.
Добавить терминал в форме тороида.
Поменять источник постоянного напряжения на переменный с высоким повышающим коэффициентом, выдающим напряжение 3–5 кВ.
Изменить первичный контур согласно схеме на рисунке 6.
Добавить надёжное заземление.

Искровые трансформаторы Тесла могут достигать мощности до 4,5 кВт, следовательно, создавать стримеры больших размеров. Наилучший эффект получается при достижении одинаковых показателей частоты обоих контуров. Реализовать это можно расчётом деталей в специальных программах – vsTesla, inca и другие. Скачать одну из русскоязычных программ можно по ссылке: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip.

Катушка Тесла своими руками в домашних условиях: схема и размеры

Никола Тесла – гений, опередивший свою эпоху. Среди многочисленных изобретений выделяется катушка Тесла. Устройство нашло применение в разных сферах, а в этой статье рассмотрим, как сделать катушку Тесла своими руками в домашних условиях с фото-примерами, разберемся пошагово с размерами и схемой приспособления.

Описание устройства

Изделие представляет собой резонансный трансформатор, вырабатывающий повышенное напряжение высокой частоты. Учитывая информацию из записей ученого, он трудился над технологией, позволяющей передавать электроэнергию без проводов. Теоретически пара таких мощных катушек, расположенных на удалении 2 км друг от друга, способна передавать электрическую энергию. Чтобы это происходило, они должны работать на одинаковой частоте.

Кроме этого, есть догадки, что подобные катушки могли бы стать вечным двигателем. Если внедрить подобную технологию в известные на сегодняшний день любого типа станции (гидро-, тепло- и т.д.), вырабатывающие электричество, то они стали бы просто ненужными. Однако вопрос, почему никто не продолжает развивать эту технологию, остается загадкой.

Конструкция и принцип работы катушки Тесла

Конструктивно трансформатор выполнен из таких основных частей:

источник питания;
первичная обмотка;
вторичная обмотка.

Сегодня многие домашние мастера пытаются самостоятельно соорудить такую катушку, но из-за непонимания принципа работы и особенностей устройства, у них ничего не получается.

При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, вокруг нее образуется магнитное поле, которое способствует перетеканию энергии во вторичную. Вторичка вместе с собственной паразитной емкостью представляет собой колебательный контур, в котором накапливается переданная энергия. В течение определенного временного промежутка часть энергии хранится в контуре.

Читайте также: Качер Бровина своими руками

Как сделать катушку Тесла

Вариации катушек Тесла могут быть разными. Однако в целях ознакомления с работой устройства, рассмотрим изготовление изделия небольших размеров.

Для конструирования понадобится следующий перечень:

провод ПЭВ диаметром 0,25 и 1,2 мм;
транзистор 2N2222A;
сопротивление 22 кОм;
«Крона» и разъем для нее;
паяльник и припой;
кусочек фанеры;
пластиковая трубка;
теннисный шарик;
изолента;
наждачка;
ножовка;
кусачки;
клеевой пистолет.

Пошаговая инструкция

Рассмотрим поэтапно то, как собрать катушку:

Подготавливаем пластиковую трубку сечением минимум 2 см.
Отмечаем, а после отрезаем нужную длину трубки. Параметр должен быть в пределах 9-20 см.
Обрабатываем торцы трубки наждачкой, убирая заусенцы.
С обоих концов трубки сверлим отверстия, чтобы в них можно было продеть провод катушки.
Запускаем в одно из отверстий край провода.
Закрепляем проволоку клеевым пистолетом изнутри трубки.
Производим намотку катушки виток к витку. Количество витков определяется диаметром трубки и провода и может варьироваться от 300 до 1000. Так, с проводом 0,08 мм потребуется около 300 витков.
После завершения намотки, обрезаем провод, оставляя конец длиной 10 см.
Продеваем проволоку в отверстие и закрепляем его клеем.
Для фиксации катушки к основанию наносим клей на один из торцов и закрепляем деталь. В качестве основы можно использовать кусок фанеры.
К основанию приклеиваем также транзистор, сопротивление и выключатель.
Для изготовления второй катушки используем более толстый провод, который наматываем поверх первой катушки в количестве трех витков.
Соединяем все элементы согласно с приведенной схемой.
Батарейку фиксируем аналогичным способом — на клей.
Для изготовления излучателя теннисный шарик обматываем фольгой.
Присоединяем второй конец катушки (верхний) к шарику и фиксируем провод изолентой. Сам шарик закрепляем к трубке на клей.
Готовое устройство имеет вид, как на фото.

Миниатюрная катушка

Катушку Тесла можно выполнить довольно маленьких размеров, которые позволяют поместить ее в кармане. В приведенной схеме введен преобразователь напряжения, позволяющий получить с 12 В 10 тыс. вольт.

Для сборки можно использовать такие элементы:

диод 5ГЕ200АФ;
конденсаторы 2200 пФ*5кВ;
провод ПВ 2,5 мм;
провод ПЭВ 0,01 мм;
полимерная трубка сечением 15 мм.

Читайте также: Катушка для удлинителя своими руками

Первичная обмотка имеет 6 витков с диаметром наружного витка 60 мм. Вторичка изготавливается плотной намоткой и имеет 980 витков. После завершения сборки необходимо провести регулировку устройства. Для правильной работы его нужно ввести в резонанс. Как правило, действия сводятся к регулировке зазора разрядника. Процедуру проводят до тех пор, пока появится наилучшая длина дуги.

Как проверить катушку

Для проверки работоспособности катушки Теслы включаем питание и подносим к устройству люминесцентную лампочку – она должна светиться. Это подтверждает наличие электромагнитного поля в катушке. Если устройство не функционирует, необходимо поменять местами выводы первой обмотки, после чего проверить транзистор – возможно, он пробит.

При тестовом включении катушки нужно контролировать нагрев транзистора. Иногда требуется установка радиатора охлаждения и даже компьютерного вентилятора, которые предотвратят перегрев и выход из строя транзистора.

Катушка Тесла большой мощности

Трансформатор Теслы большой мощности отличается большими размерами и напряжением. Рассмотрим подробнее, как самостоятельно собрать искровой трансформатор согласно приведенной схеме. При подключении питания заряжается конденсатор С1. Когда последний максимально заряжен, происходит пробой между двумя проводниками – разрядник. После пробоя возникает цепь, состоящая из емкости и катушки, называемая LC-контуром. Благодаря контуру, создаются ВЧ колебания, а во вторичной цепи образуется резонанс и высокое напряжение.

Чтобы собрать катушку Тесла большой мощности, можно просто доработать рассмотренную выше конструкцию:

Использовать основу для намотки катушек большего диаметра, а также более толстые провода, как правило, в 2,5 раза.
Добавить элемент в виде тороида.
Использовать переменный источник питания, который способен выдавать 3-5 кВ.
Видоизменить входную часть по схеме.
Сделать надежное заземление для устройства.

Читайте также: Ветрогенератор своими руками

Меры безопасности

Занимаясь любыми работами, связанными с электричеством, не следует забывать о технике безопасности. Поэтому прежде чем включить катушку Тесла, нужно учесть и принять некоторые меры, которые сведут к минимуму риск быть пораженным электрическим током. Сначала проверяют изоляцию обмоток изделия: никаких видимых повреждений быть не должно. Напряжение и ток в катушке создаются довольно высокие (в зависимости от мощности) и могут быть порядка 700 В и 15 А, что опасно для жизни человека. В дополнение ко всему, трансформатор перед запуском следует располагать вдали от электроприборов: высока вероятность того, что они могут выйти из строя.

Разобравшись, как сделать катушку Тесла своими руками в домашних условиях, повторить подобную конструкцию по схеме и размерам с пошаговой инструкцией сможет каждый желающий. Изделие позволит не только получить новые знания в области электричества, но и попробовать свои силы в конструировании устройства гениального ученого.

Как сделать эффектную катушку Тесла в домашних условиях

Катушка Тесла – это резонансный трансформатор, который создает высокое напряжение высокой частоты. Изобретен Теслой в 1896 году. Работа этого устройства вызывает очень красивые эффекты, подобные управляемой молнии, а их размеры и сила зависят от питаемого напряжения и электрической схемы.

Особенности генератора

В домашних условиях сделать катушку Тесла несложно, при этом эффекты ее очень красивые. Готовые и мощные такие приборы продаются в этом китайском магазине.

Не используя провода, с помощью предлагаемого высокочастотного трансформатора можно поддерживать свечение газонаполненных ламп (к примеру лампы дневного света). Кроме того, на конце обмотки формируется красивая высоковольтная искра, к которой можно прикасаться руками. Вследствие того, что входное напряжение на представленном генераторе будет невысоким, он относительно безопасен.

Техника безопасности при работе представленной схемы катушки Тесла

Помните, что нельзя включать это устройство около телефонов, компьютеров и других электронных аппаратов, так как они могут выйти из строя под действием его излучения.

Простая схема генератора Теслы

Для сборки схемы необходимы:

1. Медный эмалированный провод толщиной 0,1-0,3 мм, длиной 200 м.

2. Пластиковая труба диаметром 4-7 cм, длиной 15 см для каркаса вторичной обмотки.

3. Пластиковая труба диаметром 7-10 cм, длиной 3-5 см для каркаса первичной обмотки.

4. Радиодетали: транзистор D13007 и охлаждающий радиатор для него; переменный резистор на 50 кОм; постоянный резистор на 75 Ом и 0,25 вт; блок питания напряжением на выходе 12-18 вольт и током 0,5 ампера;
5. Паяльник, оловянный припой и канифоль.

Подобрав нужные детали, начните с намотки катушки. Наматывать следует на каркас виток к витку без перехлёстов и заметных пробелов, примерно 1000 витков, но не менее 600. После этого нужно обеспечить изоляцию и закрепить намотку, лучше всего для этого использовать лак, которым покрыть обмотку в несколько слоёв.

Для первичной обмотки (L1) используется более толстый провод диаметром 0,6 мм и более, обмотка 5-12 витков, каркас для неё подбирается хотя бы на 5мм толще вторичной обмотки.

Далее соберите схему, как на рисунке выше. Транзистор подойдет любой NPN, можно и PNP, но в этом случае необходимо поменять полярность питания, автор схемы использовал BUT11AF, из отечественных, которые ничем не уступают, хорошо подходят КТ819, КТ805.
Для питания качера – любой блок питания 12-30В с током от 0,3 А.

Параметры авторской обмотки Тесла

Вторичная – 700 витков проводом толщиной 0,15 мм на каркасе 4 см.
Первичная – 5 витков проводом 1,5мм на каркасе 5 см.
Питание – 12-24 В с током до 1 А.

Видео канала “How-todo”.

Простая Катушка Тесла своими руками

Никола Тесла по истине гениальный изобретатель всех времен. Он практически создал весь современный мир. Без его изобретений мы бы долго не знали о электрическом токе того, что знаем сейчас.
Одним из ярких и удивительных изобретений Тесла является его катушка или трансформатор. Который как нельзя лучше демонстрирует передачу энергии на расстоянии.
Чтобы провести эксперименты, порадовать и удивить друзей, вы дома можете собрать простой, но вполне работающий прототип. Для этого не понадобиться большое количество дефицитных деталей и много времени.

Для изготовления Катушки Тесла вам понадобиться:

Банка от CD дисков.
Кусок полипропиленовой трубки.
Переключатель.
Транзистор 2n2222 (можно отечественные типа кт815, кт817, кт805 и т.п.).
Резистор 20-60 КОм.
Провода.
Проволока 0,08-0,3 мм.
Батарейка 9 В или другой источник 6-15В.

Инструменты: нож канцелярский, пистолет с горячим клеем, шило, ножницы и может другой инструмент, который есть почти в каждом доме.

Изготовление катушки Тесла своими руками

Первым делом нам необходимо отрезать кусок полипропиленовой трубки длинной примерно 12-20 сантиметров. Диаметр трубы любой, берите какой есть под рукой.

Возьмем тонкую проволоку. Зафиксируем изолентой один конец и начинаем наматывать плотно, виток к витку, пока не закроем всю трубку, оставив 1 сантиметров от края. Как намотаем зафиксируем второй конец проволоки тоже изолентой. Можно горячим клеем, но в этом случае придется немного подождать.

Берем футляр от дисков и делаем три отверстия под проволоку. Смотрите фото.

Вырезаем паз под выключатель с помощью которого будем включать и выключать нашу катушку Тесла.

Чтобы смотрелось получше я покрасил коробку аэрозольной краской.

Вставляем переключатель. Приклеиваем катушку, намотанную на трубке, горячим клеем в середину банки.

Нижний конец проволоки пропускаем через отверстие.

Берем провод потолще. Из него сделаем силовую катушку.

Обматываем вокруг трубки с проволокой. Делаем не вплотную, на некотором расстоянии. Катушка 4-5 витком.

Оба конца, получившейся катушки, пропускаем в отверстия.
Далее собираем схему:

Транзистор я приклеил на горячий глей к крышке от газировки, которую предварительно приклеил так же на горячий клей. Да вообще все элементы, включая провода и батарейку фиксируем этим клеем.

Далее делаем электрод. Берем мячик от пинг-понга, гольфа или другой небольшой шарик и оборачиваем его алюминиевой фольгой. Излишки отрезаем ножницами.

Проволоку от верха трубки зачищаем и прикручиваем к фольге шарика. И сажаем все это на горячий клей и на трубку.

Вот собственно и все. Если схема собрана правильно — все должно работать без проблем. Если по каким-то причинам этого не произошло, то попробуйте поменять местами концы силовой катушки.

Смотрите видео:

что это, для чего она нужна и как создать ее своими руками в домашних условиях. Сборка катушки тесла в домашних условиях

Катушка тесла

Разряды с провода на терминале

Трансформа́тор Те́сла — единственное из изобретений Николы Тесла , носящих его имя сегодня. Это классический резонансный трансформатор , производящий высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. «Трансформатор Тесла» также известен под названием «катушка Теслы» (англ. Tesla coil ). В России часто используют следующие сокращения: ТС (от Tesla coil ), КТ (катушка Тесла), просто тесла и даже ласкательно — катька. Прибор был заявлен патентом № 568176 от 22 сентября 1896 года, как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Описание конструкции

Схема простейшего трансформатора Теслы

В элементарной форме трансформатор Теслы состоит из двух катушек , первичной и вторичной, и обвязки, состоящей из разрядника (прерывателя, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатора , тороида (используется не всегда) и терминала (на схеме показан как «выход»).

Первичная катушка построена из 5-30 (для VTTC — катушки Теслы на лампе — число витков может достигать 60) витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от многих других трансформаторов , здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у обычных трансформаторов с ферромагнитным сердечником. У данного трансформатора также практически отсутствует магнитный гистерезис , явления задержки изменения магнитной индукции относительно изменения тока и другие недостатки, вносимые присутствием в поле трансформатора ферромагнетика.

Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур , в который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток). Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных электродов (иногда с радиаторами), что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов через электрическую дугу между ними.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора выполняет ёмкостная связь между тороидом, оконечным устройством, витками самой катушки и другими электропроводящими элементами контура с Землей. Оконечное устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Теслы сильно влияет на его работоспособность, что аналогично проблематике проектирования любых высоковольтных и высокочастотных устройств.

Функционирование

Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний.

Заряд

Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения, защищённым дросселями и построенным обычно на базе повышающего низкочастотного трансформатора. Так как часть электрической энергии, накопленной в конденсаторе, уйдёт на генерацию высокочастотных колебаний, то ёмкость и максимальное напряжение на конденсаторе пытаются максимизировать. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, которое (в случае воздушного разрядника) можно регулировать, изменяя расстояние между электродами или их форму. Типовое максимальное напряжение заряда конденсатора — 2-20 киловольт. Знак напряжения для заряда обычно не важен, так как в высокочастотных колебательных контурах электролитические конденсаторы не применяются. Более того, во многих конструкциях знак заряда меняется с частотой бытовой сети электроснабжения ( или Гц).

Генерация

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. После разряда конденсатора напряжение пробоя разрядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда. Практически, цепь колебательного контура первичной катушки остаётся замкнутой через разрядник, до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания напряжения пробоя существенно меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC контуре. Колебания постепенно затухают, в основном из-за потерь в разряднике и ухода электромагнитной энергии на вторичную катушку. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высоковольтного высокочастотного напряжения !

В качестве генератора ВЧ напряжения, в современных трансформаторах Теслы используют ламповые (VTTC — Vacuum Tube Tesla Coil) и транзисторные (SSTC — Solid State Tesla Coil, DRSSTC — Dual Resonance SSTC) генераторы. Это даёт возможность уменьшить габариты установки, повысить управляемость, снизить уровень шума и избавиться от искрового промежутка. Также существует разновидность трансформаторов Теслы, питаемая постоянным током. В аббревиатурах названий таких катушек присутствуют буквы DC, например DC DRSSTC. В отдельную категорию также относят магниферные катушки Теслы.

Многие разработчики в качестве прерывателя (разрядника) используют управляемые электронные компоненты, такие как транзисторы, модули на MOSFET транзисторах, электронные лампы , тиристоры .

Использование трансформатора Теслы

Разряд трансформатора Теслы

Разряд с конца провода

Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт . Это напряжение в резонансной частоте способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии . В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование в медицине . Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи не причиняют вреда внутренним органам (см. Скин-эффект), оказывая при этом тонизирующее и оздоравливающее влияние. Последние исследования механизма воздействия мощных ВЧ токов на живой организм показали негативность их влияния.

В наши дни трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он изготовляется многими любителями высоковольтной техники и сопровождающих её работу эффектов. Также он иногда используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

Трансформатор Теслы используется военными для быстрого уничтожения всей электроники в здании,танке,корабле.Создается на доли секунды мощный электромагнитный импульс в радиусе нескольких десятков метров.В результате перегорают все микросхемы и транзисторы,полупроводниковая электроника. Данное устройство работает совершенно бесшумно.В прессе появилось сообщение, что частота тока при этом достигает 1 Терагерц.

Эффекты, наблюдаемые при работе трансформатора Теслы

Во время работы катушка Теслы создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов . Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:

Стримеры (от англ. Streamer ) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.
Спарк (от англ. Spark ) — это искровой разряд . Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место быть особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.
Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.

Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от заземлённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд . Редко можно наблюдать также тлеющий разряд . Интересно заметить, что разные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, натрий меняет обычный окрас спарка на оранжевый, а бром — на зелёный.

Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.

Неизвестные эффекты трансформатора Теслы

Многие люди считают, что катушки Теслы — это особенные артефакты с исключительными свойствами. Существует мнение, что трансформатор Теслы может быть генератором свободной энергии и является вечным двигателем, исходя из того, что сам Тесла считал, что его генератор берёт энергию из эфира (особой невидимой материи в которой распространяются электромагнитные волны) через искровой промежуток. Иногда можно услышать, что с помощью «Катушки Теслы» можно создать антигравитацию и эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния без проводов. Данные свойства пока никак не проверены и не подтверждены наукой. Однако, сам Тесла говорил о том, что такие способности скоро будут доступны человечеству с помощью его изобретений. Но впоследствии посчитал, что люди не готовы к этому.

Также очень распространён тезис о том, что разряды, испускаемые трансформаторами Теслы, полностью безопасны, и их можно трогать руками. Это не совсем так. В медицине также используют «катушки Теслы» для оздоровления кожи. Это лечение имеет положительные плоды и благотворно действует на кожу, но конструкция медицинских трансформаторов сильно разнится с конструкцией обычных. Лечебные генераторы отличает очень высокая частота выходного тока, при которой толщина скин-слоя (см. Скин-эффект) безопасно мала, и крайне малая мощность. А толщина скин-слоя для среднестатистической катушки Теслы составляет от 1 мм до 5 мм и её мощности хватит для того, чтобы разогреть этот слой кожи, нарушить естественные химические процессы. При долгом воздействии подобных токов могут развиться серьёзные хронические заболевания, злокачественные опухоли и другие негативные последствия. Кроме того, надо отметить, что нахождение в ВЧ ВВ поле катушки (даже без непосредственного контакта с током) может негативно влиять на здоровье. Важно отметить, что нервная система человека не воспринимает высокочастотный ток и боль не чувствуется, но тем не менее это может положить начало губительным для человека процессам. Также существует опасность отравления газами, образующимися во время работы трансформатора в закрытом помещении без притока свежего воздуха. Плюс ко всему, можно обжечься, так как температуры разряда обычно достаточно для небольшого ожога (а иногда и для большого), и если человек всё же захочет «поймать» разряд, то это следует делать через какой-нибудь проводник (например, металлический прут). В этом случае непосредственного контакта горячего разряда с кожей не будет, и ток сначала потечет через проводник и только потом через тело.

Трансформатор Теслы в культуре

В фильме Джима Джармуша «Кофе и сигареты » один из эпизодов строится на демонстрации трансформатора Теслы. По сюжету, Джек Уайт , гитарист и вокалист группы «The White Stripes » рассказывает Мег Уайт, барабанщице группы о том, что земля является проводником акустического резонанса (теория электромагнитного резонанса — идея, которая занимала ум Теслы многие годы), а затем «Джек демонстрирует Мэг машину Теслы».

В игре Command & Conquer: Red Alert советская сторона может строить оборонительное сооружение в виде башни со спиралевидным проводом, которая поражает противника мощными электрическими разрядами. Еще в игре присутствуют танки и пехотинцы, использующие эту технологию. Tesla coil (в одном из переводов — башня Тесла ) является в игре исключительно точным, мощным и дальнобойным оружием, однако потребляет относительно высокое количество энергии. Для увеличения мощности и дальности поражения можно «заряжать» башни. Для этого отдайте приказ Воину Тесла (это пехотинец) подойти и постоять рядом с башней. Когда воин дойдет до места, он начнет зарядку башни. При этом анимация будет как при атаке, но молнии из его рук будут желтого цвета.

Мы можем увидеть и приобрести в магазин миниатюрную катушку Тесла в виде игрушки или декоративного светильника. Принцип действия такой же как у самого Тесла. Не чем не отличается, кроме масштабов и напряжения.

Давайте попробуем сделать катушку Тесла в домашних условиях.

— это резонансный трансформатор. В основном это LC схемы, настроенные на одну резонансную частоту.

Высоковольтный трансформатор используется для зарядки конденсатора.

Как только конденсатор достигает достаточного уровня заряда, он разряжается на разрядник и там проскакивает искра. Происходит короткое замыкание первичной обмотки трансформатора и в ней начинаются колебания.

Поскольку ёмкость конденсатора фиксирована, схема настраивается путем изменения сопротивления первичной обмотки, изменяя точку подключения к ней. При правильной настройке, очень высокое напряжение будет в верхней части вторичной обмотки, что приведет к впечатляющим разрядам в воздухе. В отличие от традиционных трансформаторов, соотношение витков между первичной и вторичной обмотками практически не влияет на напряжение.

Этапы строительства

Спроектировать и построить катушку Тесла довольно легко. Для новичка это кажется сложной задачей (мне это тоже казалось сложным), но можно получить рабочую катушку, следуя инструкциям в этой статье и проделав небольшие расчеты. Конечно, если вы хотите очень мощную катушку, нет никакого способа кроме изучения теории и проведения множества расчетов.

Вот основные шаги, с которых следует начать:

Выбор источника питания. Трансформаторы которые используются в неоновых вывесках, вероятно, лучше всего подойдут для начинающих, так как они относительно дешевые. Я рекомендую трансформаторы с выходным напряжением не меньше чем 4кВ.
Изготовление разрядника. Это могут быть просто два винта, вкрученных в паре миллиметров друг от друга, но я рекомендую приложить немного больше усилий. Качество разрядника сильно влияет на производительность катушки.
Расчет ёмкости конденсатора. Используя формулу ниже, рассчитайте резонансную емкость для трансформатора. Значение конденсатора должно быть примерно в 1,5 раза больше этого значения. Вероятно, лучшим и наиболее эффективным решение будет сборка конденсаторов. Если вы не хотите тратить деньги, можете попробовать изготовить конденсатор сами, но он может не работать, а его емкость трудно определить.
Изготовление вторичной обмотки. Используйте 900-1000 витков эмалированной медной проволоки 0,3-0,6мм. Высота катушки обычно равна 5 её диаметрам. Водосточная труба из ПВХ, возможно, не самый лучший, но доступный материал для катушки. Полый металлический шар прицеплен к верхней части вторичной обмотки, а её нижняя часть заземлена. Для этого желательно использовать отдельное заземление, т.к. при использовании общедомового заземления есть шанс испортить другие электроприборы.
Изготовление первичной обмотки. Первичная обмотка может быть сделана из толстого кабеля, или ещё лучше из медной трубки. Чем толще трубка, тем меньше резистивных потерь. 6 миллиметровой трубы вполне достаточно для большинства катушек. Помните, что толстые трубы намного сложнее сгибать и медь трескается при многочисленных перегибах. В зависимости от размера вторичной обмотки, от 5 до 15 витков с шагом от 3 до 5 мм должно хватить.
Соедините все компоненты, настройте катушку, и все готово!

Перед тем как начать делать катушку Тесла настоятельно рекомендуется ознакомиться с правилами ТБ и работы с высокими напряжениями!

Также обратите внимание, что не были упомянуты схемы защиты трансформатора. Они не были использованы, и пока проблем нет. Ключевое слово здесь — пока.

Катушка делалась в основном из тех деталей, которые были в наличии.
Это были:
4кВ 35mA трансформатор от неоновой вывески.
0.3мм медная проволока.
0.33μF 275V конденсаторы.
Пришлось докупить 75мм водосточную трубу ПВХ и 5 метров 6мм медной трубки.

Вторичная обмотка

Вторичная обмотка сверху и снизу покрыта пластиковой изоляцией, для предотвращения пробоя

Вторичная обмотка была первым изготовленным компонентом. Я намотал около 900 витков провода вокруг сливной трубы высотой около 37см. Длина использованного провода была примерно 209 метров.

Индуктивности и емкости вторичной обмотки и металлической сферы (либо тороида) можно рассчитать по формулам которые можно найти на других сайтах. Имея эти данные можно рассчитать резонансную частоту вторичной обмотки:
L = [(2πf) 2 C] -1

При использовании сферы диаметром 14см, резонансная частота катушки равна примерно 452 кГц.

Металлическая сфера или тороид

Первой попыткой было изготовление металлической сферы путем обвертывания пластикового шара фольгой. Я не смог разгладить фольгу на шаре достаточно хорошо, и решил изготовит тороид. Я сделал небольшой тороид, обмотав алюминиевой лентой гофрированную трубу, свернутую в круг. Я не смог получить очень гладкий тороид, но он работает лучше, чем сфера из-за своей формы и за счет большего размера. Для поддержки тороида под него был подложен фанерный диск.

Первичная обмотка

Первичная обмотка состоит из медных трубок диаметром 6 мм, намотанных по спирали вокруг вторичной. Внутренний диаметр обмотки 17см, внешний 29см. Первичная обмотка содержит 6 витков с расстоянием 3 мм между ними. Из-за большого расстояния между первичной и вторичной обмоткой, они могут быть слабо связаны между собой.
Первичная обмотка вместе с конденсатором является LC генератором. Необходимая индуктивность может быть рассчитана по следующей формуле:
L = [(2πf) 2 C] -1
С — емкость конденсаторов, F-резонансная частота вторичной обмотки.

Но эта формула и калькуляторы основанные на ней дают лишь приблизительное значение. Правильный размер катушки должен быть подобран экспериментально, поэтому лучше сделать её слишком большой, чем слишком маленькой. Моя катушка состоит из 6 витков и подключена на 4 витке.

Конденсаторы

Сборка из 24 конденсаторов с гасящим резистором 10МОм на каждом

Так как у меня было большое количество мелких конденсаторов, я решил собрать их в один большой. Значение конденсаторов может быть рассчитано по следующей формуле:
C = I ⁄ (2πfU)

Значение конденсатора для моего трансформатора 27.8 нФ. Фактическое значение должно быть немного больше или меньше этого, так как быстрый рост напряжения в связи с резонансом может привести к поломке трансформатора и / или конденсаторов. Небольшую защиту от этого обеспечивают гасящие резисторы.

Моя сборка конденсаторов состоит из трех сборок с 24 конденсаторами в каждой. Напряжение в каждой сборке 6600 В, общая ёмкость всех сборок 41. 3нФ.

Каждый конденсатор имеет свой 10 МОм гасящий резистор. Это важно, так как отдельные конденсаторы могут сохранять заряд в течение очень долгого времени после того, как питание было отключено. Как видно из рисунка ниже, номинальное напряжение конденсатора является слишком низким, даже для 4 кВ трансформатора. Чтобы хорошо и безопасно работать оно должно быть по крайней мере, 8 или 12 кВ.

Разрядник

Мой разрядник это просто два винта с металлическим шариком в середине.
Расстояние регулируется таким образом, что разрядник будет искрить только тогда, когда он является единственным подключенным к трансформатору. Увеличение расстояния между ними теоретически может увеличить длину искры, но есть риск разрушения трансформатора. Для большей катушки необходимо строить разрядник с воздушным охлаждением.

Характеристики

Колебательный контур
Трансформатор NST 4кВ 35мА
Конденсатор 3 × 24 275VAC 0.33μF
Разрядник: два шурупа и металлический шар

Первичная обмотка
Внутренний диаметр 17см
Диаметр трубки обмотки 6 мм
Расстояние между витками 3 мм
Длина трубки первичной обмотки 5м
Витки 6

Вторичная обмотка
Диаметр 7,5 см
Высота 37 см
Проволока 0. 3мм
Длина провода около 209m
Витки: около 900

Техника безопасности при работе представленной схемы катушки Тесла

Простая схема генератора Теслы

Для сборки схемы необходимы:

1. Медный эмалированный провод толщиной 0,1-0,3 мм, длиной 200 м.

2. Пластиковая труба диаметром 4-7 cм, длиной 15 см для каркаса вторичной обмотки.

3. Пластиковая труба диаметром 7-10 cм, длиной 3-5 см для каркаса первичной обмотки.

Параметры авторской обмотки Тесла

Видео канала “How-todo”.

Катушка Тесла представляет две катушки L1 и L2, которая посылает большой импульс тока в катушку L1. У катушек Тесла нет сердечника. На первичной обмотке наматывают более 10 витков. Вторичная обмотка тысячу витков. Еще добавляют конденсатор, чтобы минимизировать потери на искровой разряд.

Катушка Тесла выдает большой коэффициент трансформации. Он превышает отношение числа витков второй катушки к первой. Выходная разность потенциалов катушки Тесла бывает больше нескольких млн вольт. Это создает такие разряды электрического тока, что эффект получается зрелищным. Разряды бывают длины в несколько метров.

Принцип катушки Тесла

Чтобы понять, как работает катушка Тесла, нужно запомнить правило по электронике: лучше раз увидеть, чем сто услышать. Схема катушки Тесла простая. Это простейшее устройство катушки Тесла создает стримеры.

Из высоковольтного конца катушки Тесла вылетает стример фиолетового цвета. Вокруг нее есть странное поле, которое заставляет светиться люминесцентную лампу, которая не подключена и находится в этом поле.

Стример – это потери энергии в катушке Тесла. Никола Тесла старался избавляться от стримеров за счет того, чтобы подсоединить его к конденсатору. Без конденсатора стримера нет, а лампа горит ярче.

Катушку Тесла можно назвать игрушкой, кто показывает интересный эффект. Она поражает людей своими мощными искрами. Конструировать трансформатор – дело интересное. В одном устройстве совмещаются разные эффекты физики. Люди не понимают, как функционирует катушка.

Катушка Тесла имеет две обмотки. На первую подходит напряжение переменного тока, создающее поле потока. Энергия переходит во вторую катушку. Похожее действие у трансформатора.

Вторая катушка и C s образуют дают колебания, суммирующие заряд. Некоторое время энергия держится в разности потенциалов. Чем больше вложим энергии, на выходе будет больше разности потенциалов.

Главные свойства катушки Тесла:

Частота второго контура.
Коэффициент обеих катушек.
Добротность.

Коэффициент связи обуславливает быстроту передачи энергии из одной обмотки во вторичную. Добротность дает время сохранения энергии контуром.

Подобие с качелями

Для лучшего понимания накапливания, большой разности потенциалов контуром, представьте качели, раскачивающиеся оператором. Тот же контур колебания, а человек служит первичной катушкой. Ход качели – это электрический ток во второй обмотке, а подъем – разность потенциалов.

Оператор раскачивает, передает энергию. За несколько раз они сильно разогнались и поднимаются очень высоко, они сконцентрировали в себе много энергии. Такой же эффект происходит с катушкой Тесла, наступает переизбыток энергии, случается пробивание и виден красивый стример.

Раскачивать колебания качелей нужно в соответствии с тактом. Частота резонанса – число колебаний в сек.

Длину траектории качели обуславливает коэффициент связи. Если раскачивать качели, то они быстро раскачаются, отойдут ровно на длину руки человека. Этот коэффициент единица. В нашем случае катушка Тесла с повышенным коэффициентом – тот же .

Человек толкает качели, но не держит, то коэффициент связи малый, качели отходят еще дальше. Раскачивать их дольше, но для этого не требуется сила. Коэффициент связи больше, чем быстрее в контуре накапливается энергия. Разность потенциалов на выходе меньше.

Добротность – противоположно трению на примере качелей. Когда трение большое, то добротность маленькая. Значит, добротность и коэффициент согласовываются для наибольшей высоты качели, или наибольшего стримера. В трансформаторе второй обмотки катушки Тесла добротность – значение переменное. Два значения сложно согласовать, его подбирают в результате опытов.

Главные катушки Тесла

Тесла изготовил катушку одного вида, с разрядником. База элементов намного улучшилась, возникло много видов катушек, по подобию их также называют катушками Тесла. Виды называют и по-английски, аббревиатурами. Их называют аббревиатурами по-русски, не переводя.

Катушка Тесла, имеющая в составе разрядник. Это начальная обычная конструкция. С малой мощностью это два провода. С большой мощностью – разрядники с вращением, сложные. Эти трансформаторы хороши, если необходим мощный стример.
Трансформатор на радиолампе. Он работает бесперебойно и дает утолщенные стримеры. Такие катушки применяют для Тесла высокой частоты, они по виду похожи на факелы.
Катушка на полупроводниковых приборах. Это транзисторы. Трансформаторы действуют постоянно. Вид бывает различным. Этой катушкой легко управлять.
Катушки резонанса в количестве двух штук. Ключами являются полупроводники. Эти катушки самые сложные для настройки. Длина стримеров меньше, чем с разрядником, они хуже управляются.

Чтобы иметь возможность управлять видом, создали прерыватель. Этим устройством тормозили, чтобы было время на заряд конденсаторов, снизить температуру терминала. Так увеличивали длину разрядов. В настоящее время имеются другие опции (играет музыка).

Главные элементы катушки Тесла

В разных конструкциях основные черты и детали общие.

Тороид – имеет 3 опции.Первая – снижение резонанса.
Вторая – скапливание энергии разряда. Чем больше тороид, тем содержится больше энергии. Тороид выделяет энергию, повышает его. Это явление будет выгодным, если применять прерыватель.
Третья – создание поля со статическим электричеством, отталкивающим от второй обмотки катушки. Эта опция выполняется самой второй катушкой. Тороид ей помогает. Из-за отталкивания стримера полем, он не бьет по короткому пути на вторую обмотку. От применения тороида несут пользу катушки с накачкой импульсами, с прерывателями. Значение наружного диаметра тороида в два раза больше второй обмотки.
Тороиды можно изготовить из гофры и других материалов.
Вторичная катушка – базовая составляющая Тесла.
Длина в пять раз больше диаметра мотки.
Диаметр провода рассчитывают, на второй обмотке влезало 1000 витков, витки наматывают плотно.
Катушку покрывают лаком, чтобы защитить от повреждений. Можно покрывать тонким слоем.
Каркас делают из труб ПВХ для канализации, которые продаются в магазинах для строительства.
Кольцо защиты – служит для попадания стримера в первую обмотку, не повреждая. Кольцо ставится на катушку Тесла, стример по длине больше второй обмотки. Он похож на виток провода из меди, толще провода первой обмотки, заземляется кабелем к земле.
Обмотка первичная – создается из медной трубки, использующейся в кондиционерах. Она имеет низкое сопротивление, чтобы большой ток шел по ней легко. Толщину трубы не рассчитывают, берут примерно 5-6 мм. Провод для первичной обмотки применяют с большим размером сечения.
Расстояние от вторичной обмотки выбирается из расчета наличия необходимого коэффициента связи.
Обмотка является подстраиваемой тогда, когда первый контур определен. Место, перемещая ее регулирует значение частоты первички.
Эти обмотки изготавливают в виде цилиндра, конуса.

Заземление – это важная составляющая часть.
Стримеры бьют в заземление, замыкают ток.
Будет недостаточное заземление, то стримеры будут ударять в катушку.

Катушки подключены к питанию через землю.

Есть вариант подключения питания от другого трансформатора. Этот способ называется «магниферным».

Биполярные катушки Тесла производят разряд между концами вторичной обмотки. Это обуславливает замыкание тока без заземления.

Для трансформатора в качестве заземления применяют заземление большим предметом, проводящим электрический ток – это противовес. Таких конструкций немного, они опасны, так как имеет место высокая разность потенциалов между землей. Емкость от противовеса и окружающих вещей отрицательно влияет на них.

Это правило действует для вторичных обмоток, у которых длина больше диаметра в 5 раз, и мощностью до 20 кВА.

Как изготовить что-то эффектное по изобретениям Тесла? Увидев его идеи и изобретения, будет сделана катушка Тесла своими руками.

Это трансформатор, создающий высокое напряжение. Вы можете трогать искру, зажигать лампочки.

Для изготовления нам нужен медный провод в эмали диаметром 0,15 мм. Подойдет любой от 0,1 до 0,3 мм. Вам нужно порядка двухсот метров. Его можно достать из различных приборов, допустим, из трансформаторов, либо купить на рынке, это будет лучше. Еще вам понадобится несколько каркасов. Во-первых, это каркас для вторичной обмотки. Идеальный вариант – это 5 метровая канализационная труба, но, подойдет что угодно диаметром от 4 до 7 см, длиной 15-30 см.

Для первичной катушки вам понадобится каркас на пару сантиметров больше первого. Также понадобится несколько радиодеталей. Это транзистор D13007, либо его аналоги, небольшая плата, несколько резисторов, 5, 75 килоом 0,25 Вт.

Проволоку мотаем на каркас около 1000 витков без перехлестов, без больших промежутков, аккуратно. Можно управиться за 2 часа. Когда намотка закончена, намазываем обмотку лаком в несколько слоев, либо другим материалом, чтобы она не пришла в негодность.

Намотаем первую катушку. Она мотается на каркасе больше и мотается проводом порядка 1 мм. Здесь подойдет провод, порядка 10 витков.

Если изготавливать трансформатор простого типа, то состав его – это две катушки без сердечника. На первой обмотке около десяти витков толстого провода, на второй – не менее тысячи витков. При изготовлении, катушка Тесла своими руками имеет коэффициент в десятки раз больше, чем число витков второй и первой обмоток.

Выходное напряжение трансформатора будет достигать миллионы вольт. Это дает красивое зрелище в несколько метров.

Сложно намотать катушку Тесла своими руками. Еще труднее создать облик катушке для привлечения зрителей.

Сначала необходимо определиться с питанием в несколько киловольт, закрепить к конденсатору. При лишней емкости изменяется значение параметров диодного моста. Далее, подбирается промежуток искры для создания эффекта.

Два провода скрепляются, оголенные концы были повернуты в сторону.
Выставляется зазор из расчета пробивания немного большем напряжении данной разности потенциалов. Для переменного тока разность потенциалов будет выше определенного.
Подключается питание катушке Тесла своими руками.
Наматывается вторичная обмотка 200 витков на трубу из изоляционного материала. Если все изготовлено по правилам, то разряд будет хороший, с ветвями.
Заземление второй катушки.

Получается катушка Тесла своими руками, которую можно изготовить дома, владея элементарными познаниями в электричестве.

Безопасность

Вторичная обмотка находится под напряжением, способным убить человека. Ток пробивания достигает сотен ампер. Человек может выжить до 10 ампер, поэтому не нужно забывать о мехах защиты.

Расчет катушки Тесла

Без расчетов можно изготовить слишком большой трансформатор, но разряды искры сильно разогревают воздух, создают гром. Электрическое поле выводит из строя электрические приборы, поэтому трансформатор необходимо располагать подальше.

Для расчета длины дуги и мощности расстояние между проводами электродов в см делится на 4,25, далее производится в квадрат, получается мощность (Вт).

Для определения расстояния корень квадратный от мощности умножается на 4,25. Обмотка, создающая разряд дуги в 1,5 метра, должна получать мощность1246 ватт. Обмотка с питанием в 1 кВт создает искру в 1,37 м длины.

Бифилярная катушка Тесла

Такой метод намотки провода распределяет емкость больше, чем при стандартной намотке.

Такие катушки обуславливают приближения витков. Градиент конусообразный, а не плоский, в середине катушки, или с провалом.

Емкость тока не изменяется. Из-за сближения участков разность потенциалов между витков во время колебаний повышается. Следовательно, сопротивление емкости при большой частоте в несколько раз снижается, а емкость увеличивается.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Многие из нас восхищаются гением Николы Тесла, который еще в 19 веке сделал такие открытия, что до сих пор не всё его научное наследие исследовано и понято. Одно из его изобретений получило название катушка Тесла или трансформатор Тесла. Подробнее про неё можно прочитать . А здесь мы рассмотрим, как изготовить простую катушку Тесла в домашних условиях.

Что нужно для изготовления катушки Тесла?

Чтобы изготовить катушку Тесла дома, за своим рабочим столом или даже на кухне, нам сначала необходимо запастись всем необходимым.
Итак, предварительно мы должны найти или приобрести следующее.
Из инструментов нам потребуется:

Паяльник
Клеевой пистолет
Дрель с тонким сверлом
Ножовка
Ножницы
Изолента
Маркер

Для сбора самой катушки Тесла необходимо подготовить следующее:

Кусок толстой полипропиленовой трубы диаметром 20 мм.
Медная проволока диаметром 0,08-0.3 мм.
Кусок толстого провода
Транзистор типа КТ31117Б или 2N2222A (можно КТ805, КТ815, КТ817)
Резистор 22 кОм (можно от 20 до 60 кОм брать резисторы)
Источник питания (Крона)
Шарик для пинг-понга
Кусок пищевой фольги
Основание, на чём будет крепиться изделие — кусок доски или пластика
Провода для соединения нашей схемы

Подготовив все необходимое приступаем у изготовлению катушки Тесла.

Инструкция по изготовлению катушки Тесла

Самым трудоёмким процессом изготовления катушки Тесла в домашних условиях будет намотка вторичной обмотки L2. Это наиболее значимый элемент в трансформаторе Тесла. И намотка — трудоемких процесс, требующий аккуратности и внимания.

Приготовим основу. Для этого нам подойдет ПВХ труба диаметром от 2-х см.

Отметим на трубе необходимую длину — примерно от 9 до 20 см. Желательно соблюдать пропорцию 4-5:1. Т.е. если у вас труба диаметром 20 мм, то её длина составит от 8 до 10 см.

Затем отпилим ножовкой по оставленной маркером метке. Срез должен быть ровным и перпендикулярным к трубе, т. к. мы затем будем приклеивать эту трубу к доске, а сверху будет приклеен шарик.

Торец трубы надо зашкурить наждачной бумагой с обеих сторон. Необходимо убрать стружку, оставшуюся от отпиливания куска трубы, а также выровнять поверхность для приклеивания её к основе.

С двух концов трубы надо просверлить по одному отверстию. Диаметр этих отверстий должен быть такой, чтобы проволока, которую мы будем использовать при намотке, свободно прошла туда. Т.е. это должны быть маленькие отверстия. Если у вас нет такого тонкого сверла, то можно пропаять трубу, используя тонкий гвоздик, нагревая его на плите.

Пропускаем конец проволоки для намотки в трубу.

Фиксируем этот конец провода с помощью клеевого пистолета. Фиксацию производим с внутренней сторона трубы.

Начинаем намотку проволоки. Для этого можно использовать медную проволоку с изоляцией диаметром от 0,08 до 0,3 мм. Намотка должна быть плотной, аккуратной. Не допускайте перехлёстов. Количество витков от 300 до 1000, в зависимости от вашей трубы и диаметра проволоки. В нашем варианте применяется проволока 0,08 мм. диаметром и 300 витков намотки.

После того, как намотка закончена, обрежьте проволоку, оставив кусок сантиметров 10.

Проденьте проволоку в отверстие и закрепите с внутренней стороны с помощью капельки клея.

Теперь надо приклеить изготовленную катушку к основе. В качестве основы можно взять небольшую доску или кусок пластика размером 15-20 см. Для приклеивания катушки надо аккуратно намазать её торец.

Затем присоединяем вторичную обмотку катушки на свое место на основе.

Затем к основе приклеиваем транзистор, выключатель и резистор. Таким образом все элементы фиксируем на доске.

Делаем катушку L1. Для этого нам потребуется толстая проволока. Диаметр — от 1 мм. и больше, в зависимости от вашей катушки. В нашем случае толщины в 1 мм. проволоки будет достаточно. Берем остаток трубы и наматываем на него 3 витка толстой проволоки в изоляции.

Потом надеваем катушку L1 на L2.

Собираем все элементы катушки Тесла по по этой схеме.

Схема простой катушки Тесла

Все элементы и провода крепим к основе с помощью клеевого пистолета. Батарейку «Крона» также приклеиваем, чтобы ничего не болталось.

Теперь нам предстоит изготовить последний элемент трансформатора Тесла — излучатель. Его можно сделать из теннисного шарика, обернутого пищевой фольгой. Для этого берем кусок фольги и просто оборачиваем в неё шарик. Обрезаем лишнее, чтобы шарик был ровно завернут в фольгу и ничего не торчало.

Присоединяем шарик в фольге к верхнему проводу катушки L2, просовывая провод внутрь фольги. Закрепляем место присоединения кусочком изоленты и приклеиваем шарик к верхушке L2.

Вот и всё! Мы изготовили катушку Тесла своими руками! Так выглядит это устройство.

Теперь осталось только проверить работоспособность изготовленного нами трансформатора Тесла. Для этого надо включить устройство, взять в руки люминесцентную лампу и поднести к катушке. Мы должны увидеть, как загорается и горит поднесенная лампа прямо в руках!

Это означает, что всё получилось и всё работает! Вы стали обладателем собственноручно изготовленной катушки Тесла. Если вдруг возникли проблемы, то проверьте напряжение на батарейке. Часто, если батарейка долго где-то лежала, она уже не работает как положено.
Но надеемся, что у вас все получилось! Можно попробовать менять количества витков на вторичной обмотки катушки L2, а также и количество витков и толщину провода на катушке L1. Источник питания может также быть различным от 6 до 15 В. для таких небольших катушкек. Пробуйте, экспериментируйте! И у вас всё получится!

как своими руками собрать трансформатор, принцип работы

Особенности катушки Тесла

О том, что физик Никола Тесла был гениальным изобретателем и значительно опередил свое время, слышали многие. К сожалению, по ряду причин большинство его изобретений так и не увидели свет. Но одно из самых неоднозначных – катушка Тесла, сохранилось до наших времен и нашло применение в медицине, военной отрасли и световых шоу.

Описание прибора

Если очень коротко, то катушка Тесла (КТ) – это резонансный трансформатор, создающий высокочастотный ток. Есть информация, что в своих экспериментах военные довели катушку до мощности в 1 Тгц.

Тут стоит затронуть такой вопрос – зачем Тесла ее изобрел? Согласно записям ученый работал над технологией беспроводной передачи электроэнергии. Вопрос крайне актуальный для всего человечества. В теории с помощью эфира две мощные КТ, размещенные в паре километров друг от друга, смогут передавать электричество. Для этого они должны быть настроены на одинаковую частоту. Также есть мнение, что КТ может стать своего рода вечным двигателем.

Внедрение данной технологии сделает все имеющиеся сегодня АЭС, ТЭС, ГЭС и прочие просто ненужными. Человечеству не придется сжигать твердые ископаемые, подвергаться риску радиационного заражения, перекрывать русла рек. Но ответ на вопрос, почему никто не развивает данную технологию, остается за конспирологами.

Принцип работы

Сегодня многие домашние электрики пытаются собрать КТ, при этом не всегда понимая принцип работы трансформатора Тесла, из-за чего терпят фиаско. На самом деле КТ недалеко ушла от обычного трансформатора.

Есть две обмотки – первичная и вторичная. Когда к первичной обмотке подводят переменное напряжение от внешнего источника, вокруг нее создается магнитное поле или, как его еще называют, колебательный контур. Когда заряд пробьет разрядник, через магнитное поле энергия начнет перетекать к вторичной обмотке, где будет образовываться второй колебательный контур. Часть накапливаемой в контуре энергии будет представлена напряжением. Ее величина будет прямо пропорциональна времени образования контура.

Таким образом, в КТ имеется два связанных между собой колебательных контура, что и является определяющей характеристикой при сравнении с обычными трансформаторами. Их взаимодействие создает ионизирующий эффект, из-за чего мы видим стримеры (разряды молний).

Устройство катушки

Трансформатор Тесла, схема которого будет представлена ниже, состоит из двух катушек, тороида, защитного кольца и, конечно, заземления.

Необходимо рассмотреть каждый элемент в отдельности:

первичная катушка располагается в самом низу. К ней подводится питание. Она обязательно заземляется. Делается из металла с малым сопротивлением;
вторичная катушка. Для обмотки используют эмалированную медную проволоку примерно на 800 витков. Таким образом витки не расплетутся и не поцарапаются;
тороид. Данный элемент уменьшает резонансную частоту, накапливает энергию и увеличивает рабочее поле.
защитное кольцо. Представляет из себя незамкнутый виток медного провода. Устанавливается, если длина стримера больше длины вторичной обмотки;
заземление. Если включить незаземленную катушку, стримеры (разряды тока) не будут бить в воздух, а создадут замкнутое кольцо.

Самостоятельное изготовление

Итак, простейший способ изготовления катушки Теслы для чайников своими руками. Часто в интернете можно увидеть суммы, превышающие стоимость неплохого смартфона, но на деле трансформатор на 12V, который даст возможность насладиться включением светильника без использования розетки, можно собрать из кучи гаражного хлама.

Понадобится медная эмалированная проволока. Если эмалированной не найти, тогда дополнительно понадобится обычный лак для ногтей. Диаметр провода может быть от 0.1 до 0.3 мм. Чтобы соблюсти количество витков понадобиться около 200 метров. Намотать можно на обычную ПВХ-трубу диаметром от 4 до 7 см. Высота от 15 до 30 см. Также придется прикупить транзистор, например, D13007, пара резисторов и проводов. Неплохо было бы обзавестись кулером от компьютера, который будет охлаждать транзистор.

Теперь можно приступить к сборке:

отрезать 30 см трубы;
намотать на нее проволоку. Витки должны быть как можно плотнее друг к другу. Если проволока не покрыта эмалью, покрыть в конце лаком. Сверху трубы конец провода продеть через стенку и вывести наверх так, чтобы он торчал на 2 см выше поставленной трубы.;
изготовить платформу. Подойдет обычная плита из ДСП;
можно делать первую катушку. Нужно взять медную трубу 6 мм, выгнуть ее в три с половиной витка и закрепить на каркасе. Если диаметр трубки меньше, то витков должно быть больше. Ее диаметр должен быть на 3 см больше второй катушки. Закрепить на каркасе. Тут же закрепить вторую катушку;
способов изготовления тороида довольно много. Можно использовать медные трубки. Но проще взять обычную алюминиевую гофру и металлическую перекладину для крепления на выпирающем конце проволоки. Если проволока слишком хлипкая, чтобы удержать тороид, можно использовать гвоздь, как на картинке ниже;
не стоит забывать про защитное кольцо. Хотя если один конец первичного контура заземлить, от него можно отказаться;
когда конструкция готова, транзистор соединяется по схеме, крепится к радиатору или кулеру, далее нужно подвести питание и монтаж окончен.

В качестве питания установки многие используют обычную крону Дюрасель.

Расчет катушки

Расчет КТ обычно производится при изготовлении трансформатора промышленной величины. Для домашних экспериментов достаточно использовать приведенные выше рекомендации.

Сам расчет подскажет оптимальное количество витков для вторичной катушки в зависимости от витков первой, индуктивность каждой катушки, емкость контуров и, самое важное, необходимую рабочую частоту трансформатора и емкость конденсатора.

Меры безопасности

Собрав КТ, перед запуском нужно принять некоторые меры предосторожности. Во-первых, нужно проверить проводку в помещении, где планируется подключение трансформатора. Во-вторых, проверить изоляцию обмоток.

Также стоит помнить, о простейших мерах предосторожности. Напряжение вторичной обмотки в среднем равняется 700А, 15А для человека уже смертельно. Дополнительно стоит подальше убрать все электроприборы, попав в зону работы катушки, они с большой вероятностью сгорят.

КТ – это революционное открытие своего времени, недооцененное в наши дни. Сегодня трансформатор Тесла служит лишь для развлечения домашних электриков и в световых представлениях. Сделать катушку можно самостоятельно из подручных средств. Понадобятся ПВХ труба, несколько сотен метров медного провода, пара метров медных труб, транзистор и пара резисторов.

Как сделать катушку тесла своими руками?

Составные части и принцип работы

Все трансформаторы Тесла ввиду похожего принципа работы состоят из одинаковых блоков:

Источник питания.
Первичный контур.
Вторичный контур.

От выбора первичного контура зависит тип катушки Тесла, источник питания и размер стримера. Остановимся на полупроводником типе. Он отличается простой схемой с доступными деталями, и маленьким питающим напряжением.

Подбор материалов и деталей

Произведём поиск и подбор деталей к каждому вышеперечисленному узлу конструкции:

Для питания потребуется 12 – 19 В постоянного напряжения. Подойдёт машинный аккумулятор, зарядное устройство от ноутбука или понижающий трансформатор с диодным мостом, для получения постоянного тока.
Найдём детали для первичного контура:

— Резистор R2 с номиналом 75 Ом.

— Транзистор VT1 D13007 или советский аналог с n-p-n структурой.

Вторичный контур состоит из катушки и, при необходимости, из терминала. Обмотку выполняем проводом с диаметром от 0,1 до 0,3 мм². Провод можно намотать на диэлектрическую ПВХ трубку. Длина трубки 25–40 см, а диаметр 3–5 см. Наматывать следует виток к витку: без пересечений, пропусков. Чтобы обмотка не сползла и не размоталась, рекомендуется закреплять намотанные участки. Количество витков от 700 до 1000 (рис. 3).

Конструкция и сборка

Сборку делаем по простейшей схеме на рисунке 4.

При подключении транзистора важно не перепутать контакты (рис. 5).

Для этого сверяемся со схемой. Плотно прикручиваем радиатор к корпусу транзистора.

Включение, проверка и регулировка

Выставляем переменный резистор в среднее положение. При подаче питания, убеждаемся в отсутствии повреждений.
Визуально проверяем наличие стримера. Если он отсутствует, подносим к вторичной катушке люминесцентную лампочку или лампу накаливания. Свечение лампы подтверждает работоспособность «трансформатора Тесла» и наличие электромагнитного поля.
Если устройство не работает, в первую очередь меняем местами выводы первичной катушки, а уже потом проверяем транзистор на пробой.
При первом включении следите за температурой транзистора, при необходимости подключите дополнительное охлаждение.

Мощная катушка Тесла

Увеличить диаметры катушек и сечение провода в 1,1 – 2,5 раза.
Добавить терминал в форме тороида.
Поменять источник постоянного напряжения на переменный с высоким повышающим коэффициентом, выдающим напряжение 3–5 кВ.
Изменить первичный контур согласно схеме на рисунке 6.
Добавить надёжное заземление.

Катушка тесла (Трансформатор) самостоятельная сборка собственными силами

Для тех, кому не терпится соорудить нечто необычное, что поразит окружающих, и сделать это своими руками – трансформатор Тесла будет идеальным вариантом. Процесс конструирования увлекает, а сочетание сразу нескольких физических эффектов в одном относительно простом устройстве приводит в восторг и любителей, и профессионалов.

Несмотря на простоту устройства, смастерить теслу не так уж просто. Принцип трансформатора основан на катушках: первичка с малым количеством витков, которая создает искровой контур, и вторичная обмотка, представляющая собою прямую катушку провода. Резонанс частот колебания обмоток вызывает высокое переменное напряжение между двумя концами катушки.

В статье расскажем подробнее, что из себя представляет этот прибор и как можно его собрать своими руками. В качестве бонуса в конце статьи добавлен интересный видеоматериал о трансформаторах Тесла и учебный материал “Способы определения параметров трансформатора Тесла” В. А. Колчановой.

Как правильно называть устройство

Существует много названий для трансформатора Тесла. Все они обозначают одно и то-же устройство. Самое корректное название по моему мнению — “Трансформатор Тесла”, хотя я не стесняюсь использовать и другие, такие как:

Трансформатор Тесла.
Катушка Тесла.
Тесла.

Также существуют сленговые названия трансформатора Тесла, некоторые из них:

Часто трансформатор называют его типом – СГТЦ, ССТЦ и так далее.

Принцип работы

Трансформатор Тесла состоит из двух обмоток – первичной (Lp) и вторичной (Ls) (их чаще называют “первичка” и “вторичка”). К первичной обмотке подводится переменное напряжение, и она создает магнитное поле. При помощи этого поля энергия из первичной обмотки передается во вторичную. В этом трансформатор тесла очень похож на самый обычный “железный” трансформатор.

Вторичная обмотка вместе с собственной паразитной (Cs) емкостью образуют колебательный контур, который накапливает переданную ему энергию. Часть времени вся энергия в колебательном контуре храниться в виде напряжения. Таким образом, чем больше энергии мы вкачаем в контур, тем больше напряжения получим.

Тесла обладает тремя основными характеристиками – резонансной частотой вторичного контура, коэффициентом связи первичной и вторичной обмоток, добротностью вторичного контура.

Что такое резонансная частота колебательного контура, читателю должно быть известно. Я же подробнее остановлюсь на коэффициенте связи и добротности.

Коэффициент связи определяет, насколько быстро энергия из первичной обмотки передается во вторичную, а добротность – насколько долго колебательный контур может сохранять энергию.

Аналогия с качелями

Для того, чтобы лучше понять, как колебательный контур накапливает энергию, и откуда в тесле берется такое большое напряжение, представим качели, которые раскачивает здоровенный мужик. Качели – это колебательный контур, мужик– это первичная обмотка. Скорость качели – это ток во вторичной обмотке, а высота подъема – наше долгожданное напряжение.

Мужик толкает качели, и, таким образом передает в них энергию. И вот, за несколько толчков, качели раскачались и подлетают так высоко, как это только возможно – они накопили много энергии. Тоже самое происходит и с теслой, только когда энергии становится слишком много, происходит пробой воздуха, и мы видим наши красивущий стример.

Участок траектории полета качели, на протяжении которого мужик их толкает определяет коэффициент связи. Если мужик будет постоянно держать качели своей здоровенной ручищей, то он раскачает их очень быстро, но качели смогут отклониться только на длину руки мужика. В таком случае говорят, что коэффициент связи равен единице. Наши качели с большим коэффициентом связи — это аналог обычного трансформатора.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда мужик только немного подталкивает качели. В этом случае коэффициент связи мал, а качели отклоняются намного дальше – мужик теперь их не держит. Качели придется раскачивать дольше, но с этим справится даже очень хилый мужик, чуть-чуть толкая их каждый период колебаний. Такие качели и есть аналогом трансформатора Тесла. Чем больше коэффициент связи, тем быстрее во вторичный контур накачивается энергия, но при этом выходное напряжение теслы получается меньше.

Теперь рассмотрим добротность. Добротность – это противоположность трению в качелях. Если трение очень большое (низкая добротность), то мужик своими слабенькими толчками не сможет их раскачать. Таким образом, коэффициент связи и добротность контура должны быть согласованны для достижения максимальной высоты качелей (максимальной длинны стримера).

Так-как добротность вторичной обмотки в трансформаторе Тесла – величина не постоянная (она зависит от стримера), то согласовать эти две величины очень не просто, и поэтому просто подбирают опытным путем. Кратко о принципе работы трансформатора можно посмотреть в видеоролике.

Основные виды катушек

Сам Тесла изготавливал Трансформатор только одного типа – на разряднике (СГТЦ).

С тех пор элементная база сильно улучшилась, и появилось множество разных типов катушек, по аналогии их продолжают называть катушками Тесла.

Типы катушек принято называть из английских аббревиатур. Если название необходимо сказать на русском языке, английские аббревиатуры просто говорят русскими буквами без перевода. Самые распространенные типы катушек тесла рассмотрим ниже.

SGTC (СГТЦ, Spark Gap Tesla Coil)

Трансформатор тесла на разряднике. Самая первая и “классическая” конструкция (ее использовал сам Тесла). В качестве ключевого элемента использует разрядник. В маломощных конструкциях разрядник – просто два куска провода, находящихся на некотором расстоянии, а в мощных – сложные вращающиеся разрядники. Трансформаторы этого типа идеальны если вам нужна только большая длинна стримера.

VTTC (ВТТЦ, Vacuum Tube Tesla Coil

Трансформатор тесла на лампе. В качестве ключевого элемента используется мощная радиолампа. Такие трансформаторы могут работать в непрерывном режиме и выдавать толстые, “жирные” стримеры. Этот тип чаще всего используют для высокочастотных тесел, которые из-за характерного вида своих стримеров получили название “факельник”.

SSTC (ССТЦ, Solid State Tesla Coil)

Трансформатор тесла, в котором в качестве ключевого элемента используются полупроводники. Обычно это MOSFET или IGBT транзисторы. Этот тип трансформаторов может работать в непрерывном режиме. Внешний вид стримеров, создаваемых этой катушкой, может быть самый различный. Этим типом Тесел проще всего управлять (играть музыку, к примеру).

DRSSTC (ДРССТЦ, ДРка, Dual Resonant Solid State Tesla Coil)

Трансформатор с двумя резонансными контурами, в котором в качестве ключей используются полупроводники, в подавляющем большинстве случаев, это IGBT транзисторы. ДРССТЦ – самый сложный в изготовлении и настройке тип трансформаторов тесла. Характерная длинна стримеров трансформатора этого типа немного меньше, чем у SGTC, а управляемость немногим хуже, чем у SSTC.

Для управления внешним видом стримеров придумали так называемый прерыватель. Изначально с помощью этого устройства останавливали катушку для того, чтобы дать возможность зарядится конденсатором и остыть разрядному терминалу, и, засчет этого, увеличить длину стримеров. Но в последнее время в прерыватели начали встраивать дополнительные функции, к примеру, научили катушки Тесла играть музыку.

Основные детали катушки

Несмотря на то, что существует несколько видов катушек тесла, у всех них есть общие черты. Расскажем о основных деталях теслы сверху вниз.

Тороид

Тороиды обычно изготавливают из алюминиевой гофры, хотя есть множество других технологий. Выполняет три функции:

Первая – уменьшение резонансной частоты – это актуально для SSTC и DRSSTC, так как силовые полупроводники плохо работают на высоких частотах.
Вторая – накопление энергии перед образованием стримера. Чем больше тороид, тем больше в нем накоплено энергии и, в момент, когда воздух пробивается, тороид отдает эту энергию в стример, таким образом, увеличивая его. Для того, чтобы извлечь выгоду из этого явления в теслах с непрерывной накачкой энергии, используют прерыватель.
Третья – формирование электростатического поля, которое отталкивает стример от вторичной обмотки теслы. От части, эту функцию выполняет сама вторичная обмотка, но тороид может ей хорошо помочь. Именно по причине электростатического отталкивания стримера, он не бьет по кратчайшему пути во вторичку.

От использования тороидоа больше всего выиграют теслы с импульсной накачкой – SGTC, DRSSTC и теслы с прерывателями. Типичный внешний диаметр тороида – два диаметра вторички.

Вторичка

Типичное отношение длинны обмотки теслы к ее диаметру намотки 4:1 – 5:1. Диаметр провода для намотки теслы обычно выбирают так, чтобы на вторичке помещалось 800-1200 витков. ВНИМАНИЕ, повторюсь еще раз. Не стоит мотать слишком много витков на вторичке тонким проводом. Витки на вторичке нужно распологать как можно плотнее друг к другу.

Для защиты от царапин и от разлезания витков, вторичные обмотки обычно покрывают лаками. Чаще всего для этого применяются эпоксидная смола и полиуретановый лак. Лакировать стоит очень тонкими слоями. Обычно, на вторичку, наносят минимум 3-5 тонких слоев лака.

Мотают вторичку на воздуховодных (белых) или, что хуже, канализационных (серых) ПВХ трубах. Найти эти трубы можно в любом строительном магазине.

Защитное кольцо

Предназначено для того, чтобы стример, попав в первичную обмотку не вывел электронику из строя. Эта деталь устанавливается на тесле, если длинна стримера больше длинны вторичной обмотки. Представляет собой незамкнутый виток медного провода (чаще всего, немного толще, чем тот из которого изготавливается первичка). Защитное кольцо заземляется на общее заземление отдельным проводом.

Первичная обмотка

Обычно изготавливается из медной трубы для кондиционеров. Должна обладать очень маленьким сопротивлением для того, чтобы по ней можно было пропускать большой ток. Толщину трубки обычно выбирают на глаз, в подавляющем большинстве случаев, выбор падает на 6 мм трубку. Также в качестве первички используют провода большего сечения.

Относительно вторичной обмотки устанавливается так, чтобы обеспечить нужный коэффициент связи. Часто играет роль построечного элемента в тех теслах, где первичный контур является резонансным. Точку подключения к первичке делают подвижной и ее перемещением изменяют резонансную частоту первичного контура.

Первичные обмотки обычно делают цилиндрическими, плоскими или коническим. Обычно, плоские первички используются в SGTC, конические- в SGTC и DRSSTC, а цилиндрические — в SSTC, DRSSTC и VTTC.

Заземление

Очень важная деталь теслы. Очень часто задают вопрос – куда же бьют стримеры? Отвечаем на этот вопрос — стримеры бьют в землю! И таким образом они замыкают ток, показанный на картинке синим цветом.

Таким образом, если заземление будет плохое, стримерам будет некуда деваться и им придется бить в теслу (замыкать свой ток), вместо того, чтобы извергаться в воздух. Меня спрашивали – обязательно ли заземлять теслу? Итак, ответ: заземление для теслы – обязательно.

Теоретически, для теслы можно вместо заземления использовать так называемый противовес – искусственное заземление в виде большего проводящего предмета. Практических конструкций с противовесами очень мало.

Область применения

Неверно считать, что трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах. Тем не менее, основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое. В таблице ниже представлены эффекты, возникающие во время работы трансформатора тесла.

В основном это связано со значительными трудностями при необходимости управляемого отбора высоковольтной мощности или тем более передача её на расстояние от трансформатора, так как при этом устройство неизбежно выходит из резонанса, а также значительно снижается добротность вторичного контура.

Схема для самостоятельной сборки

В данной схеме минимум элементов, что нисколько не облегчает нашу задачу. Ведь чтобы она работала необходимо её не только собрать, но и настроить. Начнем с МОТов.

Такой трансформатор есть в микроволновке. Представляет собой обычный силовой трансформатор с одной лишь разницей, что его сердечник работает в режиме, близком к насыщению.

Это означает, что несмотря на малые размеры, он имеет мощность до 1,5 кВт. Однако, есть и отрицательные стороны у такого режима работы. Это и большой ток холостого хода, около 2-4 А, и сильный нагрев даже без нагрузки, про нагрев с нагрузкой я молчу. Обычное выходное напряжение у МОТа — 2000-2200 вольт при силе тока 500-850 мА.

У всех МОТов «первичка» намотана внизу, «вторичка» сверху. Делается это для хорошей изоляции обмоток.

На «вторичке», а иногда и на «первичке» намотана накальная обмотка магнетрона, около 3,6 вольт.

Причём между обмотками можно заметить две металлические перемычки. Это — магнитные шунты.

Основное их назначение — замкнуть на себя часть создаваемого «первичкой» магнитного потока.

Таким образом ограничить магнитный поток через «вторичку» и её выходной ток на некотором уровне.

КАПы подразумеваются высоковольтные керамические конденсаторы (серий К15У1, К15У2, ТГК, КТК, К15-11, К15-14 —для установок высокой частоты!).

Фильтр от ВЧ: соответственно две катушки, выпоняющие функцию фильтров от напряжения высокой частоты.

В каждой 140 витков медного лакированного провода 0.5 мм в диаметре.

Искровик, который нужен для коммутации питания и возбуждения колебаний в контуре.

Если в схеме не будет искровика, то питание будет, а колебаний нет. А еще блок питания начинает сифонить через первичку — а это короткое замыкание!

Пока искровик не замкнут — капы заряжаются. Как только замыкается — начинаются колебания. Поэтому ставят балласт в виде дроселей — когда искровик замкнут дросель мешает течь току от блока питания заряжается сам, а потом, когда разрядник разомкнется, заряжает капы с удвоенной злостью.

Наконец-то очередь дошла и до самого трансформатора Теслы: первичная обмотка состоит из 7-9 витков провода очень большого сечения.

Впрочем, подойдёт сантехническая медная трубка. Вторичная обмотка содержит от 400 до 800 витков, тут нужно подстраиваться.

На первичную обмотку подаётся питание. У вторички один вывод надёжно заземлён, второй присоединён к ТОРУ (излучатель молний) .

Тор можно изготовить из вентиляционной гофры. На этом все. Помните о безопасности и желаем удачи в самостоятельной сборке.

Заключение

В данной статье были рассмотрены основные факты о трансформаторе тесла и способ собрать устройство самостоятельно. Больше информации об этих трансформаторах можно узнать в учебном материале “Способы определения параметров трансформатора Тесла” В. А. Колчановой.

Катушка Тесла своими руками

Трансформатор Тесла изобрел знаменитый изобретатель, инженер, физик, Никола Тесла. Прибор является резонансным трансформатором, вырабатывающим высокое напряжение высокой частоты. В 1896 году, 22 сентября Никола Тесла запатентовал свое изобретение как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала». С помощью этого устройства он пытался передавать электрическую энергию без проводов на большие расстояния. В 1891 году Никола Тесла продемонстрировал миру наглядные эксперименты по передаче энергии от одной катушки к другой. Его устройство извергало молнии и заставляло светиться люминесцентные лампы в руках удивленных зрителей. Посредством передачи тока высокого напряжения высокой частоты ученый мечтал обеспечить бесплатной электроэнергией любое здание, частный дом и прочие объекты. Но, к сожалению, из-за большого потребления энергии и низкой эффективности, широкого применения катушка Тесла так и не нашла. Не смотря на это, радиолюбители из разных уголков планеты собирают небольшие катушки Тесла для развлечений и экспериментов.

Также катушки Тесла используют для проведения развлекательных мероприятий и Тесла шоу. В 1987 году советский радиоинженер Владимир Ильич Бровин изобрел генератор электромагнитных колебаний, названный в его честь «качер Бровина», используемый в качестве элемента электромагнитного компаса, работающего на одном транзисторе. Предлагаю вам собрать действующую модель катушки Тесла или качер Бровина своими руками из подручных материалов.

Список радиодеталей для сборки Катушки Тесла:

Провод эмалированный ПЭТВ-2 диаметр 0,2 мм
Провод медный в полихлорвиниловой изоляции диаметр 2,2 мм
Туба от силиконового герметика
Фольгированный текстолит 200х110 мм
Резисторы 2,2К, 500R
Конденсатор 1mF
Светодиоды 3-х вольтовые 2 шт
Радиатор 100х60х10 мм
Регулятор напряжения L7812CV или КР142ЕН8Б
Вентилятор 12 вольтовый от компьютера
Коннектор Banana 2 шт
Труба медная диаметр 8 мм 130 см
Транзистор MJE13006, 13007, 13008, 13009 из советских КТ805, КТ819 и аналогичные

Катушка Тесла состоит из двух обмоток. Первичная обмотка L1 содержит 2,5 витка медного провода в полихлорвиниловой изоляции диаметром 2,2 мм. Вторичная обмотка L2 содержит 350 витков в лаковой изоляции диаметром 0,2 мм.

Схема катушки Тесла или качера Бровина на одном транзисторе

Каркасом для вторичной обмотки L2 служит туба от силиконового герметика. Предварительно удалив остатки герметика, отрежьте часть тубы длиною 110 мм. Отступив по 20 мм от нижней и верхней части, намотайте 350 витков медного провода диаметром 0,2 мм. Провод можно добыть из первичной обмотки любого старого малогабаритного трансформатора на 220В, например, от китайского радиоприемника. Катушка мотается в один слой виток к витку, как можно плотнее. Концы провода следует пропустить во внутрь каркаса через предварительно просверленные отверстия. Готовую катушку для надежности покройте пару раз нитролаком. В поршень вставьте остро заточенный металлический стержень, подпаяйте к нему верхний вывод обмотки и закрепите термоклеем. После чего вставьте поршень в каркас катушки. От носика отрежьте колечко с резьбой, получится гайка, с помощью которой вы легко закрепите катушку на текстолитовой плате, накрутив получившуюся гайку на резьбу выходного отверстия тубы. В дне каркаса просверлите отверстие для светодиода и второго вывода обмотки.

В своей катушке я использовал транзистор MJE13009. Также подойдут Транзисторы MJE13006, 13007, 13008, 13009 из советских КТ805, КТ819 и другие аналогичные. Транзистор обязательно разместите на радиаторе, в процессе работы он будет очень сильно греться и по этому предлагаю установить вентилятор и немного усовершенствовать схему.

Поскольку, для питания катушки требуется напряжение более 12 вольт. Максимальную мощность катушка Тесла развивает при напряжении питания в 30 вольт. А так, как вентилятор рассчитан на 12 вольт, то в схему следует добавить регулятор напряжения L7812CV или советский аналог КР142ЕН8Б. Ну, а чтобы катушка выглядела более современной и привлекала внимание, добавим пару светодиодов синего цвета. Один светодиод подсвечивает катушку изнутри, а второй подсвечивает катушку снизу. Схема будет выглядеть так.

Схема катушки Тесла или качера Бровина с подсветкой и охлаждением

Все компоненты катушки Тесла разместите на печатной плате. Если вы не хотите изготавливать печатную плату, просто разместите все детали катушки Тесла на кусочке МДФ или рифленого картона от бумажной коробки и соедините между собой методом навесного монтажа.

Печатная плата катушки Тесла или качера Бровина с подсветкой и охлаждением

Готовая печатная плата будет выглядеть так. Один светодиод припаивается в центре, он подсвечивает пространство под печатной платой. Ножки сделайте из четырех глухих гаек, накрученных на винты.

Второй светодиод припаивается под катушкой, он будет подсвечивать ее изнутри.

Транзистор и регулятор напряжения обязательно намажьте термопастой и разместите на радиаторе размером 100х60х10 мм. Регулятор напряжения следует изолировать от радиатора с помощью теплопроводящих прокладок и изоляционных шайб.

Катушку вставьте в отверстие и затяните с обратной стороны пластиковой гайкой.

Первичную обмотку следует мотать в том же направлении, что и вторичную. То есть, если катушку L2 наматывали по часовой стрелке, значит катушку L1 тоже надо мотать по часовой стрелке. Частота катушки L1 должна совпадать с частотой катушки L2. Чтобы добиться резонанса, катушку L1 надо немного настроить. Делаем так, на каркасе диаметром 80 мм наматываем 5 витков оголенного медного провода диаметром 2,2 мм. К нижнему выводу катушки L1 припаиваем гибкий провод, к верхнему выводу прикручиваем гибкий провод, так чтобы его можно было перемещать.

Включаем питание, подносим неоновую лампу к катушке. Если она не светится, значит надо поменять местами выводы катушки L1. Далее опытным путем подбираем положение катушки L1 по вертикали и количество витков. Перемещаем провод прикрученный к верхнему выводу катушки вниз, добиваемся максимального расстояния на котором будет зажигаться неоновая лампа, это будет оптимальный радиус действия катушки Тесла. В итоге у вас должно получиться, как у меня 2,5 витка. После экспериментов изготавливаем катушку L1 из провода в полихлорвиниловой изоляции и припаиваем на место.

Наслаждаемся результатами своих трудов… После включения питания, появляется стример длиною 15 мм, неоновая лампочка начинает светиться в руках.

Так, снимали сагу Звездные войны… Вот он, секрет меча Джидая…

В автомобильной лампе появляется небольшая плазма исходящая от нити накаливания к стеклянной колбе лампы.

Чтобы значительно увеличить мощность катушки Тесла рекомендую изготовить торроид из медной трубки диаметром 8 мм. Диаметр кольца 130 мм. В качестве торроида можно использовать аллюминиевую фольгу скомканную в шарик, металлическую баночку, радиатор от компьютера и другие не нужные, объемные предметы.

После установки торроида мощность катушки значительно увеличилась. Из медной проволоки находящейся рядом с торроидом, появляется стример длиною 15 мм.

Теперь катушка Тесла может зажигать большие люминесцентные лампы на 220 вольт.

И даже светодиодные…

А это плазма возникающая в автомобильной лампочке при нахождении рядом с торроидом.

Делать торроид или нет, решать вам. Я всего лишь показал и рассказал вам о том, как я сделал катушку Тесла или качер Бровина на одном транзисторе, своими руками и о том, что у меня получилось. Моя катушка производит ток высокого напряжения высокой частоты, согласно законам физики. Спасибо Николе Тесла и Владимиру Ильичу Бровину за огромный вклад в науку!

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как работает катушка Тесла!

Что такое катушка Тесла, как сделать самостоятельно

Никола Тесла, как и многие другие физики, многие годы своей жизни посвятил изучению энергии токов и способам ее передачи, созданию уникальных разработок. Одной из них была катушка Тесла – это резонансный трансформатор, предназначенный для получения токов высокой частоты.

Одно из них — знаменитая катушка, или трансформатор Тесла. Если у вас есть определенные знания и навыки, вы вполне можете самостоятельно создать катушку Тесла дома.

Давайте выяснять, какова суть этого устройства и как создать его в домашних условиях, если вам вдруг этого очень сильно захотелось.

Как уже отмечалось ранее, катушка Тесла представляет собой резонансный трансформатор. Назначение трансформатора — изменение значения напряжения электрического тока. Эти приборы бывают соответственно понижающие и повышающие.

Более подробно подробно о трансформаторах, их общем устройстве и назначении читайте в отдельном материале.

С точки зрения электроники катушка Тесла представляет собой две обмотки без общего сердечника и с разным числом витков.

Напряжение на выходе такого трансформатора возрастает в сотни раз и может достигать значений порядка миллиона вольт.

Изобретение Теслы не просто работает, а работает очень зрелищно.

Включив трансформатор, можно наблюдать эффектные разряды (молнии), длина которых достигает нескольких метров.

Из чего состоит катушка Тесла

Прежде чем собирать катушку Тесла, рассмотрим ее составляющие и форму.

Катушка Тесла выполняется в форме Тора (тороидальной фигуры, тороида).

Тороидальные фигуры в первую очередь понятие из геометрии. Тор — поверхность, полученная путем вращения образующей окружности вокруг оси, лежащей в плоскости этой окружности. Лучше один раз взглянуть, чем пытаться себе представить. На рисунке ниже — тороидальные поверхности.

Вот так выглядит классическая тороидальная фигура

Тороид является важной составляющей катушки Тесла и изготавливается, как правило, из алюминиевой гофры.

В составе этого устройства он выполняет следующие функции:

уменьшает резонансную частоту;
аккумулирует энергию перед образованием стримера;
создает электростатическое поле, отталкивающее стример от вторичной обмотки трансформатора.

Вторичная обмотка

Вторичная обмотка — основная составляющая катушки Тесла, которую также называют просто «вторичка». Обмотка, как правило, содержит около 800-1200 витков, а мотают ее на трубах ПВХ, которые можно купить в обычном строительном магазине.

Исходя из необходимого количества витков выбирается диаметр провода обмотки. Стандартное отношение длины вторичной обмотки катушки к ее диаметру — 4:1 или 5:1. Для того, чтобы витки не расползались, их покрывают лаком.

Первичная обмотка и защитное кольцо

Первичная обмотка (или первичка) катушки Тесла должна иметь низкое сопротивление, так как по ней будет проходить большой ток. Обычно ее изготавливают из проводов сечением более, чем 6 миллиметров. Также в качестве первичной обмотки часто используют медную трубу для кондиционеров.

Форма первичной обмотки — цилиндрическая, плоская или коническая.

Защитное кольцо — незамкнутый плоский виток заземленного медного провода. Кольцо устанавливается для того, чтобы стример из тороида, попав в первичную обмотку, не вывел из строя электронику.

Простой генератор, катушка Теслы своими руками

Сегодня я собираюсь показать вам, как я как сделать простую катушку Тесла своими руками в домашних условиях! 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

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 намотанную 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.

намотка трансформатора Тесла

Вся схема собрана на макетной плате.

Будьте осторожны при пайке переменного резистора! 9/10 катушки не работает из-за неправильно припаянного резистора .

Таким образом, мы сделали катушку Теслы .

Включите питание, и медленно поворачивайте переменный резистор.

Это довольно слабая катушка, но каким-либо образом будьте осторожны и не размещайте рядом электронные устройства: такие как сотовые телефоны, компьютеры и т.д. с рабочей зоной катушки .

Видео: Расчет трансформатора тесла на ютуб

Катушка тесла из строчного трансформатора

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество
Биполярный транзистор	1	КТ819ГМ
Выпрямительный диод		1	200 B
Электролитический конденсатор	4700 мкФ 25В	1
Конденсатор	0.47 мкФ 200В	1
Резистор		1	2 Вт
Резистор	Строчные трансформаторы являются одними из самых часто используемых любителями источников высокого напряжения, в основном из-за их простоты и доступности. В каждом CRT телевизоре (большом и тяжелом), который сейчас выбрасывают люди, есть такой трансформатор. В отличие от многих трансформаторов, которые есть в другой электронике, предназначенных для работы с обычным переменным током 50Гц, и понижающих трансформаторов, строчный трансформатор работает на более высокой частоте, около 16КГц, а иногда и выше. Многие современные строчные трансформаторы выдают постоянный ток. Старые строчные трансформаторы выдавали переменный ток, что позволяло делать с ними что угодно. Строчные трансформаторы переменного тока более мощные, так как в них нет встроенного выпрямителя/умножителя. Строчные трансформаторы постоянного тока легче найти, и именно они рекомендуются для этого проекта. Убедитесь, что ваш строчный трансформатор имеет воздушный зазор. Это значит, что сердечник не является замкнутым кругом, а скорее напоминает букву С, с зазором около миллиметра. Почти во всех современных строчных трансформаторах он есть, поэтому если вы используете современный строчный трансформатор, то это можно не проверять. В данной схеме используется транзистор 2N3055, который любят и ненавидят строители качеров на строчных трансформаторах. Их любят за их доступность и ненавидят за то, что они обычно воняют. Они склонны сгорать и довольно эффектно, но схема работает с ними невероятно хорошо. Плохую репутацию 2N3055 получил при использовании его в простых одно-транзисторных качерах, в которых на транзисторе присутствует высокое напряжение. В этой схеме добавлено несколько деталей, которые значительно увеличивают её выходную мощность. Теория работы схемы написана ниже. В этой схеме очень мало элементов, и все они описаны на этой странице. И многие детали могут быть заменены. Значение резистора 470 Ом можно поменять. Я использовал резистор на 450 Ом, полученный из трех соединенных последовательно резисторов по 150 Ом. Его значение не критично для работы схемы, но для уменьшения нагрева используйте максимальное значение резистора, при котором схема работает. Значение нижнего резистора может быть изменено для повышения мощности. Я использую резистор 20 Ом, собранный из двух последовательно соединенных резисторов по 10 Ом. Чем меньше его значение, тем выше температура и меньше время работы схемы. Конденсатор, находящийся рядом с транзистором(0.47 мкФ) может быть заменен для увеличения мощности. Чем больше его значение, тем больше выходной ток (и температура дуги) и меньше напряжение. Я остановился на конденсаторе 0.47мкФ. Число витков на катушке обратной связи (катушка с тремя витками) может изменять выходную мощность. Чем больше витков, тем больше сила тока, но не напряжение. Эта схема отличается от более распространенного одно-транзисторного качера тем, что в неё добавлен диод и конденсатор, который подключается параллельно диоду. Диод защищает транзистор от скачков напряжения обратной полярности, которые могут спалить транзистор. Можно использовать диод другого типа. Я использовал диод GI824, вынутый из телевизора. При выборе диода, обращайте внимание на напряжение и скорость переключения. Чтобы узнать, подходит ли ваш диод, найдите даташит на диод BY500, а потом на ваш диод и сравните параметры. Если ваш диод сопоставим с этим или лучше его, то он подходит. Конденсатор — это ключ к высокой выходной мощности. Транзистор генерирует частоту, установленную главным образом первичной катушкой и катушкой обратной связи. Конденсатор и первичная обмотка образуют LC цепь. LC цепь работает на определенной частоте, и если настроить схему так, чтобы эта частота была одинаковой с частотой транзистора, выходная мощность значительно увеличиться. Теория LC цепи похожа на теорию катушки Тесла. Эта схема может быть настроена путем изменения емкости конденсатора и количества витков на первичных/вторичных обмотках. Эта схема требует мощного блока питания, который описан ниже. Блок питания Схеме необходим мощный блок питания постоянного тока с выходным напряжением от 12 до 30 вольт и от 1 до желаемого вами количества ампер. Хорошей идеей является сделать регулируемый блок питания, чтобы схема получала именно такое напряжение, какое ей нужно. Если схема собрана неправильно, и используется блок питания вроде этого, схема сгорит. Но регулируемое напряжение необязательно для нормальной работы. Я использовал трансформатор на 300 Вт от усилителя. У него есть обмотки на 2, 4, 15, 30 и 60 вольт. Схема требует от 12 до 18 вольт для 2N3055. Я часто запускаю схему от 30В, но ненадолго, и транзистор установлен на мощный радиатор. При 15В, схема может работать бесконечно, так как после 30 минут работы, температура не превышала комнатную. Переменный ток с трансформатора идет на мостовой выпрямитель 400 Вт, установленный на радиаторе, а с него на конденсатор 7800 мкФ 70В, чтобы сгладить напряжение. Используя аналогичные компоненты, вы можете сделать свой блок питания. Также, в качестве блока питания можно использовать импульсные блоки питания, ИБП. Они есть в зарядных устройствах ноутбуков, ЗУ для автомобильных аккумуляторов и блоках питания компьютеров. Часто у них на выходе 12В и ток до 10А, что подходит для этой схемы. Монтаж Это очень простая по сборке схема. Моя сборка не является инструкцией и примером, но вы можете повторить её. Всё смонтировано на куске MDF, и элементы расположены свободно, чтобы свести к минимуму помехи от проводов, расположенных рядом и создать условия для охлаждения. Используйте многожильный провод. На многочисленных фотографиях подробно показаны различные элементы схемы, что зачастую полезнее слов. Одним из наиболее важных моментов в сборке является радиатор транзистора. 2N3055 изготовлен в корпусе ТО-3. Вы можете купить ТО-3 радиаторы, но их немного трудно найти. Я использовал радиатор от компьютерного процессора с отверстиями для его контактов на плоской стороне. Провода от контактов проходят между лопастями. Транзистор прикреплен к радиатору саморезами. Помните, что необходимо использовать термопасту между транзистором и радиатором. Провода, идущие к строчному трансформатору крепятся к нему при помощи крокодильчиков, чтобы можно было менять строчные трансформаторы для экспериментов. Другим важным моментом являются обмотки строчного трансформатора. Эмальная изоляция медной проволоки это хорошо, но лучше добавить дополнительную изоляцию между сердечником и обмотками. Сердечник может иметь острые края, и если эмаль обдерётся, то может произойти короткое замыкание. Я при намотке катушек снял металлический зажим, скрепляющий половинки трансформатора, намотал катушки, а потом установил его снова. На некоторых трансформаторах такое невозможно, и провод надо будет обматывать вокруг сердечника. Обмотки должны быть намотаны из фазы, что значит, что они мотаются вокруг сердечника в противоположных направлениях. При использовании этой схемы не проводите никаких манипуляций с подключенными проводами. Также проверяйте температуру транзистора и резисторов во время работы, но делайте это только при отключённом от сети устройстве. Если какой то элемент ощутимо теплый, то не включайте схему, пока он не остынет. Конденсаторы могут сохранять опасный заряд, поэтому будить осторожны. Кроме того, носите обувь на резиновой подошве при работе с высокими напряжениями и прикасайтесь к включённому устройству только одной рукой. Убедитесь в том, что схема была подключена к земле после работы, чтобы не получить электрический шок. Не пытайтесь настраивать включенную схему. С этой схемой можно делать многие вещи, например использовать её для питания катушки Тесла, плавления соли или просто забавного времяпровождения с электрическими дугами. Трансформатор тесла своими руками: подробная инструкция Трансформатор Тесла способен демонстрировать красивые электрические заряды. Они могут иметь большие величины и именно поэтому достаточно часто его используют как декоративное украшение в доме. Он имеет простую конструкцию, которую изготовить может практически каждый. Но вам необходимо помнить о том, что во время работы следует быть осторожным, так как работать вам придется с током. Трансформатор Тесла и основные компоненты для его изготовления В схему этого устройства входит две обмотки: К первичной обмотке вам необходимо будет подсоединить переменное напряжение. В результате этого вы получите магнитное поле. Поле будет передавать энергию из первичной обмотки на вторичную. Вторичная обмотка при этом должна будет создать колебательный контур, который будет накапливать эту энергию. Определенное время эта энергия будет храниться в контуре в виде напряжения. Компоненты трансформатора Тесла Трансформатор Тесла может иметь несколько видов катушек, но у них похожие черты. Тороид, который находится в его конструкции способен выполнять три функции. Вот его основные функции: Уменьшение резонансной частоты. Накопление энергии перед получением стримера. При этом вам следует учитывать то чем больше тороид тем больше в нем скопится энергии. Для того чтобы получить выгоду в этом устройстве часто используют прерыватель. Образование электростатического поля, которое будет отталкивать стример. Иногда эту функцию может выполнять и вторичная обмотка. Перед тем как вы решите сделать трансформатор Тесла вам необходимо знать, что основной деталью здесь является вторичная обмотка. Типичное соотношение между ее длиной и диаметром должно составлять 4:1. Защитное кольцо необходимо для того чтобы электроника не вышла из строя. Деталь представляет собою специальное кольцо, которое изготавливают из медного провода. Защитное кольцо также обязательно должно иметь заземление. Первичная обмотка должна иметь небольшое сопротивление, чтобы обеспечивать надежную передачу тока. Точка подключения здесь должна быть подвижной. В этом случае вы легко сможете менять резонансную частоту. Заземление также считается важною деталью для Теслы. В этом случае стримеры будут ударять в землю, и замыкать ток. Именно поэтому если заземление будет надежным, ваши стримеры будут быть в трансформатор. Принцип работы устройства Перед тем как сделать Тесла своими руками вам необходимо знать, как он работает. Тесла работает следующим образом. Трансформатор через дроссель должен заряжать конденсатор. Чем его индуктивность меньше, тем заряд будет происходить быстрее. Через определенное время его напряжение может значительно увеличиться. Дуга, которая находится в разряднике, выступит отличным проводником. Именно поэтому конденсатор и катушка вместе создадут замечательный контур. Силовой трансформатор имеет подобный принцип работы. За счет энергии, которая здесь образуется, будут происходить колебания. Во время колебаний в конденсаторе и в катушке должен произойти обмен энергией. Определенная ее часть исчезнет в виде теплового излучения, а вторая половина проявится в разряднике. Показатели индуктивности будут способствовать созданию еще одного контура. Номиналы всех компонентов следует подирать так, чтобы частота их была одинаковой. Первичный контур должен будет передать свою энергию и со временем она вся будет там. Показатели амплитуды колебаний в этот момент должны быть нулевыми. Весь процесс не закончиться на обмене энергией. Когда дуга полностью исчезнет, остатки энергии могут остаться запертыми. Дальше весь процесс будет постепенно повторяться. Чем сильнее их связь, тем с большей скоростью они будут обмениваться энергией. Практические советы Благодаря советам, которые мы здесь разместили, вы узнаете, как изготовить трансформатор средних размеров своими руками. Для изготовления вторичной обмотки вам потребуется труба с диаметром в 2 дюйма. Эмалированный провод длиною в 100 метров. ПВХ фитинг диаметром 2 дюйма. Металлический фланец с диаметром в 2 дюйма. Краска для эмали. Болты, гайки, шайбы. Для вторичной обмотки вам также необходима медная трубка. Ее длина должна быть не менее трех метров. Для изготовления конденсатора необходимы следующие детали: Несколько стеклянных бутылок. Соль. Фольга. Специальное масло. Последовательность сборки Для начала необходимо намотать вторичную обмотку. Конец провода обязательно нужно закрепить вверху трубки. Наматывать ее вам необходимо так чтобы витки не переплетались. Между ними также не должно быть пространства. Катушку можно зафиксировать с помощью малярного скотча. Мотать его необходимо через каждые 20 витков. Вам необходимо плотно обернуть обмотку и закрепить ее с помощью краски. Для намотки витков вы легко сможете изготовить специальное приспособление. Для того чтобы направлять проволоку можно использовать деревянный брусок. На этом этапе вам потребуется подготовить и сделать первичную обмотку. Сделать ее несложно. Для этого нужно установить металлический фланец по центру доски и сделать отверстия для болтов. Первичную обмотку нужно закрепить гайками. Из медной трубы вам потребуется изготовить специальную спираль. Потом ее необходимо растягивать. В итоге у вас должен получиться конус. Изготовление разрядника. Он может представлять собою два болта, которые помещают в открытую деревянную коробку. Монтаж конденсаторов. Сделать их достаточно просто. Для этого обычно используют соленую воду, масло и фольгу. Это все вы набираете в бутылку, а верх обматываете фольгой. После этого в отверстия следует вставить металлическую проволоку. Вам следует перейти к соединению проводов. Делать все нужно как указано на схеме. Обмотка обязательно должна заземляться. Благодаря этому трансформатор Тесла будет защищен от поломки. Количество витков в обмотке должно составлять: В первичной 7 витков. Во вторичной 600 витков. Испытание прибора Первое испытание обязательно должно проводиться на улице. Другие типы трансформаторов тока также необходимо испытывать. Это обеспечит вам надежную безопасность. После включения должно появиться шоу из разрядов. Трансформатор Тесла должен издавать искры длиною в 15 сантиметров. Похожие статьи по теме Поделитесь своим мнением Отменить ответ Популярное на сайте Опросы Наш сайт Все-электричество предоставляет вашему вниманию подробную информацию об электрике. Публикация наших материалов может разрешаться только в том случае если вы укажите ссылку на источник с указанием нашего проекта. Перед использованием нашего проекта рекомендуем прочесть пользовательское соглашение. Вся информация на сайте Все-электричество предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.

Wireless Power с самодельной катушкой Tesla

Если у вас есть смартфон новой модели, он, вероятно, оснащен встроенной беспроводной зарядкой. Говорят даже о беспроводной зарядке электромобилей в будущем. Представьте, что когда-нибудь у вас будет дом без вилок и проводов, где все просто работает. Это не волшебство, это не загадка, это наука!

Николе Тесла обычно приписывают изобретение беспроводной передачи энергии, хотя некоторые теории предполагают, что эта технология существовала еще в Древнем Египте.В любом случае мы можем почтить память великого изобретателя, собрав дома самодельную катушку Тесла. Эта катушка будет достаточно мощной, чтобы без проводов зажечь лампочку и даже создать миниатюрные молнии, которые искряются с поверхности.

ВНИМАНИЕ : Не используйте этот проект рядом с людьми с кардиостимуляторами, чувствительной электроникой или легковоспламеняющимися материалами.

Как это работает

Все, что требуется для беспроводной передачи электроэнергии, — это система, которая преобразует низкое напряжение в высокое и одновременно очень быстро включается и выключается.Вот что мы строим.

Несколько вольт электричества передаются на одну сторону катушки с проводом и на заземленный конденсатор, подключенный к отрицательной стороне источника питания. Другая сторона катушки подключена к коллектору транзистора. При подключении к источнику питания конденсатор начинает заряжаться, а катушка начинает излучать электромагнитное поле. Эта катушка затем помещается вокруг второй катушки с большим количеством обмоток провода меньшего калибра, который создает трансформатор, преобразующий низкое входное напряжение в очень высокое напряжение во второй катушке.Эта вторичная катушка затем подключается как к резистору, подключенному к источнику питания, так и к базе транзистора, который затем перекрывает поток тока к первой первичной катушке.

Эта конфигурация схемы создает контур обратной связи, который автоматически включается и выключается сотни раз в секунду, создавая электрическое поле высокого напряжения и высокой частоты, способное передавать беспроводное электричество.

Вот необходимые детали:

Кол-во.	Деталь
1	Макетная схема (AJ / 1-17)
1	MJE3055T Транзистор с радиатором
3	104,1 мкФ Керамические конденсаторы
1	Резистор 1 кОм
1	Solid Core 16 ga. Изолированный медный провод, ~ 1,5 фута.
1	Труба из ПВХ диаметром 2 ″ x 2,5 ″.
1	(Изолированный магнитный провод AWG 27
1	Труба из ПВХ 7 ″ x 2 ″ диам.
1	(3 ″ стальная шайба
5	Перемычки
1	Источник питания 12 В / 1 А
2	8 ″ x 10 ″ листов оргстекла
4	5/15 ″ резьбовой стержень
16	5/16 ″ гайки
16	5/16 ″ шайбы
8	5/16 ″ резиновые заглушки

Для тех, кто не хочет закупать отдельные детали, Дрю Пол также сделал набор всех доступных компонентов.

Также здесь можно найти принципиальную схему.

Намотка катушек

Для начала нам нужно намотать катушки. Для этого вам нужно быть точным и аккуратным, иначе катушки не будут работать должным образом.

1.) Сначала сделаем нашу первичную обмотку. Мы обернем нашу короткую 2,5-дюймовую ПВХ-трубу изолированным медным проводом калибра 16, сделав три оборота с равным интервалом примерно 1/4 дюйма друг от друга.Закрепите проволоку изолентой, затем зачистите концы.

2.) Затем мы возьмем наш 2-дюймовый ПВХ, выровняем магнитный провод примерно на 1/4 дюйма от дна и закрепим его лентой, оставив несколько дюймов на конце.

3.) Следующая часть утомительна, так что устраивайтесь поудобнее. Теперь мы обернем магнитный провод несколько сотен раз, пока не достигнем примерно 1/4 дюйма от верха. Обязательно плотно, прямо и без зазоров между витками. Кроме того, не забудьте добавить кусок ленты через каждый дюйм или около того, чтобы все было в безопасности.

4.) Дойдя до верха, оставьте пару дюймов дополнительной проволоки, обрежьте и зачистите оба конца, слегка отшлифуя концы проволоки. Затем вы можете закрепить обмотку, обмотав лентой сверху вниз.

5.) Наконец, прижмите оголенный конец провода между верхней частью ПВХ и 3-дюймовой шайбой и закрепите клеем. Это будет действовать как вторичная катушка и крышка передатчика.

Построить схему

1.) Сначала установите три ножки транзистора в слоты E1, E2 и E3 на макетной плате так, чтобы радиатор и передняя часть транзистора были обращены назад к слоту F.

2.) Затем вставьте три конденсатора в слоты h24 / h27, I14 / I17 и J14 / J17 соответственно, так что они параллельны.

3.) Теперь подключите первую ногу транзистора к одной стороне наших конденсаторов с помощью перемычки. Подключите один конец перемычки к разъему D1, а другой — к F14.

4.) Затем мы подключим перемычку с другой стороны наших конденсаторов к тому месту, где будет наша земля.Подключите один конец перемычки к слоту F17, а другой конец к слоту D5.

5.) Вставьте один конец резистора в тот же столбец, слот C5, а другой конец резистора подключите к базе транзистора, вставив его в слот C3.

6.) Затем подключите последнюю перемычку к разъему A5, а другой конец — к разъему B11. Это позволит нам подключиться к нашей первичной катушке.

7.) Теперь вы можете вставить вторичную обмотку в первичную обмотку, удерживая ее по центру.Нижний провод первичной катушки можно вставить в слот A11. Верхний провод от первичной обмотки можно подключить к разъему A2. Подключите вторичную катушку, вставив нижний провод в слот A3 и базу транзистора. Перед продолжением проверьте все соединения.

8.) Наконец, подключите положительный вывод источника питания (+) к слоту B5, а отрицательный полюс от источника питания (-) к слоту B1.

9.) Теперь вы можете внимательно проверить свою схему, на мгновение подключив ее.

ПРИМЕЧАНИЕ : Чтобы избежать перегрева, включайте катушку Тесла только на короткие промежутки времени, не более 20 секунд или меньше.

Постройте корпус

Теперь мы построим корпус для демонстрации нашей катушки Тесла. Этот кожух также важен для изоляции катушки от легковоспламеняющихся материалов и чувствительной электроники, а также для удержания катушки в вертикальном положении и обеспечения платформы для экспериментов.

1.) Сначала установите шайбу, гайку и торцевую крышку на каждый стержень с резьбой. Затем вы можете просверлить отверстие 5/16 ″ в каждом углу листов оргстекла.

2.) Вставьте четыре стержня в отверстия в одном из листов оргстекла и добавьте шайбу и гайку для фиксации, создав основу корпуса.

3.) Поместите схему и катушку поверх листа, убедившись, что он находится по центру, и удалите клейкую подложку с макета, чтобы прикрепить его к платформе.

4.) Добавьте гайку и шайбу к каждому стержню, поместите второй лист оргстекла сверху и отрегулируйте так, чтобы надежно удерживать катушку на месте. После закрепления добавьте дополнительную шайбу и гайку к каждому стержню, затяните и добавьте к каждому торцевую крышку.

5.) Теперь ваш корпус готов, и ваша катушка Тесла готова к использованию!

Попробуй!
Теперь, когда ваша катушка Тесла готова, вы можете приступить к экспериментам.

Теперь вы можете подключить питание и наблюдать, как люминесцентные лампочки загораются, как по волшебству, когда-то помещенные рядом с катушкой.Наблюдайте, как разлетаются искры, когда рядом с катушкой находятся металлические предметы (будьте осторожны!), Или используйте цифровой мультиметр для наблюдения поля высокого напряжения на разных расстояниях от катушки. Вы даже можете настроить катушку, подняв или опуская первичную катушку. чтобы увидеть эффекты разного позиционирования.

Хотите сделать еще один шаг вперед? Добавьте резистор к светодиоду, чтобы создать собственную лампочку с беспроводным питанием. Вы даже можете поэкспериментировать с катушками для беспроводной зарядки, чтобы создать собственное беспроводное зарядное устройство для мобильных устройств.Возможности безграничны!

В каких реальных приложениях есть эта технология? Как можно использовать эту технологию в будущем? Что вы будете делать со своей катушкой Easy Tesla?

Попробуйте этот проект и дайте нам знать, каковы ваши результаты, разместив фотографии, комментарии и вопросы в разделе комментариев ниже!

[Все изображения любезно предоставлены Дрю Полом / Drew Paul Designs]

Как сделать мини-катушку Тесла 9v

Будь то обычный школьный проект или умопомрачительный проект по созданию дуги, Tesla Coil всегда интересно строить и определенно сделает ваш проект крутым и привлекательным.Катушка Тесла — это простая катушка, которая создает в воздухе электрическое поле высокого напряжения, когда подается небольшая входная мощность (9 В), это электрическое поле достаточно сильное, чтобы зажечь маленькие лампочки. Этот принцип был изобретен Никола Тесла , который также является автором изобретения индукционных двигателей, переменного тока, неоновых ламп, пультов дистанционного управления и т. Д.

Эта Mini Tesla Coil Circuit очень проста и работает только с помощью батареи 9 В и очень немногих общедоступных электронных компонентов, что делает ее очень простой в сборке (скрещенные пальцы).Есть горстка людей, которые уже попробовали этот проект и не смогли получить результат; это в основном из-за нескольких часто возникающих скрытых ошибок. Так что не имеет значения, отказались ли вы от катушек Тесла или вы новичок в этой теме, этот учебник станет вашей последней остановкой для создания и отладки катушки Тесла и получения ее работы. В этом уроке DIY мы узнаем , как сделать простую катушку Тесла с батареей 9 В и передавать энергию по беспроводной сети.

Предупреждение: Это проект высокого напряжения, поэтому убедитесь, что вы всегда знаете, что делаете. Напряжение не смертельно, но все же может вызвать повреждение нервов и тканей при прямом контакте с любой дугой. Вам не нужно сильно бояться, но всегда помните, что нельзя прикасаться к катушке, когда она включена.

Компоненты, необходимые для создания миниатюрной катушки Тесла

Магнитный провод, также известный как эмалированный медный провод
Резистор 22К
2N2222 Транзистор
светодиод
Обычный провод для макета
Любой непроводящий цилиндрический предмет
Батарея 9 В (или питание 5 В)
Макет

Мини-катушка Тесла Рабочая:

Прежде чем мы начнем строить катушку Тесла, очень важно знать, как она работает.Только тогда мы сможем успешно построить и отладить его. Катушка Тесла работает по принципу электромагнитной индукции . Согласно этому закону, когда проводник находится под изменяющимся магнитным полем, внутри проводника индуцируется небольшой ток. Для катушки Тесла этот проводник будет называться вторичной катушкой , а переменное магнитное поле будет создаваться первичной катушкой , пропуская колебательный ток через первичную катушку.

Это может показаться немного запутанным, но давайте продолжим принципиальную схему, где все будет ясно.

Схема катушки Тесла

Mini 9V:

Принципиальная схема Mini Tesla Coil Project , приведенная ниже, очень проста. Итак, давайте разберемся, как это работает, и научимся его строить. Основным компонентом на этой схеме катушки mini tesla является вторичная катушка (золотистого цвета), которая создается путем наматывания магнитного провода (эмалированный) вокруг цилиндрического объекта (подойдет любой непроводящий объект).

Сильноточный высокочастотный транзистор , такой как 2N2222 , используется для подачи тока через первичную катушку (фиолетовый цвет). Вся установка питается от батареи 9V , как показано выше. Положительный конец батареи достигает коллектора транзистора через первичную обмотку, а эмиттер заземляется. Это означает, что всякий раз, когда транзистор проводит, ток проходит через первичную катушку. Светодиодный диод и один конец вторичной катушки также подключены к базе транзистора, чтобы заставить схему колебаться, таким образом, транзистор будет посылать колебательный ток в первичную катушку.Если вы хотите получить более подробную техническую информацию и узнать, как колеблется ток, вы можете поискать в Google “ Slayer Exciter Circuit ” .

Итак, при таком расположении у нас есть первичная катушка, которая будет иметь колебательный ток и, следовательно, будет создавать вокруг нее переносящий магнитный поток. Теперь эта катушка намотана вокруг вторичной катушки, и, следовательно, в соответствии с законом электромагнитной индукции во вторичной катушке будет индуцироваться напряжение. Поскольку количество витков во вторичной катушке намного больше, чем в первичной катушке, это напряжение будет очень высоким, и, следовательно, эта катушка будет иметь очень сильный электрический поток вокруг себя, который достаточно мощный, чтобы накалить обычные лампы CFL и используется в Беспроводная передача энергии .

Обмотка вторичной катушки:

Одним из очень важных шагов в этом проекте является намотка вторичной обмотки. Это трудоемкий процесс, поэтому не торопитесь с этой частью. Прежде всего, вам понадобится магнитная катушка, которую еще называют эмалированным проводом катушки. Эти провода можно найти внутри катушек реле, трансформаторов и даже двигателей. Вы можете использовать один повторно или купить себе новый. Чем тоньше проволока, тем лучше будут результаты.

Когда вы будете готовы с магнитным проводом, вам понадобится цилиндрический объект . Единственное правило при выборе этого объекта: он не должен быть токопроводящим. , вы можете выбрать трубы ПВХ, картонный рулон или даже сложить вместе 4-5 листов А4 и свернуть их. Диаметр цилиндра может составлять от 5 до 10 см, а длина должна быть не менее 10 см. Чем длиннее объект, тем на большее количество поворотов он может уместиться.

После того, как вы достали катушку и цилиндрический объект, пора начать процесс намотки, просто намотайте несколько витков и используйте ленту, чтобы сначала закрепить обмотку, а затем приступайте к полной намотке.Обязательно следуйте приведенным ниже советам при намотке

Намотайте катушки как можно ближе
Не перекрывайте один виток катушки другой
Постарайтесь сделать минимум 150 витков, обычно достаточно 300 витков.

Распространенные заблуждения:

Хотя эта схема работает и ведет себя как катушка Тесла, она очень далека от реальной катушки Тесла. Правильное название этой схемы — катушка Тесла slayer exciter или катушка Тесла бедняги. С этой схемой можно научиться и иметь средства, но имейте в виду, что это не катушка Тесла. При этом давайте продолжим наш проект. Как только мы будем готовы с катушкой, мы почти на 90% завершим проект, после чего просто следуем принципиальной схеме и выполняем подключения, но есть несколько часто задаваемых вопросов: «Почему моя катушка Тесла не работает?» вопросы, на которые вы можете найти ответы ниже.

Не используйте обычный транзистор вместо 2N2222, если вы не знаете, как выбрать точный эквивалент для этого транзистора.
Резистор 22 кОм не обязательно должен быть точно таким же, он может быть от 12 кОм до 30 кОм.
Убедитесь, что батарея 9 В, которую вы используете, совершенно новая, потому что дешевые батареи не прослужат более 5 минут с этой схемой. Если у вас есть Arduino или что-то, что может подавать вам + 5 В, вы также можете использовать его.
Для вашей катушки вполне нормально иметь любое количество витков, но она должна иметь как минимум 150 витков, вы не должны быть очень точными с подсчетом.
Схема может работать от 5В до 10В. Однако не подавайте через него более 500 мА
Светодиод имеет другое назначение, кроме свечения, он фактически используется для переключения транзистора, поэтому не игнорируйте его, светодиод КРАСНОГО цвета будет работать нормально.
Ваш светодиод может светиться, а может и не светиться, когда схема находится под напряжением, вам не нужно об этом беспокоиться.
Вы можете получить или не получить искру (дугу) на свободном конце вторичной катушки, вам тоже не о чем беспокоиться.Если у вас возникла дуга, не трогайте ее.
Всегда проверяйте исправность цепи, используя только обычную лампу КЛЛ.
Добавление металлической нагрузки (фольги) поверх вторичной обмотки не является обязательным, но это обязательно улучшит результаты, но не обязательно для получения основной рабочей мощности.
У вас очень мало шансов услышать шипение, поэтому не ожидайте этого.

Строительство и испытание 9-вольтовой мини-катушки Тесла:

Просто следуйте инструкциям по намотке катушки и используйте макетную плату для подключения, как показано на принципиальной схеме.Как только вы закончите со всем, ваша mini Tesla coil project будет выглядеть примерно так.

У меня нет резистора 22 кОм или чего-то еще, поэтому я использовал два резистора 47 кОм параллельно, как показано на схеме. Теперь, наконец, пришло время повеселиться. Просто включите схему, используя новую батарею 9 В и поднесите лампу CFL близко к катушке, и вы сможете наблюдать, как лампа CFL светится без какого-либо подключения сама по себе, как показано в видео ниже.Вы также можете добиться того же эффекта и на ламповых лампах. Поиграйте с этим, есть гораздо больше возможностей для улучшения проекта, увеличив номинальный ток или увеличив количество витков на вторичной катушке, чтобы получить дуги на свободном конце вторичной катушки. Но все это осталось для нового урока.

Вы также можете проверить работоспособность цепи с помощью мультиметра , просто переведите мультиметр в режим измерения напряжения. Коснитесь черным щупом на земле цепи и оставьте красный щуп парить в воздухе, мультиметр должен иметь возможность считывать очень высокое напряжение, как показано ниже, где измерительный прибор показывает очень высокое напряжение 1247 В.Вы уже были предупреждены, будьте очень осторожны с этими установками высокого напряжения. Узнайте здесь Как пользоваться цифровым мультиметром .

Вы также можете проверить наличие потока с помощью мультиметра зажимного типа в режиме NCV. Когда вы поднесете мультиметр к катушке, он начнет подавать звуковой сигнал, загораясь.

Но подождите !!! …., а если ваша лампочка не горит. Не волнуйтесь, это где-то очень тонкая проблема.Наиболее распространенное решение, которое нужно попробовать в первую очередь, — это изменить полярность вашей первичной катушки, то есть подключить коллекторный конец первичной катушки к плюсу батареи, а положительный конец первичной катушки батареи к штырю коллектора. Это должно помочь вам решить проблему. Если нет, попробуйте использовать новую батарею 9 В или другой надежный источник питания.

Даже тогда, если вы столкнетесь с какой-либо проблемой, убедитесь, что вы прочитали заголовок распространенного заблуждения выше, и проверьте подключение вашей цепи. Если все не получается, не стесняйтесь размещать свою проблему в комментариях ниже.Я сделаю все возможное, чтобы ваша схема заработала.

Создание катушки Тесла, чтобы воспроизвести создание термоядерной энергии | by Naila Moloo

Представьте себе сумасшедшего ученого, бегающего по лаборатории с эксцентричным взглядом в глазах. Люди, возможно, смотрели на него странно, и вы тоже (если были живы тогда), но этот человек был на грани чего-то монументального. У него были большие мечты, и он был полон решимости воплотить их в жизнь. Его целью было обеспечить беспроводным электричеством по всему миру, и он приблизился к этому идеалу с катушкой Тесла.

Никола Тесла

Ученый, которого я описываю, — Никола Тесла. Возможно, вы слышали о нем раньше, так как он печально известен своими инновациями и ответственен за многочисленные изобретения. Одним из его самых революционных является катушка Тесла, высокочастотный генератор , разработанный в 1891 году.

На данный момент электричество было открыто, и люди уже начали изучать ток, способы его передачи и науку, лежащую в основе этого. Таким образом, поначалу, когда была представлена катушка Тесла, это не обязательно считалось чем-то необычайно особенным.Однако вскоре стало ясно, какое большое влияние оказала эта находка.

Тесла создал множество конфигураций для катушек Тесла, используя их в своих экспериментах с генерацией рентгеновских лучей, электрическим освещением, фосфоресценцией и т. Д. Затем катушки Тесла начали использоваться в беспроводной телеграфии, а также в области медицины с электротерапией и приборами с фиолетовыми лучами.

Катушка использует резонанс и электромагнитную силу , о которых мы поговорим позже в этой статье.Но сначала — что делает катушка Тесла?

Материалы и конфигурация катушки Тесла

Катушки Тесла — это высокочастотные трансформаторы , которые вырабатывают электричество переменного тока высокого напряжения с низким током. Катушки Тесла похожи на две разомкнутые цепи, соединенные искровым разрядником.

Катушка Тесла имеет две катушки, каждая с конденсатором , которые действуют как батареи, поскольку они хранят электрическую энергию. Первая катушка первичная катушка состоит из витков небольшого количества тяжелой медной проволоки, тогда как вторая катушка, вторичная катушка , имеет тысячи витков более тонкой проволоки вокруг полого цилиндра.

Эти катушки с конденсаторами соединены искровым разрядником , который представляет собой пространство между двумя высоковольтными электродами, которые создают электрические искры. Искровой разрядник действует как выключатель в цепи. Система питается от источника с высоким напряжением , который обеспечивает необходимое количество энергии, необходимое для работы катушки Тесла.

Есть еще верхняя нагрузка, емкостной электрод. Это называется тор , который представляет собой металлический шар, подключенный к вторичной клемме катушки.Это отводит искры от первичных и вторичных петель. Поскольку он имеет такую большую площадь поверхности, дуговые разряды, пробой воздуха и потери энергии сведены к минимуму. Основное воздействие, которое оказывает тор, — это , уменьшающее электрическое поле на выводе с большой разностью потенциалов.

Моя мини-катушка Тесла

Чтобы увидеть, что на самом деле происходит с катушкой Тесла, я сам сделал ее мини-версию с помощью некоторых видео и статей на Youtube. Вы можете сделать один из них самостоятельно из следующих материалов:

1 тонкая медная проволока
1 толстая медная проволока
1 кусок наждачной бумаги (или ножницы, используемые для удаления эмали медных проводов)
1 аккумулятор + 1 зажим аккумулятора
1 2N2222A Транзистор
1 Резистор 22 кОм
1 труба из ПВХ
1 переключатель
Любая деревянная платформа (подойдет и кусок картона)
1 люминесцентная лампа
1 маленький пластиковый шарик
кусок из алюминиевой фольги для покрытия шара

Я взял трубку из ПВХ и намотал на нее тонкую медную проволоку примерно на 350 витков (да, это заняло много времени!).Это была вторичная обмотка . Затем я заклеил ее внизу, чтобы она оставалась на месте, и сделал первичную катушку , намотав всего около 5 витков более толстого медного провода. Я наждачной бумагой удалил эмаль с кончиков медных проводов.

С помощью припоя — сплава олова или свинца, который по существу плавит провода вместе — я припаял резистор к транзистору, нижнюю часть первичной катушки к базе, один конец вторичной катушки к коллектору, положительный полюс зажима аккумулятора к переключателю, а отрицательный полюс к выводу эмиттера.Затем я припаял другой конец вторичной катушки и свободный вывод переключателя к другому концу резистора. Это все равно зажгло бы лампочку, но, чтобы проиллюстрировать тор, я обернул алюминий вокруг пластикового шара и положил его на вторичную катушку. Это создало мини-версию катушки Тесла! Теперь вы можете зажечь люминесцентную лампу по беспроводной сети .

Изображение моей мини-катушки Тесла
Но… Как работает катушка Тесла?
Мы узнали, что такое катушка Тесла, и какие интересные результаты она может иметь, создавая беспроводное электричество, но какова наука, стоящая за этим? Давай займемся этим!
В обычной катушке Тесла трансформатор получает примерно 100 вольт от источника напряжения, которое затем повышается до , по крайней мере, до 50 000 вольт.
Конденсатор сохраняет это напряжение до тех пор, пока он не перестанет удерживаться и не достигнет критической точки. Затем искровой разрядник разрядит всю накопленную энергию, которая будет высвобождена в виде небольшого выброса или всплеска мощности.
Источник напряжения присоединен к первичной обмотке. Конденсатор первичной обмотки часто сравнивают с губкой, потому что он впитывает весь заряд. Первичная обмотка сделана из меди, так как она является хорошим проводником , так как она должна выдерживать большие количества заряда и тока без выхода из строя.
Ток течет к основному проводу и создается магнитное поле , а затем эта энергия перемещается во вторичную катушку, которая принимает реакции магнитного поля и использует их для создания огромных напряжений. Затем электричество перемещается к тороиду , высвобождая ток в виде дуги искр или потока энергии.
Это высокочастотное напряжение позволяет без проводов освещать лампочки на расстоянии нескольких футов.
Принцип, лежащий в основе катушки Тесла, — это резонанс , который возникает, когда происходит передача тока от первичной катушки ко вторичной катушке, идеально синхронизированная с , максимизирует энергии во второй катушке.
Применение катушек Тесла в термоядерных реакторах
Сегодня катушки Тесла в основном используются в высоковакуумных системах в качестве детекторов утечек или в качестве дисплеев в научных музеях и на выставках электроники в образовательных целях. Радиоприемники и телевизоры также используют разновидности катушек Тесла.
Хотя катушки Тесла, возможно, уже не так много практических приложений, научных концепций без оболочки используются во многих вещах, одной из которых является энергия термоядерного синтеза .
Термоядерные реакторы — это устройства, которые объединяют атомов водорода вместе для создания энергии. В реакции синтеза атомы дейтерия и трития (оба изотопа водорода) объединяются, чтобы создать атомы гелия, выделяя нейтроны и энергию.
Вот как выглядит токамак:
И вот, как мы уже установили, так выглядит катушка Тесла:
Мы можем наблюдать некоторые сходства между ними и много различий. , слишком.Однако не столько общий внешний вид делает их намного более похожими, чем мы думали. Они используют аналогичные принципы в том, как они работают.
В токамаке плазма удерживается с помощью катушек тороидального поля , которые представляют собой магниты, удерживающие плазму внутри токамака с использованием сверхпроводников . В термоядерных реакторах вторичные магнитные катушки расположены на за пределами первичных катушек. Вторичные катушки должны быть очень мощными, чтобы их магнитные поля проникали в плазменную камеру (отсюда большое количество обмоток, как в катушке Тесла).
Плазма ограничена в форме тора, который мы видели на вершине вторичной катушки в катушке Тесла. И токамаки, и катушки Тесла создают плазму. Разница, которую мы видим, заключается в том, что катушки Тесла не могут удерживать плазму, тогда как вся роль токамака заключается в том, что от до содержат плазму!
Подробнее о сверхпроводниках
Сверхпроводимость — это свойство сплавов или соединений не иметь электрического сопротивления при охлаждении до абсолютных температур .Сверхпроводники имеют решающее значение для создания термоядерного синтеза, поскольку они более эффективно переносят ток и создают более мощные магнитные поля.
Катушки тороидального поля ИТЭР — это самых мощных сверхпроводящих магнитов из всех других термоядерных установок, хранящих 41 ГДж магнитной энергии и весящих более 6000 тонн. Они используют приблизительно 5 километров проводника для одной намотки катушки (а центральный сердечник магнита требует 134 оборотов провода!).

В обычных сверхпроводящих магнитных системах магниты погружены в охлаждающую жидкость, но это трудно сделать в более крупных магнитных системах, таких как ИТЭР. Для решения этой проблемы были изобретены проводники типа «кабель в кабелепроводе» CICC или — еще один вид сверхпроводящего кабеля. Это стальные рубашки с внутренним охлаждением, содержащие сверхпроводящие медные жилы.

Однако сверхпроводящие катушки в термоядерных устройствах все еще требуют довольно большого количества энергии , поскольку охлаждение магнита может работать только в том случае, если охлаждающая жидкость циркулирует по всем катушкам.Согласно веб-сайту ИТЭР, это означает, что в их токамаке должен быть поток 25 тонн жидкого гелия при -269 градусах Цельсия через 180 километров и 10 000 тонн проводника!

Как вы понимаете, было бы намного эффективнее (и проще), если бы сверхпроводники могли функционировать при комнатной температуре, что называется высокотемпературным сверхпроводником . Это позволило бы использовать более мощные магнитные поля.

Высокотемпературный сверхпроводник определяется как все, что имеет способность к сверхпроводимости при температуре выше жидкого азота .Однако это еще очень холодно . Ученые пытаются заставить высокотемпературные сверхпроводники работать ближе к комнатной температуре, чем к абсолютному нулю, но пока это не так. Чтобы максимизировать производительность, сверхпроводники по-прежнему обычно используются при температурах на ниже , чем при температурах жидкого азота.

Вы можете прочитать статью, которую я написал о том, как можно использовать графен для сверхпроводимости, здесь.

Текущие проекты

Создание высокотемпературных сверхпроводников вовсе не является недостижимым, хотя, как бы сложно это ни звучало, прогресс идет быстро.Национальная лаборатория сильных магнитных полей недавно создала магнитное поле 45,5 тесла (эта единица определяется как «напряженность поля, генерирующая один ньютон силы на ампер тока на метр проводника»). Они сделали это, создав «маленькую большую катушку» , которая запускалась в отверстии большой внешней медной катушки, доказав, что высокотемпературные сверхпроводники действительно могут работать в больших магнитных полях!

KSTAR, Корейский центр исследований сверхпроводящего токамака, представляет собой сверхпроводящее термоядерное устройство, также называемое корейским искусственным солнцем .Этот токамак состоит из сверхпроводящих магнитов, которые недавно побили мировой рекорд по поддержанию температуры 100 миллионов градусов Цельсия в течение 20 секунд . Вы можете прочитать об этом здесь, если вам интересно! Юн Си-ву, руководитель исследовательского центра KSTAR, утверждает, что это продвинет эксперимент ITER, и, если ITER будет успешным, термоядерная энергия может стать обильным источником энергии на сотни тысяч лет в будущем.

TL; DR

В заключение мы видим, что, построив катушку Тесла, мы можем в некоторой степени воспроизвести магнитные поля и ток, которые возникают в термоядерных устройствах, таких как токамаки.Давайте кратко рассмотрим, что мы узнали!

Никола Тесла мечтал поставлять беспроводное электричество по всему миру, и он приблизился к этому, изобретая катушку Тесла
Катушки Тесла — это высокочастотные трансформаторы, которые генерируют электричество переменного тока высокого напряжения с низким током
Катушка Тесла состоит из двух катушек, двух конденсаторов, искрового разрядника и тора поверх вторичной катушки.
Вы можете сделать свою собственную мини-катушку Тесла дома, что я и сделал!
Токамаки и катушки Тесла создают плазму — у катушек Тесла просто нет способа сдержать это, а токамаки явно делают это
Сверхпроводники имеют решающее значение для термоядерного синтеза и в настоящее время работают над тем, чтобы они могли работать при более низких температурах
Высокотемпературные сверхпроводники неуклонно развиваются, что мы можем увидеть в таких экспериментах, как KSTAR

Синтез кажется сложной, многогранной энергией, но важно понимать, поскольку это может быть топливом будущего.Выполняя эксперименты, в которых копирует , как слияние работает в меньшем масштабе, слияние внезапно становится намного проще!

Следующие шаги

Для наглядного объяснения посмотрите мое видео!

Если вы хотите узнать больше, ознакомьтесь с этими ресурсами!

Если вы хотите увидеть больше моих работ, свяжитесь со мной в LinkedIn, Twitter или подпишитесь на мой ежемесячный информационный бюллетень!

Упоминания в прессе

		«Катушки Тесла популярны для демонстрации изящных экспериментов с беспроводной передачей электроэнергии…и способность стрелять молниями. Кроме того, вы можете модулировать выход катушки для воспроизведения разных тонов и даже воспроизведения песен. Музыкальные группы совместно использовали мощность катушек Тесла, но их устройства слишком велики для вашей обычной гостиной. Вот тут и пригодится oneTesla. «Подробнее о Popular Science >>
		«Сегодня много всего делается для самостоятельного создания вещей, таких как Raspberry Pi и MakerBot.Но как насчет того, чтобы построить свою собственную катушку Тесла прямо дома или, лучше всего, в школе? tinyTesla пытается сделать именно это, но вместо того, чтобы поставлять что-то образовательное, но скучное, oneTesla, стартап, стоящий за этим, будет помогать вам создать катушку Тесла, которая может петь ». Подробнее о Slashgear >>
		«Когда дело доходит до научных игрушек, немногие могут похвастаться прохладой поющей катушки Тесла: башня из медных проводов, увенчанная полым металлическим тороидом, который запускает электрические разряды в такт музыке.Однако его создание немного сложно для любого, у кого нет инструментов и ноу-хау; а покупка одного готового изделия может обойтись дорого. Войдите в tinyTesla, который в настоящее время ищет поддержку Kickstarter, небольшую доступную поющую катушку Тесла, которая поставляется со всеми деталями и необходимыми инструкциями по сборке, включенными в один удобный комплект, созданный командой студентов Массачусетского технологического института, которые создали oneTesla, компанию для предоставления практических инженерных услуг образование в виде наборов ». Подробнее на CNet >>
		«Люди, которые успешно профинансировали самодельный комплект поющей катушки Тесла в прошлом году, снова отправились на Kickstarter, чтобы запустить в производство меньшую версию.Как и его старший и старший брат, tinyTesla стреляет искусственными молниями, воспроизводя музыку в формате MIDI, используя само электричество ». Подробнее на GizMag >>
		«Катушки Тесла — потрясающие машины. Они производят потрясающий электрический разряд, невероятно громкие и даже могут быть настроены для воспроизведения песен. И теперь создатели OneTesla разработали комплект, который вы можете собрать дома.»Подробнее о Джейми и Адаме Тестеде >>
		«Воспевайте мощь Теслы. Нет, буквально — заставьте мощь Теслы петь. Группа студентов начала кампанию на Kickstarter, чтобы профинансировать самодельную твердотельную катушку Тесла, которая воспроизводит музыку ». Подробнее о Mashable >>
		«Повсюду в павильоне производителей можно было услышать песню сирены музыкальной катушки Тесла.Те, кто следили за их ушами, оказались у киоска oneTesla. OneTesla — это катушка Тесла для хобби, с добавленным поворотом полифонического MIDI-входа ». Подробнее на Hackaday >>
		«Это лучший проект в области домашних наук», — говорит она. «Мы видим людей, которые хотят заинтересовать своих детей электроникой, учащихся старших классов, участвующих в научных ярмарках, а также некоторые университеты, которые используют катушки для демонстрации в классе.'»Подробнее о Спектруме >>
		«Любой может построить свою собственную катушку Tesla, и теперь это проще, чем когда-либо, благодаря соучредителям oneTesla Бейли Вангу и Хайди Баумгартнер». Подробнее о дизайне и разработке продукта
		«Электрифицированный учебный комплект, созданный двумя выпускниками Массачусетского технологического института, создает музыку на Kickstarter.Поющие искры tinyTesla собрали почти 260 000 долларов, и на сбор средств оставалась примерно неделя, что стало второй успешной кампанией по сбору средств для oneTesla в Медфорде, штат Массачусетс ». Подробнее о BostInno >>
		«oneTesla — это набор для самостоятельного создания собственной музыкальной катушки Тесла, которая может воспроизводить MIDI-песни. Набор доступен для покупки в Интернете на сайте oneTesla, хотя на сайте предупреждается, что это« продвинутый проект », рекомендуемый для тех, у кого есть« предыдущий опыт работы с создание и устранение неисправностей электронных комплектов »или, по крайней мере, кого-то с опытным наставником.»Подробнее о Laughing Squid >>
		«tinyTesla — это небольшая катушка Тесла, которая подает искры, воспроизводит MIDI-треки и тренирует ваши навыки пайки. Этот комплект катушек разработан таким образом, чтобы его было легко собрать и собрать любой, у кого есть базовые навыки пайки. Съемка молний и воспроизведение музыки с использованием электричества — это увлекательный способ узнать о физике и электронике! Иди, посмотри на их успешно профинансированный Kickstarter, осталось 17 дней! » Подробнее о гайках и вольтах >>
		«Катушки Тесла — один из инструментов ученых, которые делают науку привлекательной для детей.Как будто создания собственной молнии было недостаточно, катушки Тесла также могут использоваться для создания музыки, пульсируя ее искры на соответствующих частотах. Вы можете сделать все это и многое другое с помощью набора oneTesla DIY «. Подробнее на Technabob >>
		“oneTesla поддерживает ввод с любого источника MIDI и может воспроизводить несколько нот одновременно. По словам разработчиков, он обладает великолепными характеристиками для своего размера — до 23 дюймов искр от 10-дюймовой вторичной обмотки и в то же время работает от простой розетки на 120 В.»Подробнее о Synthtopia >>
		«Para algunos padres, que un hijo aprenda a tocar un tool como forma de Estimular la Coordinación y el gusto estético por la música es algo normal. Eso sí, siempre pensamos en гитарры, скрипки, фортепиано … Lo de hoy es algo Diferente: menos условно y muy ligado al mundo de la electricidad. La tecnología nos ofrece estos instrumentos singulares a veces.»Подробнее о Xataka >>

Беспроводное электричество? Как работает катушка Тесла

Среди своих многочисленных инноваций Никола Тесла мечтал создать способ подачи энергии в мир без прокладки проводов по всему миру. Изобретатель был близок к этому, когда его эксперименты «безумного ученого» с электричеством привели к созданию катушки Тесла.

Катушка Тесла, первая система, которая могла передавать электричество без проводов, была поистине революционным изобретением.Ранние радиоантенны и телеграфия использовали изобретение, но вариации катушки также могут делать вещи, которые просто классные — например, стрелять молниями, посылать электрические токи через тело и создавать электронные ветры.

Тесла разработал катушку в 1891 году, до того, как обычные трансформаторы с железным сердечником стали использоваться для питания таких устройств, как системы освещения и телефонные цепи. Эти обычные трансформаторы не могут выдерживать высокую частоту и высокое напряжение, которые могут выдерживать более свободные катушки в изобретении Теслы.Концепция катушки на самом деле довольно проста и использует электромагнитную силу и резонанс. Используя медную проволоку и стеклянные бутылки, электрик-любитель может построить катушку Тесла, которая может вырабатывать четверть миллиона вольт. [Инфографика: Как работает катушка Тесла]

Установка

Катушка Тесла состоит из двух частей: первичной обмотки и вторичной обмотки, каждая со своим собственным конденсатором. (Конденсаторы хранят электрическую энергию так же, как батареи.) Две катушки и конденсаторы соединены искровым разрядником — воздушным зазором между двумя электродами, который генерирует электрическую искру.Внешний источник, подключенный к трансформатору, питает всю систему. По сути, катушка Тесла — это две разомкнутые электрические цепи, подключенные к искровому разряднику.

Катушка Тесла требует источника питания высокого напряжения. Обычный источник питания, питаемый через трансформатор, может производить ток необходимой мощности (не менее тысячи вольт).

В этом случае трансформатор может преобразовывать низкое напряжение основного источника питания в высокое напряжение.

Как катушки Тесла генерируют электрические поля высокого напряжения.(Изображение предоставлено Россом Торо, художником по инфографике)
Как это работает
Источник питания подключен к первичной катушке. Конденсатор первичной катушки действует как губка и впитывает заряд. Сама первичная обмотка должна выдерживать большие заряды и сильные скачки тока, поэтому обмотка обычно изготавливается из меди, которая является хорошим проводником электричества. В конце концов, конденсатор накапливает такой заряд, что нарушает сопротивление воздуха в искровом промежутке.Затем, подобно выдавливанию намокшей губки, ток течет из конденсатора по первичной катушке и создает магнитное поле.
Огромное количество энергии заставляет магнитное поле быстро разрушаться и генерировать электрический ток во вторичной катушке. Напряжение, пронизывающее воздух между двумя катушками, создает искры в искровом промежутке. Энергия колеблется между двумя катушками несколько сотен раз в секунду и накапливается во вторичной катушке и конденсаторе.В конце концов, заряд вторичного конденсатора становится настолько высоким, что он вырывается из-под впечатляющего всплеска электрического тока.
Результирующее высокочастотное напряжение может осветить люминесцентные лампы на расстоянии нескольких футов без подключения электрического провода. [Фото: Историческая лаборатория Николы Теслы в Уорденклиффе]
В идеально спроектированной катушке Тесла, когда вторичная катушка достигает своего максимального заряда, весь процесс должен начаться заново, и устройство должно стать самоподдерживающимся.Однако на практике этого не происходит. Нагретый воздух в искровом промежутке отводит часть электричества от вторичной катушки обратно в промежуток, так что в конечном итоге в катушке Тесла закончится энергия. Вот почему катушку необходимо подключить к внешнему источнику питания.
Принцип, лежащий в основе катушки Тесла, заключается в достижении явления, называемого резонансом. Это происходит, когда первичная обмотка направляет ток во вторичную обмотку как раз в нужное время, чтобы максимизировать энергию, передаваемую вторичной обмотке.Думайте об этом как о времени, когда нужно подтолкнуть кого-то на качели, чтобы заставить их взлететь как можно выше.
Установка катушки Тесла с регулируемым поворотным искровым разрядником дает оператору больше контроля над напряжением производимого ею тока. Вот как катушки могут создавать сумасшедшие молнии и даже могут быть настроены для воспроизведения музыки, приуроченной к всплескам тока.
В то время как катушка Тесла больше не имеет практического применения, изобретение Теслы полностью изменило понимание и использование электричества.Радиоприемники и телевизоры до сих пор используют вариации катушки Тесла.
Следуйте за Келли Дикерсон в Twitter . Следуйте за нами @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья на Live Science .
Разработка катушки Тесла — EDN Asia
Статья Автор: Как сконструировать катушку Тесла
До того, как люди узнали об электричестве, многие природные явления проявились как сверхъестественные явления, вызванные разгневанными богами.К счастью, сегодня люди знают законы физики и могут без проблем работать с ними в соответствии со своими потребностями.
Катушка Тесла — это резонансный контур, состоящий из двух индуктивно связанных контуров LC. Другими словами, это трансформатор с первичной и вторичной цепями, который может повышать электрическое напряжение и вызывать искры. В нормальных условиях воздух можно рассматривать как изолятор. Напряжение, приложенное между двумя изолированными точками, не вызывает прохождения электрического тока.Если напряжение увеличивается, электрическое поле может стать достаточно интенсивным, чтобы получить энергию для ионизации других частиц. Явление усиливается с постепенным увеличением количества движущихся ионов. Электрический ток возникает при нагревании области, что вызывает дальнейшую ионизацию воздуха. Создается высокоионизированный газовый канал, который действует как электрический проводник, способный поддерживать электрическую дугу. Искра имеет интенсивное свечение в течение очень короткого времени по зигзагообразной траектории со звуком детонации.Молния — это искра большой силы. Чтобы вызвать искру, электрическое поле должно превышать порог жесткости диэлектрика. Для стандартного воздуха оно составляет около 3 кВ / мм, но легко уменьшается с влажностью. Чтобы получить искру шириной 10 см, необходимо подать напряжение около 300 000 В (300 кВ).
Длина искры
С помощью этой очень общей формулы вы можете измерить напряжение между двумя проводниками, измерив длину искры. При приложении разности потенциалов между двумя электродами образуется электрическое поле:
E = V * d
Где «V» — напряжение, а «d» — расстояние между электродами.Для каждого материала есть значение, известное как точка разрыва, которая представляет минимальное электрическое поле, необходимое для зажигания искры. Чтобы образовалась искра в 1 см, необходимо приложить 30 кВ. Чтобы узнать напряжение между двумя электродами, просто умножьте длину искры (в сантиметрах) на 30 кВ при температуре 25 ° C с сухим воздухом. Этот метод работает с двумя сферическими электродами. Значение может меняться в зависимости от давления и влажности. Как показано на Рисунке 1, действительно сложно генерировать большие искры.Для искры в 10 см необходимо напряжение 300 000 В, а для искры в полметра необходимо подать около 1 500 000 В — действительно, очень опасно.
Рисунок 1: График зависимости длины искры от напряжения
Поразительно, как природа может производить очень большие молнии в миллионы вольт!
Как это работает?

Мы знаем, что катушка Тесла, созданная Николой Тесла, представляет собой специальный резонансный трансформатор с двумя связанными катушками.Трансформатор с катушкой Тесла работает иначе, чем традиционный трансформатор с железным сердечником. В обычном трансформаторе две катушки генерируют усиление по напряжению, которое зависит от соотношения количества витков. С другой стороны, в катушке Тесла коэффициент усиления может быть намного больше, потому что он пропорционален: √L2 / L1.
Правильный баланс между отдельными частями позволяет соединению, способному генерировать электромагнитную волну, подходящую для освещения люминесцентной лампы. Имеет воздушный сердечник.Его рабочая частота составляет от 50 кГц до 30 МГц. Катушка передает энергию от первичной обмотки к вторичной. Напряжение, создаваемое на вторичной обмотке, увеличивается до тех пор, пока вся энергия первичной цепи не будет передана вторичной. Система основана на группе RLC и синусоидальном генераторе, как показано на рисунке 2. Схема RLC — это электрическая цепь, состоящая из резистора (R), катушки индуктивности (L) и конденсатора (C), соединенных между собой. ряд. Трансформатор на воздухе увеличивает входное напряжение в 100 раз, чтобы создать высокое напряжение.Через несколько секунд напряжение станет достаточно высоким, чтобы зажечь искровой разрядник. Конденсатор и первичная обмотка второго трансформатора образуют резонансный контур. Вторичная обмотка трансформатора прикреплена к тороиду, представляющему конденсатор, подключенный к земле. Он также образует резонансный контур с той же резонансной частотой. Энергия постепенно передается от первого контура ко второму, затем искровой промежуток перестает проводить, оставляя всю энергию в контуре тороида. Как только искровой разрядник перестает проводить ток, требуется некоторое время, чтобы напряжение нарастало, достаточное для того, чтобы он снова сработал.
Рисунок 2: Схема RLC и график ее выходных сигналов в области частоты
Пример рисунка состоит из резистора 10 Ом (он определяет добротность схемы), конденсатора 47 пФ и катушки индуктивности 20 мГн. Чтобы вычислить частоту резонанса контура (в примере это 164 155,78 Гц), вы можете использовать формулу, показанную в поле. Если на цепь RLC подается питание точно на ее резонансной частоте, на катушке индуктивности мы получаем гораздо более высокое напряжение, чем то, которое подается на вход.В этих условиях схема для генератора напряжения представляет собой полностью резистивную нагрузку. Что касается этих характеристик, мы понимаем, что конструкция катушек не может быть случайной, а должна быть результатом точных и точных расчетов и формул.
Общая схема
На рисунке 3 показана общая, но полностью работающая схема катушки Тесла. Спинтерометр и конденсатор (бак) могут быть установлены в двух различных конфигурациях. Проиллюстрируем его составляющие.Конструкция несложная, но требует ухода.
Рисунок 3: Общая схема катушки Тесла
Трансформатор T1 увеличивает входное напряжение примерно до 10 кВ. Этот компонент обычно используется для подсветки рекламных вывесок неоном. Нельзя использовать традиционный трансформатор. Конденсатор С1, бутылка Лейды или высоковольтный конденсатор, подключается параллельно вторичной обмотке трансформатора. C1 заряжает и разряжает свое напряжение с частотой входного напряжения.Интересно отметить, что входное напряжение также может быть постоянным (но без первого трансформатора). Когда разность потенциалов на C1 превышает пределы, налагаемые спинтерометром, между его выводами возникает искра, и через L1 протекает сильный ток, разряжая конденсатор. Искра замыкает цепь. L1 и L2 — это два компонента трансформатора: L1 — первичный, а L2 — вторичный. На выводах L2 будет очень высокое напряжение. Сила тока на катушках зависит от емкости С1.Вы можете подключить несколько конденсаторов параллельно. Очень важно, чтобы этот компонент подходил для используемых напряжений. С другой стороны, вы можете подключить последовательно и параллельно несколько конденсаторов для получения требуемого рабочего напряжения.
Строительство
Как было сказано ранее, трансформатор T1 работает как лифт входного напряжения. Будьте осторожны при обращении с ним. Как показано на рисунке 4, первичная обмотка L1 сделана из толстой проволоки, намотанной на пластиковую опору диаметром 25 см.Строительство L2 очень утомительно. Можно использовать длинную пластиковую трубку диаметром 12 см. Для оптимальной работы рекомендуется обработать опору пластиковой краской. Катушка состоит из 2000 витков эмалированного провода 0,4 мм (26 AWG).
Рисунок 4: Конструкция и размеры катушек
Конденсаторы следует выбирать и строить с осторожностью. Нельзя использовать обычные конденсаторы. Разница потенциалов очень велика, и компоненты могут быть разрушены.Он может соответствовать проекту лейденской банки или вы можете соединить вместе много полиэфирных конденсаторов последовательно / параллельно, чтобы получить максимальную емкость и напряжение не менее 15 000 В. Конденсаторы не должны быть поляризованными. Вы можете построить очень эффективный конденсатор, используя две алюминиевые фольги, приклеенные к стеклянной пластине с противоположных сторон. При размерах 50 × 50 см и толщине стекла 3 мм можно получить конденсатор на 7 378 пФ. Стекло имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость. Во всяком случае, этот конденсатор может быть меньше.На рисунке 5 показаны различные примеры высоковольтных конденсаторов.
Рисунок 5: Различные примеры высоковольтных конденсаторов
Спинтерометр — очень простой и очень важный компонент. Это устройство, используемое для генерации электрических разрядов в воздухе через два электрода. Он состоит из двух сфер. Расстояние между выводами можно постепенно уменьшать до тех пор, пока напряженность электрического поля не превысит значение диэлектрической жесткости воздуха и не возникнет искра.Вы можете увидеть пример спинтерометра на рисунке 6.
Рисунок 6: Пример спинтерометра
Во время строительства обратите внимание на изоляцию критических частей цепи.
Использование
Когда конструкция будет завершена, вскоре можно будет протестировать устройство. Будьте осторожны при любых операциях. Настройка должна выполняться без электрического подключения. Искры могут быть очень болезненными. Когда устройство выключено, вы можете отрегулировать расстояние между двумя сферами спинтерометра, чтобы получить искру.Чтобы отрегулировать искру, отодвиньте две сферы примерно на 5 см друг от друга. Затем подойдите к электродам небольшими шагами, каждый раз выключая прибор. Мощность искр пропорциональна емкости конденсатора. Как только вы получите искры в спинтерометре, вторичная катушка готова произвести особый эффект. С его вершины вы можете производить большие искры, приближая металлические предметы к сфере на катушке. Вы должны держать их с длинной изолированной ручкой (деревянной или пластиковой). Длина искры (электрической дуги) пропорциональна напряжению на вторичной катушке.Не прикасайтесь руками к какой-либо части схемы. Искра в 20 см — очень хороший результат.
Тюнинг
Катушка Тесла похожа на радиоприемник. Он должен настроиться на резонансную частоту, чтобы добиться от него максимальной производительности. Для повышения эффективности работы устройства предлагаем следующие решения:
• Увеличьте или уменьшите количество витков первичной катушки.
• Увеличьте или уменьшите количество витков вторичной катушки.
• Переместите на несколько миллиметров ближе или дальше две сферы спинтерометра между ними (не забудьте выключить питание).
• Максимально увеличить емкость емкости конденсаторов.
• Измените соединение на разных кругах первичной обмотки, как показано на Рисунке 7.
• Используйте материалы хорошего качества и хорошие компоненты.
Рис. 7. Вы можете улучшить связь LC-контура, изменив значение индуктивности первичной катушки с другим положением соединения.
Заключение
Есть много решений для создания катушки Тесла. Это, наверное, самый простой. Будьте осторожны при работе с этими цепями, так как напряжение очень высокое. Во время работы катушки Тесла в воздухе остается сильный запах озона. В конце концов, вы можете построить меньшую версию устройства, а затем увеличить мощность катушки Тесла. На рисунке 8 вы можете увидеть полную катушку Тесла. В нем можно выделить (слева направо):
трансформатор (от 230 В до 10 000 В)
высоковольтный конденсатор
спинтерометр
две катушки (первичная и вторичная)
Рисунок 8: Полная катушка Тесла
DIY Музыкальные планы катушек Тесла

Эталонный проект 2.0 Катушка Тесла в действии
Ищете новый интересный проект в области электроники? Не смотрите дальше. Хорошо известно, что проекты высокого напряжения, в частности, катушки Тесла, без сомнения, являются самыми захватывающими электронными наборами, которые можно построить. В конце концов, кому не нравится создавать и наблюдать за силой и волшебством искусственной молнии? Я строю и эксплуатирую катушки Тесла более 20 лет, и это до сих пор не перестает меня удивлять.
Если вы читаете эту статью, вы, несомненно, изучаете возможности ее создания самостоятельно.Что ж, у нас есть все необходимое в компании Eastern Voltage Research. Наши планы музыкальных катушек Тесла своими руками — это самые полные и проверенные конструкции, доступные на сегодняшний день в мире. И, в отличие от большинства других компаний, мы лично найдем время, чтобы помочь вам шаг за шагом в реализации вашего проекта, если вы решите создать одну из наших конструкций катушек Тесла своими руками. Мы гордимся тем, что у нас лучшее обслуживание клиентов и техническая поддержка среди всех других производителей комплектов электроники в любом месте!

Эталонный дизайн 1.0 Катушка Тесла в действии
DIY Музыкальные планы катушки Тесла
Наши планы музыкальных катушек Тесла своими руками основаны на современной технологии двойной резонансной твердотельной катушки Тесла (DRSSTC) и предназначены для модуляции звука для создания музыкальных тонов с использованием дуг. Если вы хотите играть в Super Mario Brothers или тему Индианы Джонса на своей катушке Тесла, вы можете сделать это с помощью этих дизайнов.
Мы предлагаем схемы для сборки трех катушек Тесла разного размера, которые описаны ниже:
Эталонный дизайн 1.0 — Эта катушка Тесла — наша самая популярная конструкция. Он имеет высоту около 3 футов и работает от стандартной розетки 115 В переменного тока, создавая дуги молнии до 6 футов в длину. Этот дизайн очень популярен для научных выставок, школьных проектов и образовательных демонстраций, а также для любительских проектов.
Эталонный дизайн 2.0 — наша самая популярная высокомощная конструкция, эта катушка Тесла может создавать дуги молнии от 8 до 12 футов в длину. Он работает от 240 В переменного тока и имеет высоту около 6 футов.
Эталонный дизайн 3.0 — Эта катушка Тесла является нашей самой мощной конструкцией. Используя полный мост CM600 IGBT и работающий от 240 В переменного тока, он может создавать выходные дуги длиной более 12 футов. Это большой мальчик. Если вы ищете арки размером с монстра, то вам следует использовать эти планы.

Reference Design 2.0 создание музыки с помощью аудиомодуляции MIDI n
Почему клиенты покупают наши планы
Так почему клиенты покупают наши планы и комплекты?
Подробные схемы и планы
Превосходное обслуживание клиентов и техническая поддержка — мы поможем вам на каждом этапе вашего проекта.
Проверенные на практике конструкции с высокой надежностью
Простота сборки — большинство конструкций представляют собой простую разводку «точка-точка» — нет сложных плат печатных плат для сборки
При необходимости можем поставить все узлы и агрегаты
Большинство сборок можно сделать своими руками и закупить излишки для минимизации затрат
Высокий уровень успеха — каждый заказчик, построивший один из них, успешно завершил его.

Двухрежимная конструкция 1.0 Tesla Coils играет в тему видеоигры Nintendo Blaster Master
Что входит в наши планы «Сделай сам»?
Подробная схема
Списки запчастей с поставщиками и номерами деталей
Механические чертежи важнейших компонентов
Файлы DXF механических опор для собственной обработки
Заключение
Так что, если вы ищете наиболее полные и подробные планы DIY-катушек Тесла для использования в вашем следующем интересном проекте, то обязательно ознакомьтесь с нашими тремя планами музыкальных катушек Тесла сегодня.
.
No related posts.