Карманный трансформатор Тесла своими руками

Карманный трансформатор Тесла своими руками

 

В этой статье я расскажу о собранном мной устройстве-трансформаторе Тесла и об интересных эффектах, которые  в нём наблюдались в процессе его работы.

 

 

Сразу хочу расставить точки над «и», данное устройство работает с высокими напряжениями, поэтому соблюдение элементарных правил техники безопасности ОБЯЗАТЕЛЬНО! Несоблюдение правил ведет к серьёзным травмам, помните это! Еще хочу отметить, что основную опасность в этом устройстве представляет ИСКРОВИК (разрядник), который в ходе своей работы является источником излучений широкого спектра в том числе и рентгеновского, помните об этом!

Начнём. Расскажу кратко о конструкции «моего» трансформатора Тесла, в простонародье «катушка тесла». Это устройство выполнено на простой элементной базе, доступной каждому желающему, Блок схема устройства приведена ниже.

Как видите я не стал изобретать велосипед и решил придерживаться классической схемы трансформатора Тесла, единственное что добавлено в классическую схему -это  электронный преобразователь напряжения -роль которого повысить напряжение с 12 Вольт до 10 тысяч вольт! Кстати данный преобразователь напряжения может собрать и домохозяйка.

В высоковольтной части схемы применяются следующие элементы: Диод VD является высоковольтным марки 5ГЕ200АФ- он имеет высокое сопротивление-это очень важно! Конденсаторы С1 и С2 имеют номинал 2200пФ каждый рассчитан на напряжение   5 кВ в итоге мы получаем суммарную ёмкость 1100пФ и напряжение накапливаемое 10 кВ, что очень для нас хорошо! Хочу заметить что емкость подбирается опытным путём, от неё зависит время длительности импульса в первичной катушки, ну и конечно от самой катушки. Время импульса должно быть меньше времени жизни электронных пар в проводнике первичной катушки трансформатора «Тесла», иначе мы будем иметь низкий эффект и энергия импульса будет тратится на нагрев катушки- что нам не нужно! Ниже показана собранная конструкция устройства.

 

Особого внимания заслуживает конструкция разрядника «искровика» , большинство современных схем трансформатора тесла имеют особую конструкцию искровика с приводом электродвигателя, где частота разрядов регулируется скоростью вращения, но я решил не придерживаться этой тенденции, так как там есть много отрицательных моментов.

Я пошел по классической схеме разрядника. Технический рисунок разрядника приведён ниже.

 

Дешевый и практичный вариант не шумит и не светится, объясню почему. Данный разрядник выполнен  из пластин меди толщиной 2-3 мм размерами 30х30 мм (для выполнения роли радиатора, так как дуга является источником тепла)  с резьбой под болты в каждой пластине. Для устранения раскручивания болта при разряде и осуществления хорошего контакта необходимо применить пружину между болтом и пластиной. Для гашения шума при разряде сделаем специальную камеру, где будет происходить горение дуги, у меня камера сделана из куска трубы полиэтиленовой водопроводной (которая не содержит армировку) кусок трубы зажимается плотно межу двумя пластинами и желательно использовать герметизацию, например у меня специальный двусторонний скотч для утепления. Регулировка зазора выполняется вкручиванием и выкручиванием  болта, позже объясню для чего.

Первичная катушка устройства. Первичная катушка устройства выполнена и медного провода типа ПВ 2,5мм. кв и тут возникает вопрос: «Для чего такой толстый провод?» Объясняю.  Трансформатор Тесла это особое устройств, можно сказать аномальное, которое не относится по типу к обычных трансформаторам, где совсем другие законы. У обычного силового трансформатора важным значением в его работе является самоиндукция (противо ЭДС) которая компенсирует часть тока, при нагрузке обычного силового трансформатора противо ЭДС понижается и соответственно повышается ток, если мы уберем противо ЭДС с обычных трансформаторов, то они вспыхнут как свечки. А в трансформаторе Тесла всё наоборот- самоиндукция-наш враг! Поэтому что бы бороться с этим недугом — мы применяем толстый провод у которого маленькая индуктивность, а соответственно маленькая самоиндукция. Нам нужен мощный электромагнитный импульс и мы его получаем применяя данный тип катушки. Первичная катушка выполнена в виде спирали Архимеда в одной плоскости в количестве 6 витков, максимальный диаметр большого витка в моей конструкции 60 мм.

Вторичная катушка устройства- обычная катушка намотанная на полимерной водопроводной трубе (без армировки) диаметром 15 мм. Намотка катушки осуществляется эмаль проводом 0.01мм.кв виток в витку, в моём устройстве количество витков составляет   980 шт. Намотка вторичной катушки требует терпения и выдержки, у меня на это ушло около 4х часов.

Итак, устройство собрано! Теперь немного о регулировки устройства, устройство представляет собой два LC контура — первичный и вторичный! Для правильной работы устройства -необходимо ввести систему в резонанс, а именно в резонанс контуры LC. Фактически система вводится в резонанс автоматически, из-за широкого спектра частот электрической дуги, некоторые из которых совпадают с импедансом системы, так что нам остаётся сделать так, что бы оптимизировать дугу и выровнять частоты по мощности в ней- делается это очень просто — регулируем зазор разрядника. Регулировку разрядника нужно производить до появления наилучших результатов в виде длинны дуги. Изображение работающего устройства расположено ниже.

 

 
Итак устройство собрали и запустили- теперь оно у нас работает! Теперь мы можем производить свои наблюдения и изучать их.

Хочу сразу предупредить: хоть токи высокой частоты являются безвредными для организма человека (в плане трансформатора Тесла), но световые эффекты вызванные ими могут влиять на роговицу глаза и вы рискуете получить ожог роговицы, так как спектр излучаемого света смещен в сторону ультрафиолетового излучения. Еще одна опасность, которая  подстерегает при использовании трансформатора Тесла — это переизбыток озона в крови, которая может повлечь за собой головные боли, так как при работе устройство производятся большие порции этого газа, помните это!

Приступим к наблюдению за работающей катушкой Тесла. Наблюдения лучше всего производить в полной темноте, так вы более всего ощутите красоту всех эффектов которые просто поразят необычностью и таинственностью. Я производил наблюдения в полной темноте, ночью и часами мог любоваться свечением, которое производило устройство, за что и поплатился на следующее утро: у меня болели глаза как после ожога от электросварки, но это мелочи, как говориться: «наука требует жертв».

Как только я в первый раз включил устройство я заметил красивое явление- это светящийся фиолетовый шар который находился посередине катушки, в процессе регулировки искрового промежутка я заметил что шар смещается в верх или в низ в зависимости от длинны промежутка, единственное на данный момент моё объяснение  явление импеданса во вторичной катушке, что и вызывает данный эффект. Шар состоял из множества фиолетовых микро дуг, который выходили из одной области катушки и входили в другую, образовывая при этом сферу. Так как вторичная катушка устройства не заземлена , то наблюдался интересный эффект- фиолетовые свечения по обоим концам катушки. Я решил проверить как себя ведёт устройство при замкнутой вторичной катушке и заметил еще одну интересную вещь: усиление свечения и увеличение дуги происходящей от катушки во время прикосновения к ней — эффект усиления на лицо. Повторение эксперимента Теслы, в котором светятся газоразрядные лампы в поле трансформатора. При вводе обычной энергосберегающей газоразрядной лампы в поле трансформатора -она начинает светится, яркость свечение составляет примерно 45% от полной её мощности это примерно 8 Вт, при этом потребляемая мощность всей системы составляет 6 Вт. Для заметки: вокруг работающего устройства возникает высокочастотное электрическое поле которое имеет потенциал примерно 4кВ/см.кв. Так же наблюдается интересный эффект:так называемый щеточный разряд, светящийся фиолетовый разряд в виде густой щётки с частыми иглами размером до 20мм, напоминающие пушистый хвост животного. Этот эффект вызван высокочастотными колебаниями молекул газа в поле проводника, в процессе высокочастотных колебаний происходит разрушение молекул газа и образование озона, а остаточная энергия проявляется в виде свечения в ультрафиолетовом диапазоне.   Наиболее яркое проявлением эффекта щетки возникает при использовании колбы с инертным газом, в моём случае использовал колбу от газоразрядной лампы ДНАТ, в которой содержится Натрий (Na) в газообразном состоянии, при этом возникает яркий эффект щетки, который похож на горение фитиля только при очень частых образованиях искр, данный эффект очень красив.

Результаты проведённой работы:  Работа устройства сопровождается различными интересными и красивыми эффектами, которые в свою очередь заслуживают более тчательного изучения, известно что устройство генерирует электрическое поле высокой частоты, что является причиной образования большого количества озона, как побочный продукт ультрафиолетовое свечение.

Особая конфигурация устройства даёт повод задуматься о принципах его работы, есть только догадки и теории о работе данного устройства, но объективной информации так и не было выдвинуто, так же как и не было досконального изучения данного устройства. В настоящий момент трансформатор Тесла собирается энтузиастами и используется лишь для развлечения по большей части, хотя устройство по моему мнению является ключем для понимания фундаментальной основы вселенной, которую знал и понимал Тесла. Использование трансформатора Тесла для развлечения — это все равно что забивать гвозди микроскопом… Сверх единичный эффект устройства..? возможно…, но у меня пока нет нужного оборудования для определения данного факта.  

Автор статьи: Черепанов В.Г.

Мини катушка Тесла своими руками | Лучшие самоделки

Трансформатор Теслы известен многим людям, с помощью него делают разные интересные эффекты и эксперименты с высоким напряжением, делают поющие катушки, зажигают люминесцентные лампы, заставляют волосы распушиваться и голова становится похожа на одуванчик. Но сделать такой трансформатор не всем под силу, он обычно большой и громоздкий и насчитывает много витков медного провода. Но вполне можно сделать самим мини катушку Тесла, то есть мини версию катушки Теслы, она совсем крохотная но способна на многое, например, зажечь люминесцентную лампу.

Мини катушка Тесла своими руками

Детали:

• Намоточный провод в лаковой изоляции 0,2 мм;
• Кусок провода в пластиковой изоляции;
• Пластиковая трубка 1 см;
• Транзистор 2N2222A – http://ali.pub/4se18u;
• Резистор 10 кОм;
• Батарейка типа «Крона».

Мини катушка Тесла своими руками

Как сделать катушку Тесла своими руками, инструкция:

Берём кусок пластиковой трубки диаметром около 1 см и наматываем на этот каркас проводом в лаковой изоляции толщиной 0,2 мм (AWG 32) 200 витков.

Мини катушка Тесла своими руками

Мини катушка Тесла своими руками

Делаем некий стенд, чтобы катушка могла стоять на столе вертикально, для этого приклеиваем катушку Теслы к пластиковой крышке.

Мини катушка Тесла своими руками

Намотаем поверх катушки ещё 5 витков провода в толстой пластиковой или резиновой изоляции у основания катушки.

Мини катушка Тесла своими руками

Припаиваем к выводам первичной и вторичной катушек транзистор 2222А, вывод первичной обмотки к базе транзистора, а вывод вторичной к коллектору.

Мини катушка Тесла своими руками

Далее в схему добавляем резистор на 10 кОм, один вывод припаиваем ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора Тесла, а второй к коллектору транзистора. Также припаиваем выводы для питания к источнику питания на 9В, я подпаял напрямую к батарейке крона.

Мини катушка Тесла своими руками

Мини катушка Тесла своими руками

Катушка Тесла сделанная своими руками готова, как Вы можете видеть, она способна на некотором расстоянии от неё зажечь люминесцентную лампу и готова к дальнейшим экспериментам.

Мини катушка Тесла своими руками

Мини катушка Тесла своими руками

МУЗЫКАЛЬНАЯ КАТУШКА ТЕСЛА

Трансформатор Тесла — это устройство, производящее импульсы высокого напряжения с малым током. Представленный комплект для сборки своими руками позволяет построить устройство, похожего на полноразмерную мощную Теслу по своим функциям. Его нужно питать постоянным напряжением 15-24 В, потребляемый ток зависит от напряжения питания и составляет 0.6-1 A. Схема генерирует высокое напряжение, производящие коронный разряд, кроме того, тут можно управлять интенсивностью разряда с помощью аудио сигнала. Комплект можно найти на Али, используя для поиска фразу electronic tesla coil.

Несмотря на небольшую мощность, следует учесть опасное для жизни и здоровья напряжение, что присутствует в системе! Также обратите внимание на возможность повреждения рядом находящихся электронных устройств и высокий уровень электромагнитных помех, создаваемых при работе генератора!

Собранная электронная катушка Тесла, может служить для развлечений или экспериментов с высоким напряжением.

Монтаж следует начинать с маленьких элементов: резисторы, разъемы, конденсаторы и т. д. Транзисторы следует установить на радиаторы с помощью болтов (перед установкой смазать поверхности контакта термо пастой). Катушка трансформатора уже готова (самому ничего мотать не нужно) и защищена изоляционной лентой. Один конец катушки впаиваем в соответствии с описанием в плату, второй оставим в воздухе — на нём будет разряд-молния. Монтаж проводим в соответствии с описанием на печатной плате.

После сборки и подачи питания, появится разряд. Когда подадим на вход мини-джека звуковой сигнал — разряд будет модулироваться в такт музыки, меняя тональность и как-бы подпевая. 

Размещение газоразрядной лампы возле катушки вызовет свечение газа в ней.

Радиаторы транзисторов во время работы нагреваются достаточно сильно, так что очень долго устройство не эксплуатируйте. 

В качестве источника звуковых сигналов лучше использовать дешевый MP3-плеер из-за некоторого риска повреждения подключенного устройства высоковольтным электромагнитным полем.

Схема музыкальной теслы

В комплект входит инструкция на китайском языке и простенькая схема, что позволяет собрать Теслу своими руками без покупки устройства, если конечно вы заметите что на ней перепутано в обозначении 3,5 мм входа GND и Rin.

   Форум по самодельным Теслам

   Форум по обсуждению материала МУЗЫКАЛЬНАЯ КАТУШКА ТЕСЛА

Трансформаторы Тесла | Катушки Тесла и все-все-все

Ламповая КТ

Искровая КТ

Катушки Тесла. Они же трансформаторы Тесла. Что ещё рассказать? Матчасти, схем, теории и прочего тут не будет, всё разжёвано стопятьсот раз до меня. Напомню, тем не менее, вкратце: трансформатор Тесла суть замечательная штуковина очень характерного грибообразного вида, выдающая разряды молний вплоть до нескольких мегавольт в амплитуде и десятков метров длиной. Бывают разных типов и конструкций (искровые, ламповые, полупроводниковые), но суть всегда примерно одна и та же. Можно изучать изоляционные свойства материалов, поведение плазменных шнуров электроразряда, пугать гостей и прочее, а можно просто восхищаться ручной домашней молнией.

На подстраницах собраны описания конкретных конструкций катушек Тесла, собранных в разное время. А здесь скоро появится их краткий обзор для удобства просмотра.

Пико-ИКТ
Миниатюрная искровая катушечка, собранная за пару часов на скорую руку. Самый элементарный вариант катушки Тесла, разряды до 10-15 сантиметров.

---

Микро-ИКТ: 5х30 см
Катушка чуть-чуть больше размером, способная выдавать уже вполне приличные молнии до 20-30 см длиной.

---

Мини-ИКТ: 8х40 см.
Катушка среднего размера, первая, когда-либо мной собиравшаяся, и являвшая собой полигон для экспериментов с искровыми катушками. Разряды до 70 см.

---

Medium SGTC
Оформленная под стимпанк катушка 16см диаметром, выдававшая в лучшие периоды своей жизни до полутора метров разряда.

---

Коммерческая: 20 см
Качественно выполненная на заказ большая искровая катушка с повышенными надёжностью и антисопливостью. Разряд до 2+ метров, мощность 3-5 кВт.

---

Blackmoon SGTC
Самая большая искровая катушка из линейки, до 2.3 метров пробоя.

---

ЛКТ на ГК-71
Катушка на радиолампе ГК-71, пережившая несколько инкарнаций, стример до 40 см.

---

Мини-ЛКТ на ГУ-50
Миниатюрная настольная маломощная катушка на популярной радиолампе ГУ-50. Искорки до 5-7 см.

---

Однотактная мини-SSTC («правильный качер»)
Маленькая простая однотактная катушка. CW-пушистик в 3 см, мощность 60 Вт.

---

Полумостовая транзисторная катушка Тесла
SSTC на полумосте. Разряд до 25 см. Мощность около 200-300 вт.

---

SSTC полный мост
Мощная транзисторная катушка. Разряд до 60+ см, разнообразные режимы работы, мощность до 4-5 кВт в CW-режиме.

---

Двойная сценическая DRSSTC
Огромная парная транзисторная катушка с музыкальным MIDI-прерывателем. Одиночный разряд до 3 метров, двойной до 5-6 метров.

---

Аудио SSTC
Полумостовая аудиокатушка на полумосте (2 версии), воспроизводящая любые звуки с плеера через стандартный 3.5 мм audio jack. Разряд до 25 см. Мощность 0.5-1.5 кВт.

---

Метки отсутствуют.

Катушка Тесла своими руками — Makezilla

Катушка Тесла своими руками

Здравствуйте! В этой статье рассматривается самостоятельная сборка катушки Тесла, или, как еще называют эту схему, Качера.

Что такое катушка Тесла

Это устройство создаёт вокруг себя высокочастотное высоковольтное поле, которое способно зажигать на расстоянии газоразрядные лампы (энергосберегающие, лампы дневного света и т. д.).

 

Также на конце вторичной обмотки катушки Тесла образуется характерная и очень красивая искра. Ее можно трогать рукой, не боясь удара током.

Как построить катушку Тесла самостоятельно

Итак, с самого начала нужно провести подготовку. Нам нужна труба диаметром от 3 до 10 см. Рекомендуется использовать пластиковую канализационную трубу – она не проводит электричество и может найтись практически в любом доме. Далее необходимо взять медный лакированный провод сечением 0,1-0,3 мм. Его можно достать из различных радиоустройств, купить на рынке или добыть из старого дискового электросчетчика.

 

Из проволоки и отрезка трубы мы создаем катушку L2. Она будет высоковольтной. Для этого  наматываем проволоку виток к витку. Избегайте нахлестов и пробелов!

 

Тщательно накрутив примерно 700-1000 витков можно приступать к изоляции катушки. Это можно сделать скотчем или изолентой. Но на вид такое решение не слишком красивое, поэтому лучше нанести несколько слоев лака на обмотку.

Далее берем более толстую проволоку. Ее сечение должно быть не менее 0,6 мм. Из этой проволоки мы делаем катушку L1 в 5-12 витков. В качестве каркаса мы подбираем основу на 5 мм больше каркаса вторичной обмотки. 

 

Далее собираем простую электрическую схему. Для этого применяем любой NPN транзистор. Можно также взять и PNP, но для его полноценной работы нужно поменять полярности питания. В нашем случае это был импортный BUT11AF, из русских же хорошо подойдут транзисторы КТ819 и КТ805.

 

В качестве источника питания можно использовать любой блок питания, который выдает ток напряжением от 12 В до 30 В и силой тока от 0,3 А.

Итак, средние параметры полученной катушки Тесла будут такими:

Вторичная обмотка – примерно 700 витков медной проволокой сечением 0,15 мм на трубе диаметром в 4 сантиметра.

Первичная обмотка – 5 витков медной проволоки сечением 1,5 мм на трубе диаметром 5 сантиметров.

Источник питания – регулируемый блок питания 1,2-24 В и силой тока до 1 А.

Как настроить катушку Тесла

Собрав схему и присоединив ее к катушкам, можно приступать к настройке катушки Тесла. Для этого нужно положить на нее газоразрядную лампочку, включить в сеть блок питания и начать выкручивать резисторы со среднего положения на базу. Если при этом ничего не происходит, то нужно поменять местами подключенные выводы на первичной обмотке. Обычно проблемы возникают именно из-за неправильной полярности. Далее попробуйте растянуть или сжать витки первичной обмотки, изменить их количество. Таким образом у Вас должно получится настроить катушку Тесла.

 

Обязательно нужно помнить, что катушка Тесла генерирует очень мощное магнитное поле, которое может легко повредить электронные устройства (компьютеры, телефоны и т.д.).

Успехов!

Источник: how-todo.ru

…

Читайте также: Электронная декоративная свеча своими руками 

Следующая статья >

Катушка ⚠️ Тесла своими руками в домашних условиях схема

В мире много изобретений, которые мы по праву считаем гениальными. Но лишь некоторые из них заставляют нас замирать от восторга, любуясь необычными визуальными эффектами, которые они создают. Катушка Тесла — одно из таких приспособлений.

Что такое катушка Теслы 

Создатель прибора, физик-изобретатель Никола Тесла славился своей любовью к грандиозным демонстрациям научных открытий. Однако этот прибор он создал не для того, чтобы поразить современников. Его цель была более амбициозной. Тесла грезил о вечном двигателе. 

Чтобы понять задумку ученого, разберемся с устройством прибора и принципом его работы.  

Устройство и принцип работы

Катушка Теслы представляет собой «аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала», как в сентябре 1896 года презентовал его сам Никола. По своей сути — это резонансный трансформатор, который создает электрический ток высокой частоты.

 Трансформатор Теслы состоит из следующих элементов:

1. Первичная обмотка. Представляет собой цилиндр или конус, также может быть горизонтальной плоскостью. Располагается она внизу устройства, к ней подводятся провода питания. Чтобы катушка производила стримеры (разряды молний), первичная обмотка должна быть обязательно заземлена. Главное условие — обмотка должна иметь низкое сопротивление, чтобы ток легко проходил по ней. Для первичной обмотки используют провода с большим размером сечения.
2. Вторичная обмотка. Для вторичной обмотки применяют медную проволоку на 800-1000 витков, покрытую эмалью. Важное условие — чтобы витки проволоки плотно прилегали друг к другу и не расплетались. Для вторичной обмотки используют провода меньшего сечения.
3. Тороид. Эта деталь изобретения Теслы призвана уменьшать резонансную частоту, накапливать энергию и увеличивать рабочее поле прибора. Важно, чтобы наружный диаметр тороида в два раза превосходил значение диаметра вторичной обмотки.
4. Кольцо защиты. Это незамкнутый виток медного провода, превышающий толщину первичной обмотки, который нужен, если длина стримера больше длины вторичной обмотки. Он служит для защиты первичной обмотки от повреждения ее стримерами. Обязательно нужно заземлить защиту кабелем к земле.
5. Заземление. Важная часть прибора. Если заземление будет недостаточным, стримеры будут ударять в катушку.
6. Источник питания. Еще одна составляющая, без которой изобретение Теслы работать не будет.

Принцип работы трансформатора основывается на существовании двух взаимосвязанных магнитных полей. Взаимодействие этих полей производит ионизирующий эффект, благодаря которому мы и видим разряды молний. Одно магнитное поле возникает, когда первичную обмотку подключают к внешнему источнику, второе — когда энергия через магнитное поле начнет передаваться ко вторичной обмотке. При этом все устройства, находящиеся в поле действия катушки, получают заряд энергии беспроводным путем. Ученый мечтал о передаче электричества на Земле таким способом, причем его изобретение позиционировалось как прототип вечного двигателя, когда энергия с одной катушки передается на другую, не ослабевая со временем.

Как рассчитать катушку Николы Теслы

Расчет в обязательном порядке необходимо производить, если речь идет о создании трансформатора Теслы промышленного масштаба.

Источник: battlecase.ru

Чтобы создать катушку Теслы для домашних опытов и наглядной демонстрации стримеров, делать такие сложные математические расчеты нет необходимости.

Что нужно для изготовления

Для изготовления трансформатора Теслы в домашних условиях понадобятся следующие детали:

1. Каркас для первичной обмотки, который можно создать из медной трубки толщиной 5-6 мм. Диаметр каркаса должен быть на 2-3 сантиметра больше диаметра вторичной обмотки.
2. Каркас для вторичной обмотки диаметром 4-7 см и длиной 15-30 см, обычно изготавливается из ПВХ, который можно купить в любом строительном магазине.
3. 200 метров медного эмалированного провода диаметром от 0,1 мм до 0,3 мм. 
4. Алюминиевая гофра и гвоздь для создания и закрепления тороида.
5. Транзистор (подойдут MJE13006-13009).
6. Небольшая плата (изготавливается из ДСП).
7. Несколько резисторов 5,75 килоом 0,25 Вт.
8. Кулер для охлаждения прибора (можно использовать компьютерный).

Как самостоятельно сделать катушку в домашних условиях

Чтобы собрать прибор Тесла своими руками, нужно:

1. Отрезать 15-30 см трубы диаметром 4-7 см для корпуса вторичной обмотки.
2. Намотать на нее эмалированную медную проволоку. Витки необходимо располагать плотно друг к другу. В верхней части трубы вывести конец провода через стенку, чтобы он возвышался над ней на 2 см.
3. Вырезать платформу. Для этих целей можно использовать обычный лист ДСП.
4. Для изготовления первой катушки надо взять трубку из меди диаметром 6 мм, согнуть ее в 3-4 витка и прикрепить к каркасу. Если трубка будет меньшего диаметра, сделать нужно больше витков. 
5. Вторую катушку крепим на корпусе рядом с первой.
6. Для изготовления тороида проще всего использовать алюминиевую гофру и обычный гвоздь для ее крепления на торчащем конце проволоки.
7. Важно помнить про защитное кольцо.
8. Дальше нужно соединить транзистор по схеме и прикрепить конструкцию к кулеру, который будет охлаждать установку.
9. Последний шаг заключается в подводке питания к получившемуся прибору.

Схема простейшей модели на 12 вольт

Источник: sdelaitak24.ru

Включение, проверка и регулировка

Собранный по данной инструкции трансформатор Николы Теслы обязательно нужно проверить и отрегулировать. Прежде чем включать катушку, рекомендуется убрать подальше все электрические приборы, включая мобильный телефон и часы.

Первое включение трансформатора нужно проводить со всеми мерами предосторожности:

1. Переменный резистор выставить в среднее положение.  
2. Обратите внимание, появились ли разряды молнии. Если их не видно, поднесите к катушке любую лампочку.
3. Если лампочка светится, значит прибор собран правильно. Если же лампочка не загорелась, нужно поменять полярность соединения первичной катушки.

При помощи различных положений резистора, можно выбрать необходимый режим яркости.

Важно следить, чтобы транзистор не перегревался. Лучше если охладитель будет включен во все время работы катушки.

Если прибор не работает, надо искать проблемы в конструкции. Скорее всего, неверно подобран диаметр тороида. Но прежде чем его менять, стоит проверить катушки на целостность Для этих целей оптимально использование амперметра и вольтметра. 

Меры безопасности при изготовлении

Самое главное при изготовлении прибора Теслы — надежная изоляция обмоток друг от друга, иначе может случиться пробитие. Важно помнить, что на вторичной обмотке напряжение такое сильное, что поражение током приведет к неизбежной смерти при ее пробое. Ведь катушка Тесла продуцирует силу тока 500-850 А. А максимальное значение, при которой у человека остается шанс на выживание — всего 10 А. На вторичной обмотке лучше сделать изоляцию между слоями витков, так как глубокая царапина на проволоке может спровоцировать опасный для человека мощный разряд. 

В любом случае всегда нужно помнить о безопасности при работе с электричеством.

Трансформатор, созданный великим сербским ученым, — сложная, но интересная тема для изучения. Чтобы полностью разобраться в ней, потребуется не один час времени. Если из-за углубленных занятий физикой, у вас просядут оценки по другим дисциплинам, смело обращайтесь за помощью на образовательный ресурс Феникс.Хелп, где на помощь всегда рады прийти знающие эксперты.

Катушка Тесла своими руками — как сделать в домашних условиях?

Для того, чтобы самостоятельно создать генератор Тесла, необходимо иметь такие детали:

• трансформатор;
• конденсатор;
• разрядник;
• первичная катушка, которая должна иметь низкую индуктивность;
• вторичная катушка, должна иметь высокую индуктивность;
• конденсатор вторичный, должен иметь небольшую емкость;
• проволока разных диаметров;
• несколько трубок из пластика или картона;
• обычная шариковая ручка;
• паяльник;
• фольга;
• металлическое кольцо;
• штырь, чтобы заземлить прибор;
• металлический штырь, чтобы ловить заряд;

Пошаговая инструкция по сборке

Для того, чтобы изобретение работало исправно и не представляло угрозы, нужно тщательно додерживаться всех инструкций и быть очень осторожным.

Тщательно следуйте руководству, и проблем не возникнет:

1. Выбрать подходящий трансформатор. Он определяет размер катушки, которую вы сможете сделать. Вам нужен такой, чтобы мог выдавать как минимум 5-15 Вт, и ток 30-100 миллиампер.
2. Первый конденсатор. Его можно создать с помощью более мелких конденсаторов, скреплённых наподобие цепи. Они будут равномерно накапливать энергию в вашем первичном контуре. Но для этого они должны быть одинаковыми. Конденсатор можно снять с нерабочего телевизора, купить в магазине или сделать самостоятельно с помощью обычной пленки и фольги из алюминия. Чтобы ваш конденсатор был максимально мощным, он должен заряжаться постоянно. Заряд должен подаваться каждую секунду по 120 раз.
3. Разрядник. Для одиночного разрядника можно взять провод, толщина которого больше 6 миллиметров. Это нужно, чтобы электроды смогли выдержать тепло, которое будет выделяться. Электроды можно охлаждать с помощью потока холодного воздуха, использовав фен, пылесос, кондиционер.
4. Обмотка первой катушки. Вам нужна специальная форма, вокруг которой нужно намотать медную проволоку. Ее можно взять из старого ненужного электрического прибора или купить новую в магазине. Форма, на которую будет наматываться проволока должна быть либо в форме цилиндра или конуса. От длины проволоки напрямую зависит индуктивность катушки. А первичная, как уже написано выше, должна быть с низкой индукцией. Витков должно быть немного, и проволока может быть и не цельной, иногда используют куски, скрепляя их.
5. Уже можно собрать созданные приборы в одно целое, присоединив их один к другому, как звенья в цепи. Если все сделано правильно, то они должны создать первичный колебательный контур, который будут передавать электроды.
6. Вторичная катушка. Создается также, как и первая, на форму наматывается проволока, витков должно быть больше. Ведь вторая катушка нужна намного больше и выше, чем первая. Она не должна создавать вторичный контур, наличие которого может привести к сгоранию первичной катушки.  Не забывайте о том, что эти катушки должны быть одинаковой частоты, чтобы исправно работать и не сгореть во время включения прибора.
7. Другой конденсатор. Его форма может быть как круглой, так и сферической. Делается также, как и для первичной катушки.
8. Соединение. Для создания вторичного контура нужно соединить оставшиеся катушку и конденсатор в одно целое. Но, необходимо заземлить контур, чтобы не нанести вред приборам, которые подключены в сеть. Заземлять нужно как можно дальше от проводки, которая размещена по всему дому. Заземлить очень просто – нужно воткнуть штырь в землю.
9. Дроссель. Необходимо сделать дроссель, чтобы не поломать разрядником всю электросеть. Создать просто – плотно намотать проволоку на шариковую ручку.
10. Собрать все вместе:
    • первичную и вторичную катушки;
    • трансформатор;
    • дроссели;
11. Нужно разместить обе катушки рядом и присоединить к ним трансформатор с помощью дросселей. Если вторая катушка получилась больше первой, то первую можно разместить внутри.

Прибор начнет работать после подключения трансформатора.

Устройство

схема простейшего трансформатора Тесла

Данный прибор состоит из нескольких деталей:

• 2 разных катушек: первичная и вторичная;
• разрядника;
• конденсатора;
• тороида;
• терминала;

Также, в состав первичной входят провод, диаметр которого больше 6 миллиметров и медная трубка. Чаще всего, она создается именно горизонтальной, но бывает еще вертикальной и в форме конуса. Для другой катушки используют намного больше провода, диаметр которого меньше, чем у первой.

Для создания трансформатора Тесла, не используют ферромагнитного сердечника, и таким образом, уменьшают индукцию между первичной и вторичной катушками. Если использовать ферромагнитный сердечник, то взаимоиндукция будет намного сильнее. А это не подходит для создания и нормального функционирования прибора Тесла.

Колебательный контур образуется благодаря первой катушке и подключенному к ней конденсатору. Также, в него входит и один нелинейный элемент, а именно – обычный газовый разрядник.

Вторичная образует такой же контур, но вместо конденсата используется емкость тороида, и сам межвитковой промежуток в катушке. Кроме того, такая катушка, чтобы не допустить электрический пробой, покрывается специальной защитой – эпоксидной смолой.

Терминал обычно используется в виде диска, но он может быть сделан и в виде сферы. Он необходим, чтобы получить длинные разряды из искр.

В этом приборе используются 2 колебательных контура, что и отличает это изобретение от всех остальных трансформаторов, которые состоят только из одного. Для того, чтобы данный трансформатор работал исправно, эти контуры должны иметь одну и ту же частоту.

Принцип работы

Катушки, которые вы создали, имеют колебательный контур. Если к первой катушке подвести напряжение, то она создаст собственное магнитное поле. С его помощью передается энергия от одной катушки к другой.

Вторичная катушка создает вместе с емкостью такой же контур, который способен накапливать энергию, которую передала первичная. Все работает по простой схеме – чем больше энергии способна передать первая катушка, а вторая – накопить, то тем больше будет напряжение. И результат будет более зрелищный.

Как говорилось выше, чтобы прибор начал работать, его необходимо подключить к питающему трансформатору. Для того, чтобы направить разряды, которые выдает генератор Тесла, нужно рядом разместить металлический предмет. Но делать это так, чтобы они не соприкасались. Если рядом положить лампочку, то она будет светиться. Но только в том случае, если напряжения будет достаточно.

Чтобы сделать самостоятельно изобретение Тесла, нужно делать математические расчеты, поэтому нужно иметь опыт. Или же найти инженера, который поможет правильно вывести формулы.

Практические советы

1. Если опыта нет, то лучше не начинайте работу самостоятельно. Помочь вам сможет инженер.
2. Будьте очень аккуратны, ведь разряды, которые выдает генератор Тесла, могут обжечь.
3. Такое изобретение способно вывести из строя все подключенные устройства, перед включением будет лучше убрать их подальше.
4. Все металлические предметы, которые находятся недалеко от включенного устройства, могут обжигать.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Как построить катушку Тесла на 1,35 миллиона вольт

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

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

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

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

Катушки Тесла

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

Следуй за мной

Следи за моими последними приключениями

Материалы

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

---

Строительство

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

Источник питания / трансформатор

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

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

Обычно любители ищут трансформаторы нескольких типов.

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

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

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

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

My NST выдает 15 кВ и 30 мА.

Более подробно…

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

Конденсаторная батарея

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

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

В то время как мой трансформатор выдает 15000 В, напряжение может достигать пика до 21 213 В!

Затем нужно выбрать тип конденсатора.

Я выбрал полипропиленовый конденсатор на 1500 В постоянного тока, 0,047 мкФ, потому что они являются наиболее выгодными по цене, т. Е. лучший мкФ за доллар.

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

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

Расчетная общая емкость 1 «струны» из 15 конденсаторов — это просто номинальная емкость каждой шапки (т. Е. 0,045 мкФ), деленная на количество насадок в струне (т. Е.15), поэтому каждая моя струна имеет 0,00313 мкФ. Чтобы произвести 0,0095 мкФ, мне понадобится примерно 3 струны.

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

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

Общая конструкция моей конденсаторной батареи выглядит следующим образом:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Бурение заняло некоторое время, но, как я делал раньше, это было немного проще и быстрее…

Затем я вставил колпачки, спаял их вместе.

И, конечно, добавление резисторов…

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

Электропроводка

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

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

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

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

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

Разгрузочный терминал

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

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

Коммерческий алюминиевый тороид будет стоить несколько сотен, если не тысяч долларов. Самодельный стоит около 40 долларов.

Вот как я делаю свой тороид.

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

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

Отмерьте необходимую длину алюминиевого воздуховода и вырежьте его. Я использовал алюминиевую ленту, чтобы скрепить концы воздуховода, плотно прилегая к формам для пирога.

Сглаживал внешний вид тороида, добавляя ленты от алюминиевого воздуховода к формам для пирога.

Вторичная обмотка

Вторичная обмотка — черт возьми.

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

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

Черный ПВХ следует избегать, потому что он содержит углерод, серый работает, но белый — лучше всего.

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

Перед тем, как начать, желательно покрыть форму змеевика полиуретановым лаком.

Нанесли слой или два, и после того, как он высох, я сразу приступил к намотке проводов.

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

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

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

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

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

Намотка была невероятно утомительной, поскольку я прибегал к этому.

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

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

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

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

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

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

Завершение вторичной катушки осуществляется путем прикрепления ее к алюминиевой ленте и использования перфоратора для подключения к концу заземляющего наконечника.

Штанга заземления

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

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

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

Стержень заземления должен быть забит в землю надежно и глубоко.

Искровой разрядник

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

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

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

Конструкция статического искрового промежутка может отличаться от простой, например:

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

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

Итак, я начал.

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

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

И их выравнивание…

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

После многочасового бурения…

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

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

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

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

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

Искровой промежуток необходимо настроить, чтобы катушка Тесла могла достичь максимальной производительности.

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

Первичная обмотка

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

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

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

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

Сначала вырезал пилой полосы из ПНД.

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

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

Вот и готово!

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

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

Если бы у меня были более длинные медные трубки и, следовательно, больше витков в первичной катушке, я бы смог добиться гораздо большей производительности. Очень жаль, что первичная катушка не позволяет мне достичь резонанса.

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

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

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

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

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

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

Стенд

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

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

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

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

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

В конструкции были функции и особенности, в том числе:

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

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

Тороид жестко установлен поверх вторичной обмотки.

Первичный змеевик поддерживается 4 трубками из ПВХ.

И, наконец, полностью завершенная установка катушки Тесла.

Красавица, не правда ли?

---

Тесты

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

Тест 1: Первый свет

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

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

… и ВКЛЮЧАЙТЕ!

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

Увеличенное изображение.

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

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

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

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

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

Таким образом, сфотографированная дуга длиной 8 см составляет около 240000 В.0,5 Vмакс = 495300 В

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

Тест 2: Ограничено первичной обмоткой

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

К тому времени стемнело…

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

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

И я загорелся!

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

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

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

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

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

— Чрезмерно высокое сцепление
— Система с повышенной мощностью
— Плохое гашение в искровом промежутке
— Несоответствие, слишком большой тороид
— Чрезмерно большой первичный конденсатор

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

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

И это сработало идеально!

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

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

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

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

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

И я начал настраивать, и удаление точки прорыва…

И обратно с точкой прорыва в позиции:

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

У меня был другой случай. Все началось так…

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

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

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

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

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

Если бы у меня были более длинные медные трубки и, следовательно, больше витков в первичной катушке, я бы смог добиться гораздо большей производительности. Очень жаль, что первичная катушка не позволяет мне достичь резонанса.

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

Максимальная искра сегодня была примерно 25-27 см! С моей катушкой мощностью 450 Вт я должен получить как минимум 40-50 см искр. Но пока это лучший результат.

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

Вот результаты на сегодня!

Тест 3: Финал

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

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

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

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

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

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

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

Катушка Тесла началась с очень слабого дисплея…

Затем я настроил первичный отвод, чтобы настроить катушку…

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

Итак, я прикинул, что идеальное место отвода находится где-то между 7-м поворотом.5 и 8.5, поэтому я перешел на 8-й поворот.

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы, схема и приложения

Мир беспроводных технологий уже здесь! Бесчисленные беспроводные приложения, такие как освещение с беспроводным питанием, беспроводные умные дома, беспроводные зарядные устройства и т. Д., Развиваются благодаря беспроводным технологиям. В 1891 году самое известное открытие катушки Тесла было изобретено изобретателем Никола Тесла.Тесла был одержим беспроводной передачей энергии, что привело к изобретению катушки Тесла. Эта катушка не требует сложной схемы и поэтому является частью нашей повседневной жизни, такой как дистанционное управление, смартфоны, компьютеры, рентгеновские лучи, неоновые и флуоресцентные лампы и так далее.

Что такое катушка Тесла?

Определение: Катушка Тесла — это радиочастотный генератор, который приводит в действие двойной резонансный трансформатор с воздушным сердечником для получения высокого напряжения при малых токах.

тесла-катушка

Чтобы лучше понять, давайте определим, что такое радиочастотный генератор.В первую очередь, мы знаем, что электронный генератор — это устройство, которое генерирует электрические сигналы либо синусоидальной, либо прямоугольной формы. Этот электронный генератор генерирует сигналы в радиочастотном диапазоне от 20 кГц до 100 ГГц, известный как радиочастотный генератор.

Принцип работы катушки Тесла

Эта катушка может обеспечивать выходное напряжение до нескольких миллионов вольт в зависимости от размера катушки. Катушка Тесла работает по принципу достижения состояния, называемого резонансом.Здесь первичная катушка излучает огромное количество тока во вторичную катушку, чтобы управлять вторичной цепью с максимальной энергией. Точно настроенная схема помогает направлять ток из первичной во вторичную цепь с настроенной резонансной частотой.

Схема катушки Тесла

Эта катушка состоит из двух основных частей — первичной катушки и вторичной катушки, причем каждая катушка имеет свой собственный конденсатор. Искровой разрядник соединяет катушки и конденсаторы. Функциональность разрядника заключается в генерации искры для возбуждения системы.

Электрическая схема катушки Тесла

Рабочая катушка Тесла

В этой катушке используется специальный трансформатор, называемый резонансным трансформатором, радиочастотным трансформатором или колебательным трансформатором.

Первичная катушка подключена к источнику питания, а вторичная катушка трансформатора слабо соединена, чтобы обеспечить ее резонанс. Конденсатор, подключенный параллельно схеме трансформатора, действует как схема настройки или схема LC для генерации сигналов с определенной частотой.

Первичная обмотка трансформатора, иначе называемая резонансным трансформатором, повышается для генерирования очень высоких уровней напряжения в диапазоне от 2 до 30 кВ, которое, в свою очередь, заряжает конденсатор. При накоплении огромного количества заряда в конденсаторе, в конечном итоге, пробивается воздух искрового промежутка. Конденсатор испускает огромное количество тока через катушку Тесла (L1, L2), которая, в свою очередь, генерирует высокое напряжение на выходе.

Частота колебаний

Комбинация конденсатора и первичной обмотки «L1» схемы образует настроенную схему.Эта настроенная схема гарантирует, что как первичная, так и вторичная цепи точно настроены для резонанса на одной и той же частоте. Резонансные частоты первичного «f1» и вторичного контуров «f2» равны,

.

f1 = 1 / 2π √ L1C1 и f2 = 1 / 2π √ L2C2

Поскольку вторичный контур не может быть отрегулирован, подвижный отвод на «L1» используется для настройки первичного контура до тех пор, пока оба контура не будут резонировать на одной и той же частоте.Следовательно, частота первичной обмотки такая же, как и вторичной.

f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π √ L2C2

Условие резонанса первичной и вторичной обмоток на одной и той же частоте:

L1C1 = L2C2

Выходное напряжение резонансного трансформатора не зависит от отношения числа витков, как в обычном трансформаторе. Как только цикл начинается и лонжерон срабатывает, энергия первичной цепи накапливается в первичном конденсаторе «C1», а напряжение, при котором искра гаснет, составляет «V1».

W1 = 1 / 2C1V1 ²

Аналогично, энергия во вторичной обмотке определяется выражением

.

W2 = 1 / 2C2V2 ²

При отсутствии потерь энергии W2 = W1. Упрощая приведенное выше уравнение, получаем

V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1

В приведенном выше уравнении пиковое напряжение может быть достигнуто, когда пробоя воздуха не происходит. Пиковое напряжение — это напряжение, при котором воздух разрушается и начинает проводить.

Преимущества / недостатки катушки Тесла

Преимущества

• Обеспечивает равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки.
• Повышает напряжение в медленном темпе и, следовательно, без повреждений.
• Отличная производительность.
• Использование трехфазных выпрямителей для более высоких мощностей может обеспечить колоссальное распределение нагрузки.

Недостатки

• Катушка Тесла представляет несколько опасностей для здоровья из-за высокочастотного излучения высокого напряжения, включая ожог кожи, повреждение нервной системы и сердца.
• Влечет за собой высокие затраты на покупку большого сглаживающего конденсатора постоянного тока.
• Построение цепи занимает много времени, так как она должна быть идеальной для резонанса

Применение катушки Тесла

В настоящее время эти катушки не требуют больших сложных схем для выработки высокого напряжения. Тем не менее, небольшие катушки Тесла находят свое применение в целом ряде секторов.

• Сварка алюминия
• Эти катушки используются в автомобилях для зажигания свечей зажигания
• Созданы вентиляторы катушек Тесла, используемые для создания искусственного освещения, звуков, подобных музыке Катушки Тесла в индустрии развлечений и образования используются в качестве аттракционов на ярмарках электроники и научных музеях
• Высоковакуумные системы и дуговые зажигалки
• Детекторы утечки вакуумной системы

Часто задаваемые вопросы

1).Что делают катушки Тесла?

Эта катушка представляет собой радиочастотный генератор, который приводит в действие резонансный трансформатор для генерации высокого напряжения при низком токе.

2). Может ли катушка Тесла заряжать телефон?

В наши дни смартфоны выпускаются со встроенной беспроводной зарядкой, в которой используется принцип катушки Тесла.

3). Катушка Тесла опасна?

Катушка и ее оборудование очень опасны, поскольку они создают очень высокие напряжения и токи, которые не могут быть обеспечены человеческим телом.

4).Почему катушки тесла создают музыку?

Обычно эта катушка превращает воздух вокруг себя в плазму, которая изменяет громкость и заставляет волны распространяться во всех направлениях, создавая звук / музыку. Это происходит на высокой частоте от 20 до 100 кГц.

5). Как Tesla передавала электричество по беспроводной сети?

Искровой разрядник используется для соединения конденсаторов и двух катушек. Поскольку мощность подается через трансформатор, он вырабатывает необходимый ток и питает всю цепь.

Таким образом, это все об обзоре катушки Тесла, которую можно использовать для выработки электроэнергии высокого напряжения, низкого тока и высокой частоты. Катушка Тесла может передавать электричество по беспроводной сети на расстояние до нескольких километров. Мы позаботились о том, чтобы в этой статье читатель получил представление о работе катушки Тесла, ее преимуществах и недостатках, а также о ее применении. Поистине, его изобретение беспроводной передачи электроэнергии изменило способ общения в мире.

что такое катушка Тесла?

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

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

Трансформатор в действии

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

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

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

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

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

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

Электрический трансформатор в действии. BillC, CC BY

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

Как катится рулон

Катушки

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

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

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

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

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

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

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

---

Эта статья впервые появилась на RealClearScience.

Заставьте электричество петь с вашей собственной музыкальной катушкой Тесла

Никола Тесла изменил направление науки своей работой в области электричества, поэтому у него так много однофамильцев. Однако, за исключением автомобильной компании, ни одна из них не была так популярна, как катушка Тесла, заставляющая электричество петь.

А с комплектом oneTeslaTS DIY Kit, который доступен за 399,99 доллара США, что на 11% ниже его обычной цены, это буквально предложение. Этот комплект не только обучает семьи основам работы с электричеством, но и дает вам уникальный музыкальный инструмент.

Как работают катушки Тесла

Впервые построенная Тесла в 1891 году, катушка Тесла получила техническое название — цепь резонансного трансформатора. Это очень распространенные схемы; вы использовали его, если когда-либо пользовались радио. Как следует из названия, здесь используется катушка с проволокой — на самом деле две.

Первая, первичная обмотка, подключена к трансформатору, который увеличивает напряжение. В первичной катушке есть конденсатор, который при достижении точки опрокидывания разряжается во вторичную катушку, в данном случае столбец катушки Тесла.Этот конденсатор заполняет и сбрасывает, заполняет и сбрасывает, посылая ток туда и обратно между первичной и вторичной обмотками.

В верхней части вторичной обмотки находится конденсатор верхней нагрузки, который при достаточном заряде может начать искрение по направлению к проводящим поверхностям через воздушный зазор, что приведет к тем драматическим искрам, которые мы так любим. Однако это только начало.

Как поют катушки Тесла?

Ключевое слово в техническом названии здесь — «резонансный». Это означает, что электрическая энергия колеблется между катушкой индуктивности и конденсатором, придерживаясь одной и той же частоты.Думайте об этом как об основной ноте, которую ударяет катушка. Эта частота может быть изменена с помощью цепи прерывателя без остановки резонансного процесса. Делайте это достаточно часто, достаточно быстро и достаточно энергично, и вы сможете создавать разные ноты, когда искры разряжаются через воздушный зазор. А с помощью правильных элементов управления вы можете регулировать количество энергии в системе, чтобы катушка искрилась в нужное время и в нужной последовательности, чтобы превратить ее в музыкальный инструмент.

Sweet Music Of The Sparks

Что подводит нас к oneTeslaTS.В то время как любую катушку Тесла можно превратить в музыкальный инструмент, эта катушка, сделанная своими руками, добавляет некоторые инструменты, позволяющие легко играть прямо из коробки.

• Во-первых, он тщательно настроен для музыки. Первичная катушка протравлена ​​на печатной плате, вторичная тщательно намотана на станке, и все точно настроено, поэтому она поет прямо из коробки.
• Во-вторых, в электронику катушки встроен контроллер MIDI (цифровой интерфейс музыкальных инструментов) со стандартным разъемом DIN5. Если вы уже сочинили музыку для MIDI или уже загрузили ее, просто подключите MIDI-устройство и запускайте музыку.Или сыграйте вживую.
• В-третьих, есть SD-карта и портативный контроллер. ЖК-экран и интерфейс меню делают переключение между песнями таким же простым, как и отслеживание файлов.

Итак, собрав все вместе, вы можете играть любую песню в формате MIDI, даже зажигая от искр вживую. Просто убедитесь, что все правильно заземлено и находится на безопасном расстоянии; есть причина, по которой каждый комплект снабжен предупреждением о высоком напряжении.

Катушки Тесла — это очень весело; они также часто открывают путь к более глубокому пониманию электричества и инженерии.Если вы хотите узнать больше об электротехнике всей семьей или уже планируете свой следующий костюм на Хэллоуин, этот комплект доставит вам часы удовольствия от сборки до игры. А за 399,99 долларов, что составляет 11% от рекомендованной розничной цены, это намного дешевле (и тише), чем уроки игры на скрипке, кстати.

Поклонники футуризма: Для создания этого контента не редакционная команда работала с аффилированным партнером. Мы можем взимать небольшую комиссию за товары, приобретенные через эту страницу. Этот пост не обязательно отражает взгляды или поддержку футуризма .ком ред.

Как работает катушка Тесла

Катушка Тесла хорошо известна тем, что вырабатывает чрезвычайно высокое напряжение. В этом разделе мы объясним, как катушка oneTesla 10 дюймов может достигать напряжения более четверти миллиона вольт с использованием связанных резонансных цепей. Мы будем опираться на основы, чтобы дать вам подробное объяснение того, что происходит.

Содержание:

Ток, магнитные поля и индукция

Начнем с основ электромагнетизма.Одно из уравнений Максвелла, закон Ампера, говорит нам, что ток, протекающий по проводу, создает вокруг него магнитное поле.

Если мы хотим использовать это магическое поле в своих интересах, как мы это делаем в электромагните, мы скручиваем провод. Магнитные поля от отдельных витков складываются в центре.

Постоянный ток создает статическое магнитное поле. Что происходит, если мы пропускаем через провод изменяющийся ток? Другое уравнение Максвелла, закон индукции Фарадея, говорит нам, что магнитное поле, изменяющееся во времени, индуцирует на проводе напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного поля:

Если ток внезапно отключается, закон Фарадея сообщает нам, что произойдет резкий скачок напряжения.Если через катушку протекает осциллирующий ток, он индуцирует в ней колеблющееся магнитное поле. Это, в свою очередь, индуцирует на катушке напряжение, которое стремится противодействовать току возбуждения. Интуитивно понятно, что магнитное поле является «упорным», вызывая напряжение, которое препятствует любому изменению поля.

Трансформаторы

Трансформатор использует закон индукции для повышения или понижения напряжения переменного тока. Он состоит из двух витков проволоки вокруг сердечника. Сердечник — это мягкое железо или феррит, материалы, которые легко намагничиваются и размагничиваются.

Колебательный ток в первичной обмотке создает колеблющееся магнитное поле в сердечнике. Ядро концентрирует поле, гарантируя, что большая его часть проходит через вторичный. Когда магнитное поле колеблется, оно индуцирует колебательный ток во вторичной катушке. Напряжение на каждом витке провода одинаковое, поэтому общее напряжение на катушках пропорционально количеству витков:

Поскольку энергия сохраняется, ток на стороне трансформатора с более высоким напряжением меньше в той же пропорции.

Катушка Тесла — это очень мощный трансформатор. Давайте вкратце рассмотрим, что было бы, если бы это был идеальный трансформатор. Первичная обмотка имеет шесть витков, а вторичная — около 1800 витков. На первичную обмотку подается напряжение 340 В, поэтому на вторичной будет подаваться напряжение 340 В x 300 = 102 кВ. Это много! Но не совсем четверть миллиона. Кроме того, поскольку катушка Тесла имеет воздушный сердечник и катушки расположены относительно далеко друг от друга, только небольшая часть магнитного поля, создаваемого первичной обмоткой, фактически связана с вторичной обмоткой.Чтобы лучше понять, что происходит, нам нужно ввести резонансные контуры.

Резонансные цепи

Резонансный контур подобен камертону: он имеет очень сильный амплитудный отклик на одной конкретной частоте, называемой резонансной или собственной частотой. В случае камертона зубцы сильно вибрируют при возбуждении с частотой, определяемой его размерами и свойствами материала. Резонансный контур достигает самых высоких напряжений при работе на собственной частоте, которая определяется стоимостью его компонентов.

В резонансных цепях используются конденсаторы и катушки индуктивности, поэтому они также известны как LC-цепи. Они также известны как «резервуарные контуры» из-за присутствующих элементов накопления энергии.

Конденсаторы хранят энергию в виде электрического поля между двумя пластинами, разделенными изолятором, известным как диэлектрик. Размер конденсатора зависит от размера пластин, расстояния между ними и свойств диэлектрика. Интересно, что верхняя нагрузка на катушку Тесла действует как однопластинчатый конденсатор, а земля, окружающая катушку, действует как противодействующая пластина.Емкость верхней нагрузки определяется ее размерами и близостью к другим объектам.

Катушки индуктивности накапливают энергию в виде магнитного поля вокруг провода или в середине петли из провода. Первичный индуктор в катушке oneTesla 10 ”состоит из шести витков провода AWG14, а вторичный — примерно 1800 витков провода AWG36.

LC-цепь может иметь катушку индуктивности и конденсатор, включенные последовательно или параллельно. Здесь мы используем последовательные LC-цепи, например:

Подумайте, что происходит, когда вы не управляете схемой (предположим, что источник переменного тока на приведенном выше рисунке заменен проводом), а начинаете с заряженного конденсатора.Конденсатор хочет разрядиться, поэтому заряд течет по цепи через катушку индуктивности к другой пластине. При этом внутри индуктора создается магнитное поле. Когда заряд на каждой пластине конденсатора равен нулю, ток перестает течь. Но в этот момент индуктор имеет энергию, накопленную в магнитном поле, которое имеет тенденцию противодействовать изменениям. Магнитное поле схлопывается, вызывая продолжающийся ток в том же направлении, тем самым перезаряжая конденсатор и возобновляя цикл в противоположном направлении.

Резонансная частота LC-контура или частота, при которой энергия циклически меняется между конденсатором и катушкой индуктивности, как описано выше, составляет:

Привод цепи на ее резонансную частоту добавляет энергию в течение каждого цикла. Обеспечивая последовательность своевременных толчков, мы можем создавать чрезвычайно высокие напряжения! В катушке Тесла вспыхивает искра и разряжает цепь, когда напряжение становится достаточно высоким.

DRSSTC

Катушка oneTesla 10 ”использует топологию двойного резонанса, отсюда и название твердотельная катушка Тесла с двойным резонансом, или DRSSTC.В DRSSTC цепь, управляющая вторичной LC-цепью, представляет собой другую LC-цепь, настроенную на ту же резонансную частоту. На следующей диаграмме L _pri и L _sec являются первичной и вторичной индукторами соответственно. Они слабо связаны, связывая примерно одну десятую своего магнитного поля.

Есть несколько причин, по которым в катушках Тесла не используется магнитный сердечник. Прежде всего, напряжения в катушке Тесла настолько высоки, что сердечник быстро насыщается, а это означает, что он больше не будет намагничиваться после определенной точки.Кроме того, большинство материалов создают сопротивление и нагреваются в магнитном поле, которое быстро переключается, как в случае катушки. Высокое напряжение, создаваемое катушкой, также может вызвать дугу в сердечнике. Но, что наиболее важно, очень важно, чтобы первичная и вторичная обмотки были слабо связаны, чтобы вторичная обмотка не нагружалась первичной обмоткой.

Полумост

Как нам провести праймериз? Мы используем источник постоянного напряжения и подаем напряжение попеременно на первичную обмотку.

Переключатели, которые мы используем для подачи постоянного напряжения в переменном направлении через первичную обмотку, — это IGBT, сокращение от биполярных транзисторов с изолированным затвором. IGBT — это транзистор, способный управлять очень высокими напряжениями и токами. Это его схематическое обозначение:

.

Его клеммы обозначены как коллектор, затвор и эмиттер как пережиток электронных ламп до эры транзисторов. Упрощенная модель IGBT представляет собой нормально разомкнутый переключатель, который замыкается при приложении положительного напряжения затвора (VGE).На следующей схеме полумоста S1 и S2 представляют IGBT. Они попеременно включаются и выключаются, что переключает полярность шины V /2 между первичной обмоткой L и первичной обмоткой C _{, первичной катушкой индуктивности и конденсатором. Катушка oneTesla 10 ”питается от шины напряжением 340 В постоянного тока, которое мы получаем от выпрямленного и удвоенного линейного напряжения.}

На плате управления мы получаем напряжение на шине из преобразованного и удвоенного линейного напряжения. Подробнее об этой части схемы мы поговорим позже.

Коммутация нулевого тока

Когда IGBT полностью включены (переключатели замкнуты), они почти идеальные проводники. Когда они полностью выключены (переключатели полностью разомкнуты), они почти идеальные изоляторы. Однако, когда они находятся в переходном состоянии между полностью открытыми и полностью закрытыми или наоборот, они ведут себя как резисторы. Напомним, что количество мощности, рассеиваемой в цепи, равно P = VI.Если мы попытаемся переключить IGBT при большом токе в цепи, он сильно нагреется! Мы должны синхронизировать переключение IGBT с естественным переходом через ноль первичной LC-цепи. На плате oneTesla мы добиваемся переключения при нулевом токе, измеряя первичный ток и используя управляющую логику, чтобы гарантировать, что транзисторы переключаются в правильное время.

Привод ворот

БТИЗ — далеко не идеальные переключатели. Мы хотим, чтобы они переключались быстро, чтобы минимизировать время, в течение которого они обладают сопротивлением и рассеивают мощность.Проблема с быстрым переключением затворов заключается в том, что они имеют значительную внутреннюю емкость, и требуется большой заряд, чтобы заполнить эту емкость и достичь напряжения включения на затворе (напряжение конденсатора определяется как V = Q / C ).

Чтобы зарядить CGE за максимально короткое время, мы хотим использовать короткий сильноточный импульс. ИС привода затвора предназначены именно для этого. Мы используем микросхемы UCC3732x, которые могут подавать короткие импульсы до 9А. Логическая схема, предшествующая драйверам затворов, даже близко не способна обеспечить достаточный ток для быстрого включения затворов, поэтому драйверы затворов являются важными компонентами.Наконец, нам нужно изолировать драйверы затвора от IGBT с помощью трансформаторов управления затвором (GDT). Для включения каждого IGBT необходимо приложить напряжение затвора между его затвором и эмиттером. Это легко сделать с нижним (нижним) IGBT — его эмиттер всегда находится на земле, а это означает, что на его затворе нужно только поднять напряжение до +15 В. С верхним (верхним) IGBT все не так просто, потому что его эмиттер связан с коллектором нижнего IBGT, узлом, который колеблется между 0 и V _{, шина} /2 (что в нашем случае составляет 170 В. ).Это означает, что нам нужно подвести затвор верхнего IGBT к шине V /2 + 15 В, чтобы включить его.

К счастью, есть простой способ обойти это! Мы можем управлять первичной обмоткой трансформатора 1: 1: 1 с помощью (биполярного) управляющего сигнала, полученного от двухтактной пары UCC. Более конкретно, мы управляем первичной обмоткой трансформатора с разницей выходов инвертирующего и неинвертирующего драйвера затвора. Это гарантирует, что в половине случаев этот сигнал будет положительным, а в половине случаев — отрицательным.Благодаря действию трансформатора, напряжение на каждой вторичной обмотке GDT гарантированно повторяет напряжение на первичной обмотке, независимо от того, где мы соединяем концы. Это означает, что мы можем просто подключить вторичную обмотку через затвор и эмиттер каждого IGBT и гарантировать, что напряжение V _ge всегда будет колебаться между 0 и 15 В (независимо от потенциала эмиттера).

Выпрямитель и удвоитель

Полумост в oneTesla приводится в действие удваивающим выпрямителем, как показано на схеме выше.Этот выпрямитель поочередно заряжает каждый конденсатор в чередующихся полупериодах входного переменного тока, что приводит к удвоению напряжения источника на нагрузке. В положительной части цикла верхний диод проводит и заряжает верхний конденсатор.

В отрицательной части цикла нижний диод проводит и заряжает нижний конденсатор. Напряжение на нагрузке — это сумма напряжений на каждом конденсаторе.

Логика
Как упоминалось ранее, логика управления необходима для определения первичного тока и предотвращения включения и выключения IGBT, пока через них проходит ток. Давайте рассмотрим приведенную выше схему слева направо. (Обратите внимание, что номера деталей на схеме не соответствуют номерам на плате, но мы используем их здесь только в пояснительных целях. Для получения полной информации см. Файлы Eagle, доступные по адресу http://onetesla.com/downloads. схематический.)

Трансформатор тока снижает первичный ток до безопасного уровня для использования в логической части платы. R1 — это резистор мощностью 5 Вт, который нагружает трансформатор и ограничивает ток. D1 начинает проводить, когда сигнал превышает 5,7 В, что представляет собой напряжение шины плюс прямое падение напряжения на диоде, эффективно предотвращая превышение сигналом 5,7 В. D2 начинает проводить, когда сигнал составляет -0,7 В. Вместе D1 и D2 представляют собой защитные диоды, которые ограничивают сигнал и предотвращают повреждение логических микросхем, если сигнал от трансформатора тока слишком высокий.Далее, G1 и G2 — это инверторы, которые выравнивают сигнал для последующих ИС.

Оптический приемник выдает 5 В или 0 В в зависимости от сигнала прерывателя. R1, R2 и R3 образуют сеть резисторов, которая гарантирует, что катушка может быть запущена в работу только сигналом прерывателя при запуске, в отсутствие формы сигнала обратной связи. Когда катушка только запускается, сигнал обратной связи отсутствует, но сигнал прерывателя проходит через UCC. Когда катушка работает, сигнал обратной связи доминирует в верхней части пути прохождения сигнала.

Инвертированный сигнал прерывателя и прямоугольная волна из возведенного в квадрат сигнала первичного тока затем подаются в триггер D-типа, который выполняет логику, определяющую, когда драйверы затвора получают сигнал. Они включаются только при переходе через ноль, а также при наличии сигнала от прерывателя. D-триггер ведет себя согласно следующей таблице истинности:

В нашей схеме \ PRE и D вытянуты высоко. Инвертированный сигнал прерывателя, который подается в \ CLR, устанавливает высокий уровень \ Q, когда прерыватель включен.Когда прерыватель выключается, \ Q остается на высоком уровне до следующего спада CLK (который синхронизируется с переходами через ноль первичного тока), после чего он переключается на низкий уровень.

Инвертирующий драйвер затвора включается, когда IN высокий, а EN низкий. Драйвер неинвертирующего затвора включается, когда IN высокий, а EN высокий.

Прерыватель
Прерыватель oneTesla — это устройство на основе микроконтроллера, которое преобразует входящий поток MIDI-команд в поток импульсов для катушки Тесла.Эти импульсы включают или выключают всю катушку, тем самым контролируя как мощность, так и воспроизводя музыку.

MIDI-команды принимаются через входной MIDI-разъем. В соответствии со спецификациями MIDI оптоизолятор 4N25 обеспечивает изоляцию, необходимую для устранения контуров заземления. Когда микроконтроллер получает команду включения ноты, он начинает выводить поток импульсов с частотой ноты. Длина этих импульсов указывается в справочной таблице в прошивке. Прерыватель использует отдельные MIDI-каналы для одновременного воспроизведения нескольких нот — для воспроизведения двух каналов программное обеспечение просто генерирует последовательности импульсов, соответствующие каждому каналу, а затем выполняет логическую функцию ИЛИ над последовательностями импульсов перед их выводом.Ограничение максимальной ширины импульса гарантирует, что в результирующем потоке не будет слишком длинных импульсов.

Регулятор мощности линейно масштабирует ширину импульса в зависимости от положения потенциометра. Хотя это не дает линейной длины искры, у него есть преимущество предсказуемого масштабирования энергопотребления катушки, что было бы потеряно, если бы кривые масштабирования были настроены для линейного роста искры.

Так как же он делает музыку?

Звук — это волна давления.Его высота определяется частотой волны. Мы можем издавать звук разными способами: обычные динамики вызывают вибрацию мембраны, а катушки Тесла используют расширение и сжатие воздуха из-за нагрева от плазмы.

Резонансная частота вторичной обмотки составляет около 230 кГц, что намного выше звукового диапазона. Мы можем использовать вспышки искр с частотой 230 кГц, чтобы создать волны давления на звуковой частоте. Вспышка искр загорается на каждом пике звукового сигнала. Быстрое зажигание искр происходит быстрее, чем ваш глаз может различить, поэтому он выглядит непрерывным, но на самом деле искра формируется и гаснет с интервалами звуковой частоты.Этот метод модуляции известен как модуляция плотности импульсов (PDM) или модуляция с повторением импульсов (PRM).

Ток в первичной обмотке продолжает увеличиваться, пока мост приводится в движение. Важно сделать импульсы достаточно короткими, чтобы IGBT не перегревались. За один цикл ток на первичной обмотке за короткое время может достигать сотен ампер. Из-за тепловых причин максимальный рабочий цикл моста составляет примерно 10%. В прошивке прерывателя есть справочная таблица частот и времени включения, которые определяются эмпирически путем изменения ширины импульса и наблюдения за характеристиками искры.

FAQ по катушке Тесла

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

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

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

Катушки Тесла

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

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

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

Катушки

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

Катушка Тесла с искровым зазором (SGTC)

Катушки с искровым разрядником

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

Твердотельные катушки Тесла

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

Катушки однокомпонентные

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

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

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

Двухрезонансная твердотельная катушка Тесла (DRSSTC)

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

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

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

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

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

У

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

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

Катушка Тесла представляет собой множество опасностей, и соблюдение мер безопасности является абсолютной необходимостью. Опасности могут быть уменьшены, если быть осторожным работником, держать рабочее место вдали от беспорядка, носить защитные очки, когда плата находится под напряжением, обеспечивать разряд конденсаторов перед началом работы с платой, держать чувствительную электронику и легковоспламеняющиеся предметы подальше от катушки. когда он работает, и, как правило, хорошо осведомлен о работе и опасностях катушки Тесла.

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

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

История катушек Тесла

История катушек Тесла ИСТОРИЯ ТЕСЛА КАТУШКИ

---

Около 100 лет назад Никола Тесла изобрел свой «Тесла». Катушка ». Около 70 лет любители и инженеры строили свои катушки. Здесь вы можете спросить себя, почему? Что Неужели этим людям так нравится строить большой генератор молний? Что ж, возможно, лучший ответ на оба вопроса — это то, что они хотят иметь веселье с электричеством.Они хотят увидеть, насколько велики разряды их катушка может быть. Это похоже на любое другое хобби … с явно опасным элементом. Но давайте начнем с небольшой истории использования катушки Тесла. видел, начиная с предполагаемых приложений Николы Теслы.

Тесла изобрел свою катушку с целью передачи электричества. по воздуху. Он провел много исследований в этой области. Действительно он потратил большую часть своей карьеры он пытался добиться беспроводной связи. Его установка было просто.Он намеревался использовать несколько катушек, разбросанных по всему миру, для передачи электрическая энергия через землю. Где бы ни потребовалась сила, нужна только приемная катушка, чтобы преобразовать мощность в полезную форму. Тесла добился определенных успехов в этой области, но его инвесторы сочли это непрактичным и отказался поддерживать дальнейшие исследования.

Однако исследование беспроводной сети не было полным провалом. Тесла также использовал катушки, чтобы экспериментировать с радиопередачей. Действительно сегодня на в самом сердце каждого радио найдется схема, точно такая же, как и используемая в катушке Тесла.Основные принципы передачи информации по радиоволны не изменились со времен Теслы. Интересно отметить что, хотя Маркони широко известен как изобретатель радио, в 1943 г. Верховный суд США отменил Патент Маркони на радио, потому что работа Теслы предшествовала Маркони.

С течением времени заявления Теслы о катушке становились все более сенсационными. Он утверждал, что может использовать его для создания Лучей Смерти и других диких изобретения. Действительно, некоторые люди считают, что Тесла был ответственен за создание Tunguska Creater, используя катушку Colorado Springs.

Многие современные проекты Tesla Coil начинаются как школьные научные проекты. У строителей нет никаких реальных планов по созданию катушек, кроме что делает его более эффективным и лучшим, чем катушка следующего парня. Эти высокие змеевики школьного проекта часто не видят выставку за пределами строительной гараж. Некоторые люди, с другой стороны, строят большие катушки для демонстрации. целей и публичных выставок. Как упоминалось на «домашней» странице, многие у научных отделов есть катушка Тесла, потому что они производят впечатляющую демонстрацию многочисленных электрических законов.

Как вы уже догадались, большинство выставочных катушек не используется исключительно в академических целях. Когда вы видите хорошие электрические эффекты в фильмах, как, например, в фильмах Терминатор, спецэффекты Департамент использовал катушку Тесла. Более того, многие катушки используются в общественные места. На ум сразу приходят следующие: Горение Фестиваль Человека, Концерты Человека или Астромана и дома с привидениями.

Хотя большинство катушек используются только для развлечения, некоторые исследователи в области шаровой молнии часто используют мощные катушки Тесла для генерировать странное явление шаровой молнии.В частности, одно приложение проводил испытания топливных баков самолетов на электрическую устойчивость. Исследователь Используйте катушку для имитации удара молнии по летящему самолету.

Катушки Тесла используются не только в промышленности и в гаражах. можно найти в домах людей и на полках в универмагах. Плазменный шар, с которым знакомы многие люди, на самом деле является Tesla. Катушка. Недавно на коммерческий рынок вышла еще одна форма катушки Тесла. Он называется Люминглас.Он немного похож на плазменный шар, но он плоский и бывает нескольких разных цветов. Как с плазменными шарами можно прикоснуться к люмингласу и увидеть, как он направляет электричество на ваш палец чаевые. Обе эти коммерческие версии катушек Тесла полностью безопасны. в отличие от их гаражных аналогов.

ДОМ .