Частота катушки тесла: Резонансный трансформатор Тесла — больше не секрет

Содержание

Резонансный трансформатор Тесла — больше не секрет

Знакомство с трансформатором Н. Тесла.

Новомодный феномен резонансного трансформатора Николы Тесла возник не давно, а Интернет забит фотографиями и интригующими видеосъемками молний и коронарных разрядов.

Вспомним, что трансформатор первоначально был предназначен не для показательного выступления в цирке, а для передачи радиосигналов на далекие расстояния. В связи с этим предлагаю ознакомиться с его принципом работы и найти ему практическое применение.

Трансформатор Тесла состоит из двух основных частей, см. рис.1а;

1. Генерирующей части, состоящей из высоковольтного источника питания, накопительного конденсатора С1, разрядника и катушки связи L1. Частота генерации зависит от напряжения питания, емкости конденсатора С1, характеризующее время разряда, а так же промежутком между электродами разрядника;

2. Резонансной катушки индуктивности L2, заземления и сферы, см.

рис. 1а.

Если вглядеться в схему этого трансформатора внимательнее, то мы увидим известную схему последовательного колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности L2 с открытой емкостью С, образованной между сферой и землей. Это открытый колебательный контур, который был открыт Дж. К. Максвеллом.

Обратимся к классической теории принципа действия открытого колебательного контура:

Как известно колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора. Исследуем простейший колебательный контур, катушка которого состоит из одного витка, а конденсатор представляет собой две рядом расположенные металлические пластины. Подадим в разрыв индуктивности контура 1 переменное напряжение от генератора, см. рис.2а. В витке потечет переменный ток и создаст вокруг проводника магнитное поле. Это сможет подтвердить магнитный индикатор в виде витка, нагруженного лампочкой. Для того, что бы получить открытый колебательный контур, раздвинем пластины конденсатора.

Мы наблюдаем, что лампа индикатора магнитного поля продолжает гореть. Чтобы лучше понять, что происходит в данном опыте, смотри рис. 2а. По витку контура 1 течёт ток проводимости, который вокруг себя создает магнитное поле Н, а между пластинами конденсатора – равный ему, так называемый, ток смещения. Несмотря на то, что между пластинами конденсатора нет тока проводимости, опыт показывает, что ток смещения создаёт такое же магнитное поле, как и ток проводимости. Первым, кто об этом догадался, был великий английский физик Дж. К. Максвелл.

В 60-х годах 19-го столетия, формулируя систему уравнений для описания электромагнитных явлений, Дж. К. Максвелл столкнулся с тем, что уравнение для магнитного поля постоянного тока и уравнение сохранения электрических зарядов переменных полей (уравнение непрерывности) несовместимы. Чтобы устранить противоречие, Максвелл, не имея на то никаких экспериментальных данных, постулировал, что 

магнитное поле порождается не только движением зарядов, но и изменением электрического поля, подобно тому, как электрическое поле порождается не только зарядами, но и изменением магнитного поля. Величину где — электрическая индукция, которую он добавил к плотности тока проводимости, Максвелл назвал током смещения. У электромагнитной индукции появился магнитоэлектрический аналог, а уравнения поля обрели замечательную симметрию. Так, умозрительно был открыт один из фундаментальнейших законов природы, следствием которого является существование электромагнитных волн. В последствии Г.Герц опираясь на эту теорию доказал, что электромагнитное поле излучаемое электрическим вибратором равно полю излучаемое емкостным излучателем.

Раз так, убедимся еще раз, что происходит, когда закрытый колебательный контур превращается в открытый и как можно обнаружить электрическое поле Е ? Для этого рядом с колебательным контуром поместим индикатор электрического поля, это вибратор, в разрыв которого включена лампа накаливания, она пока не горит. Постепенно раскрываем контур, и мы наблюдаем, что лампа индикатора электрического поля загорается, рис. 2б. Электрическое поле теперь не сосредоточено между пластинами конденсатора, его силовые линии идут от одной пластины к другой через открытое пространство. Таким образом, мы имеем экспериментальное подтверждение утверждения Дж. К. Максвелла, что емкостной излучатель порождает электромагнитную волну. Никола Тесла обратил на этот факт внимание, что при помощи совсем не больших излучателей можно создать достаточно эффективный прибор для излучения электромагнитной волны. Так родился резонансный трансформатор Н. Тесла. Проверим и этот факт, для чего вновь рассмотрим назначение деталей трансформатора.

И так, сфера и заземление выполняют роль пластин открытого конденсатора. Геометрические размеры сферы и технические данные катушки индуктивности определяют частоту последовательного резонанса, которая должна совпадать с частотой генерации разрядника.

Иными словами, режим последовательного резонанса позволяет трансформатору Тесла достигать таких величин напряжений, что на поверхности сферы появляется коронарный разряд и даже молнии. Весь фокус состоит в том, что коэффициент трансформации резонансного трансформатора выше соотношения витков катушек L1/L2 и значительно выше, чем в трансформаторах с ферро сердечниками. Здесь индуктивность L2, сфера и заземление, представляют из себя открытый резонансный колебательный контур. Именно по этому трансформатор Тесла называется резонансным.

Рассмотрим работу трансформатора Тесла, как последовательный колебательный контур:

— Этот контур необходимо рассматривать как обычный LC – элемент, рис. 1а.б, а так же рис. 2а, где включены последовательно индуктивность L, открытый конденсатор С и сопротивление среды Rср. Угол сдвига фаз в последовательном колебательном контуре между напряжением и током равен нулю (φ=0), если ХL = — Хс, т.е. изменения тока и напряжения в нем происходят синфазно. Это явление называется резонансом напряжений (последовательным резонансом). Следует отметить, что при понижении частоты от резонанса, ток в контуре уменьшается, а резонанс тока несет емкостной характер. При дальнейшей расстройке контура и понижении тока на 0,707, его фаза смещается на 45 градусов. При расстройке контура вверх по частоте, он приобретает индуктивный характер. Это явление часто используют в фазоинверторах.

Если мы рассмотрим схему изображенную на рис. 3, то мы сможем предоставить простые расчеты, из которых видно, что напряжение на пластинах излучателя вычисляется исходя из добротности контура Q, которая реально может находиться в пределах 20 – 50 и много выше.

Где полоса пропускания определяется добротностью контура:

Δf=fo/Q;

Тогда напряжение на пластинах излучателя будет выглядеть согласно следующей формуле:

U2= Q * U1.

В таблице 1 расчетные данные приведены для частоты 7.0 МГц не случайно, это дает возможность любому желающему коротковолновику провести радиолюбительский эксперимент в эфире. Здесь входное напряжение U1 условно взято за 100 Вольт, а добротность за 26.

Таблица 1.

f ( МГц)

L (мкГн)

ХL (Ом)

C (пФ)

— Xc (Ом)

Δf (кГц)

Q

U 1/U 2 (В. )

7

30,4

1360

17

1340

270

26

100/2600

Напряжение U2 согласно расчетам составляет 2600В, что подтверждается практической работой трансформатора Тесла. Данное утверждение приемлемо в тех случаях, когда отсутствует изменение частоты или сопротивления нагрузки данного контура. В трансформаторе Н. Тесла оба фактора постоянны.

Полоса пропускания трансформатора Тесла зависит от нагрузки, т. е., чем выше связь открытого конденсатора С (сфера-земля) со средой, тем больше нагружен контур, тем шире его полоса пропускания. Тоже происходит с контуром, нагруженным активной нагрузкой. Таким образом, площадь пластин излучателя антенны определяет его емкость С и соответственно диктует ширину полосы пропускания. Тем не менее, здесь нужно понимать, что чрезмерное увеличение полосы пропускания за счет увеличения объема излучателей приведет к снижению добротности контура и соответственно приведет к уменьшению эффективности резонансного трансформатора и всего устройства в целом.

Подводя итог, мы приходим к выводу, что излучает не индуктивность трансформатора Тесла L2, а элементы открытого конденсатора (сфера-земля рис. 1а.) являющегося частью резонансной системы. Это емкостной излучатель с двумя полюсами, который создает вокруг себя мощное и концентрированное электромагнитное излучение. Трансформатор Тесла обладает особенностью накопления энергии, что характерно только последовательному LC – контуру, где суммарное выходное напряжение значительно превосходит входное, что наглядно видно из результатов таблицы. Данное свойство давно практикуют в промышленных радиоустройствах для повышения напряжения в устройствах с большим входным сопротивлением.

Таким образом, мы можем сделать следующий вывод:

Трансформатор Теслаэто высокодобротный последовательный колебательный контур, где сфера является открытым элементом, осуществляющим связь со средой. Индуктивность L является лишь закрытым элементом и резонансным трансформатором напряжения не участвующим в излучении.

Далее в тексте, будет удобно называть емкостной излучатель диполем Тесла. Это вполне справедливо, ведь «диполь» означает di(s) дважды +polos полюс, что исключительно применимо к двухполюсным конструкциям, каковым и является резонансный трансформатор Николы Тесла с емкостной двухполюсной нагрузкой.

Внимательно изучив цели построения резонансного трансформатора Николы Тесла, невольно приходишь к выводу, что он был предназначен для передачи энергии на расстояние, но эксперимент был прерван, а потомкам остается догадываться о истинной цели этого чуда, конца 19 и начала 20 века. Не случайно Никола Тесла в своих записях оставил следующее изречение: — «Пусть будущее рассудит и оценит каждого по его трудам и достижениям. Настоящее принадлежит им, будущее, ради которого я работаю, принадлежит мне».

Резонансные элементы любого контура можно изменять в разных пределах и как с ними поступишь, так они и поведут себя. Можно увеличить индуктивность в этой конструкции и получить на поверхности сферы стримеры, коронарные разряды и даже молнии. Можно увеличить емкость и в режиме резонанса напряжений добиться максимальной отдачи сбалансированного электромагнитного поля. И все же Тесла был прав, когда отказался от металлического сердечника внутри повышающей катушки, ведь он вносил потери в том месте, где зарождалась электромагнитная волна.

Автор статьи повторил конструкцию трансформатора Тесла на частоте 7МГц. Параметры индуктивности и емкости сильно разнились, но результаты экспериментов привели к единственно правильному условию, когда ХL= -Хс стали соответствовать табличным данным (табл. 1). Интересно то, что если уменьшать излучающую емкость, то для получения резонанса приходится увеличивать индуктивность. При этом, на краях излучателя и других неровностях, появляются стримеры (от англ. Streamer). Streamer, это тускло видимая, ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая полем диполя. Это и есть резонансный трансформатор Тесла, каким мы его привыкли видеть на просторах Интернета.

Проверка принципа действия диполя Тесла на практике.

Для проведения экспериментов с трансформатором Тесла над конструкцией не пришлось долго думать, здесь помог радиолюбительский опыт. В качестве излучателей вместо сферы и земли были взяты две гофрированные алюминиевые (вентиляционные) трубы диаметром 120мм и длиной по 250 мм. Удобство применения заключалось в том, что их можно растягивать или сжимать как витки катушки, тем самым, меняя емкость контура в целом и соответственно соотношение L/С. «Трубы – емкости» располагались горизонтально на бамбуковой палке с расстоянием 100мм. Катушка индуктивности L2 (30 мкГн) проводом 2 мм, была вынесена ниже оси цилиндров на 50 см. с тем, что бы не создавать вихревых токов в сфере излучателей. Еще лучше будет, если катушку вынести за один из излучателей, располагая ее на одной оси с ними, где эл. магнитное поле минимально и имеет форму «пустой воронки». Катушка связи L1 (1 виток, 2мм), обеспечивала связь с трансивером мощностью 40 вт. Образованный, этими элементами колебательный контур был настроен в режиме последовательного резонанса, где было соблюдено правило, а именно ХL = -Хс. Катушкой L1, соответственно было настроено согласование импровизированного диполя Тесла с фидером 50 Ом. Фидер длиной 5 метров для чистоты эксперимента был обеспечен с обоих сторон ферритовыми фильтрами.

Для сравнения испытывалось три антенны:

  1. диполь Тесла (L= 0.7м, КСВ=1,1),
  2. разрезной укороченный диполь Герца (L = 2х0,7м, удлинительная катушка, фидер 5 метров защищенный ферритовыми фильтрами КСВ=1,0),
  3. горизонтальный полуволновой диполь Герца (L = 19,3м, фидер защищен ферритовыми фильтрами КСВ=1,05).

На расстоянии 3 км. в черте города был включен передатчик с постоянной несущей сигнала.

Диполь Тесла (7 МГц) и укороченный диполь с удлиняющей катушкой, по очереди размещались возле кирпичного здания на расстоянии всего 2 метра, и на момент эксперимента находились в равных условиях на высоте (10-11м).

В режиме приема диполь Тесла превосходил укороченный диполь Герца на 2-3 балла (12-20 дБ) по шкале S-метра трансивера и более.

За тем вывешивался, за ранее настроенный, полуволновый диполь Герца. Высота подвеса 10-11 м. на расстоянии от стен в 15-20м.

По усилению диполь Тесла уступал полуволновому диполю Герца примерно на 1 балл (6-8дБ). Диаграммы направленности всех антенн совпадали. Стоит отметить, что полуволновый диполь был размещен не в идеальных условиях, а практика построения диполя Тесла требует новых навыков. Все антенны находились внутри двора (четыре здания), как в экранированном котле.

Общие выводы.

Рассматриваемый диполь Тесла на практике работает почти как полноценный полуволновый диполь Герца, он подчиняется принципам двойственности, что не идет в разрез с теорией антенн. Не смотря на свои сверх — малые размеры (0,01- 0,02λ), диполь Тесла осуществляет связь с пространством в виде емкостных пластин, сферы, цилиндров и пр.. Напряжение и ток в момент последовательного резонанса синфазны. Соответственно создают в пространстве, вокруг излучателя, синфазное поле Е и поле Н, что приводит к размышлению о том, что поле диполя Тесла в пределах излучателей уже сформировано и имеет «мини-сферу». Следует вспомнить, что у диполя Герца сферой считается то место, где поле Е и поле Н находятся в фазе, а именно на расстоянии 2-3 длины волны. Таким образом, диполь Тесла имеет все основания для практических экспериментов в радиолюбительской службе в диапазонах коротких, средних и особенно длинных волн. Думаю, что любителям длинноволновой связи (137кГц) стоит обратить на этот эксперимент особое внимание. Здесь имеется огромный потенциал проявить свою смекалку в усовершенствовании емкостного излучателя и подтвердить высказывание Г. Герца в том, что уровень излучения емкостного излучателя равен уровню излучения электрического диполя.

Примечание: Диполь Тесла относится к емкостным излучателям, не путать с полуволновым диполем Герца. Принципы их действия разнятся как, «водоплавающие от наземных», как катер от автомобиля, — мотор один, а движители разные.

UA9LBG. Сушко С.А.


Комментарии

Отзывы читателей — Скажите свое мнение!

Оставьте свое мнение


Отзывы читателей — Скажите свое мнение!

Катушка Тесла с длиной искрового разряда 30 см – ЧАСТЬ 2

Начальные сведения о простой в изготовлении катушке Тесла

На схеме рис. 14.2 показан повышающий трансформатор, вырабатывающий высокое напряжение 6500 В, 23 мА от первичной сети 115 В переменного тока. Такая комбинация тока и напряжения может вызвать болезненный шок. Конструктор должен относиться к работе с соответствующей осторожностью, как и при работе с силовой сетью 115 В переменного тока. Если есть сомнения, проконсультируйтесь с кем-нибудь имеющим опыт в использовании оборудования такого рода. Можно получить консультацию на сайте нашей фирмы (адрес дан в предисловии и много раз цитировался по тексту книги). Всегда соблюдайте правила безопасности.

Устройство также вырабатывает озон, поэтому помещение, где проводится эксперимент, необходимо периодически проветривать. Не работайте с устройством слишком долго. Период времени в 30 с за 1 раз достаточен для любой демонстрации. Избегайте смотреть на искровой разрядник – это все равно что смотреть на солнце в летний день, используйте надежную защиту от яркого света, например, надевайте специальные защитные очки, поскольку в широком спектре излучения света находится и ультрафиолетовый свет, опасный для сетчатки глаз.

1отовое устройство может развивать напряжение до 250000 В и выше (это напряжение постоянного тока, необходимое для обеспечения дуги, которую позволяет получить данная модель катушки Тесла). Это может привести к тому, что при внесении в переменное электромагнитное поле высокой частоты, создаваемое катушкой Тесла, газоразрядной лампы, она (газоразрядная лампа),

Рис. » тайна – токи высоких частот при высоких напряжениях безопасны. Токи ультравысоких частот (УВЧ) нашли свое применение при лечении различных заболеваний, в частности опорно-двигательного аппарата.

Принцип работы устройства

Устройство, показанное на рис. 14.3, состоит из первичной LP1 и вторичной LSI катушек. Катушка LSI содержит около 500 витков, намотанных на каркас с толстыми и прочными стенками из поливинилхлорида (PVC) длиной 43,2 см. Она обладает собственной резонансной частотой, определяемой индуктивностью и емкостью, обычно около 500 кГц. Первичная цепь состоит из запускающей

Рис. 14.3. Чертеж готовой катушки Тесла в изометрии, вид сзади

катушки LP1 и конденсатора С1 и приводится в работу импульсом искрового разрядника SGAP1. Первичная цепь также имеет собственную резонансную частоту, для достижения максимальной эффективности она должна равняться резонансной частоте вторичной цепи. Можно добиться резонанса на немного отличной от него частоте, но выходное напряжение во вторичном контуре будет намного меньше, чем при настройке на резонанс. Как уже говорилось ранее, выходное напряжение устройства зависит от коэффициента трансформации Q, и чем больше намотано витков вторичной обмотки, тем выше выходное напряжение.

Первичная катушка имеет регулируемый отвод, который позволяет проводить тонкую настройку. Нужно заметить, что для изменения резонансной точки вторичной катушки нужно добавить к собственной емкости катушки совсем немного дополнительной емкости. Даже изменения в выходном терминале потребуют перенастройки отвода.

Трансформатор Т1 вырабатывает необходимое высокое напряжение из пер вичного 115В. Оно составляет 6500 В при 20 мА тока (более мощный трансформатор даст большее выходное напряжение, но может повредить другие компоненты схемы). От этого напряжения через высокочастотный дроссель RFC1 заряжается первичный резонансный «резервуар» – конденсатор С1 – до напряжения, когда запустится искровой разрядник SGAP1, вызывающий импульс тока через первичную индуктивность LP1, и в первичном контуре C1-LP1 возникнут колебания. Выходное напряжение вторичной катушки LSI приблизительно соответствует первичному напряжению Vp, умноженному на С1 /С2, где С1 равно первичной емкости, Vp равняется напряжению разряда искрового разрядника, а С2 равно собственной емкости вторичной катушки (обычно достаточно малой). Другой способ выражения этого соотношения заключается в том, что выходное напряжение зависит от входного запускающего напряжения, умноженного на коэффициент трансформации Q. Описание некоторых особенностей катушки Тесла можно найти на сайте www.amasingl.com.

Порядок сборки устройство

Имейте в виду, что указанное расположение деталей нужно точно соблюдать только там, где указаны реальные размеры. В остальных случаях примеряйте компоненты, как показано на рисунках, и используйте свои варианты для их размещения. Кроме того, замена вами компонентов на другие (не из спецификации) может привести к улучшению или ухудшению характеристик устройства. Автор не дает никаких гарантий при применении компонентов с другими номиналами или других типов, кроме приведенных в спецификации.

1. Соберите субсборку второй катушки LSI, как показано на рис. 14.4.

Собранная катушка будет иметь резонансную частоту 500-600 кГц без подключения выходного терминала – искрового разрядника. При добавлении терминала частота значительно уменьшается, в большей или меньшей степени изменяясь в зависимости от его формы.

Рис. 14.4. Вторичная обмотка катушки Тесла

[1] Соберите сборки высокочастотного дросселя RFC1 и изготовьте скобу

конденсатора СВКТ1, как показано на рис. 14.5. Просверлите два неболь

ших отверстия для соединительных проводов длиной 10 см. Ровно и

плотно (виток к витку) намотайте 40-50 витков магнитного провода #26.

Рис. 14.5. Скоба для крышки СВКТ1 и сборка высокочастотного дросселя RFC1

Источник: Яннини Б. Я62 Удивительные электронные устройства / Боб Яннини; пер. с англ. С. О. Ма- харадзе. – М.: НТ Пресс, 2008. – 400 с.: ил. – (Электроника для начинающего гения)

Строим трансформатор Теслы на дому

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

Сборка

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

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

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

Благородные цели

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

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

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

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

Особенности катушки Тесла

Никола Тесла – изобретатель, чьи достижения активно применяются в сферах электроэнергетики, военного дела, промышленности и медицины. Катушка Тесла получила известность и востребованность по всему миру. В 1896 году на это изобретение был оформлен первый патент. Аппарат зарегистрировали как устройство для образования электрического тока высокого потенциала и частоты.

Катушка Тесла детям – виды и особенности

Выделяются следующие типы трансформаторов:

  • SGTC. Система функционирует с применением искрового разряда. Классическое устройство использовал сам изобретатель. Разрядник изготавливается в форме пары отрезков толстого проводника, расположенных на определенном расстоянии друг от друга.
  • VTTC. Работа катушки тесла построена на основе электронной лампы, выступающей в роли коммутирующего элемента.
  • SSTC. В схеме катушки тесло находится полупроводниковый элемент. Транзистор функционирует непрерывно.
  • DRSSTC. Трансформатор с двумя контурами резонанса. В качестве ключей применяют полупроводниковые компоненты. Сложная конструкция участвует в создании впечатляющих эффектов. Система предполагает многоэтапную настройку и управление.

Виды эффектов от катушки

В ламповых трансформаторах образуется дуговой разряд. Свечение воздушных ионов в электрополе именуется коронным разрядом. Вокруг элемента возникает приятное голубоватое свечение.

Светящиеся разветвляющиеся каналы в поле трансформатора высокого напряжения называют стримерами. Они возникают в результате ионизации воздуха. Действие катушки вызывает треск тока.

В качестве сфер применения, где извлекается польза из такого изобретения:

  • Генерация разрядов, для изучения токов высокой частоты.
  • Создание электромагнитного поля, для выявления утечек в производствах
  • Организация эффектных шоу-программ.
  • Оздоравливающее и тонизирующее влияние на кожные покровы. При воздействии токами низкой частоты.
  • Оперативное выведение из строя электронной техники. Приборы вызывают порчу микросхем и транзисторов.
  • Ионизация газоразрядных ламп.

Трансформатор Тесла — определение

Первичный контур, подпитываясь от источника электроэнергии, генерирует электромагнитные колебания высокой частоты, которые зависят от параметров L и С. Во вторичном контуре наводится ЭДС индукции такой же частоты, но с более высокой амплитудой напряжения.

Классическая схема трансформатора представлена на рисунке. Здесь первичный колебательный контур состоит из индуктивности, или первичной обмотки, последовательно с которой включена ёмкость, или конденсатор, и параллельно — нелинейный элемент, или разрядник. Индуктивностью вторичного контура является вторичная обмотка, а ёмкость образуется из межвитковой ёмкости само́й обмотки в комплексе с ёмкостью выходного элемента.

Работа трансформатора Тесла проходит в импульсном режиме. Конденсатор первичного контура заряжается током высокого напряжения от внешнего источника питания через низкочастотный трансформатор. Величина этого напряжения ограничивается пробойным напряжением разрядника и в разных схемах может варьироваться в пределах 2-20 кВ.

При пробое искрового промежутка разрядника цепь первичного колебательного контура замкнётся и останется на некоторое время замкнутой через ионизированный газ разрядника, что вызовет затухающие в. ч. колебания в контуре. Резонансные колебания во вторичном контуре вызовут кратное увеличение напряжения на его выходе, которое может достигать миллионов вольт. При разряде конденсатора первичного контура колебательный процесс прекращается до следующей зарядки, после чего цикл повторяется.

К настоящему времени существуют несколько схем возбуждения в.ч. колебаний в трансформаторах Тесла:

  • SGTC – схемы на газовом искровом разряднике;
  • VTTC – схемы на мощных генераторных электронных лампах;
  • SSTC – схемы на мощных полевых транзисторах;
  • DRSSTC – ключевые схемы на биполярных и полевых транзисторах, и т.д.

Применение ТТ нашли не только для красивых развлекательных шоу с яркими многометровыми электрическими разрядами, но и для практического использования. Никола Тесла использовал своё изобретение для телеуправления механизмами, передачи на небольшие расстояния информации и энергии. В начале прошлого века ТТ использовался в медицине для физиотерапевтических процедур. В настоящее время катушки зажигания автомобилей являются одной из модификаций трансформатора Тесла. В средствах неразрушающего контроля широко применяются импульсные рентгеновские аппараты, где импульсное анодное напряжение вырабатывается ТТ, в котором вторичный колебательный контур дополнен выходной «ударной» ёмкостью и разрядником-обострителем. Такой трансформатор выдаёт импульсы напряжением 200-300 кВ.

Схема SGTC трансформатора Тесла

Подробности
Категория: Высоковольтные устройства
Опубликовано 22.07.2015 11:17
Автор: Admin
Просмотров: 5156

Трансформатор Тесла, или как ее еще называют  катушкой Теслы — это резонансный трансформатор который предназначен для генерации напряжения высокого потенциала и частоты.

В зависимости от принципа действия и схемы генератора высокой частоты существуют несколько разновидностей трансформатора Теслы.

SGTC (Spark Gap Tesla Coil) 

Класическая катушка, генератор в данной схеме работает при помощи искрового промежутка (разрядника). Такой трансформатор является самым распространенным, в свое время Никола Тесла пользовался именно таким трансформатором. Именно такой тип трансформатора генерирует самые длинные разряды (стримеры).

Кажущаяся на первый взгляд простота схемы может доставить довольно много проблем с правильным подбором деталей. 

Классическая схема SGTC трансформатора Тесла

 

Батарея конденсаторов MMC собирается из конденсаторов типа К78-2, суммарная емкость такой батареи должны быть в интервале от 40 до 100 нФ.

Первичная обмотка катушки состоит из 4-10 витков толстого медного провода или медной трубки, на мой взгляд лучше брать сплошную медную проволоку т.к. сопротивление в таком случае будет минимальным. По конструкции, первичную катушку можно сделать цилиндрической, вертикальной или конической. Конденсатор и первичная обмотка образуют последовательный колебательный контур.

Варианты исполнения первичной обмотки

Вторичная обмотка содержит число витков от 400 до 1000. Один конец катушки необходимо заземлить, а второй подключается к тору. Тор выполен из обычной строительной вентиляционной гофры. Тор выполняет роль конденсатора и также вместе с катушкой образует воторой колебательный контур. Для наилучшего эффекта нужно стремится чтобы резонансная частота второго контура совпадала с частотой первичного контура. Только при выполнении этого условия получается максимальная длина разрядов. Подбор частоты резонанса первичного контура осуществляется при помощи подбора номинала батареии конденсаторов MMC. 

На вход необходимо подать напряжение порядка 2-3 кВ, для этих целей отлично подойдет мощный МОТ трансформатор из микроволновой печи. Два дросселя и входной конденсатор образуют фильтр. Электрический ток заряжает конденсаторы до тех пор пока в разряднике не проскачет разряд, в результате во втором контуре создаться значителтный ток достаточный для генерации во второчиной обмотке разрядка(стриммера). 

С МОТ трансформатора напряжение через фильтр высоких частот собранного из 2-х катушек и конденсатора поступает на вход первого колебательного контура. Этот фильтр можно и не устанавливать, трансформатор Тесла будет отлично работать и без него.

Лично на мой взгляд такая схема не дает регулировать и эксперементировать с различными значениями частот. Частота разряда стримера в этой схеме зависит от того как часто проскакивает искра в разряднике. Отрегулировать частоту можно либо регилирую зазор междку электродами разрядника либо изменяя емкость конденсаторной батереи, менять эти в параметры в процессе работы не то что не возможно а очень опасно — шибанет так что мало не покажится)

Видео работы SGTC трансформатора Тесла

  • < Назад
  • Вперёд >
Добавить комментарий

Page not found — engineersaround

Unfortunately the page you’re looking doesn’t exist (anymore) or there was an error in the link you followed or typed. This way to the home page.


Blog

  • 02/12/2020 — Объективная журналистика от Лукпана или нефтяной ад Казахстана
  • 06/23/2019 — Арифметика от «эксперта» — АЭС дорогое зло
  • 04/26/2019 — Пожарная GSM сигнализация своими руками
  • 04/14/2019 — АЭС в Казахстане
  • 02/01/2019 — LinkеdIn — ярмарка тщеславия в рассаднике аферистов
  • 11/18/2018 — Как собрать с лохов МНОГОДЕНЕГ [kickstarter]
  • 11/08/2018 — Не успели приехать или опоздали вызвать? — трагедия в Актобе
  • 10/21/2018 — Белград [фотоотчет]
  • 10/21/2018 — Музей Николы Тесла в Белграде [Фотоотчет]
  • 09/02/2018 — Книга знаний [ВНИМАНИЕ СЕКТА]
  • 08/30/2018 — Красный дракон не спит — анатомия казахской синофобии
  • 03/15/2018 — Elev8 панацея от всего или очередной лохотрон?
  • 03/05/2018 — Будущее робототехники — образ робота
  • 01/15/2018 — Спасти ассистента Деймоса
  • 12/27/2017 — Как собрать 120 000 фунтов £ из говна и палок? Стартап!
  • 11/13/2017 — Высокотехнологичные стартапы или почем опиум для народа
  • 10/19/2017 — Дом у моста — История на конкурс «Самый страшный рассказ для Хэллоуина»
  • 09/29/2017 — Скрепы святого Илона — полет на Марс
  • 09/07/2017 — Список видео-фэйков о геноциде в Мьянме (+18)
  • 09/04/2017 — Геноцид мусульман в Мьянме — или как они делают фэйки (+18)
  • 09/01/2017 — Конституционно пострадавший парус
  • 08/28/2017 — Живительный Озон и разного рода озонаторы [миф]
  • 08/09/2017 — Спутник Маяк
  • 05/29/2017 — Где казахстанские ученые?
  • 05/27/2017 — Первый крестовый поход
  • 05/27/2017 — Качера на биполярных транзисторах
  • 05/01/2017 — Вот такие бл**ь дела. ..
  • 04/06/2017 — Вспомним детство [Дэнди]
  • 04/01/2017 — 1-Апреля и Казахстанская Математика
  • 03/27/2017 — Дело «Берёзовских» — или натертые позвонки инвестора
  • 03/26/2017 — Луну не проведешь, не обманешь
  • 03/25/2017 — Новый робот Илона Маска
  • 03/14/2017 — Iter Victoria [Путь Виктории] книга
  • 03/13/2017 — Хаплохромис
  • 03/10/2017 — «Iter Victoria» Анонс на книгу в жанре hard sci fi
  • 02/08/2017 — Экзопланеты  — будущий дом человечества
  • 01/30/2017 — Нефтяные страсти или история про Славика
  • 01/28/2017 — Российские гопники против пришельцев
  • 01/18/2017 — По стопам Ортодокса — Актобе
  • 01/08/2017 — TESLA 120 — Безопасный трансформатор-игрушка для дома
  • 12/25/2016 — Спектральный анализ [ОбзорЧик]
  • 12/25/2016 — Трагедия над Черным морем.
  • 12/11/2016 — Фукусимские истории #2: Где рванет дальше? Реактор на внешнем источнике нейтронов.
  • 12/05/2016 — Наши плагиат-звезды
  • 10/11/2016 — Фукусимские истории
  • 10/05/2016 — На дне Казахстанской системы образования
  • 10/03/2016 — Глубоководный горизонт — [ОбзорЧик]
  • 09/26/2016 — Что если завтра война
  • 09/25/2016 — Я всегда знал, что любители Iphonе, редкие. … [(-:]
  • 09/22/2016 — Астрология — взгляд под другим углом
  • 09/21/2016 — ТБшник — это не профессия, а состояние души
  • 09/17/2016 — Песнь великой воли
  • 09/07/2016 — Поднятый указательный палец вверх — жест
  • 09/06/2016 — Разборки в Екатеринбурге — вопиющий случай
  • 09/05/2016 — Где читать новости науки?
  • 08/28/2016 — Оренбург — отчет без фото
  • 08/08/2016 — Архитектура утопий или человеческий самообман
  • 07/29/2016 — Жертвы маркетинга
  • 07/28/2016 — Новый тренд деградантов в физике — Земля плоская!!!
  • 07/21/2016 — Кого послать на нхй?
  • 07/19/2016 — Провал силовиков? Давайте разбираться
  • 06/24/2016 — 30 километров [фотоотчет]
  • 05/31/2016 — Марсианская одиссея [ОбзорЧик +16]
  • 05/21/2016 — 21-Мая, Нунчаки, Аблязов и прочий цирк под соусом земельного аукциона.
  • 04/22/2016 — Сдай жетон и пистолет [11 лет позади]
  • 04/16/2016 — Пропаганда  не выдерживающая критики
  • 04/14/2016 — SpaceX vs Roskosmos [текст]
  • 04/09/2016 — Прорывные технологии Остапа #2
  • 03/18/2016 — LabOrder#7 Что такое Аура — эксперимент проверка [часть#1]
  • 03/16/2016 — Величайшее открытие как величайшее заблуждение (БВ)
  • 02/25/2016 — Гравитационные волны двинули салатницу на кухне — сенсация!
  • 02/12/2016 — ИсКуйство — Формирование имиджа СССР 
  • 02/06/2016 — Facebook как система глобального шпионажа [эксперимент]
  • 01/21/2016 — Нет позорнее картины на свете, чем ученный сжигающий свои труды
  • 01/20/2016 — Обвал цен на нефть как явление изменения энергетической политики человечества
  • 01/17/2016 — Время собирать камни #1
  • 01/17/2016 — Встреча с Брюсом Ли, Мухаммедом Али, и многими другими [Тюссо]
  • 01/15/2016 — Черви — динозавры и уровень компетентности казахстанских кадров
  • 01/05/2016 — ЭКО ТАКСИ  — где тут экология и где тут экономия?
  • 12/20/2015 — Тайский гриль или почему наши рестораны не берут пример?
  • 12/06/2015 — Низко летающие ласточки к дождю. [Почему?]
  • 11/30/2015 — Природа не знает национальности
  • 11/27/2015 — Кто вы, господин Касенов?
  • 11/17/2015 — Кто нам поможет в случае «провала»?
  • 11/15/2015 — Как я стал свидетелем «Свидетеля Иеговы»
  • 11/09/2015 — Марсианин [Обзорчик]
  • 10/28/2015 — Поток
  • 10/19/2015 — Командная работа эффективна [МИФ]
  • 10/14/2015 — Анализ видео записи с камеры наблюдения [Ботагоз Жуманова]
  • 09/30/2015 — 15 Взрывов в один день — Китай 
  • 09/25/2015 — Религия VS Наука
  • 09/23/2015 — Фрейдовы истории 
  • 09/09/2015 — Кооператив «рейтингодрочеров» и Топ блогеров от автора
  • 09/09/2015 — Кофе для бодрости [МИФ]
  • 09/08/2015 — Ликбез по камуфляжу — [G-git returns]
  • 09/08/2015 — Сравнение цен на топливо Казахстан — США
  • 09/07/2015 — По стопам e-gov — поход в налоговую Актобе
  • 09/07/2015 — Хроники коричневого пути — Заграница нам поможет
  • 09/03/2015 — Воины Саламандры
  • 09/01/2015 — Кто взрывает Китай? [техразбор]
  • 08/30/2015 — Борьба с прямотоком — Хотелось бы спросить юристов сайта.
  • 08/30/2015 — Очередной поход в ТИР — пара слов о КСО.
  • 08/26/2015 — Ковальский, Выводы?  — Наши молодые врачи бесполезны сэр!
  • 08/19/2015 — Анализ резюме
  • 08/18/2015 — Первый пошел [Анатомия очереди]
  • 08/17/2015 — Давать ли деньги в долг?
  • 08/17/2015 — Как раскачивают Таиланд
  • 08/13/2015 — На кого идти учится?
  • 08/12/2015 — Окна смерти
  • 08/12/2015 — 7 книг для РеаЛьногО саморазвития или как потратить время в дороге не в пустую
  • 08/11/2015 — Очистка генофонда или премия Дарвина?
  • 08/11/2015 — Непонимание смысла VS слепая вера
  • 07/31/2015 — Неизвестное миру еще одно «Исламское Государство»
  • 07/30/2015 — Мое знакомство с Айрган [сейсмика]
  • 07/30/2015 — Необъяснимые взрывы и платиновый метеорит [Гипотеза Ларина]
  • 07/25/2015 — Презентация систем проекта «CHRUST-2BD»
  • 07/24/2015 — Где сегодня мечтатели?
  • 07/21/2015 — Астрокриминальный анализ 
  • 07/19/2015 — Умные игрушки для детей #1 [Воздушный змей]
  • 07/17/2015 — Ангел хранитель виртуоз или 7 случаев которые могли стоить мне жизни.
  • 07/14/2015 — Премия «Гарри Гудини» по борьбе с лженаукой
  • 07/13/2015 — Чтение как инструмент саморазвития и пользы.
  • 07/13/2015 — О «Вата» патриотизме
  • 07/12/2015 — Зависимость циклов жизни у пауков [наблюдения]
  • 07/11/2015 — Новая область или совпадение? Часть#1
  • 07/09/2015 — Жеребьевка в армию
  • 07/02/2015 — Нет исторических памятников? Ха! Ща Построим!
  • 06/29/2015 — Связь с подводной лодкой [G-git vs Tesla]
  • 06/18/2015 — ННБ-шник.
  • 06/18/2015 — Дороги [Интервью с Садырбеком Абрамовичем]
  • 06/17/2015 — Марсианин [AddВангОбзор]
  • 06/12/2015 — У настоящего атеиста, нет цели в жизни и нет страха перед смертью — протоиерей
  • 06/10/2015 — Шлемы Скафандров в современной фантастике.
  • 06/09/2015 — Марсианин [ВанГОбзорЧик]
  • 06/01/2015 — Культурный вброс
  • 05/27/2015 — Дом
  • 05/26/2015 — Меткий протон и хитрый план антилоп.
  • 05/23/2015 — По правилам жанра научной фантастики
  • 05/21/2015 — В мире есть две бесконечные вещи, вселенная и блядство.
  • 05/12/2015 — О звезде и полумесяце 
  • 04/19/2015 — Борьба с травматами и пара слов о КСО
  • 04/19/2015 — 47 млн тенге что бы узнать погоду на Марсе
  • 04/16/2015 — Серпом по колоску национализма или мечты Казахстанского инженера.
  • 04/13/2015 — Страсти о ВОВ или охота на ведьм
  • 04/13/2015 — Благодатный огонь или многовековой обман
  • 03/23/2015 — Табачная клизма как пример устройства общества в будущем
  • 03/23/2015 — Глухое поколение 
  • 03/22/2015 — Прячем Радар и пиздим про морковку [МИФ]
  • 03/16/2015 — Оккупант против Цивилизатора 
  • 03/13/2015 — Катастрофа
  • 03/09/2015 — Наивность и техника безопасности
  • 03/06/2015 — Все мы скоро станем звездами
  • 02/26/2015 — Хамство у нас в крови [о воде]
  • 02/24/2015 — Для полноты картины [совет]
  • 02/20/2015 — Не получается хаить? Хвали! [G-git]
  • 02/14/2015 — Когда начнут отстреливать байкеров?
  • 02/06/2015 — Ужасные смайлики [LINE]
  • 02/01/2015 — Насекомое или Нечто? [Расчет на коленке]
  • 01/29/2015 — Человек из глины — Не прав ваш этот, Дарвин!
  • 01/27/2015 — Коллективный альтруизм как залог будущего процветания государства.
  • 01/26/2015 — Время требует быть обезьяной
  • 01/26/2015 — Да ладно, накрасится..
  • 01/19/2015 — Сверхъестественное по законам физики
  • 01/16/2015 — Письмо из Рая
  • 01/15/2015 — Письмо в Рай 
  • 01/09/2015 — Инструкция для чайника [YVISION]
  • 01/08/2015 — Миссия: убить художников [за пророка!]
  • 01/02/2015 — Дурак [ОбзорЧик]
  • 12/31/2014 — Туберкулез, современные проблемы и революционные решения
  • 12/30/2014 — Мусорный город [расчет на коленке]
  • 12/30/2014 — Курение кальяна безопасно [МИФ]
  • 12/29/2014 — Оставленные [ОбзорЧик+]
  • 12/25/2014 — Секрет долголетия
  • 12/10/2014 — Путевка в Барханы
  • 12/09/2014 — Сообщество экспертов [G-git]
  • 12/09/2014 —  Фантом СССР
  • 11/30/2014 — Тухлая показуха
  • 11/26/2014 — Хаплокромис по русски
  • 11/25/2014 — Кто сеет панику? [Судьба А.П.Никонова]
  • 11/24/2014 — Казахстанские изобретатели.
  • 11/23/2014 — ГолоЗвезды
  • 11/04/2014 — Я агностик
  • 11/04/2014 — Пенопластовый метеорит VS Британские ученные
  • 11/04/2014 — Еще одно <10-Февраля?> Вопрос в том только когда.
  • 11/03/2014 — Патриотизм
  • 11/02/2014 — Мутная вода Каргалы [Тамирлан Сандыбаев]
  • 11/01/2014 — Как будет протекать III мировая война [выводы]
  • 11/01/2014 — Забытая и заброшенная альтернатива.
  • 10/30/2014 — На каких тяжелых наркотиках сидят жители 404?
  • 10/28/2014 — Посадка на комету [Розетта]
  • 10/26/2014 — Не гладь собаку, мусульманин [Малайзия]
  • 10/23/2014 — Опасный и безответственный туризм [Таиланд]
  • 10/21/2014 — По мотивам одной книги [студенты]
  • 10/20/2014 — Немного о погонах, званиях и форме ВС.
  • 10/18/2014 — Люблю наручные часы [о полезном]
  • 10/17/2014 — Мое Авто — моя ласточка [тренд]
  • 10/15/2014 — О чем вы все @#&! говорите..?
  • 10/14/2014 — О ситуации в Мире, простыми словами [Стариков]
  • 10/14/2014 — Я преклоняюсь..
  • 10/11/2014 — Редкие наскальные рисунки.
  • 10/10/2014 — Парниковый эффект [МИФ]
  • 10/10/2014 — Жить в лесу в 21 веке 
  • 10/09/2014 — Непонял, а где 13-тый этаж?!
  • 10/08/2014 — Шары на проводах ЛЭП [загадка]
  • 10/07/2014 — Великий эквалайзер [ОбзорЧик]
  • 10/07/2014 — Одно лето — одна жизнь [каракурт]
  • 10/07/2014 — Азбука Морзе
  • 10/07/2014 — Как образуется иерархия [эксперимент]
  • 10/07/2014 — Чайлдфри [бомба замедленного действия]
  • 10/07/2014 — Религиозные фокусы [шарлатанство]
  • 10/07/2014 — Androzic [тест драйв]
  • 10/07/2014 — Огонь БЕЗ зажигалки [battery fire challenge]
  • 10/07/2014 — А ваши друзья вас удивляют?
  • 10/07/2014 — О красоте, о законах, о жизни «белого» человека [Выводы]
  • 10/07/2014 — Опасная мелочь [Пожарное дело]
  • 10/03/2014 — Надя, Вера, Люба.
  • 10/03/2014 — Открывать ли дверь полиции?
  • 10/02/2014 — Акция поощрения или проделки спецслужб [5 минутное расследование]
  • 10/01/2014 — Гравиплан Гребенникова [фантастики пост]
  • 10/01/2014 — Не далеко до красной книги [к спору о языках]
  • 09/25/2014 — Фильм Машина [ОбзорЧик]
  • 09/22/2014 — Сигнализация для дома своими руками
  • 09/06/2014 — Солнечные батареи [о пользе и экономии]
  • 09/06/2014 — Ужасы канала TiJi и CartoonNetwork [современные мультфильмы]
  • 08/29/2014 — Венера [Второй шарик от Солнца]
  • 08/28/2014 — Избави нас от лукавого [ОбзорЧик]
  • 08/26/2014 — Нунчаку [Удивительное оружие]
  • 08/26/2014 — Природа гравитации [Будущее]
  • 08/25/2014 — Полет на Красную планету [Будущее]
  • 08/22/2014 — Красное Небо [Не миф]
  • 08/14/2014 — Путешествие в вагоне №13 [Казахстан Темир Жолы]
  • 07/29/2014 — Вызов скорой помощи [Контрольный среЗ]
  • 07/27/2014 — Планета обезьян 2014 [Обзорчик]
  • 07/26/2014 — Наши очереди [унылости пост]
  • 07/18/2014 — Эко-мобиль. Будущее. [вечные некомпетентные споры]
  • 07/17/2014 — Украина [результаты]
  • 07/05/2014 — 300 Спартанцев II [ОБЗОРЧИК]
  • 07/04/2014 — Остановка подумать.
  • 06/30/2014 — Опасный сероводород [МИФ]
  • 06/30/2014 — СонгКран
  • 06/30/2014 — Миф о хрупкости озонового слоя [МИФ]
  • 06/30/2014 — Окулус [ОБЗОРЧИК]
  • 06/30/2014 — Амазонки сценарий вторжения
  • 06/30/2014 — Деструктивный механизм в образовании
  • 06/30/2014 — Сигарета под микроскопом
  • 06/30/2014 — Мое Авто
  • 06/30/2014 — Шуба да шапка
  • 06/30/2014 — Опасная такая радиация
  • 06/30/2014 — Таблетка
  • 06/30/2014 — Можно идти в разведку
  • 06/30/2014 — Проект Мини кухня
  • 06/30/2014 — Женщина Инженер
  • 06/30/2014 — Стереотип о диабете [МИФ]
  • 06/30/2014 — Гравитация [ОБЗОРЧИК]
  • 06/30/2014 — Искусство и Творчество
  • 06/30/2014 — Второй прыжок — второе рождение
  • 06/27/2014 — Инкогнито в соцсети
  • 06/27/2014 — Креатократия [Власть Инженеров]

Измерение резонансной частоты вторичной катушки

Введение

Знание резонансной частоты вашей вторичной катушки — важный первый шаг в первоначальной эксплуатации вашей самодельной катушки Тесла. Это наряду с знанием профиля резонансной частоты вашей первичной цепи позволяет вам найти хорошую отправную точку настройки для вашей катушки Тесла. Кроме того, я должен упомянуть, что этот метод, безусловно, не единственный способ выполнить это измерение, но это метод, который я использую с моими собственными катушками Тесла, и я считаю его простым и точным.

Теория испытания

Это измерение включает использование выхода генератора сигналов для управления базой вторичной катушки через резистор с высоким сопротивлением. Резистор и вторичный импеданс образуют делитель напряжения на выходе генератора сигналов. Когда вторичная катушка находится в резонансе, ее полное сопротивление будет минимальным, поэтому напряжение на выходе этого делителя напряжения также будет минимальным. Осциллограф используется для просмотра этого напряжения делителя, и по мере того, как мы просматриваем диапазон частот, мы будем искать частоту, на которой возникает этот минимум напряжения.

Важно отметить, что существуют другие гармоники резонансной частоты, которые также вызывают минимумы напряжения. Эти другие минимумы возникают на частотах выше основной резонансной частоты, поэтому очень важно начинать качание частоты с низкой частоты и постепенно увеличивать частоту от этой начальной начальной точки. Для большинства вторичных катушек частота 50 кГц будет хорошей отправной точкой для начала развертки.

Что нужно?

Для выполнения этого теста требуются следующее оборудование и компоненты.

  • Вторичная катушка
  • Тороид — Используйте именно тот тороид, который вы будете использовать вместе с этой вторичной катушкой.
  • Осциллограф
  • с датчиком 10x или аналогичный. Значение резистора не критично, но должно быть в этом диапазоне.

На фотографии выше показана установка для измерения резонансной частоты вторичной катушки. Обратите внимание, что вторичная катушка и тороид должны быть физически удалены от ближайших объектов, в том числе от вас самих, так как это приведет к изменению резонансной частоты.

Установка

  1. Установите вторичную катушку в вертикальное положение вдали от ближайших объектов, включая вас. Ближайшие объекты изменят резонансную частоту вторичной катушки, поэтому вы должны быть уверены, что вы и ваше оборудование находитесь достаточно далеко, чтобы не повлиять на измерения.
  2. Подключите базу вторичной обмотки через провод к резистору 5-20 кОм, который установлен на выходе вашего генератора сигналов. Резистор следует устанавливать непосредственно на выходном зажиме генератора сигналов.
  3. Подключите пробник осциллографа, как показано на фотографии выше. Подключите пробник на стороне вторичной катушки резистора и зажим заземления осциллографа непосредственно к заземлению (обратной линии) генератора сигналов. Пробник осциллографа должен находиться на стороне резистора, ближайшей к вторичной катушке, иначе это измерение не будет работать.

Процедура измерения

  1. Установите выход вашего генератора сигналов на синусоидальную волну.
  2. Установите максимальный уровень выходного сигнала вашего генератора сигналов.Не превышайте 30 В, так как это может создать угрозу безопасности.
  3. Установите начальную частоту 50 кГц.
  4. Постепенно увеличивайте частоту генератора сигналов, пока на осциллографе не будет отображаться минимум напряжения. Частота, при которой возникает этот минимум напряжения, является основной резонансной частотой вашей вторичной катушки.
  5. Поместите тороид на вторичную катушку.
  6. Установите начальную частоту 50 кГц.
  7. Снова постепенно увеличивайте частоту генератора сигналов, пока на осциллографе не будет отображаться минимум напряжения.Частота, при которой возникает этот минимум напряжения, является основной резонансной частотой вашей вторичной / тороидальной сборки. Эта частота всегда будет ниже, чем сама по себе ненагруженная вторичная обмотка из-за дополнительной емкости, которую тороид добавляет к вторичной обмотке.

Заключение

После выполнения этих двух измерений у вас будут два важных значения:

  • Резонансная частота ненагруженной вторичной катушки
  • Резонансная частота вторичной / тороидальной сборки

Резонансная частота вторичной / тороидной катушки будет использоваться вами вместе с характеристикой резонансной частоты первичного контура, чтобы определить начальное начальное положение, в котором нужно постучать по первичной катушке для правильной настройки.Об этом будет рассказано в отдельной публикации в блоге.

Вы также можете использовать два приведенных выше значения для обратного расчета емкостной нагрузки вашего тороида. Об этом также будет рассказано в отдельной публикации в блоге.

Спасибо за просмотр и чтение этого блога.

Настройка катушки Тесла

В DRSSTC (или любой другой катушке Тесла) правильная настройка катушки может означать разницу в длине искры в два или более раз. Кроме того, поиск правильной точки настройки может значительно снизить нагрев транзистора и потребление энергии, одновременно повышая общую надежность и отказоустойчивость.В этой статье описаны некоторые советы и рекомендации по поиску лучшей точки настройки для катушки Тесла.

SSTC без настройки

Для создателей однорезонансных SSTC предпочтительным драйвером является драйвер, который фиксируется на резонансной частоте вторичной обмотки. Поскольку инвертор резонирует с вторичной LC-цепью (отражается через первичную), это также обеспечивает переключение при нулевом токе в первичной. Это устраняет необходимость в настройке. Однако вторичная обратная связь НИКОГДА не должна использоваться для DRSSTC, так как любое отклонение между резонансными частотами первичной и вторичной обмоток приведет к отказу инвертора.

Всегда используйте математику!

Всегда используйте JavaTC или другой симулятор для проектирования первичной и вторичной сборки, прежде чем выполнять какое-либо строительство — случайно выбранная первичная сборка, вероятно, не будет работать (конечно, вам может повезти, но это примерно так же вероятно, как победить Россию в войне арктической зимой).

Вторичный должен быть спроектирован так, чтобы резонансная частота была немного выше (часто указывается как «10%», но это довольно условно), чем первичная.Точное согласование первичной и вторичной обмоток снизит производительность, поскольку нагрузка стримера снижает вторичную частоту, предотвращая дальнейшую передачу энергии. Он также нагружает первичную обмотку и предотвращает дальнейший резонансный рост первичной обмотки.

Измерение вторичной резонансной частоты

Вторичная резонансная частота может быть получена с помощью функционального генератора, пропускающего синусоидальную волну через один конец вторичной сборки. Сохраняя один конец вторичной обмотки плавающим, вся вторичная сборка действует как антенна, излучающая электрическое поле.Затем электрическое поле можно измерить с помощью осциллографа и плавающего пробника. Отрегулируйте частоту синуса, пока не будет найдена максимальная амплитуда; используйте результаты моделирования, чтобы получить отправную точку для резонансной частоты. Обратите внимание, что в процессе настройки могут быть обнаружены несколько «пиков». Это просто гармоники вторичной обмотки, и их следует игнорировать. Также важно, чтобы зонд осциллографа оставался неподвижным, так как расстояние от вторичной обмотки влияет на амплитуду.

Разработка катушки Тесла — EDN Asia