Тесла схемы. Катушка Тесла своими руками: пошаговая инструкция по сборке и настройке — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как сделать катушку Тесла в домашних условиях. Какие материалы и инструменты понадобятся для сборки. Пошаговая инструкция по изготовлению и настройке трансформатора Тесла. Меры безопасности при работе с высоким напряжением.

Содержание

Принцип работы катушки Тесла

Катушка Тесла представляет собой резонансный трансформатор, позволяющий получить высокое напряжение и высокую частоту. Основные компоненты устройства:

Первичная обмотка — подключается к источнику питания
Вторичная обмотка — на ней генерируется высокое напряжение
Тороид — накапливает энергию и формирует электрическое поле
Разрядник — обеспечивает импульсное возбуждение первичного контура

Принцип работы заключается в следующем:

Конденсатор заряжается от источника питания
При достижении пробойного напряжения разрядник срабатывает
Возникают высокочастотные колебания в первичном контуре
Энергия передается во вторичный контур за счет взаимоиндукции

Во вторичной обмотке возникает высокое напряжение
С тороида начинают бить электрические разряды

За счет резонанса напряжение на вторичной обмотке может достигать миллионов вольт.

Необходимые материалы и инструменты

Для сборки простой катушки Тесла потребуются:

Пластиковая труба диаметром 50-75 мм и длиной 25-30 см для вторичной обмотки
Медный провод 0.2-0.3 мм для намотки вторичной обмотки
Медная труба 6-8 мм для первичной обмотки
Алюминиевая фольга для тороида
Конденсаторы 10-20 нФ на 10-15 кВ
Трансформатор от микроволновки
Диоды для выпрямителя
Разрядник
Фанера для основания

Из инструментов понадобятся дрель, паяльник, плоскогубцы, отвертки.

Пошаговая инструкция по сборке

Наматываем вторичную обмотку на пластиковую трубу (800-1000 витков)

Изготавливаем первичную обмотку из медной трубки (6-8 витков)
Делаем тороид из алюминиевой фольги
Собираем высоковольтный выпрямитель на диодах
Подключаем конденсаторы и разрядник
Устанавливаем все компоненты на основание из фанеры
Припаиваем соединительные провода

После сборки нужно настроить катушку, подобрав оптимальную частоту возбуждения первичного контура.

Настройка и регулировка катушки Тесла

Основные этапы настройки:

Подбираем емкость конденсаторов первичного контура
Регулируем зазор разрядника
Настраиваем резонансную частоту первичного контура
Подбираем оптимальный коэффициент связи между обмотками
Проверяем работу на разных напряжениях питания

Правильно настроенная катушка должна давать яркие разряды длиной 20-30 см.

Меры безопасности при работе с катушкой Тесла

При эксплуатации катушки Тесла необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

Не прикасаться к работающей катушке и ее компонентам
Работать только в резиновых перчатках и обуви
Не включать устройство вблизи электронной аппаратуры
Не допускать попадания влаги на высоковольтные части
Работать только в хорошо вентилируемом помещении
Иметь поблизости средства пожаротушения

Помните, что напряжение на вторичной обмотке может достигать сотен тысяч вольт и быть смертельно опасным!

Области применения трансформатора Тесла

Несмотря на кажущуюся простоту, катушки Тесла находят применение в различных областях:

Исследование высокочастотных и высоковольтных явлений
Проверка изоляции высоковольтного оборудования
Демонстрационные и учебные цели
Создание спецэффектов в шоу-индустрии
Беспроводная передача энергии
Генерация озона

В промышленности используются мощные катушки Тесла для тестирования изоляторов и молниезащиты.

Часто задаваемые вопросы о катушках Тесла

Какова максимальная длина разрядов у самодельной катушки?

У правильно настроенной самодельной катушки Тесла средней мощности длина разрядов может достигать 30-50 см. Мощные установки способны давать разряды длиной до 1-2 метров.

Сколько времени занимает изготовление катушки Тесла своими руками?

Сборка простой катушки Тесла обычно занимает 1-2 дня. Большая часть времени уходит на намотку вторичной обмотки и настройку резонанса. Опытные моделисты могут собрать работающее устройство за несколько часов.

Каковы основные ошибки новичков при сборке катушки Тесла?

Типичные ошибки начинающих:

Неправильный расчет числа витков обмоток
Использование некачественных конденсаторов

Плохая изоляция высоковольтных частей
Неверная настройка резонансной частоты
Игнорирование мер безопасности

Важно тщательно изучить теорию перед сборкой и строго соблюдать технологию изготовления.

Современные разработки на основе катушки Тесла

Хотя базовая конструкция катушки Тесла не менялась более 100 лет, современные технологии позволили создать ряд интересных модификаций:

Твердотельные катушки Тесла на транзисторах
Музыкальные катушки Тесла
Миниатюрные катушки на микроконтроллерах
Мощные установки с компьютерным управлением
Катушки Тесла для беспроводной передачи энергии

Исследования в области высокочастотных трансформаторов продолжаются, открывая новые перспективы применения этого уникального устройства.

Высокое напряжение и технологии Тесла

Технологии Н.Тесла. Катушки Тесла. Генератор Бедини, качер Бровина, Гаусс-пушка и т.п. Также, посетите форум идеи и технологии будущего.

Сортировка: ДатаПросмотрыКомментарии

Катушка Тесла RSGTC с разрядами до 1.5 метров

Мощная 6 киловаттная катушка Тесла способная выдавать разряды в несколько миллионов вольт

Сложность схемы: Простая

SSTC из хлама (Катушка Тесла)

Простая в сборке и настройке катушка Тесла на полупроводниках. Сделана на интегральном таймере NE555 и ШИМ-контроллере UC3845

Сложность схемы: Средняя

Небольшая катушка Тесла своими руками

В 1997 году я заинтересовался катушкой Тесла и решил построить свою. К сожалению, я потерял интерес к ней, прежде чем я смог её запустить. Через несколько лет я нашел свою старую катушку, немного пересчитал её и продолжил строительство. И снова я забросил ее. В 2007 году друг показал мне свою катушку, напомнив мне о моих незавершенных проектах. Я опять нашел свою старую катушку, пересчитал все и в этот раз завершил проект.

Простой трансформатор Тесла

Всегда хотел собрать такую же катушку Тесла, как и показывают на многих видео роликах, но к сожалению не было подходящего медного провода и некоторых радиодеталей. И вот на основе других собранных аналогов трансформаторов Тесла, собрал свой вариант, который на много проще в сборке, экономичнее, но такого же действия…

Сложность схемы: Простая

Трансформатор Теслы

Резонансный генератор, катушка или трансформатор Теслы — гениальное изобретение великого хорватского изобретателя, физика и инженера. В статье будет рассмотрен один из простых вариантов реализации проекта — трансформатор Тесла.

Сложность схемы: Простая

Трансформатор Теслы малой мощности

Конструкция маломощного трансформатора Теслы на основе электронного трансформатора Taschibra

Магниторезонансный источник энергии

Мой опыт доказывает, что можно создать устройство, которое черпает энергию из магнита, при этом само себя запитывает и выдает энергию в виде света.

Сложность схемы: Простая

Качер Бровина с низковольтным питанием

Идея доработать известную многим схему качера Бровина возникла у меня после того, как некоторые из моих знакомых не могли запустить качер из-за отсутствия источника питания с напряжением 12 Вольт и выше, которое указано на стандартной схеме. Чтобы обойти это препятствие, я решил совместить схему качера и блокинг-генератора, что позволило мне понизить напряжение питания до 5-6 Вольт (можно поднимать до 15 Вольт)

Качер Бровина на полевом транзисторе

Давно хотел собрать небольшую катушку Тесла или качер Бровина, чтобы делать различные опыты. Простой качер меня не воодушевлял, ибо дуги с него были мизерные. Родилась идея заменить биполярный транзистор, полевиком.

Мощный качер Бровина на 4-х транзисторах

Качер Бровина — это генератор электромагнитных колебаний. Мною была собрана и проверена схема мощного качера на 4-х транзисторах. Предназначается устройство для разных целей. Например: передача энергии по одному проводу и по воздуху, зажжение газовых ламп в руках и многое другое.

Простой мощный качер на строчном трансформаторе

Строчные трансформаторы являются одними из самых часто используемых любителями источников высокого напряжения, в основном из-за их простоты и доступности. В каждом CRT телевизоре (большом и тяжелом), который сейчас выбрасывают люди, есть такой трансформатор.

Сложность схемы:

Простая

Простой качер

После создания трансформатора Теслы было решено, продемонстрировать работу качера. Готовая катушка уже была, поэтому работа облегчилась, и весь процесс сборки занял полчаса. Это достаточно упрощенная версия качера, поэтому для начинающего любителя в самый раз! Основа — мультивибратор на двух мощных полевиках, комплектующих компонентов всего два.

Сложность схемы: Простая

Качер

Очень большой интерес к высоковольтной технике проявляют начинающие радиолюбители. Сегодня мы коснемся темы одного такого прибора, всем хорошо известный — качер. Качер предназначен для получения высокочастотного напряжения, может служить основой для интересных радиолюбительских устройств. С готовым качером можно проводить ряд познавательных опытов, например ионный двигатель, свечение газовых ламп вдали от устройства и передача энергии одним проводом. Ниже рассмотрен вариант качера Бровина.

Сложность схемы: Простая

Лестница Иакова

Конструкция лестницы Иакова для опытов с высоким напряжением

Сложность схемы: Средняя

Лестница Иакова на строчном трансформаторе

Лестница Иакова — это демонстрационная установка, где высоковольтная дуга поднимается вверх между двумя металлическими проводами и получается достаточно красивое зрелище. Дело в том, что дуга нагревает воздух, который поднимается вверх вместе с дугой, а дуга поднимается вверх вместе с воздухом по одной причине — у подогретого воздуха сопротивление меньше, чем у холодного.

Сложность схемы: Простая

Лестница Иакова на двухтактном блокинг генераторе

Данная конструкция собрана на основе двухтактного блокинга, который я собрал по подобию схемы на полевых транзисторах, лишь заменив их биполярными КТ808А, так как полевики имеют плохое свойство пробиваться.

Сложность схемы: Простая

Плазменный шар из лампы накаливания

На таймере 555 серии есть море интересных и простых радиолюбительских конструкций. Одной из таких конструкций является обратноходовый или однотактный преобразователь напряжения. Конструкция самого преобразователя достаточно проста и надежна в работе. Внутри микросхемы нет дополнительного усилителя по напряжению, поэтому выходной сигнал микросхемы нужно дополнительно усилить.

Сложность схемы: Средняя

Плазма в пробирке

В данной статье пойдет речь о четвертом состоянии вещества – плазме. И будет показан процесс для изготовления устройства демонстрирующее эффект плазмы

Ионофон своими руками

Рассматриваемое устройство представляет собой ионофон, поющую дугу. По сути, это блокинг — генератор с аудиомодуляцией. Конечное звучание ионофона зависит от многих факторов, но при правильной настройке/подборке элементов, оно достаточно хорошее. При питании 12 В устройство потребляет 70 Вт.

Сложность схемы: Простая

Двухканальный ионофон на интегральной микросхеме NE555

По принципу воспроизведения звука оно относится к усилителям класса D, т.к. генерируемый сигнал в нем модулируется слабым входным сигналом и в результате сигнал усиливается. Основное отличие от схем ионофонов, которые я встречал в Сети — это были моно-ионофоны. Данная схема представляет собой стерео-ионофон

Генератор факельного разряда на радиолампе 6П45С

Генератор факельного разряда, а также ВЧ электромагнитного поля на лучевом тетроде 6П45С.

Источник высокого напряжения за 5 минут

Из данной статьи вы узнаете как получить высокое напряжение, с высокой частотой своими руками. Стоимость всей конструкции не превышает 500 руб, при минимуме трудозатрат.

Простое устройство получения высокого напряжения

Схема простейшего устройства для получения высокого напряжения с применением строчного трансформатора и электронного балласта от ЛДС.

Сложность схемы: Средняя

Высокое напряжение на 555 таймере

Установка рабочей частоты интегральным таймером — это легко и практично. В данной схеме 555 таймер включен по стандартной схеме включения. В ней используется два резистора и конденсатор для установки частоты и один тока ограничительный резистор, его оптимальное значение надо подобрать экспериментально

Сложность схемы: Простая

Источник высокого напряжения

Данный источник высокого напряжения имеет так-же высокий выходной ток, по сравнению с подобными конструкциями. Может использоваться как основной модуль шокера или источник напряжения для небольшой SGTC Теслы. Напряжение на выходе около 3-6кВ, при повышенном токе.

Высоковольтный преобразователь напряжения на катушке зажигания

Высоковольтный преобразователь собран на таймере NE555 (КР1006ВИ1)

Осторожно, высокое напряжение!

Опыт с высоким напряжением: пропускаем ток через человеческое тело.

Осторожно, высокое напряжение (Часть 2)

Демонстрация одного из опытов Н. Теслы. Передача тока с использованием всего одного провода — один из самых интересных опытов Николы Теслы. Этот метод позволяет передавать электрический ток на неограниченные расстояния при использовании всего одного провода…

Демонстрационный ВВ генератор

Схема высоковольтного генератора на знаменитом таймере 555 — одна из самых повторяемых. Причин много: простая конструкция, практически не нуждается в настройке, высокий КПД. Устройство может использоваться в качестве преобразователя для маломощных катушек Тесла, люстры Чижевского и в других видах озонаторов. Это демонстрационная установка, которой можно проводить ряд интересных опытов — плазменный шар, лестница Иакова и т.п.

Сложность схемы: Простая

Генератор ВВ. Симметричный мультивибратор и катушка зажигания

Простая схема генератора высокого напряжения на симметричном мультивибраторе и катушке зажигания от бесконтактной системы а/м ВАЗ.

Сложность схемы: Простая

Генератор Маркса своими руками

Попробовав множества схем электрошоковых устройств, захотелось чего — то более мощного. Под словом «мощный» подразумеваются мощные и длинные разряды. От умножителя напряжения такое не получишь по простой причине — диоды. Сегодня трудно найти высоковольтные диоды, а самые распространенные КЦ106 ограничены напряжением 5 кВ. Главная цель — получить разряды до 10 — 15 см и было решено собрать генератор Маркса, как более простой и надежный в работе.

Плазменная пушка В650

Реализация плазмагана. Всегда посещала мысль о запуске с помощью ускорителя гаусса чего-либо поинтересней гвоздей и железок. После десятков испытаний методом тыка, наконец то вышло. Запускается всего от 6 вольт.

Сложность схемы: Простая

Электромагнитный ускоритель масс или Гаусс пушка

Данный электромагнитный ускоритель способен стрелять любыми металлическими снарядами, которые магнитятся. Пушка Гаусса состоит из катушки и конденсаторов. При протекании электрического тока через катушку, образуется электромагнитное поле, которое в свою очередь разгоняет металлический снаряд. Назначение самое разное — в основном попугать своих одноклассников

Сложность схемы: Средняя

Электромагнитный ускоритель

Принцип ускорения заключается в том, что при разряде конденсатора на катушку она втягивает ферро-магнитные снаряды создаваемым магнитным полем. Этот принцип легко реализуем, скорость снаряда может достигать порядка 50 м/с. (Если использовать многоступенчатую систему катушек, то скорость может быть порядка 90 –120 м/с, в зависимости от числа ступеней, индуктивности катушек и емкостей конденсаторов)

Сложность схемы: Средняя

Гаусс Ган (электромагнитная пушка) своими руками

Предлагаю схему и описание сборки простого одноступенчатого электромагнитного ускорителя (пушки Гаусса) питающегося от сети. В одноступенчатом ускорителе энергия снаряда зависит от многих параметров, таких как его масса и диаметр, энергия конденсаторов, наличие магнитопровода, материал снаряда и т. д. Наш ускоритель будет иметь энергию конденсаторов не более 40Дж, и энергию снаряда менее 1Дж.

Простая Гаусс пушка

Схема и описание простейшего ускорителя масс — пушки Гаусса.

Очень простая Гаусс пушка от 6-12 Вольт

Электромагнитный пистолет Stinger

Статья о разработке и создании электромагнитного пистолета. Энергия снаряда: 2-3 Дж

Электромагнитный ускоритель Гаусса

Простая схема электромагнитного ускорителя Гаусса (Gauss cannon)

Сложность схемы: Простая

Проект трехступенчатого Гаусс Гана

Описание проекта трехступенчатого электромагнитного ускорителя (Гаусс пушка) с энергией снаряда порядка 6-7 Дж, что сравнимо с пневматикой.

Сложность схемы: Средняя

Гаусс-пушка

Гаусс-пушка — устройство, которое обычно повторяют начинающие радиолюбители после освоения азов электроники. Простые схемы аналогичных устройств можно найти в просторах интернета, но как правило у них небольшая мощность, следовательно, долгая зарядка конденсаторов. Самая удачная схема на ШИМ UC3845 — однотактный преобразователь Вальдемара. Эта схема постепенно была упрощена, в результате удалось снизить количество комплектующих деталей вдвое.

Сложность схемы: Средняя

Гаусс-пушка. Простейшая схема

В данной статье представлена базовая схема стационарной гаусс-пушки с питанием от сети 220В 50Гц. Эту схему можно всячески модернизировать (например, установить преобразователь с большим КПД и мощностью или установить батарею из большего количества конденсаторов с большей емкостью и номинальным напряжением. ) для повышения мощности ускорителя, что является ценным для начинающих радиолюбителей.

Сложность схемы: Простая

Магнитная пушка

Представленна конструкция миниатюрной магнитной пушки. При оптимальной настройке, она стреляет на 1.5 метра вверх и 2.5 метра по горизонтали.

Сложность схемы: Средняя

Преобразователь для пушки Гаусса (Вариант 1)

Мало кто из радиолюбителей не собирал пушку Гаусса, вот и я решился изготовить «оружие будущего». Неотъемлемой частью пушки Гаусса, является повышающий преобразователь, он должен обеспечить быстрый заряд конденсаторов и отключаться при заданном напряжении на выходе. В данной статье я покажу один из своих вариантов схемы преобразователя для пушки Гаусса.

Сложность схемы: Средняя

Соединение строчных трансформаторов

В данной статье я постараюсь описать способ создания устройства для получения сверхвысокого напряжения за счет практически одних только отечественных комплектующих, которые можно приобрести на любом рынке за гроши. Выходное напряжение выходит около сотни киловольт, которое является однозначно смертельным, но думаю мне не стоит рассказывать штатные меры предосторожности.

Сложность схемы: Простая

Индукционный нагрев

Конструкция простейшей индукционной печи

Поющая дуга (ионофон)

Подробное описание конструкции простого ионофона

Ламповая катушка Тесла на генераторном пентоде ГУ81М

Трансформатор Тесла, также катушка Тесла (англ. Tesla coil) — устройство, изобретённое Николой Тесла и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, позволяющим получить сверхвысокое напряжение сверхвысокой частоты. Прибор был заявлен патентом США № 568176 от 22 сентября 1896 года, как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Сложность схемы: Средняя

Поделки с электронным трансформатором

Электронные трансформаторы быстро завоевали свое место на рынке. Сейчас они активно применяются не только по прямому назначению. В этой статье будут рассмотрены наиболее интересные способы применения электронных трансформаторов.

Гаусс пушка своими руками

Гаусс ган или просто пушка Гаусса — мечта почти любого начинающего радиолюбителя. Сегодня будет рассмотрен вариант мощного Гаусс гана на основе очень простого, но к тому же времени очень мощного для своего размера преобразователя.

12 ДАЛЕЕ»

Катушка Тесла своими руками: простые инструкции и схемы как сделать трансформатор

На чтение 24 мин Опубликовано 13.09.2021 Обновлено 13.09.2021

Содержание

Принцип работы
Аналогия с качелями
Устройство катушки
Основные виды катушек
SGTC (СГТЦ, Spark Gap Tesla Coil)
VTTC (ВТТЦ, Vacuum Tube Tesla Coil
SSTC (ССТЦ, Solid State Tesla Coil)
Основные детали катушки
Тороид
Вторичка
Защитное кольцо
Первичная обмотка
Заземление
Конструкция и сборка
Включение, проверка и регулировка
Мощная катушка Тесла
Составные части и принцип работы
Подбор материалов и деталей
Конструкция и сборка
Схема для самостоятельной сборки
Область применения
В чем уникальность катушки Тесла?
Что нужно для изготовления катушки Тесла?
Для чего нужен трансформатор Тесла?
Включение, проверка и регулировка
Современный взгляд и новые разработки
Применение генератора
Подобие с качелями
Меры безопасности

Принцип работы

Трансформатор Теслы состоит из двух обмоток: первичной (Lp) и вторичной (Ls) (их часто называют «первичной» и «вторичной»). На первичную обмотку подается переменное напряжение, которое создает магнитное поле. С помощью этого поля энергия от первичной обмотки передается вторичной. В этом трансформатор Тесла очень похож на более распространенный «железный» трансформатор.

Вторичная обмотка вместе со своей паразитной емкостью (Cs) образует колебательный контур, в котором накапливается переданная ей энергия. Часть времени вся энергия колебательного контура сохраняется в виде напряжения. Итак, чем больше энергии мы накачиваем в цепь, тем больше напряжения мы получаем.

Простая схема катушки Тесла.

Тесла имеет три основных характеристики: резонансную частоту вторичного контура, коэффициент связи первичной и вторичной обмоток и добротность вторичного контура.

Что такое резонансная частота колебательного контура, читатель должен знать. Более подробно остановлюсь на коэффициенте связи и добротности.

Коэффициент связи определяет, насколько быстро энергия от первичной обмотки передается вторичной, а коэффициент добротности определяет, как долго колебательный контур может сохранять энергию.

Аналогия с качелями

Чтобы лучше понять, как колебательный контур накапливает энергию и откуда такое большое напряжение в тесле, представьте себе колебание, которое раскачивает здоровый человек. Колебание – это колебательный контур, человек – первичная обмотка. Скорость поворота – это ток во вторичной обмотке, а высота подъема – это наше долгожданное напряжение.

Мужчина толкает качели, а затем передает им энергию. Итак, после нескольких толчков качели раскачивались и взлетали как можно выше – они накапливали много энергии. То же самое происходит с теслой, только когда энергии слишком много, происходит воздушный разрыв и мы видим нашу прекрасную косу.

Конечно, качать качели нужно не во всех случаях, а в точном соответствии с собственными колебаниями. Количество колебаний колебания в секунду называется «резонансной частотой”.

Отрезок траектории полета качелей, во время которого человек их толкает, определяет коэффициент сцепления. Если человек постоянно держит качели своей тяжелой рукой, он будет очень быстро замахиваться, но колебания могут отклоняться только на длину руки человека. В этом случае говорят, что коэффициент связи равен единице. Наши качели с высоким коэффициентом связи – аналог обычного трансформатора.

Давайте теперь рассмотрим ситуацию, когда мужчина немного толкает качели. В этом случае коэффициент связи невелик и колебания отклоняются гораздо дальше – человек их теперь не удерживает. Качели нужно будет раскачивать дольше, но даже очень слабый мужчина сможет их потянуть, слегка подталкивая их каждый период качания. Это колебание является аналогом трансформатора Теслы. Чем выше коэффициент связи, тем быстрее энергия закачивается во вторичный контур, но при этом выходное напряжение тесла ниже.

Теперь давайте посмотрим на коэффициент Q. Доброта – это противоположность трения вобуляции. Если трение будет очень большим (низкая добротность), человек своими слабыми рывками не сможет их раскачать. Следовательно, коэффициент связи и добротность кольца должны быть согласованы для получения максимальной высоты поворота (максимальной длины косы).

Поскольку добротность вторичной обмотки в трансформаторе Тесла не является постоянной величиной (она зависит от стримера), очень трудно согласовать эти два значения, и поэтому они просто выбираются эмпирически. Кратко о принципе работы трансформатора можно увидеть на видео.

Устройство катушки

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

Эскиз рабочего стола TC

Необходимо рассматривать каждый элемент отдельно:

первичная обмотка расположена внизу. На него подается питание. Он должен быть заземлен. Изготовлен из низкопрочного металла;
вторичная обмотка. Для намотки используется эмалированный медный провод на 800 витков. Поэтому изгибы не расползутся и не поцарапаются;
тороид. Этот элемент снижает резонансную частоту, накапливает энергию и увеличивает рабочий диапазон.
защитное кольцо. Это открытое кольцо из медной проволоки. Устанавливается, если длина косы больше длины вторичной обмотки;
заземление. Если включить незаземленную катушку, стримеры (токовые разряды) не попадут в воздух, а создадут замкнутую цепь.

Чертеж ТК

Основные виды катушек

Самодельная катушка Тесла.

Сам Тесла изготовил трансформатор только одного типа – на искровом разряднике (SGTT).

С тех пор основа элемента значительно улучшилась и появилось много различных типов катушек, которые по аналогии продолжают называться катушками Тесла.

Типы катушек обычно обозначаются английскими аббревиатурами. Если имя должно произноситься по-русски, английские сокращения просто произносятся русскими буквами без перевода. Ниже описаны наиболее распространенные типы катушек Тесла.

SGTC (СГТЦ, Spark Gap Tesla Coil)

Трансформатор тесла на разряднике. Самая первая и «классическая» конструкция (ее использовал сам Тесла). Используйте разрядник как ключевой элемент. В маломощных конструкциях разрядник состоит всего из двух отрезков провода, разнесенных друг от друга, а в мощных конструкциях – сложных поворотных разгрузочных устройств. Этот тип трансформатора идеален, если вам нужны только стримеры большой длины.

VTTC (ВТТЦ, Vacuum Tube Tesla Coil

Трансформатор тесла на лампе. В качестве ключевого элемента используется мощная радиолампа. Эти трансформаторы могут работать непрерывно и производить толстые, толстые ленты. Этот тип чаще всего используется для высокочастотных осей, которые называются «фонариками» из-за характерного внешнего вида их растяжек”.

SSTC (ССТЦ, Solid State Tesla Coil)

Трансформатор Теслы, в котором полупроводники являются ключевым элементом. Обычно это полевые МОП-транзисторы или IGBT-транзисторы. Этот тип трансформатора может работать непрерывно. Внешний вид стримеров, создаваемых этой катушкой, может быть самым разным. Этим типом тезела проще всего управлять (например, проигрывать музыку).

Тип катушки Твердотельная катушка Тесла.

Основные детали катушки

Несмотря на то, что существуют разные типы катушек Тесла, все они имеют общие характеристики. Давайте поговорим об основных деталях Tesla сверху вниз.

Основные части катушки трансформатора Тесла.

Тороид

Тороиды обычно изготавливаются с алюминиевыми гофрами, хотя доступны многие другие технологии. Он выполняет три функции:

Первый – уменьшить резонансную частоту – это важно для SSTC и DRSSTC, поскольку силовые полупроводники плохо работают на высоких частотах.
Второй – это накопление энергии перед формированием стримера. Чем больше тороид, тем больше энергии в нем хранится, и, когда воздух прорывается внутрь, тороид передает эту энергию стримеру, тем самым увеличивая ее. Чтобы использовать это явление в Тесле с непрерывной перекачкой энергии, используется вертолет.
Третий – это образование электростатического поля, которое отталкивает стример от вторичной обмотки Теслы. Частично эту функцию выполняет сама вторичная обмотка, но тороид ей хорошо может помочь. Именно из-за электростатического отталкивания стримера он не достигает кратчайшего пути к вторичной обмотке.

Тесла с импульсной накачкой – SGTC, DRSSTC и прерыватель Тесла больше всего выиграют от тороидального использования. Типичный внешний диаметр тороида – два вторичных диаметра.

Интересный материал по теме – как самому собрать повышающий трансформатор.

Вторичка

Типичное отношение длины обмотки Тесла к ее диаметру составляет 4: 1 – 5: 1. Диаметр провода для обмотки Тесла обычно выбирается таким образом, чтобы на вторичной обмотке размещалось 800–1200 витков. ВНИМАНИЕ, повторюсь еще раз. Не оборачивайте слишком много витков вторичной обмотки тонким проводом. Катушки на вторичной обмотке должны быть расположены как можно ближе друг к другу.

Для защиты от царапин и поломки катушек вторичные обмотки обычно окрашивают. Чаще всего для этого используют эпоксидную смолу и полиуретановую краску. Его следует красить очень тонкими слоями. Обычно на вторичную поверхность наносится минимум 3-5 тонких слоев краски.

Оборачивают вторичный корпус на трубы ПВХ для воздуховодов (белые) или, что еще хуже, канализационные (серые). Эти трубы можно найти в любом строительном магазине.

Защитное кольцо

он разработан для предотвращения повреждения электроники стримером после входа в первичную обмотку. Эта деталь устанавливается на Tesla, если длина стримера больше длины вторичной обмотки. Представляет собой разомкнутый контур из медного провода (чаще всего немного толще, чем тот, из которого сделана первичная обмотка). Защитное кольцо заземлено на общую землю отдельным проводом.

Первичная обмотка

Обычно для кондиционеров делают из медной трубки. Он должен иметь очень маленькое сопротивление, чтобы через него мог проходить большой ток. Толщина трубки обычно выбирается на глаз, в подавляющем большинстве случаев выбор падает на трубку 6 мм. Кроме того, в качестве первичных устройств используются провода большего сечения.

Что касается вторичной обмотки, она настроена на обеспечение желаемого коэффициента связи. Часто играет роль конструктивного элемента в тех теслах, в которых первичный контур является резонансным. Точка подключения к первичному контуру становится подвижной, и при ее перемещении изменяется резонансная частота первичного контура.

Есть трансформаторы Тесла без первичной обмотки. Они подают питание непосредственно на “заземленный” конец вторичной обмотки. Такой способ кормления называется базовым кормлением).

Первичные обмотки обычно бывают цилиндрическими, плоскими или коническими. Обычно плоская первичная обмотка используется в SGTC, коническая в SGTC и DRSSTC и цилиндрическая в SSTC, DRSSTC и VTTC.

Заземление

Очень важная деталь Tesla. Часто задают вопрос: куда попадают стримеры? Ответ на этот вопрос: косы упали на землю! Таким образом они замыкают ток, показанный на рисунке синим цветом.

Следовательно, если заземление плохое, стримерам некуда будет деваться, и им придется бить в теслах (закоротить свой ток) вместо того, чтобы взорваться в воздухе. Меня спросили: а надо ли заземлять теслу? Итак, ответ: заземление для Tesla – необходимость.

Теоретически вместо заземления для тесла можно использовать так называемый противовес – искусственное заземление в виде более крупного проводящего объекта. Практичных уравновешенных конструкций очень мало.

Внимание! Изготовление топоров с противовесами намного опаснее топоров с простым заземлением, потому что вся конструкция имеет высокий потенциал по сравнению с землей. А относительно большая емкость между противовесом и окружающими предметами может отрицательно сказаться на них.

Конструкция и сборка

Трансформатор Теслы был запатентован в 1896 году и отличается простотой конструкции. Включает в себя:

Первичная обмотка с медной обмоткой сечением 6 мм², достаточной на 5-7 витков.
Вторичная обмотка из диэлектрического материала и проволока диаметром до 0,5 мм и длиной, достаточной для 800-1000 витков.
Разгрузка полушарий.
Конденсаторы.
Медное защитное кольцо, как на первичной обмотке трансформатора.

Особенность устройства в том, что его мощность не зависит от мощности источника питания. Физические свойства воздуха более важны. Устройство может создавать колебательные контуры различными способами:

с использованием разрядника-разрядника;
с помощью генератора колебаний на транзисторах;
на лампах.

Чтобы сделать трансформатор Тесла своими руками, вам понадобятся:

Для первичной обмотки – 3 м тонкой медной трубки диаметром 6 мм или медный проводник того же диаметра и длины.
Для сборки вторичной обмотки понадобится труба ПВХ диаметром 5 см и длиной около 50 см и штуцер с резьбой ПВХ к ней. Также понадобится медный провод, окрашенный или эмалированный, диаметром 0,5 мм и длиной 90 м.
Металлический фланец с внутренним диаметром 5 см.
Различные гайки, шайбы и болты.
Разгрузчик.
Гладкая полусфера для терминала.
Конденсатор можно сделать самим. Потребуется 6 стеклянных бутылок, поваренная соль, рапсовый или жидкий парафин, алюминиевая фольга.
Вам понадобится блок питания, способный выдавать 9 кВ при 30 мА.

Схема трансформатора Теслы проста в реализации. От трансформатора идет 2 провода с подключенным разрядником. К одному из проводов подключаются последовательно включенные конденсаторы. Первичная обмотка расположена на конце. Имеется отдельная вторичная обмотка с заземленной клеммой и защитным кольцом.

Описание, как собрать катушку Тесла в домашних условиях:

Вторичная обмотка делается, предварительно закрепив край провода на конце трубы. Намотку нужно производить равномерно, не допуская обрыва провода. Между кривыми не должно быть зазоров.
Когда закончите, оберните верх и низ ленты малярным скотчем. Затем покройте обмотку краской или эпоксидной смолой.
Подготовьте 2 панели для нижнего и верхнего оснований. Подойдет любой диэлектрический материал, фанера или пластик. Поместите металлический фланец в центр нижнего основания и прикрутите его так, чтобы оставалось пространство между нижним и верхним основанием.
Подготовьте первичную обмотку, закрутив ее по спирали и закрепив на верхнем основании. Просверлив 2 отверстия, введите в них концы трубки. Его следует закрепить таким образом, чтобы исключить контакт обмоток и при этом выдерживать расстояние между ними 1 см.
Для изготовления разрядника вам нужно будет поместить 2 болта лицом друг к другу в деревянную раму. Расчет сделан на то, что при перемещении они будут играть роль регулятора.
Конденсаторы производятся следующим образом. Стеклянные бутылки заворачивают в фольгу и заливают подсоленной водой. Его состав для всех бутылок должен быть одинаковым: 360 г на 1 литр воды. Они ломают крышки и вставляют в них нитки. Конденсаторы готовы.
Все узлы подключаются по схеме, описанной выше. Вторичная обмотка должна быть заземлена.
Общее количество в первичной обмотке должно быть 6,5 витков, во вторичной – 600 витков.

Описанная последовательность действий дает представление о том, как самому сделать трансформатор Тесла.

Включение, проверка и регулировка

Перед включением отодвиньте электронные устройства от места проведения испытаний, чтобы не повредить их. Помните об электробезопасности! Для успешного запуска по порядку выполняем следующие пункты:

Выставляем переменный резистор в среднее положение. При подаче питания убеждаемся, что нет повреждений.
Визуально проверяем наличие растяжки. Если его нет, подносим ко вторичной катушке люминесцентную лампу или лампу накаливания. Свечение лампы подтверждает работу «трансформатора Тесла» и наличие электромагнитного поля.
Если прибор не работает, в первую очередь меняем местами выводы первичной катушки и только потом проверяем транзистор на наличие неисправностей.
При первом включении следите за температурой транзистора, при необходимости подключите дополнительное охлаждение.

Мощная катушка Тесла

Отличительная особенность мощного трансформатора Тесла – высокое напряжение, большие габариты устройства и способ получения резонансных колебаний. Давайте немного поговорим о том, как это работает и как сделать искровой трансформатор Тесла.

Первичная цепь работает от переменного напряжения. Когда он включен, конденсатор заряжен. Как только конденсатор полностью заряжен, происходит разрыв разрядника – двухпроводного устройства с разрядником, заполненным воздухом или газом. После сбоя образуется последовательная цепь конденсатора и первичной катушки, называемая LC-цепью. Именно этот контур создает высокочастотные колебания, которые создают резонансные колебания и огромное напряжение во вторичном контуре (рис. 6).

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

Увеличить диаметр катушки и сечение провода в 1,1 – 2,5 раза.
Добавьте терминал в виде тора.
Измените источник постоянного напряжения на переменный с большим коэффициентом усиления, чтобы получить напряжение 3-5 кВ.
Измените первичный контур в соответствии со схемой на рисунке 6.
Добавьте надежную почву.

Искровые трансформаторы Tesla могут достигать мощности до 4,5 кВт, поэтому они создают большие стримеры. Наилучший эффект достигается при получении одинаковых частотных показателей для обеих цепей. Этого можно добиться, рассчитав детали в специальных программах: vsTesla, inca и других. Вы можете скачать одну из программ на русском языке по ссылке: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip.

Составные части и принцип работы

Все трансформаторы Тесла по схожему принципу работы состоят из одинаковых блоков:

Источник питания.
Первичный контур.
Вторичный контур.

Источник питания подает в первичную цепь необходимое напряжение и тип. Первичный контур создает высокочастотные колебания, которые вызывают резонансные колебания во вторичном контуре. В результате на вторичной обмотке генерируется ток высокого напряжения и частоты, который стремится создать электрическую цепь через воздух – образуется стример.

Выбор первичной цепи определяет тип катушки Тесла, источник питания и размер стримера. Остановимся на типе полупроводников. Он отличается простой схемой с доступными частями и низким напряжением питания.

Подбор материалов и деталей

Мы будем искать и отбирать детали для каждой из структурных единиц выше:

Для источника питания требуется напряжение 12-19 В постоянного тока. Автомобильный аккумулятор, зарядное устройство для ноутбука или понижающий трансформатор с диодным мостом подойдут для постоянного тока.
Находим детали для первичной цепи:

– Переменный резистор R1 номиналом 50 кОм. Для успешной сборки не забудьте подключить два вывода этого резистора по схеме.

– Резистор R2 номиналом 75 Ом.

– Транзистор VT1 D13007 или советский аналог со структурой npn.

– Радиатор охлаждения транзистора можно искать на мощных транзисторах в неисправной аппаратуре. Размер напрямую влияет на качество охлаждения.

– Первичная обмотка трансформатора Тесла. Проводник может быть простой медной трубкой или проволокой диаметром 0,5-1 см. Обмотка может быть плоской, цилиндрической или конической (рис. 2).

Вторичная цепь состоит из катушки и, если требуется, клеммы. Обмотку осуществляем проводом диаметром от 0,1 до 0,3 мм². Проволоку можно обернуть вокруг диэлектрической трубки из ПВХ. Длина трубки 25-40 см, а диаметр 3-5 см. Катушка должна быть намотана на катушку: без пересечений, зазоров. Чтобы бинт не соскальзывал и не раскручивался, рекомендуется закрепить участки раны. Количество оборотов от 700 до 1000 (рис. 3).

После намотки изолируем вторичную катушку краской, лаком или другим диэлектриком. Это предотвратит доступ стримера к нему.

Клемма – это дополнительная емкость вторичной цепи, включенная последовательно. Для небольших стримеров это не обязательно. Достаточно поднять конец катушки на 0,5-5 см вверх.

Собрав все необходимые детали для катушки Тесла, приступаем своими руками к сборке конструкции.

Конструкция и сборка

Сборку осуществляем по простейшей схеме на рисунке 4.

Устанавливаем блок питания отдельно. Детали можно собрать монтажом, главное исключить короткое замыкание между контактами.

При подключении транзистора важно не менять местами контакты (рис. 5).

Для этого проверьте схему. Крепим прочно радиатор к корпусу транзистора.

Соберите схему на диэлектрической подложке: кусок фанеры, пластиковый лоток, деревянный ящик и т.д. Отделите схему от катушек диэлектрической пластиной или платой с миниатюрным отверстием для проводов.

Закрепляем первичную обмотку так, чтобы не допустить падения и контакта со вторичной обмоткой. В центре первичной обмотки оставляем место для вторичной обмотки с учетом того, что оптимальное расстояние между ними составляет 1 см. Рамку использовать не обязательно – достаточно надежного крепления.

Установите и закрепите вторичную обмотку. Делаем необходимые подключения по схеме. Посмотреть работу изготовленного трансформатора Tesla вы можете на видео ниже.

Схема для самостоятельной сборки

В этой схеме минимум элементов, что никоим образом не упрощает нашу задачу. Ведь для того, чтобы это работало, его необходимо не только собрать, но и настроить. Начнем с МОТ.

Есть такой трансформатор в микроволновке. Это обычный силовой трансформатор с той лишь разницей, что его сердечник работает в режиме, близком к насыщению.

Схема сборки самодельного трансформатора Тесла.

Это означает, что, несмотря на небольшие размеры, он имеет мощность до 1,5 кВт. Однако у этого режима работы есть и недостатки. Это большой ток холостого хода, примерно 2-4 А, и сильный нагрев даже без нагрузки, про нагрев с нагрузкой молчу. Нормальное выходное напряжение для МОТ составляет 2000-2200 вольт при токе 500-850мА.

МОТ для трансформатора Тесла.

У всех МОТ «первичная» рана внизу, «вторичная» рана вверху. Это сделано для хорошей изоляции обмотки.

На «вторичную», а иногда и на «первичную» намотана филаментная обмотка магнетрона, около 3,6 вольт.

Также между обмотками можно увидеть две металлические перемычки. Это магнитные шунты.

Их основная цель – перекрыть часть магнитного потока, создаваемого «первичной обмоткой.

Поэтому необходимо ограничить магнитный поток через «вторичку» и ее выходной ток до определенного уровня.

Внимание! Просят любителей бросить эту работу! Опасно, высокое напряжение, смертельно опасно! Хотя напряжение мало по сравнению с линейным оператором, сила тока, в сто раз превышающая безопасный предел в 10 мА, снизит шансы на выживание почти до нуля.

КАП – высоковольтные керамические конденсаторы (серии К15У1, К15У2, ТГК, КТК, К15-11, К15-14 – для высокочастотных установок!).

Самодельный ВЧ фильтр Tesla.

Высокочастотный фильтр: соответственно две катушки, выполняющие функцию фильтров высокочастотного напряжения.

Каждый имеет 140 витков лакированной медной проволоки диаметром 0,5 мм.

Бенгальский огонь, необходимый для переключения мощности и возбуждения колебаний в цепи.

Если в цепи нет искры, то мощность будет, но колебаний не будет. И блок питания начинает фильтровать первичную обмотку – вот и короткое замыкание!

Искра для самодельного трансформатора Тесла.

Пока искра не закроется, каппы заряжены. Как только он закрывается, начинаются качели. Поэтому балласт ставят в виде дросселей: при закрытии искры индуктивность препятствует протеканию тока от блока питания, заряжается сама, а потом при открытии разрядника нагружает колпачки с удвоенной злостью.

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

Однако подойдет медная водопроводная труба. Вторичная обмотка вмещает от 400 до 800 витков, здесь необходимо регулировать.

Катушка трансформатора Тесла своими руками.

Первичная обмотка возбуждена. На вторичной обмотке одна клемма надежно заземлена, вторая подключена к ТОРУ (излучателю молнии) .

Тор может состоять из вентиляционных волн. Это все. Помните о безопасности и удачи в сборке.

Область применения

Неверно думать, что трансформатор Теслы на практике не нашел широкого применения. Он используется для зажигания газоразрядных ламп и поиска утечек в вакуумных системах. Однако его основное применение сегодня – познавательное и эстетическое. В таблице ниже суммированы эффекты, возникающие во время работы трансформатора Тесла.

Эффекты, возникающие при работе трансформатора Тесла.

В основном это связано со значительными трудностями, если необходимо контролировать подбор высоковольтной мощности, а тем более передавать ее удаленно от трансформатора, так как в этом случае устройство неизбежно выходит из резонанса и добротности вторичного контура коэффициент также значительно снижается.

В чем уникальность катушки Тесла?

Основное отличие этого изобретения состоит в том, что его изобретателю удалось получить напряжение более 15 миллионов вольт на частоте в несколько сотен килогерц. Выглядит это устройство невероятно странно, устрашающе, но не менее красиво: отсутствие железного сердечника, толстый внешний слой первичной обмотки и толстый внутренний слой вторичной обмотки. Но есть и недостатки. Например, непросто сделать широкую кривую, обеспечивающую отличный тепловой контакт с сердечником трансформатора.

Многие пытаются повторить множество уникальных опытов великого гения. Однако для этого им придется решить самую главную задачу: как сделать катушку Тесла в домашних условиях, но как это сделать? Попробуем подробно описать, чтобы у вас получилось сделать это с первого раза.

Что нужно для изготовления катушки Тесла?

Чтобы сделать катушку Тесла дома, на нашем столе или даже на кухне, мы должны сначала запастись всем необходимым.
Итак, сначала нам нужно найти или приобрести следующее.
Из инструментов нам понадобятся:

Сварщик
Клей-пистолет
Сверло тонким сверлом
Ножовка
Ножницы
Изолента
Маркер

Чтобы собрать саму катушку Тесла, нужно подготовить следующее:

Отрезок толстой полипропиленовой трубы диаметром 20 мм.
Медная проволока диаметром 0,08-0,3 мм.
Кусок толстой проволоки
Транзистор типа КТ31117Б или 2Н2222А (возможно КТ805, КТ815, КТ817)
Резистор 22 кОм (можно резисторы от 20 до 60 кОм)
Источник питания (корона)
Мяч для пинг-понга
Кусок пищевой пленки
Основа, на которую будет крепиться изделие – кусок картона или пластика
Провода для подключения нашей схемы

Подготовив все необходимое, приступаем к изготовлению катушки Тесла.

Для чего нужен трансформатор Тесла?

Игрушка? Ничего подобного. Согласно этому принципу Tesla собиралась построить глобальную систему беспроводной передачи энергии, используя энергию эфира. Для реализации такой схемы требуются два мощных трансформатора, установленных на разных концах земли, работающих на одной резонансной частоте.

В этом случае полностью отпадает необходимость в медных проводах, электростанциях, счетах для оплаты услуг монопольных поставщиков электроэнергии, так как любой человек в любой точке мира может пользоваться электричеством совершенно бесплатно и бесплатно. Конечно, такая система никогда не окупится, так как за электричество платить не нужно. А если так, то инвесторы не спешат стоять в очереди на реализацию патента Николы Теслы No. 645 576.

Включение, проверка и регулировка

Первый запуск рекомендуется начинать на открытом воздухе, также стоит снять все самые дальние приборы, чтобы исключить выход из строя. Помните о мерах предосторожности! Для начала выполните следующие действия:

Они проходят по всей цепочке ниток и проверяют, чтобы оголенные контакты нигде не касались и все узлы были плотно закреплены. Между болтами в ловушке оставлен небольшой зазор.
Приложите напряжение и наблюдайте, как появляется стример. При ее отсутствии на вторичную обмотку подводят люминесцентную лампу или лампу накаливания. Рекомендуется закрепить их на диэлектрике; подойдет кусок трубы ПВХ. Появление свечения подтверждает, что трансформатор Тесла исправен.
При отсутствии люминесценции поменяйте местами выводы первичной обмотки.

Если не сработало с первого раза, не отчаивайтесь. Попробуйте изменить количество витков вторичной обмотки и расстояние между обмотками. Затяните болты в ловушке.

Современный взгляд и новые разработки

Несмотря на широко распространенный интерес к созданию бесплатного генератора энергии, они все еще не могут вытеснить с рынка классический метод производства электроэнергии. Разработчикам прошлого, выдвигавшим смелые теории о значительном снижении стоимости электроэнергии, не хватало технического совершенства оборудования или параметры элементов не могли обеспечить желаемый эффект. А благодаря научно-техническому прогрессу человечество получает все новые и новые изобретения, которые делают воплощение генератора бесплатной энергии уже ощутимым. Следует отметить, что на сегодняшний день уже получены генераторы бесплатной энергии, которые работают с энергией солнца и ветра и активно управляются.

Но, в то же время, в Интернете можно найти предложения о покупке таких устройств, хотя большинство из них – манекены, призванные обмануть неосведомленного человека. И небольшой процент реально работающих генераторов свободной энергии, будь то резонансные трансформаторы, катушки или постоянные магниты, справляется только с питанием маломощных потребителей, не может подавать электричество, например, в частный дом или освещать двор. Генераторы свободной энергии – перспективное направление, но их практическая реализация пока не реализована.

Применение генератора

Генератор и трансформатор Тесла были спроектированы изобретателем как универсальные устройства для беспроводной передачи электроэнергии. Никола Тесла неоднократно проводил эксперименты, подтверждающие его теорию, но, к сожалению, следы отчетов о передаче энергии также были надежно утеряны или скрыты, как и многие другие его конструкции. Разработчики только недавно начали разрабатывать устройства для передачи энергии, но также и на относительно короткие расстояния (хорошим примером являются зарядные устройства для беспроводных телефонов).

В эпоху неизбежного истощения запасов невозобновляемых природных ресурсов (углеводородного топлива) большое значение приобретает разработка и проектирование устройств альтернативной энергетики, в том числе бестопливного генератора. Генератор бесплатной энергии с достаточной мощностью можно использовать для освещения и обогрева дома. Не следует отказываться от исследований, ссылаясь на отсутствие опыта и специальной подготовки. Многие важные изобретения были сделаны людьми, которые были профессионалами в совершенно разных областях.

Подобие с качелями

Для лучшего понимания скопления, большой разности потенциалов контура, представьте себе колеблющиеся качели от оператора. Тот же контур качания и человек действует как первичная катушка. Ход качания – это электрический ток во второй обмотке, а подъем – это разность потенциалов.

Оператор качается, передает энергию. Несколько раз они сильно ускорялись и становились очень кайфовыми, они концентрировали в себе много энергии. Такой же эффект происходит с катушкой Тесла, возникает переизбыток энергии, происходит сбой и видна красивая коса.

Резонансная частота – это количество колебаний в секунду.

Длина колебательного пути определяется коэффициентом связи. Если качнуть качели, то они быстро раскачиваются, втягиваются ровно на длину руки человека. Этот коэффициент равен единице. В нашем случае катушка Тесла с повышенным коэффициентом – это такой же трансформатор.

Человек толкает качели, но они не держатся, поэтому коэффициент сцепления небольшой, качели уносятся дальше. Их раскачивание занимает больше времени, но не требует силы. Чем выше коэффициент связи, тем больше энергии быстрее накапливается в цепи. Разность потенциалов на выходе меньше.

Коэффициент добротности противоположен трению в примере качелей. Когда трение велико, добротность мала. Это означает, что добротность и коэффициент подбираются для самой большой высоты поворота или самой большой косы. В трансформаторе второй обмотки катушки Тесла добротность является переменной величиной. Эти две ценности трудно согласовать; выбрано в результате экспериментов.

Меры безопасности

После того, как ваш CT собран, перед запуском необходимо предпринять несколько мер предосторожности. Для начала нужно проверить проводку в помещении, куда вы планируете подключить трансформатор. Во-вторых, проверьте изоляцию обмоток.

Также стоит помнить о простейших мерах предосторожности. Напряжение вторичной обмотки в среднем составляет 700А, 15А уже смертельно для человека. Кроме того, стоит убрать все электроприборы подальше, попав в зону действия катушки, они могут сгореть.

CT – революционное открытие своего времени, которое сегодня недооценивают. Сегодня трансформатор Tesla служит только для развлечения домашних электриков и в световых дисплеях. Сделать катушку можно самостоятельно, используя подручные средства. Вам понадобится труба из ПВХ, несколько сотен метров медного провода, пара метров медных трубок, транзистор и пара резисторов.

ТЕСЛА ГЕНЕРАТОР

Давно хотел собрать достойную катушку Теслы и вот, наконец, дошли руки. После сборок мелких катушек решил замахнуться на новую схему, более серьезную и сложную в настройке и работе. Перейдем от слов к делу. Полная схема выглядит так:

Работает по принципу автогенератора. Прерыватель пинает драйвер UCC27425 и начинается процесс. Драйвер подает импульс на GDT (Gate Drive Transformator – дословно: трансформатор, управляющий затворами) с GDT идут 2 вторичные обмотки включенные в противофазе. Такое включение обеспечивает попеременное открытие транзисторов. Во время открытия транзистор прокачивает ток через себя и конденсатор 4,7 мкФ. В этот момент на катушке образуется разряд, и сигнал идет по ОС в драйвер. Драйвер меняет направление тока в GDT и транзисторы меняются (который был открытым – закрывается, а второй открывается). И этот процесс повторяется до тех пор, пока идет сигнал с прерывателя.

GDT лучше всего мотать на импортном кольце – Epcos N80. Обмотки мотаются в соотношении 1:1:1 или 1:2:2. В среднем порядка 7-8 витков, при желании можно рассчитать. Рассмотрим RD цепочку в затворах силовых транзисторов. Эта цепочка обеспечивает Dead Time (мертвое время). Это время когда оба транзистора закрыты. То есть один транзистор уже закрылся, а второй еще не успел открыться. Принцип такой: через резистор транзистор плавно открывается и через диод быстро разряжается. На осциллограмме выглядит примерно так:

Если не обеспечить dead time то может получиться так, что оба транзистора будут открыты и тогда обеспечен взрыв силовой.

Идем дальше. ОС (обратная связь) выполнена в данном случае в виде ТТ (трансформатора тока). ТТ наматывается на ферритовом кольце марки Epcos N80 не менее 50 витков. Через кольцо продергивается нижний конец вторичной обмотки, который заземляется. Таким образом высокий ток со вторичной обмотки превращается в достаточный потенциал на ТТ. Далее ток с ТТ идет на конденсатор (сглаживает помехи), диоды шоттки (пропускают только один полупериод) и светодиод (выполняет роль стабилитрона и визуализирует генерацию). Чтобы была генерация необходимо также соблюдать фразировку трансформатора. Если нет генерации или очень слабая – нужно просто перевернуть ТТ.

Рассмотрим отдельно прерыватель. С прерывателем конечно я попотел. Собрал штук 5 разных… Одни пучит от ВЧ тока, другие не работают как надо. Далее расскажу про все прерыватели, которые делал. Начну пожалуй с самого первого – на TL494. Схема стандартная. Возможна независимая регулировка частоты и скважности. Схема ниже может генерировать от 0 до 800-900 Гц, если поставить вместо 1 мкФ конденсатор 4,7 мкФ. Скважность от 0 и до 50. То что нужно! Однако есть одно НО. Этот ШИМ контроллер очень чувствителен к ВЧ току и различным полям от катушки. В общем при подключении к катушке, прерыватель просто не работал, либо все по 0 либо CW режим. Экранирование частично помогло, но не решило проблему полностью.

Генератор прямоугольных импульсов – схема

Следущий прерыватель был собран на UC3843 очень часто встречается в ИИП, особенно АТХ, оттуда, собственно, его и взял. Схема тоже неплохая и не уступает TL494 по параметрам. Здесь возможна регулировка частоты от 0 до 1кГц и скважность от 0 до 100%. Меня это тоже устраивало. Но опять эти наводки с катушки все испортили. Здесь даже экранирование нисколько не помогло. Пришлось отказаться, хотя собрал добротно на плате…

Схема прерывателя на UC3843

Надумал вернуться к дубовым и надежным, но малофункциональным 555. Решил начать с burst interrupter. Суть прерывателя заключается в том, что он прерывает сам себя. Одна микросхема (U1) задает частоту, другая (2) длительность, а третья (U3) время работы первых двух. Все бы ничего, если бы не маленькая длительность импульса с U2. Этот прерыватель заточен под DRSSTC и может работать с SSTC но мне это не понравилось- разряды тоненькие, но пушистые. Далее было несколько попыток увеличить длительность, но они не увенчались успехом.

Схемы генераторов на 555

Тогда решил изменить принципиально схему и сделать независимую длительность на конденсаторе, диоде и резисторе. Возможно многие посчитают эту схему абсурдной и глупой, но это работает. Принцип такой: сигнал на драйвер идет до тех пор пока конденсатор не зарядится (с этим думаю никто не поспорит). NE555 генерирует сигнал, он идет через резистор и конденсатор, при этом если сопротивление резистора 0 Ом, то идет только через конденсатор и длительность максимальна (на сколько хватает емкости) не зависимо от скважности генератора. Резистор ограничивает время заряда, т. е. чем больше сопротивление, тем меньшей времени будет идти импульс. На драйвер идет сигнал меньшей длительностью, но тоже частоты. Разряжается конденсатор быстро через резистор (который на массу идет 1к) и диод.

Плюсы и минусы

Плюсы: независимая от частоты регулировка скважности, SSTC никогда не уйдет в CW режим, если подгорит прерыватель.

Минусы: скважность нельзя увеличивать «бесконечно много», как например на UC3843, она ограничена емкостью конденсатора и скважностью самого генератора (не может быть больше скважности генератора). Ток через конденсатор идет плавно.

На последнее не знаю как драйвер реагирует (плавную зарядку). С одной стороны драйвер также плавно может открывать транзисторы и они будут сильнее греться. С другой стороны UCC27425 – цифровая микросхема. Для нее существует только лог. 0 и лог. 1. Значит пока напряжение выше порогового – UCC работает, как только опустилось ниже минимального – не работает. В этом случае все работает в штатном режиме, и транзисторы открываются полностью.

Перейдем от теории к практике

Собирал генератор Тесла в корпус от АТХ. Конденсатор по питанию 1000 мкф 400в. Диодный мост из того же АТХ на 8А 600В. Перед мостом поставил резистор 10 Вт 4,7 Ом. Это обеспечивает плавный заряд конденсатора. Для питания драйвера поставил трансформатор 220-12В и еще стабилизатор с конденсатором 1800 мкФ.

Диодные мосты прикрутил на радиатор для удобства и для отвода тепла, хотя они почти не греются.

Прерыватель собрал почти навесом, взял кусок текстолита и канцелярским ножом вырезал дорожки.

Силовая была собрана на небольшом радиаторе с вентилятором, позже выяснилось, что этого радиатора вполне достаточно для охлаждения. Драйвер смонтировал над силовой через толстый кусок картона. Ниже фото почти собранной конструкции генератора Тесла, но находящейся на проверке, измерял температуру силовой при различных режимах (видно обычный комнатный термометр, прилепленный к силовой на термопласту).

Тороид катушки собран из гофрированной пластиковой трубы диаметром 50 мм и обклеенным алюминиевым скотчем. Сама вторичная обмотка намотана на 110 мм трубе высотой 20 см проводом 0,22 мм около 1000 витков. Первичная обмотка содержит аж 12 витков, сделал с запасом, дабы уменьшить ток через силовую часть. Делал с 6 витками в начале, результат почти одинаков, но думаю не стОит рисковать транзисторами ради пары лишних сантиметров разряда. Каркасом первички служит обычный цветочный горшок. С начала думал что не будет пробивать если вторичку обмотать скотчем, а первичку поверх скотча. Но увы, пробивало… В горшке конечно тоже пробивало, но здесь скотч помог решить проблему. В общем готовая конструкция выглядит так:

Ну и несколько фоток с разрядом

Теперь вроде бы все.

Ещё несколько советов: не пытайтесь сразу воткнуть в сеть катушку, не факт что она сразу заработает. Постоянно следите за температурой силовой, при перегреве может бабахнуть. Не мотайте слишком высокочастотные вторички, транзисторы 50b60 могут работать максимум на 150 кГц по даташиту, на самом деле немного больше. Проверяйте прерыватели, от них зависит жизнь катушки. Найдите максимальную частоту и скважность, при которой температура силовой стабильная длительное время. Слишком большой тороид может тоже вывести из строя силовую.

Видео работы SSTC

P.S. Транзисторы силовые использовал IRGP50B60PD1PBF. Файлы проекта тут. Удачи, с вами был [)еНиС!

Форум по SSTC

Работа катушки Тесла

ЭКСПЛУАТАЦИЯ КАТУШКИ ТЕСЛА

Катушка Тесла представляет собой резонансный трансформатор с воздушным сердечником. Он имеет некоторое сходство со стандартным трансформатором, но принцип работы несколько отличается. В стандартном трансформаторе используется тесная связь между его первичной и вторичной обмотками, а коэффициент трансформации напряжения определяется только коэффициентом трансформации. Напротив, в катушке Теслы используется относительно слабая связь между первичной и вторичной обмотками, и большая часть прироста напряжения связана с резонансом, а не с соотношением витков. Обычный трансформатор использует железный сердечник для работы на низких частотах, тогда как катушка Тесла имеет воздушный сердечник для эффективной работы на гораздо более высоких частотах.

Типичная принципиальная схема катушки Тесла показана ниже.

Катушка Теслы работает следующим образом:

Первоначально искровой разрядник выглядит как разомкнутая цепь. Ток от источника питания высокого напряжения протекает через балластную катушку индуктивности и заряжает первичный накопительный конденсатор до высокого напряжения. Напряжение на конденсаторе неуклонно увеличивается со временем по мере накопления большего заряда на его диэлектрике.

В конце концов напряжение на конденсаторе становится настолько высоким, что воздух в искровом промежутке не может удерживать сильное электрическое поле, и происходит пробой. Сопротивление воздуха в разряднике резко падает, и разрядник становится хорошим проводником. Теперь накопительный конденсатор подключен к первичной обмотке через искровой разрядник. Это формирует параллельный резонансный контур, и конденсатор разряжает свою энергию в первичную обмотку в виде затухающих высокочастотных колебаний. Собственная резонансная частота этой схемы определяется номиналами первичного конденсатора и первичной обмотки и обычно составляет несколько сотен килогерц.

Во время затухающих первичных колебаний энергия проходит туда и обратно между первичным конденсатором и первичным индуктором. Энергия накапливается попеременно в виде напряжения на конденсаторе или тока в катушке индуктивности. Часть энергии от конденсатора также производит значительное количество тепла и света в искровом промежутке. Энергия, рассеиваемая в искровом промежутке, представляет собой энергию, которая теряется в цепи первичного бака, и именно эта потеря энергии вызывает относительно быстрое затухание первичного колебания со временем.

Мне нравится эта спиральная диаграмма, потому что я думаю, что она показывает, как напряжение и ток сдвинуты по фазе на 90 градусов. Расстояние точки от начала координат представляет собой количество энергии в системе по мере затухания колебаний.

Это также напоминает мне форму первичной обмотки!

Непосредственная близость первичной и вторичной обмоток вызывает магнитную связь между ними. Колебательный ток большой амплитуды, протекающий в первичной обмотке, вызывает индукцию аналогичного колебательного тока в соседней вторичной обмотке.
Собственная емкость вторичной обмотки и емкость, образованная между тороидом и землей, приводят к созданию еще одного параллельного резонансного контура с вторичной индуктивностью. Его собственная резонансная частота определяется значениями вторичной индуктивности и паразитных емкостей. Резонансная частота первичного контура намеренно выбрана равной резонансной частоте вторичного контура, чтобы вторичный контур возбуждался колеблющимся магнитным полем первичного контура.

Энергия постепенно передается из первичного резонансного контура во вторичный резонансный контур. В течение нескольких циклов амплитуда первичных колебаний уменьшается, а амплитуда вторичных колебаний увеличивается. Затухание первичного колебания называется «первичным звонком», а начало вторичного колебания называется «вторичным звонком». Когда вторичное напряжение становится достаточно высоким, тороид не может предотвратить пробой, и при разрушении окружающего воздуха образуются искры.

	*«Первичный кольцевой переход» до первой основной метки*
	*«Вторичный звонок» до первого максимума*

В конечном итоге вся энергия была передана во вторичную систему, и в первичном контуре ее не осталось. Эта точка известна как «первая основная метка», потому что амплитуда основного колебания упала до нуля. Это первая метка, потому что процесс передачи энергии здесь обычно не останавливается. В идеальной системе искровой разрядник перестал бы проводить ток в этот момент, когда вся энергия улавливается во вторичной цепи. К сожалению, на практике это случается редко.
Если искровой разрядник продолжает проводить ток после первой первичной метки, энергия начинает передаваться из вторичной цепи обратно в первичную цепь. Вторичное колебание затухает до нуля, а первичная амплитуда снова возрастает. Когда вся энергия передана обратно в первичную цепь, вторичная амплитуда падает до нуля. Эта точка известна как «Первая вторичная выемка», потому что в это время во вторичной обмотке не осталось энергии.

Этот процесс передачи энергии может продолжаться несколько сотен микросекунд. Выплескивание энергии между первичным и вторичным резонансными контурами приводит к тому, что их амплитуды увеличиваются и уменьшаются со временем. В моменты, когда вся энергия находится во вторичной цепи, в первичной системе нет энергии и возникает «первичный надрез». Когда вся энергия находится в первичной цепи, во вторичной цепи энергии нет, и возникает «вторичная выемка».

В анимации напротив передний маятник представляет первичное напряжение, а задний маятник представляет вторичное напряжение. Обратите внимание, как изменяется амплитуда каждого маятника при передаче энергии от одного маятника к другому. Подобную механическую модель можно легко построить, и она обеспечивает хорошую аналогию с электрическим случаем. Это действительно работает!

«Насечки» хорошо видны, когда один маятник на мгновение останавливается.

Каждый раз, когда энергия передается от одного резонансного контура к другому, часть энергии теряется либо в первичном искровом промежутке, либо в радиочастотном излучении, либо из-за образования искр во вторичном контуре. Это означает, что общий уровень энергии в системе катушки Теслы со временем снижается. Следовательно, и первичная, и вторичная амплитуды в конечном итоге уменьшатся до нуля.

После нескольких передач энергии между первичной и вторичной обмотками энергия в первичной обмотке станет достаточно низкой, чтобы разрядник остыл. Теперь он перестанет проводить на первичной метке, когда ток минимален. В этот момент любая оставшаяся энергия задерживается во вторичной системе, потому что первичный резонансный контур эффективно «разрывается» из-за размыкания искрового промежутка.

Энергия, оставшаяся во вторичной цепи, вызывает затухающие колебания, которые экспоненциально затухают из-за резистивных потерь и энергии, рассеиваемой во вторичных искрах.

Вторичное срабатывание после отключения искрового разрядника

Поскольку искровой разрядник теперь разомкнут, накопительный конденсатор снова начинает заряжаться от источника высокого напряжения, и весь процесс повторяется снова.

Следует отметить, что этот повторяющийся процесс является важным механизмом образования длинных искр. Это связано с тем, что последующие искры строятся на горячих ионизированных каналах, образованных предыдущими искрами. Это позволяет искрам увеличиваться в длину в течение нескольких срабатываний системы. На практике весь описанный выше процесс может происходить несколько сотен раз в секунду.

Но как Катушка Теслы производит такое большое вторичное напряжение?

Теперь немного математики

Потрясающий прирост напряжения катушки Теслы обусловлен тем фактом, что энергия в большом конденсаторе первичного бака передается сравнительно небольшой паразитной емкости вторичной цепи. Энергия, запасенная в первичном конденсаторе, измеряется в джоулях и определяется по следующей формуле:

Ep = 0,5 Cp Vp

вычислено.

Ep = 0,5 x 47n x (20000) = 9,4 Дж

Если предположить отсутствие потерь при передаче энергии во вторичную обмотку, то теория сохранения энергии утверждает, что эта энергия будет передаваться во вторичную емкость Сс. Cs обычно составляет около 25 пФ. Если он содержит 9,4 Дж энергии, когда передача энергии завершена, мы можем рассчитать напряжение:

Es = 0,5 x 25p x Vs = 9,4

Вс = 9,4/(0,5 х 25п)

Vs = 867 кВ

Теоретический коэффициент усиления по напряжению катушки Теслы фактически равен квадратному корню из коэффициента емкости.

Коэффициент усиления = sqrt (Cp / Cs)

Коэффициент усиления по напряжению также можно рассчитать через индуктивности

Для работы катушки Теслы резонансные частоты первичного контура и вторичного контура должны быть идентичными. т.е. Fp должен равняться Fs.

Fp = 1/2 pi sqrt (LpCp) = Fs = 1/2 pi sqrt (LsCs)

Следовательно: LpCp = LsCs

Отношение индуктивностей обратно пропорционально отношению емкостей, поэтому коэффициент усиления по напряжению следующий:

Коэффициент усиления = sqrt (Ls / Lp)

Все приведенные выше уравнения рассчитывают теоретический максимальный коэффициент усиления по напряжению. На практике напряжение наверху вторичной обмотки никогда не станет таким высоким из-за нескольких факторов:

Приведенные выше уравнения предполагают, что вся энергия от первичного конденсатора передается во вторичный конденсатор. На практике часть энергии теряется из-за сопротивления обмоток обеих катушек.
Значительная часть начальной энергии теряется в виде света, тепла и звука в основном разряднике.
Первичная и вторичная катушки действуют как антенны и излучают небольшое количество энергии в виде радиоволн.
Образование короны или дуги от тороида к близлежащим заземленным объектам в конечном итоге ограничивает пиковое вторичное напряжение.

На графике справа показано, как резко падает вторичное напряжение, когда между тороидом и ближайшим заземленным объектом образуется дуга. Это приблизительное представление реальной формы волны, наблюдаемой при разряде работающей катушки на заземленную цель на расстоянии 12 дюймов. Вторичное напряжение возрастает примерно до 300 кВ всего за 3 цикла. Этого достаточно, чтобы пробить 12-дюймовый зазор, и образовавшаяся дуга нагружает вторичную обмотку, снижая напряжение.

Размер тороида (или разрядного терминала) очень важен. Если оно мало, теоретически это приведет к более высокому вторичному напряжению из-за более низкой емкости (Cs). Однако на практике его малый радиус кривизны приведет к преждевременному пробою окружающего воздуха при низком напряжении до того, как будет достигнут максимальный уровень. Большой тороид теоретически приводит к более низкому пиковому вторичному напряжению (из-за большего количества Cs), но на практике дает хорошие результаты, потому что его больший радиус кривизны задерживает пробой окружающего воздуха до тех пор, пока не будет достигнуто более высокое напряжение.

К катушке Теслы можно присоединить очень большой тороид, который на самом деле предотвращает разрушение окружающего воздуха. В этом случае мощность не рассеивается в виде вторичных искр, а энергия накопительного конденсатора рассеивается между искровым промежутком, паразитными сопротивлениями и радиочастотным излучением.

Больше теории работы

Нажмите здесь, чтобы перейти к следующему разделу по гашению, соединению и частотному разделению.

Вернуться на главную страницу

Как сделать мини-катушку Тесла 9 В

Будь то обычный школьный проект или умопомрачительный дуговой проект, катушку Тесла () всегда интересно собирать, и она определенно сделает ваш проект крутым и привлекательный. Катушка Тесла представляет собой простую катушку, которая создает электрическое поле высокого напряжения в воздухе, когда подается небольшая входная мощность (9 В), это электрическое поле достаточно сильное, чтобы светить маленькие лампочки. Этот принцип изобрел Никола Тесла 9.0242 , который также является автором изобретения асинхронных двигателей, переменного тока, неоновых ламп, пультов дистанционного управления и т. д. мало общедоступных электронных компонентов, что делает его очень простым в сборке (скрестим пальцы). Есть несколько человек, которые уже попробовали этот проект и не смогли получить результат; это в основном из-за нескольких часто встречающихся тонких ошибок. Таким образом, не имеет значения, отказались ли вы уже от катушек Теслы или вы совершенно новичок в этой теме, это руководство станет вашей последней остановкой в сборке и отладке вашей катушки Тесла и ее работе. В этом мастер-классе мы изучим Как сделать простую катушку Тесла с батареей 9 В и передавать энергию по беспроводной сети .

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

Компоненты, необходимые для сборки миниатюрной катушки Теслы
Магнитный провод, также известный как Эмалированный медный провод
Резистор 22K
2N2222 Транзистор
Светодиод
Обычная проволока для макета
Любой непроводящий цилиндрический объект
Батарея 9 В (или питание 5 В)
Макет

Мини-катушка Теслы Работа:
Прежде чем мы начнем собирать катушку Тесла, очень важно знать, как она работает. Только тогда мы сможем успешно построить и отладить его. Катушка Тесла работает по принципу 9.0241 Электромагнитная индукция. Согласно которой при помещении проводника в переменное магнитное поле внутри проводника будет индуцироваться небольшой ток. Для катушки Тесла этот проводник будет называться вторичной катушкой , а переменное магнитное поле будет создаваться первичной катушкой за счет пропускания колебательного тока через первичную катушку.
Это может показаться немного запутанным, но давайте перейдем к принципиальной схеме, где все будет ясно.

Мини-катушка Теслы 9 В:
Принципиальная схема мини-катушки Теслы проекта , приведенная ниже, очень проста. Итак, давайте разберемся, как это работает, и научимся его строить. Основным компонентом на этой схеме катушки мини-Тесла является вторичная катушка (золотого цвета), которая изготовлена путем намотки магнитного провода (эмалированного) вокруг цилиндрического объекта (подойдет любой непроводящий объект).
Сильноточный высокочастотный транзистор типа 2N2222 используется для подачи тока через первичную обмотку (фиолетового цвета). Вся установка питается от 9В батареи , как показано выше. Положительный конец батареи достигает коллектора транзистора через первичную катушку, а эмиттер заземлен. Это означает, что всякий раз, когда транзистор проводит ток, ток течет через первичную катушку. Светодиодный диод и один конец вторичной катушки также подключены к базе транзистора, чтобы заставить схему колебаться, таким образом, транзистор будет посылать колебательный ток в первичную катушку. Если вы хотите получить больше технических знаний и узнать, как колеблется ток, вы можете найти Google для « Цепь возбудителя Slayer » .
Итак, при таком расположении у нас есть первичная катушка, которая будет иметь колебательный ток и, следовательно, будет создавать вокруг себя переносящий магнитный поток. Теперь эта катушка намотана на вторичную катушку, и, следовательно, в соответствии с законом электромагнитной индукции во вторичной катушке будет индуцироваться напряжение. Поскольку количество витков во вторичной катушке намного больше, чем в первичной, это напряжение будет очень высоким, и, следовательно, эта катушка будет иметь очень сильный электрический поток вокруг нее, который достаточно мощен, чтобы накалить обычные лампы CFL и используется в Беспроводная передача энергии .

Намотка вторичной катушки:
Одним из очень важных шагов в этом проекте является намотка вторичной катушки. Это трудоемкий процесс, поэтому не торопитесь в этой части. В первую очередь вам понадобится магнитная катушка, которую еще называют эмалированной проволочной катушкой. Эти провода можно найти внутри катушек реле, трансформаторов и даже двигателей. Вы можете либо использовать его повторно, либо купить себе новый. Чем тоньше проволока, тем лучше будет результат.
Когда вы закончите с магнитным проводом, вам понадобится цилиндрический предмет . Единственным правилом при выборе этого объекта является то, что он не должен быть токопроводящим , вы можете выбрать ПВХ трубы, картонный рулон или даже сложить вместе 4-5 листов формата А4 и свернуть их. Диаметр цилиндра может быть от 5 до 10 см, а длина должна быть не менее 10 см. Чем длиннее объект, тем большее количество витков он может поместить.
После получения катушки и цилиндрического объекта пришло время начать процесс намотки, просто намотайте несколько витков и используйте ленту, чтобы закрепить обмотку сначала, а затем продолжите полная обмотка. При намотке 9 убедитесь, что вы следуете приведенным ниже советам.0007
Намотать катушки как можно ближе
Не перекрывайте один виток катушки другим
Постарайтесь получить как минимум 150 витков, значение 300 витков обычно будет хорошим.

Распространенные заблуждения:
Хотя эта схема работает и ведет себя как катушка Тесла, она далека от реальной катушки Тесла. Правильное название этой схемы: катушка тесла-убийца-убийца или катушка Тесла для бедняков. Вы можете учиться и получать средства с этой схемой, но имейте в виду, что это не катушка Тесла. При этом давайте продолжим наш проект. Как только мы будем готовы с катушкой, мы почти на 90% завершим проект, после чего просто следуем принципиальной схеме и выполняем соединения, но есть несколько часто задаваемых вопросов: «Почему моя катушка тесла не работает?» вопросы, на которые вы можете найти ответы ниже.
Не используйте обычный транзистор вместо 2N2222, если вы не знаете, как выбрать точный эквивалент для этого транзистора.
Резистор 22K не обязательно должен быть точно таким же, он может быть от 12K до 30K.
Убедитесь, что батарея 9 В, которую вы используете, является новой, потому что дешевые батареи не будут работать более 5 минут с этой схемой. Если у вас есть Arduino или что-то еще, что может дать вам + 5 В, вы также можете использовать это.
Совершенно нормально, если ваша катушка имеет любое количество витков, но она должна иметь как минимум не менее 150 витков, вам не нужно быть очень точным при подсчете.
Схема может работать от 5В до 10В. Однако не пропускайте через него более 500 мА
Светодиод имеет другое предназначение, кроме свечения, он фактически используется для переключения транзистора, поэтому не игнорируйте его, светодиод КРАСНОГО цвета будет работать нормально.
Ваш светодиод может светиться или не светиться, когда на цепь подается питание, вам не о чем беспокоиться.
Вы можете получить или не получить искру (дугу) на свободном конце вторичной обмотки, об этом также не нужно беспокоиться. Если вы получаете дугу, не трогайте ее.
Всегда проверяйте, работает ли цепь, только используя обычную лампу компактной люминесцентной лампы.
Добавление металлической нагрузки (бумаги из фольги) поверх вторичной обмотки необязательно, но это, безусловно, улучшит результаты, но не обязательно для получения основного рабочего выхода.
Вероятность того, что вы услышите какой-либо шипящий звук, очень мала, так что не ждите.

Изготовление и испытание 9-вольтовой мини-катушки Теслы:
Просто следуйте инструкциям по намотке катушки и используйте макетную плату для соединения, как показано на электрической схеме. Как только вы закончите со всем своим мини катушка Тесла проекта будет выглядеть примерно так.

У меня нет резистора на 22 кОм или чего-либо поблизости, поэтому я использовал два резистора по 47 кОм параллельно, как показано на схеме. Теперь, наконец, пришло время повеселиться. Просто подключите цепь с помощью новой батареи 9 В и поднесите лампу CFL близко к катушке, и вы сможете наблюдать, как лампа CFL светится без какого-либо подключения сама по себе, как показано на видео ниже. Вы также можете добиться такого же эффекта на ламповых светильниках. Идите вперед и поэкспериментируйте с этим, есть гораздо больше возможностей для улучшения проекта, увеличив номинальный ток или увеличив количество витков на вторичной обмотке, чтобы получить дуги на свободном конце вторичной обмотки. Но все это осталось для нового туториала.

Вы также можете проверить работоспособность цепи с помощью мультиметра , просто переведите мультиметр в режим измерения напряжения. Прикоснитесь к черному щупу на земле цепи и оставьте красный щуп парящим в воздухе, мультиметр должен показывать очень высокое напряжение, как показано ниже, где мультиметр показывает очень высокое напряжение 1247 В. Вас уже предупредили, будьте очень осторожны с этими установками высокого напряжения. Узнайте здесь, как пользоваться цифровым мультиметром .

Вы также можете проверить наличие флюса с помощью мультиметра клещевого типа в режиме NCV. Когда вы поднесете мультиметр к катушке, он начнет издавать звуковой сигнал с мигающим светом.

Но, подождите!!!…., что если ваша лампочка не светится. Не беспокойтесь, это должна быть очень тонкая проблема. Наиболее распространенным решением, которое можно попробовать в первую очередь, является изменение полярности вашей первичной катушки, то есть подключение коллекторного конца первичной катушки к плюсу батареи, а положительного конца батареи к контакту коллектора. Это должно помочь вам решить проблему. Если нет, попробуйте использовать новый 9V или какой-либо другой надежный источник питания.
Даже в этом случае, если вы столкнетесь с какой-либо проблемой, убедитесь, что вы прочитали заголовок распространенного заблуждения выше, и проверьте подключение вашей цепи. Если все не удается, не стесняйтесь опубликовать свою проблему в качестве комментария ниже. Я сделаю все возможное, чтобы ваша схема работала.
Большая катушка Тесла | Демонстрационный зал физики UCSC
Рисунок 1: Наша катушка Тесла (искровой разрядник)
Наша самодельная катушка Тесла может генерировать 1,2 миллиона вольт высокочастотного переменного тока. Он может производить длинные шумные искры и является одной из любимых демонстраций учащихся. Также доступна настольная версия катушки Тесла высотой 12 дюймов.
Оборудование:
Катушка Тесла
Длинная люминесцентная лампа
Демонстратор (в одиночку это должны делать только опытные инструкторы!)
Демонстрация:
Разместите катушку Тесла вдали от любых металлических предметов, ноутбуков и людей (не менее нескольких метров). Проложите кабель с красной кнопкой на конце на приличном расстоянии от катушки.
Поверните ключ в положение «ON», затем включите вентилятор.
Приглушите свет.
Встаньте в нескольких метрах от катушки и нажмите красную кнопку на кабеле, чтобы из металлической сферы вырвался свет.
Поместите люминесцентную лампу на стол рядом с катушкой, чтобы показать, что катушка Тесла может питать ее посредством беспроводной передачи энергии
Пояснение:
Все катушки Тесла состоят из 4 основных компонентов: первичной катушки, вторичной катушки, верхней нагрузки и схемы управления. При правильном сочетании эти части позволяют катушкам Теслы создавать экстремальные напряжения в верхней нагрузке, что позволяет создавать большие электрические дуги в воздухе.
Рисунок 2: Диаграмма катушки Тесла, Live Science
Для обычной катушки Тесла этот впечатляющий дисплей основан на накоплении энергии в схеме управления и передаче энергии от первичной катушки к вторичной. Во-первых, энергия накапливается в большой батарее конденсаторов (группировка конденсаторов последовательно или параллельно) под основными катушками. Этот конденсаторный накопитель энергии позволяет подавать короткие импульсы высокой мощности на первичную катушку. Как только этот высокочастотный ток поступает в первичную катушку, следующая ступень передачи энергии зависит от соединения первичной и вторичной катушек. Первичная катушка, большая медная трубка, обернутая вокруг основания катушки Тесла, имеет гораздо меньшее количество витков по сравнению со вторичной катушкой, тонким красным проводом, охватывающим всю катушку Тесла до верхней нагрузки. Эта комбинация катушек эффективно создает повышающий трансформатор, преобразующий низкое напряжение, сильноточный ток в первичной катушке в высоковольтный, слаботочный электричество во вторичной катушке. Вторичная катушка подключена к верхней нагрузке, в нашем случае к большому металлическому шару, а другой конец заземлен. Эти соединения можно увидеть на рисунке 3:
Рисунок 3: Схема катушки Тесла, Википедия
На данном этапе наша катушка Тесла имеет большой перепад напряжения (1,2 миллиона вольт) между верхней нагрузкой и землей. Единственная причина, по которой он может создавать такие большие напряжения, связана с эффективной емкостью (C2 на рис. 3 выше) между верхней нагрузкой и землей, создаваемой воздушным зазором между ними. Однако, как только напряжение поднимется достаточно высоко, этот воздушный зазор окажется коротким для нашего высоковольтного электричества. Наконец, наша катушка Теслы посылает длинные электрические разряды по воздуху.
На самом деле связь между первичной и вторичной обмотками не так проста, как в обычном повышающем трансформаторе. Трансформаторы обычно работают с постоянным током и, следовательно, с постоянным магнитным полем в их сердечнике. Напротив, катушки Теслы работают с переменным током, что делает их связь катушек резонансным гармоническим генератором. Каждая катушка имеет соответствующую резонансную частоту:
Приравнивание этих частот дает соотношение L ₁ C ₁ =L ₂ C ₂
Когда резонансные частоты этих двух катушек равны, колебание достигает максимальной передачи мощности. Чтобы согласовать эти две частоты, проще всего изменить количество витков как в первичной, так и во вторичной катушках. Емкость цепи первичной катушки достаточно просто отрегулировать, так как это батарея конденсаторов, используемая в схеме управления. Однако емкость вторичной цепи гораздо сложнее настроить, потому что она связана с формой верхней нагрузки и расстоянием, на котором искры проходят через воздух. Обычно эти резонансные частоты находятся в диапазоне радиочастот (от 100 кГц до 1 МГц).
Исходя из вышеизложенного, можно предположить, что первичная и вторичная катушки являются наиболее важными частями сборки катушек Теслы. Тем не менее, схема управления играет неоспоримо большую роль в работе этой искрогасительной штуковины. Из-за сложного состава электрических компонентов проектирование схемы управления относится к области электротехники. С другой стороны, связь первичной и вторичной катушек в большей степени зависит от физики в виде наведенных магнитных полей, вызванных движущимися заряженными частицами.
Конструкция этих цепей, подающих ток на первичную катушку, в значительной степени зависит от того, какой тип катушки Теслы предполагается построить. Наиболее распространенные формы катушки Тесла включают искровой разрядник и полупроводниковую катушку.
Наша катушка Тесла имеет искровой разрядник. Схема управления искровым разрядником намного проще, чем ее твердотельные аналоги, потому что она состоит только из зарядного конденсатора и искрового разрядника, как следует из названия. Конденсатор накапливает ток до тех пор, пока не достигнет достаточно высокого напряжения для короткого замыкания искрового промежутка (замыкание цепи с небольшим или нулевым сопротивлением), посылая высокочастотный переменный ток на первичную катушку. Принципиальную схему такой цепи можно увидеть на рисунке 4 ниже:

Рис. 4. Упрощенный ТП искрового разрядника, Википедия
Рис. 5. ТП искрового разрядника в работе, Википедия
На более сложной стороне конструкции находится твердотельная катушка Тесла (SSTC). SSTC отличается от эквивалента искрового разрядника тем, что в нем используются транзисторы (BJT, MOSFET и тиристоры) и микросхемы операционных усилителей (операционный усилитель) для подачи питания на первичную катушку. Повышенная сложность этой конструкции дает много преимуществ. Во-первых, использование транзисторов для подачи тока позволяет регулировать диапазон выходных частот. Это позволяет легко оптимизировать передачу мощности между первичной и вторичной обмотками. Во-вторых, такая установка гораздо тише подает ток, поскольку в ней отсутствует зазор, через который с шумом проскакивают искры. Наконец, SSTC позволяет вносить более широкий диапазон изменений в производимые искры. Изменение рабочего цикла на выходе вашей схемы управления создает возможность изменения формы дуги (щеточный, стримерный или коронный разряд). Кроме того, подача выходного сигнала, сочетающего две частоты, может создавать слышимый звук, также известный как поющая катушка Тесла. Пример оформления SSTC:
Рис.