Transformátor, který mnohonásobně zvyšuje napětí a frekvenci, se nazývá Tesla transformátor. Díky principu fungování tohoto zařízení byly vytvořeny energeticky úsporné a zářivky, obrazovky starých televizorů, nabíjení baterií na dálku a mnoho dalšího. Nevylučujme jeho využití pro zábavní účely, protože „Tesla transformátor“ dokáže vytvářet nádherné fialové výboje – streamery připomínající blesky (obr. 1). Při provozu se vytváří elektromagnetické pole, které může působit na elektronická zařízení a dokonce i na lidské tělo, při výbojích do vzduchu dochází k chemickému procesu s uvolňováním ozónu. Chcete-li vyrobit transformátor Tesla s vlastními rukama, nemusíte mít rozsáhlé znalosti v oblasti elektroniky, stačí sledovat tento článek.
Komponenty a princip fungování
Všechny transformátory Tesla se v důsledku podobného principu činnosti skládají z identických bloků:
- Zdroj napájení.
- Primární okruh.
Zdroj dodává primárnímu okruhu napětí požadované velikosti a typu. Primární obvod vytváří vysokofrekvenční oscilace, které generují rezonanční oscilace v sekundárním obvodu. V důsledku toho se na sekundárním vinutí vytvoří proud vysokého napětí a frekvence, který má tendenci vytvářet elektrický obvod vzduchem - vzniká streamer.
Volba primárního okruhu určuje typ Tesla cívky, zdroj energie a velikost streameru. Zaměřme se na typ polovodiče. Vyznačuje se jednoduchým obvodem s přístupnými částmi a nízkým napájecím napětím.
Výběr materiálů a dílů
Vyhledáme a vybereme díly pro každou z výše uvedených konstrukčních jednotek:
Po navinutí sekundární cívku izolujeme barvou, lakem nebo jiným dielektrikem. Tím zabráníte tomu, aby se do něj dostal streamer.
Terminál – přídavná kapacita sekundárního okruhu, zapojený do série. U malých streamerů to není nutné. Konec cívky stačí nadzvednout o 0,5–5 cm.
Poté, co jsme shromáždili všechny potřebné díly pro Teslovou cívku, začneme sestavovat konstrukci vlastníma rukama.
Návrh a montáž
Montáž provádíme podle nejjednoduššího schématu na obrázku 4.
Napájecí zdroj instalujeme samostatně. Díly lze sestavit závěsnou instalací, hlavní věcí je zabránit zkratům mezi kontakty.
Při zapojování tranzistoru je důležité nezaměnit kontakty (obr. 5).
Za tímto účelem zkontrolujeme diagram. Radiátor pevně přišroubujeme k tělu tranzistoru.
Sestavte obvod na dielektrické podložce: kus překližky, plastový tác, dřevěná krabice atd. Oddělte obvod od cívek pomocí dielektrické desky nebo desky s miniaturním otvorem pro vodiče.
Primární vinutí zajistíme tak, aby nedošlo k jeho pádu a dotyku se sekundárním vinutím. Ve středu primárního vinutí ponecháváme prostor pro sekundární cívku s ohledem na to, že optimální vzdálenost mezi nimi je 1 cm. Není nutné používat rám - stačí spolehlivé upevnění.
Instalujeme a zajistíme sekundární vinutí. Potřebná zapojení provedeme podle schématu. Činnost vyrobeného Teslového transformátoru můžete vidět na videu níže.
Zapínání, kontrola a seřizování
Před zapnutím přemístěte elektronická zařízení z místa testu, abyste zabránili poškození. Pamatujte na elektrickou bezpečnost! Pro úspěšné spuštění proveďte následující kroky v uvedeném pořadí:
- Proměnný rezistor nastavíme do střední polohy. Při napájení se ujistěte, že nedošlo k poškození.
- Vizuálně zkontrolujte přítomnost streameru. Pokud chybí, přivedeme k sekundární cívce zářivku nebo žárovku. Záře lampy potvrzuje funkčnost „Tesla transformátoru“ a přítomnost elektromagnetického pole.
- Pokud zařízení nefunguje, nejprve prohodíme vývody primární cívky a teprve poté zkontrolujeme tranzistor na poruchu.
- Při prvním zapnutí sledujte teplotu tranzistoru, v případě potřeby připojte přídavné chlazení.
Charakteristickými rysy výkonného Teslova transformátoru jsou vysoké napětí, velké rozměry zařízení a způsob vytváření rezonančních kmitů. Pojďme si říct něco málo o tom, jak to funguje a jak vyrobit transformátor typu Tesla jiskra.
Primární okruh pracuje na střídavém napětí. Po zapnutí se kondenzátor nabíjí. Jakmile se kondenzátor nabije na maximum, dojde k průrazu jiskřiště - zařízení dvou vodičů s jiskřištěm naplněným vzduchem nebo plynem. Po průrazu se vytvoří sériový obvod kondenzátoru a primární cívky, nazývaný LC obvod. Právě tento obvod vytváří vysokofrekvenční kmity, které vytvářejí rezonanční kmity a obrovské napětí v sekundárním obvodu (obr. 6).
Pokud máte potřebné díly, můžete si sestavit výkonný Tesla transformátor vlastníma rukama i doma. K tomu stačí provést změny v obvodu s nízkým výkonem:
- Zvětšete průměry cívek a průřez drátu 1,1 - 2,5 krát.
- Přidejte terminál ve tvaru toroidu.
- Změňte zdroj stejnosměrného napětí na střídavý s vysokým faktorem zesílení, který vytváří napětí 3–5 kV.
- Změňte primární okruh podle schématu na obrázku 6.
- Přidejte spolehlivé uzemnění.
Tesla jiskrové transformátory mohou dosahovat výkonu až 4,5 kW, takže vytvářejí velké streamery. Nejlepšího účinku se dosáhne, když jsou frekvence obou obvodů stejné. To lze realizovat výpočtem dílů ve speciálních programech - vsTesla, inca a dalších. Jeden z programů v ruském jazyce si můžete stáhnout z odkazu: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip.
V tomto článku se dozvíte, jak si vyrobit vlastní Tesla cívku pomocí středně velkých tranzistorů.
Krok 1: Nebezpečí!
Na rozdíl od jiných vysokonapěťových experimentů mohou být Teslovy cívky velmi nebezpečné. Pokud vás streamery šokují, neucítíte žádnou bolest, ale váš krevní oběh a nervový systém mohou být vážně ovlivněny. V žádném případě se jich nedotýkejte!
Navíc nenesu odpovědnost za případné škody způsobené na vašem zdraví.
To neznamená, že byste neměli pracovat s vysokým napětím, ačkoli pokud je to váš první vysokonapěťový projekt, je nejlepší začít s dobrým obvodem mikrovlnného transformátoru, aniž byste riskovali své zdraví!
Krok 2: Potřebné materiály
Zobrazit dalších 4 obrázků
Celkové náklady na montáž doma byly asi 1 500 rublů, protože už jsem měl dřevo, lahve, PVC a lepidlo.
Sekundární cívka:
- PVC trubka 38 mm (čím delší, tím lepší)
- Asi 90 metrů 0,5 mm měděný drát
- 4cm PVC šroub (viz obrázek)
- 5 cm kovová příruba se závitem
- Smalt v plechovce
- Kulatý, hladký kovový předmět na vybíjení
Základna:
- Různé kusy dřeva
- Dlouhé šrouby, matice a podložky
Primární cívka:
- Asi 3m tenká měděná trubka
Kondenzátory:
- 6 skleněných lahví
- Stolní sůl
- Olej (použila jsem řepkový olej. Minerální je vhodnější, protože neplesniví, ale žádný jsem neměla).
- Spousta hliníkové fólie
- Vysokonapěťový zdroj energie, jako je neon, olej nebo jiný transformátor, který produkuje alespoň 9 kV při přibližně 30 mA.
Krok 3: Sekundární cívka
Upněte trubku tak, aby se omotala kolem jednoho konce drátu. Pomalu a opatrně začněte omotávat cívku, ujistěte se, že nevrstvíte dráty nebo nenecháte žádné mezery. Tento krok je nejobtížnější a nejúnavnější, ale s velkým množstvím času skončíte se skvělým navijákem. Každých zhruba 20 otáček omotejte kolem cívky kroužek maskovací pásky, aby se cívka nerozpletla. Po dokončení zajistěte obě strany cívky silnou páskou a naneste 2-3 vrstvy smaltu.
Tipy:
- Postavil jsem sestavu pro navíjení mé cívky, která se skládala z mikrovlnného motoru (3 otáčky za minutu) a kuličkového ložiska.
- Pomocí malého kousku dřeva se zářezem (jako na obrázku) narovnejte drát a utáhněte cívku.
Krok 4: Příprava základny a navinutí primární cívky
Zarovnejte kovový stojan se středem základny a vyvrtejte otvory pro šrouby. Zašroubujte šrouby vzhůru nohama. To vám umožní umístit na něj základnu pro primární vinutí. Poté nasuňte základnu na šrouby. Vezměte měděnou trubici a stočte ji do tvaru kužele (ne jak je znázorněno na obrázcích). Poté nainstalujte výslednou spirálu na základnu.
Dodatečně byly přidány 2 podpěry, na které jsem nasadil vinutí.
Zapomněl jsem dodat, jak udělat jiskřiště! Jsou to jen dva šrouby v dřevěné krabici a lze je upravit atd. (Viz poslední foto)
Krok 5: Kondenzátory
Rozhodl jsem se jít levnější cestou a postavit si kondenzátory sám. Nejjednodušší způsob je vytvořit kondenzátory pomocí slané vody, oleje a hliníkové fólie. Láhev zabalte do fólie a naplňte ji vodou. Pokuste se připravit stejné množství vody v každé láhvi, protože to pomůže udržet výkon konzistentní.
Maximální množství soli, které můžete dát do vody, je 0,359 g/ml, ale to je ve výsledku hodně soli, takže množství můžete výrazně snížit (použil jsem 5 gramů na láhev). Jen se ujistěte, že v každé lahvičce používáte stejné množství soli a vody. Nyní po troškách nalijte do lahvičky několik ml oleje. Udělejte otvor v horní části krytu a vložte do něj dlouhý drát. Nyní máte jeden plně funkční kondenzátor, vyrobte dalších 5 stejných.
Navíc: pro umístění lahví ve správném pořadí najděte kovovou krabici.
Pokud používáte neonový transformátor, 6 lahví nebude stačit. Do 8-12.
Krok 6: Připojení všech prvků
Vše zapojte podle přiloženého schématu. Zem sekundárního vinutí nelze uzemnit se zemí primárního vinutí, jinak vám vyhoří byt.
Vlastnosti mých navijáků:
- 599 zapne sekundární
- 6.5 zapíná primární
Krok 7: Spusťte!
Při prvním spuštění vezměte mini Tesla cívku ven, protože není opravdu bezpečné provozovat něco tak silného uvnitř domu. Otočte vypínačem a užijte si světelnou show! Můj neonový transformátor je 9 kV a 30 mA, což způsobuje, že cívka produkuje 15 cm jiskry. Viz. níže:
Existuje několik věcí, které jsem si uvědomil, že je třeba změnit na konstrukci Tesla cívky. Nejprve musíte předělat primární vinutí. Mělo by být navinuto pevněji a s více otáčkami. Kromě toho chci postavit lepší zachycovač. Už mám v plánu nový naviják a bude mít asi dva metry!
Nikola Tesla je legendární postava a o významu některých jeho vynálezů se dodnes vedou spory. Nebudeme se pouštět do mystiky, ale spíše o tom, jak vyrobit něco velkolepého podle Teslových „receptů“. Toto je Tesla cívka. Jakmile to jednou uvidíte, nikdy nezapomenete na tento neuvěřitelný a úžasný pohled!
Obecná informace
Pokud mluvíme o nejjednodušším takovém transformátoru (cívce), pak se skládá ze dvou cívek, které nemají společné jádro. Primární vinutí musí mít alespoň tucet závitů silného drátu. Na sekundárním je již navinuto minimálně 1000 závitů. Vezměte prosím na vědomí, že Tesla cívka má jednu, která je 10-50krát větší, než je poměr počtu závitů na druhém vinutí k prvnímu.
Výstupní napětí takového transformátoru může přesáhnout několik milionů voltů. Právě tato okolnost zajišťuje výskyt velkolepých výbojů, jejichž délka může dosáhnout několika metrů najednou.
Kdy byly schopnosti transformátoru poprvé předvedeny veřejnosti?
Ve městě Colorado Springs kdysi úplně vyhořel generátor v místní elektrárně. Důvodem bylo, že proud z ní šel napájet primární vinutí.Během tohoto důmyslného experimentu vědec nejprve komunitě dokázal, že existence stojaté elektromagnetické vlny je realitou. Pokud je vaším snem Teslova cívka, nejtěžší věc, kterou můžete udělat vlastním rukama, je primární vinutí.
Obecně řečeno, vyrobit to sami není tak obtížné, ale je mnohem obtížnější dát hotovému výrobku vizuálně atraktivní vzhled.
Nejjednodušší transformátor
Nejprve budete muset někde najít zdroj vysokého napětí, alespoň 1,5 kV. Nejlepší je však ihned počítat s 5 kV. Poté to vše připevníme na vhodný kondenzátor. Pokud je jeho kapacita příliš velká, můžete trochu experimentovat s diodovými můstky. Poté vytvoříte tzv. jiskřiště, kvůli kterému je vytvořena celá Tesla cívka.
Je to snadné: vezměte pár drátů a poté je otočte elektrickou páskou tak, aby holé konce směřovaly jedním směrem. Mezeru mezi nimi velmi pečlivě upravíme tak, aby k průrazu došlo při napětí o něco vyšším, než je u zdroje. Nebojte se: protože proud je střídavý, bude špičkové napětí vždy o něco vyšší, než je uvedeno. Poté může být celá konstrukce připojena k primárnímu vinutí.
V tomto případě, abyste vytvořili sekundární, můžete navinout pouze 150-200 otáček na jakýkoli kartonový rukáv. Pokud vše uděláte správně, získáte dobrý výboj a také znatelné větvení. Je velmi důležité uzemnit výstup z druhé studny cívky.
Takto dopadla nejjednodušší Tesla cívka. Každý, kdo má alespoň minimální znalosti z elektrotechniky, to zvládne vlastníma rukama.
Navrhujeme „serióznější“ zařízení
To vše je dobré, ale jak funguje transformátor, který není ostuda ukázat i na nějaké výstavě? Vyrobit výkonnější zařízení je docela možné, ale bude to vyžadovat mnohem více práce. Nejprve vás varujeme, že k provádění takových experimentů musíte mít velmi spolehlivé zapojení, jinak se katastrofě nevyhnete! Takže, co byste měli vzít v úvahu? Tesla cívky, jak jsme již řekli, potřebují opravdu vysoké napětí.
Musí to být alespoň 6 kV, jinak neuvidíte krásné výboje a nastavení se bude neustále ztrácet. Zapalovací svíčka by navíc měla být vyrobena pouze z pevných kusů mědi a z důvodu vlastní bezpečnosti by měla být upevněna co nejpevněji v jedné poloze. Výkon celé „ekonomiky“ by měl být alespoň 60 W, ale je lepší vzít 100 nebo více. Pokud je tato hodnota nižší, pak rozhodně nezískáte skutečně velkolepou Tesla cívku.
Velmi důležité! Kondenzátor i primární vinutí musí nakonec tvořit specifický oscilační obvod, který se dostane do stavu rezonance se sekundárním vinutím.
Mějte na paměti, že vinutí může rezonovat v několika různých rozsazích najednou. Experimenty ukázaly, že frekvence je 200, 400, 800 nebo 1200 kHz. To vše zpravidla závisí na stavu a umístění primárního vinutí. Pokud jej nemáte, budete muset experimentovat s kapacitou kondenzátoru a také změnit počet závitů na vinutí.
Ještě jednou připomínáme, že diskutujeme o bifilární Teslově cívce (se dvěma cívkami). K otázce vinutí by se tedy mělo přistupovat vážně, protože jinak z nápadu nic smysluplného nevzejde.
Pár informací o kondenzátorech
Je lepší vzít kondenzátor samotný s nepříliš výraznou kapacitou (aby měl čas akumulovat náboj včas) nebo použít diodový můstek určený pro usměrnění střídavého proudu. Okamžitě poznamenejme, že použití můstku je oprávněnější, protože lze použít kondenzátory téměř jakékoli kapacity, ale v tomto případě budete muset k vybití konstrukce vzít speciální odpor. Dává velmi (!) elektrický šok.
Všimněte si, že neuvažujeme Teslovu cívku na tranzistoru. Koneckonců, tranzistory s požadovanými vlastnostmi prostě nenajdete.
Důležité!
Obecně ještě jednou připomínáme: před montáží Tesla cívky zkontrolujte stav všech rozvodů v domě nebo bytě, ujistěte se, že je kvalitní uzemnění! Může se to zdát jako nudné nabádání, ale s takovým napětím není radno si zahrávat!
Je nutné velmi spolehlivě izolovat vinutí od sebe, protože jinak bude zaručeno, že prorazíte. Na sekundárním vinutí je vhodné provést izolaci mezi vrstvami závitů, protože jakýkoli více či méně hluboký škrábanec na drátu bude ozdoben malou, ale extrémně nebezpečnou výbojovou korónou. A teď – dáme se do práce!
Začněme
Jak vidíte, tolik prvků pro montáž nebudete potřebovat. Stačí si pamatovat, že pro správnou funkci zařízení je potřeba nejen jej správně sestavit, ale také správně nakonfigurovat! Nicméně první věci.
Transformátory (MOT) lze vyjmout z každé staré mikrovlnné trouby. To je téměř standardní, ale má to jeden důležitý rozdíl: jeho jádro téměř vždy funguje v režimu saturace. Velmi kompaktní a jednoduché zařízení tak může snadno vystupovat až do 1,5 kV. Bohužel mají i specifické nevýhody.
Hodnota proudu naprázdno je tedy přibližně tři až čtyři ampéry a ohřev i v době nečinnosti je velmi vysoký. Pro průměrnou mikrovlnnou troubu MOT produkuje asi 2-2,3 kV a rovná se přibližně 500-850 mA.
Charakteristika ILO
Pozornost! U těchto transformátorů začíná primární vinutí dole, zatímco sekundární vinutí je umístěno nahoře. Tato konstrukce poskytuje lepší izolaci všech vinutí. Zpravidla je na „sekundárním“ vinutí vlákna z magnetronu (přibližně 3,6 V). Mezi dvěma vrstvami kovu si pozorný řemeslník může všimnout několika kovových můstků. Jedná se o magnetické bočníky. K čemu jsou potřeba?
Faktem je, že uzavírají na sebe určitou část magnetického pole, které vytváří primární vinutí. To se provádí pro stabilizaci pole a samotného proudu na druhém vinutí. Pokud tam nejsou, pak při sebemenším zkratu jde celé zatížení na „primární“ a jeho odpor je velmi malý. Tyto malé části tedy chrání transformátor a vás, protože zabraňují mnoha nepříjemným následkům. Kupodivu, je stále lepší je odstranit? Proč?
Nezapomeňte, že v mikrovlnné troubě je problém přehřátí tohoto důležitého zařízení vyřešen instalací výkonných ventilátorů. Pokud máte transformátor, který nemá bočníky, pak je jeho výkon a odvod tepla mnohem vyšší. U všech dovážených mikrovlnných trub jsou nejčastěji důkladně vyplněny epoxidovou pryskyřicí. Proč by tedy měly být odstraněny? Faktem je, že v tomto případě se výrazně sníží aktuální „stažení“ při zatížení, což je pro naše účely velmi důležité. Co dělat s přehříváním? Doporučujeme umístit ILO dovnitř
Mimochodem, plochá Tesla cívka se obecně obejde bez feromagnetického jádra a transformátoru, ale vyžaduje ještě vyšší napěťový přívod proudu. Z tohoto důvodu se důrazně nedoporučuje zkoušet něco podobného doma.
Ještě jednou o bezpečnostních opatřeních
Malý dodatek: napětí na sekundárním vinutí je takové, že zásah elektrickým proudem, pokud se porouchá, povede k zaručené smrti. Pamatujte, že obvod Teslovy cívky předpokládá proudovou sílu 500-850 A. Maximální hodnota této hodnoty, která ještě ponechává šanci na přežití, je... 10 A. Při práci tedy nezapomínejte ani na vteřinu na nejjednodušší opatření!
Kde a za kolik si mohu komponenty koupit?
Bohužel, jsou tu špatné zprávy: za prvé, slušná ILO stojí nejméně dva tisíce rublů. Za druhé, najít ho na regálech dokonce i specializovaných obchodů je téměř nemožné. Existuje pouze naděje na kolapsy a „bleší trhy“, přes které budete muset hodně běhat při hledání toho, co hledáte.
Pokud je to možné, určitě použijte STK ze staré sovětské mikrovlnné trouby Electronika. Není tak kompaktní jako dovážené analogy, ale pracuje v režimu běžného transformátoru. Jeho průmyslové označení je TV-11-3-220-50. Má výkon přibližně 1,5 kW, výkon asi 2200 voltů a proud 800 mA. Parametry jsou zkrátka i na naši dobu velmi slušné. Navíc má přídavné 12V vinutí, ideální jako zdroj energie pro ventilátor, který bude chladit svíčku Tesla.
Co jiného bych měl použít?
Vysoce kvalitní vysokonapěťové keramické kondenzátory řady K15U1, K15U2, TGK, KTK, K15-11, K15-14. Je těžké je najít, takže je lepší mít jako dobré přátele profesionální elektrikáře. A co horní propust? Budete potřebovat dvě cívky, které dokážou spolehlivě odfiltrovat vysoké frekvence. Každý z nich musí obsahovat minimálně 140 závitů kvalitního měděného drátu (lakovaného).
Některé informace o generátoru jisker
Generátor jisker je určen k buzení oscilací v obvodu. Pokud není v obvodu, pak výkon poteče, ale rezonance ne. Napájecí zdroj navíc začne „prorážet“ primární vinutí, což téměř zaručeně povede ke zkratu! Není-li spínač jiskry sepnutý, nemohou se vysokonapěťové kondenzátory nabíjet. Jakmile se uzavře, začnou v obvodu oscilace. Aby se předešlo určitým problémům, používají se škrticí klapky. Při sepnutí zapalovací svíčky tlumivka zabrání úniku proudu ze zdroje a teprve poté, když je obvod otevřený, začne zrychlené nabíjení kondenzátorů.
Vlastnosti zařízení
Nakonec si řekneme ještě pár slov o samotném Tesla transformátoru: pro primární vinutí pravděpodobně nenajdete měděný drát požadovaného průměru, takže je jednodušší použít měděné trubky z chladicího zařízení. Počet otáček je od sedmi do devíti. Na sekundár je třeba navinout alespoň 400 (až 800) závitů. Není možné určit přesné množství, takže budou muset být provedeny experimenty. Jeden výstup je připojen na TOP (zářič blesku) a druhý je velmi (!) spolehlivě uzemněn.
Z čeho je emitor vyroben? K tomu použijte běžnou ventilační vlnu. Než si vyrobíte Tesla cívku, jejíž fotka je zde, určitě se zamyslete nad tím, jak ji navrhnout originálněji. Níže uvádíme několik tipů.
Na závěr…
Bohužel, toto velkolepé zařízení nemá dodnes praktické uplatnění. Někteří předvádějí experimenty v ústavech, jiní na tom vydělávají tím, že zařizují parky „zázraků elektřiny“. V Americe jeden velmi báječný přítel před pár lety skutečně vyrobil vánoční stromek z Teslovy cívky...
Aby to bylo krásnější, nanášel na zářič blesku různé hmoty. Mějte na paměti: kyselina boritá dělá strom zeleným, mangan dělá strom modrý a lithium ho dělá karmínovým. O skutečném účelu vynálezu geniálního vědce se stále vedou debaty, dnes je však běžnou atrakcí.
Zde je návod, jak vyrobit Tesla cívku.
Teslova cívka, kterou v roce 1891 vynalezl Nikola Tesla, byla vytvořena k provádění experimentů ke studiu vysokonapěťových výbojů. Toto zařízení se skládá ze zdroje energie, kondenzátoru, dvou cívek, mezi kterými bude cirkulovat náboj, a dvou elektrod, mezi kterými bude procházet výboj. Teslovu cívku, která našla uplatnění v nejrůznějších zařízeních (od urychlovačů částic a televize až po dětské hračky), lze vyrobit doma z rádiových součástek.
Kroky
Část 1
Design Tesla Coil- Chcete-li zjistit, jak dlouhý oblouk můžete získat nebo kolik energie bude zdroj vyžadovat, vydělte vzdálenost mezi elektrodami v centimetrech číslem 4,25 a umocněte ji, abyste získali požadovaný výkon ve wattech. Podle toho, abyste zjistili vzdálenost mezi elektrodami, vynásobte druhou odmocninu výkonu 4,25. Tesla cívka schopná vytvořit oblouk dlouhý 1,5 metru by vyžadovala 1 246 wattů. Cívka s 1kW zdrojem dokáže vytvořit jiskru dlouhou 1,37 metru.
-
Seznamte se s terminologií. Výroba Tesla Coil bude vyžadovat, abyste rozuměli určitým vědeckým termínům a znali měrné jednotky. Budete muset pochopit jejich význam a význam, abyste mohli dělat vše správně. Zde je několik informací, které se vám mohou hodit:
- Elektrická kapacita je schopnost akumulovat a držet elektrický náboj určitého napětí. Zařízení určené k ukládání elektrického náboje se nazývá kondenzátor. Jednotkou měření elektrického náboje je farad (označuje se „F“). Farad může být vyjádřen jako 1 ampérsekunda (Coulomb) násobená voltem. Kapacita se často měří ve zlomcích farada, jako je mikrofarad (mF) - miliontina farada, pikofarad (pF) - triliontina farada.
- Samoindukce je jev výskytu EMF ve vodiči, když se mění proud, který jím prochází. Vysokonapěťové dráty, kterými protéká nízkoampérový proud, mají vysokou vlastní indukčnost. Jednotkou vlastní indukčnosti je henry (zkráceně „H“). Jeden henry odpovídá obvodu, ve kterém změna proudu rychlostí jeden ampér za sekundu vytváří emf 1 Volt. Indukčnost se často měří ve zlomcích henry: milihenry ("mH"), tisícina henryho nebo mikrohenry ("µH"), miliontina henryho.
- Rezonanční frekvence je frekvence, při které jsou ztráty přenosu energie minimální. U Teslovy cívky je to frekvence minimálních ztrát při přenosu energie mezi primárním a sekundárním vinutím. Frekvence se měří v Hertzech (zkráceně Hz), což je jeden cyklus za sekundu. Často se rezonanční frekvence měří v kilohertzech ("kHz"), přičemž kilohertz se rovná 1000 Hz.
-
Shromážděte všechny potřebné díly. Budete potřebovat: transformátor, vysokokapacitní primární kondenzátor, svodič přepětí, primární cívku s nízkou indukčností, sekundární cívku s vysokou indukčností, sekundární kondenzátor s nízkou kapacitou a zařízení na tlumení vysokofrekvenčních impulsů, které se vyskytují při vysokých napětích během provozu Teslovy cívky. Podrobnější informace o potřebných dílech najdete v sekci článku “Vyroba Tesla Coil”.
- Napájecí zdroj musí přes induktor napájet primární nebo akumulační oscilační obvod, který se skládá z primárního kondenzátoru, primární cívky a jiskřiště. Primární cívka by měla být umístěna vedle sekundární cívky, která je prvkem sekundárního oscilačního obvodu, ale obvody by neměly být propojeny vodiči. Jakmile sekundární kondenzátor nashromáždí dostatečný náboj, uvolní elektrické výboje do vzduchu.
Než začnete, rozhodněte se o velikosti a umístění vaší Tesla cívky. Můžete vyrobit tak velkou Tesla cívku, jak vám to rozpočet dovolí; ale mějte na paměti, že jiskrové výboje vytvářené cívkou ohřívají vzduch, který se velmi rozpíná (výsledkem je hrom). Elektromagnetické pole vytvářené cívkou může poškodit elektrické spotřebiče, proto je lepší ji umístit na odlehlé místo, jako je garáž nebo dílna.
Část 2
Výroba Tesla cívky-
Vyberte transformátor. Váš napájecí transformátor určuje, jak velkou cívku můžete vyrobit. Většina těchto cívek je napájena transformátory, které mohou produkovat proud 30-100 miliampérů při napětí 5000-15000 voltů. Transformátor můžete hledat na místním rozhlasovém trhu, koupit jej online nebo jej vytáhnout z neonové reklamy.
Vytvořte primární kondenzátor. Může být vyroben z mnoha malých kondenzátorů zapojených do obvodu, které budou akumulovat stejné podíly náboje v primárním okruhu. K tomu musí mít všechny kondenzátory stejnou kapacitu. Takový kondenzátor se nazývá kompozitní kondenzátor.
- Malé kondenzátory a zatěžovací odpory lze zakoupit v obchodě s rádiovými součástkami nebo můžete vyjmout keramické kondenzátory ze starého televizoru. Můžete také vyrobit kondenzátory z hliníkové fólie a plastové fólie.
- Pro dosažení maximálního výkonu musí být primární kondenzátor plně nabitý každou polovinu cyklu napájení. U 60Hz zdroje by mělo nabíjení probíhat 120krát za sekundu.
-
Navrhněte svodič. Pokud chcete vyrobit jeden vybíječ, musíte použít drát o tloušťce alespoň 6 milimetrů, aby elektrody vydržely teplo vznikající při vybíjení. Můžete také vytvořit víceelektrodovou mezeru, rotační mezeru nebo chladit elektrody foukáním vzduchu. K těmto účelům lze použít starý vysavač.
Proveďte vinutí primární cívky. Cívka sama o sobě bude vyrobena z drátu, ale budete potřebovat formu, kterou drát obtočíte. Měli byste použít lakovaný měděný drát, který si můžete koupit v obchodě s rádiovými součástkami nebo jej odstranit z nepotřebného elektrického spotřebiče. Tvar, kolem kterého omotáte drát, by měl být buď válcový, jako je lepenková nebo plastová trubice, nebo kónický, jako je staré stínidlo.
- Délka drátu určí indukčnost primární cívky. Primární cívka by měla mít nízkou indukčnost, takže se bude skládat z malého počtu závitů. Drát pro primární cívku nemusí být pevný, můžete spojit části dohromady a upravit tak indukčnost při stavbě.
-
Sestavte primární kondenzátor, jiskřiště a primární cívku do jednoho obvodu. Tento obvod tvoří primární oscilační obvod.
Vytvořte sekundární induktor. Stejně jako primární cívka potřebujete válcový tvar, na který budete drát navíjet. Sekundární cívka musí mít stejnou rezonanční frekvenci jako primární, aby nedocházelo ke ztrátám. Sekundární cívka musí být delší/vyšší než primární cívka, aby měla větší indukčnost a zabránila sekundárnímu vybití, které by mohlo způsobit spálení primární cívky.
- Pokud nemáte materiály na výrobu dostatečně velké sekundární cívky, můžete vyrobit výbojovou elektrodu na ochranu primárního okruhu, ale to způsobí, že většina výbojů se objeví na této elektrodě a nebude vidět.
-
Vytvořte sekundární kondenzátor. Sekundární kondenzátor, neboli terminál, by měl mít zaoblený tvar, přičemž dva nejoblíbenější jsou torus (prsten ve tvaru koblihy) a koule.
Připojte sekundární kondenzátor a sekundární cívku. Toto bude sekundární oscilační obvod.
- Váš sekundární okruh musí být uzemněn odděleně od vašeho domácího vedení, které napájí zdroj Tesla cívky. To je nutné, aby se zabránilo vysokonapěťovým proudům, které by putovaly elektroinstalací v domě a nezpůsobovaly poškození připojených elektrických spotřebičů. Samostatné uzemnění můžete provést zaražením kovového kolíku do země.
-
Vytvořte impulsní tlumivky. Tlumivky jsou malé cívky, které zabraňují tomu, aby svodič přepětí poškodil napájecí zdroj. Takovou cívku můžete vyrobit navinutím měděného drátu kolem tenké trubičky, jako je běžné kuličkové pero.
-
Sestavte všechny součásti dohromady. Primární a sekundární oscilační obvody umístěte vedle sebe a připojte napájecí transformátor k primárnímu obvodu přes tlumivky. Jakmile zapnete transformátor, Tesla cívka je připravena jít.
- Pokud má primární cívka velký průměr, lze sekundární cívku umístit dovnitř.
Nikola Tesla je jedním z nejznámějších vědců v oblasti elektrické energie a elektřiny, jehož vědecký odkaz stále vyvolává mnoho kontroverzí. A pokud jsou prakticky realizované projekty aktivně využívány a známy všude, pak některé nerealizované jsou stále předmětem výzkumu jak seriozních organizací, tak amatérů.
Generátor nebo perpetum mobile?
Většina vědců popírá možnost vytvoření generátoru volné energie. Proti tomu je třeba uvést, že i v minulosti se mnohé moderní výdobytky zdály nemožné. Faktem je, že věda má mnoho oblastí, kde výzkum nebyl zdaleka dokončen. To se týká zejména problematiky fyzikálních polí a energie. Ty druhy energie, které jsou nám známé, lze cítit a měřit. Přítomnost neznámých druhů však nelze popřít pouze na základě toho, že neexistují žádné metody a nástroje pro jejich měření a transformaci.
Skeptikům se zdají jakékoli návrhy generátorů, schémat a nápadů založených na přeměně volné energie jako stroje s věčným pohybem, které fungují bez spotřeby energie a jsou dokonce schopné generovat přebytek ve formě známé energie, tepelné nebo elektrické.
Nemluvíme zde o perpetum mobile. Věčný generátor totiž využívá volnou energii, která v současnosti zatím nemá jasné teoretické opodstatnění. Co bylo dříve považováno za světlo? A nyní se používá k výrobě elektrické energie.
alternativní energie
Zastánci tradiční fyziky a energetiky popírají možnost vytvořit funkční generátor s využitím existujících konceptů, zákonů a definic. Existuje mnoho důkazů, že taková zařízení nemohou v praxi existovat, protože odporují zákonu zachování energie.
Zastánci „konspirační teorie“ jsou přesvědčeni, že výpočty generátoru existují, stejně jako jeho funkční prototypy, ale nejsou prezentovány vědě a široké veřejnosti, protože nejsou pro moderní energetické společnosti rentabilní a mohou způsobit ekonomickou krizi. .
Nadšenci se opakovaně pokoušeli vytvořit generátor, postavili mnoho prototypů, ale z nějakého důvodu zprávy o práci pravidelně mizí nebo mizí. Bylo poznamenáno, že síťové zdroje věnované alternativní energii jsou pravidelně uzavřeny.
To může znamenat, že design je skutečně funkční a je možné vytvořit generátor vlastníma rukama i doma.
Mnoho lidí si plete pojmy generátor a transformátor (Tesla cívka). Pro upřesnění se na to musíme podívat podrobněji. Tesla transformátor byl dostatečně prozkoumán a je přístupný pro opakování. Mnoho výrobců úspěšně vyrábí různé modely transformátorů jak pro praktické použití v různých zařízeních, tak pro demonstrační účely.
Tesla transformátor je převodník elektrické energie z nízkého napětí na vysoké napětí. Výstupní napětí může být miliony voltů, ale samotná konstrukce není příliš složitá. Genialita vynálezce spočívá v tom, že se mu podařilo sestavit zařízení, které využívá známé fyzikální vlastnosti elektromagnetických polí, ale zcela jiným způsobem. Pro provoz zařízení dosud neexistuje ucelený teoretický základ.
Konstrukce je založena na transformátoru se dvěma vinutími, s velkým a malým počtem závitů. Nejdůležitější je, že zde není žádné tradiční feromagnetické jádro a spojení mezi vinutími je velmi slabé. Vezmeme-li v úvahu úroveň výstupního napětí Teslova transformátoru, můžeme usoudit, že obvyklá metoda výpočtu transformátoru, i když vezmeme v úvahu vysokou konverzní frekvenci, zde není použitelná.
Tesla generátor
Generátor má jiný účel. Konstrukce generátoru také používá transformátor podobný vysokonapěťovému. Generátor pracuje na stejném principu jako transformátor a je schopen vytvářet na výstupu přebytečnou energii, která výrazně převyšuje energii vynaloženou na počáteční spuštění zařízení. Hlavním úkolem je způsob výroby transformátoru a jeho konfigurace. Důležité je přesné naladění systému na rezonanční frekvenci. Situaci komplikuje skutečnost, že taková data nejsou volně dostupná.
Jak vyrobit generátor
K sestavení Tesla generátoru potřebujete velmi málo. Na internetu najdete informace o sestavení transformátoru generátoru Tesla s vlastními rukama a schémata pro spuštění struktury. Na základě dostupných informací jsou níže uvedena doporučení k samostatnému sestavení konstrukce a stručný postup nastavení.
Transformátor musí splňovat protichůdné požadavky:
- Vysokofrekvenční volná energie vyžaduje zmenšení velikosti (podobně jako rozdíl ve velikosti metrových a decimetrových televizních antén);
- S klesajícími rozměry klesá účinnost konstrukce.
Transformátor
Problém je částečně vyřešen volbou průměru a množství primárního vinutí transformátoru. Optimální průměr vinutí je 50 mm, proto je vhodné k navinutí použít kus plastové kanalizační trubky odpovídající délky. Experimentálně bylo zjištěno, že počet závitů vinutí by měl být alespoň 800, je lepší toto číslo zdvojnásobit. Průměr drátu není pro domácí design významný, protože jeho síla je nízká. Proto může být průměr v rozmezí od 0,12 do 0,5 mm. Menší hodnota způsobí potíže při navíjení a větší hodnota zvětší rozměry zařízení.
Délka trubky se bere v úvahu s ohledem na počet závitů a průměr drátu. Například dráty PEV-2 o průměru 0,15 mm s izolací jsou 0,17 mm, celková délka vinutí je 272 mm. Po ustoupení 50 mm od okraje trubky pro upevnění vyvrtejte otvor pro upevnění začátku vinutí a po 272 mm další pro konec. Okraj trubky nahoře je několik centimetrů. Celková délka potrubního úseku bude 340-350 mm.
Pro navinutí drátu navlékněte jeho začátek do spodního otvoru, ponechte tam okraj 10-20 cm a zajistěte jej páskou. Po dokončení navíjení se jeho stejně dlouhý konec navlékne do horního otvoru a také zajistí.
Důležité! Závity vinutí musí k sobě těsně přiléhat. Drát by neměl mít zauzlování nebo smyčky.
Hotové vinutí musí být na vrchu potaženo elektrickým lakem nebo epoxidovou pryskyřicí, aby se zabránilo posunutí závitů.
Pro sekundární vinutí potřebujete serióznější vodič o průřezu alespoň 10 mm2. Tomu odpovídá drát o průměru 3,6 mm. Pokud je tlustší, je to ještě lepší.
Poznámka! Vzhledem k tomu, že systém pracuje na vysoké frekvenci, v důsledku skinefektu se proud šíří v povrchové vrstvě drátu, takže můžete místo toho použít tenkostěnnou měděnou trubku. Kožní efekt je dalším ospravedlněním velkého průměru drátu sekundárního vinutí.
Průměr závitů sekundárního vinutí by měl být dvakrát větší než primární, to znamená 100 mm. Sekundár lze navinout na 110mm úsek kanalizační trubky nebo na jakýkoli jiný jednoduchý rám. Pouze pro proces navíjení je zapotřebí trubka nebo vhodný polotovar. Pevné vinutí nebude potřebovat rám.
U sekundárního vinutí je počet závitů 5-6. Existuje několik možností konstrukce sekundárního vinutí:
- Pevný;
- Se vzdáleností mezi závity 20-30 mm;
- Ve tvaru kužele se stejnými vzdálenostmi.
O kuželovitý je největší zájem, protože rozšiřuje rozsah ladění (má širší frekvenční pásmo). Spodní první závit je vyroben o průměru 100 mm a horní dosahuje 150-200 mm.
Důležité! Je nutné přísně dodržovat vzdálenost mezi závity a povrch drátu nebo trubky musí být hladký (v nejlepším případě leštěný).
Napájecí obvod
Pro počáteční spuštění je nutný obvod, který dodává impuls energie do transformátoru Tesla generátoru. Dále se generátor přepne do samooscilačního režimu a nepotřebuje neustále externí napájení.
Ve vývojářském slangu se napájecí zařízení nazývá „kacher“. Ti znalí elektroniky vědí, že správný název pro zařízení je blokovací oscilátor (šokový oscilátor). Takové obvodové řešení generuje jediný silný elektrický impuls.
Bylo vyvinuto mnoho variant blokovacích generátorů, které jsou rozděleny do tří skupin:
- Na vakuové trubice;
- Na bipolárních tranzistorech;
- Na tranzistorech s efektem pole s izolovaným hradlem.
Elektronkový elektromagnetický generátor využívající výkonné elektronky generátoru pracuje s vysokými výstupními parametry, ale jeho konstrukci stěžuje dostupnost komponentů. Navíc nejsou potřeba dva, ale tři vinuté transformátory, takže oscilátory s blokováním elektronek jsou dnes vzácné.
Nejpoužívanějšími zařízeními jsou zařízení na bázi bipolárních tranzistorů. Jejich obvody jsou dobře vyvinuté, nastavení a nastavení jsou jednoduché. Používáme tranzistory tuzemské výroby řady 800 (KT805, KT808, KT819), které mají dobré technické parametry, jsou rozšířené a nezpůsobují finanční potíže.
Rozšíření výkonných a spolehlivých tranzistorů s efektem pole umožnilo navrhnout blokovací oscilátory se zvýšenou účinností díky tomu, že tranzistory MOSFET nebo IGBT mají lepší parametry pro pokles napětí na přechodech. Kromě zvýšení účinnosti se problém chlazení tranzistorů stává méně problematickým. Osvědčené obvody používají tranzistory IRF740 nebo IRF840, které jsou také levné a spolehlivé.
Před sestavením generátoru do hotové konstrukce dvakrát zkontrolujte zpracování všech komponentů. Sestavte konstrukci a napájejte ji. Přechod do samooscilačního režimu je doprovázen přítomností napětí na vinutích transformátoru (na výstupu sekundáru). Pokud není napětí, pak je nutné upravit frekvenci blokovacího generátoru v rezonanci s frekvencí transformátoru.
Důležité! Při práci s generátorem Tesla je třeba dbát mimořádné opatrnosti, protože při startování se v primárním vinutí indukuje vysoké napětí, které může vést k nehodě.
Aplikace generátoru
Tesla generátor a transformátor byly vynálezcem navrženy jako univerzální zařízení pro bezdrátový přenos elektrické energie. Nikola Tesla opakovaně prováděl experimenty potvrzující jeho teorii, ale bohužel, stopy zpráv o přenosu energie byly také ztraceny nebo bezpečně ukryty, jako mnoho jeho dalších návrhů. Vývojáři teprve nedávno začali navrhovat zařízení pro přenos energie, ale pouze na relativně krátkou vzdálenost (bezdrátové nabíječky telefonů jsou dobrým příkladem).
V době nevyhnutelného vyčerpání neobnovitelných přírodních zdrojů (uhlovodíková paliva) má velký význam vývoj a konstrukce zařízení pro alternativní energii, včetně bezpalivového generátoru. Pro osvětlení a vytápění domů lze použít generátor volné energie s dostatečným výkonem. Neměli byste odmítat výzkum z důvodu nedostatku zkušeností a specializovaného vzdělání. Mnoho důležitých vynálezů bylo vyrobeno lidmi, kteří byli profesionály ve zcela jiných oborech.
Video
