Трансформатор, що збільшує напругу та частоту у багато разів, називається трансформатором Тесла. Енергозберігаючі та люмінесцентні лампи, кінескопи старих телевізорів, зарядка акумуляторів на відстані та багато іншого створено завдяки принципу роботи цього пристрою. Не виключатимемо його використання в розважальних цілях, адже «трансформатор Тесла» здатний створювати красиві фіолетові розряди – стримери, що нагадують блискавку (рис. 1). У процесі роботи утворюється електромагнітне поле, здатне впливати на електронні прилади і навіть на організм людини, а при розрядах повітря відбувається хімічний процес з виділенням озону. Щоб зробити трансформатор Тесла своїми руками, необов'язково мати широкі знання в галузі електроніки, достатньо дотримуватися цієї статті.
Складові частини та принцип роботи
Усі трансформатори Тесла з огляду на схожий принцип роботи складаються з однакових блоків:
- Джерело живлення.
- Первинний контур.
Джерело живлення забезпечує первинний контур напругою необхідної величини та типу. Первинний контур створює коливання високої частоти, що генерують у вторинному контурі резонансні коливання. В результаті на вторинній обмотці утворюється струм великої напруги та частоти, який прагне створити електричний ланцюг через повітря – утворюється стример.
Від вибору первинного контуру залежить тип котушки Тесла, джерело живлення та розмір стримера. Зупинимося на типі напівпровідником. Він відрізняється простою схемою з доступними деталями, і маленькою напругою живлення.
Підбір матеріалів та деталей
Зробимо пошук і підбір деталей до кожного вищезгаданого вузла конструкції:
Після намотування ізолюємо вторинну котушку фарбою, лаком або іншим діелектриком. Це запобігатиме потраплянню до неї стрімера.
Термінал – додаткова ємність вторинного контуру, послідовно підключена. При малих стрімерах у ньому немає потреби. Достатньо вивести кінець котушки на 0,5-5 см нагору.
Після того, як зібрали всі необхідні деталі для котушки Тесла, приступаємо до збирання конструкції своїми руками.
Конструкція та складання
Складання робимо за найпростішою схемою на малюнку 4.
Окремо встановлюємо джерело живлення. Деталі можна зібрати навісним монтажем, головне виключити замикання між контактами.
При підключенні транзистора важливо не переплутати контакти (рис. 5).
Для цього звіряємось зі схемою. Щільно радіатор прикручуємо до корпусу транзистора.
Збирайте схему на діелектричній підкладці: шматок фанери, пластиковий піднос, дерев'яна коробка та ін.
Закріплюємо первинну обмотку так, щоб запобігти падінню та торканню з вторинною обмоткою. У центрі первинної обмотки залишаємо місце для вторинної котушки, враховуючи те, що оптимальна відстань між ними 1 см. Каркас використовувати необов'язково – достатньо надійного кріплення.
Встановлюємо та закріплюємо вторинну обмотку. Робимо необхідні з'єднання згідно зі схемою. Подивитися на роботу виготовленого трансформатора Тесла можна на представленому нижче відео.
Увімкнення, перевірка та регулювання
Перед увімкненням приберіть електронні пристрої подалі від місця випробування, щоб унеможливити їх поломку. Пам'ятайте про електробезпеку! Для успішного запуску по порядку виконуємо такі пункти:
- Виставляємо змінний резистор у середнє положення. При подачі харчування переконуємося у відсутності пошкоджень.
- Візуально перевіряємо наявність стримеру. Якщо він відсутній, підносимо до вторинної котушки люмінесцентну лампочку або лампу розжарювання. Світіння лампи підтверджує працездатність "трансформатора Тесла" та наявність електромагнітного поля.
- Якщо пристрій не працює, в першу чергу міняємо місцями висновки первинної котушки, а потім перевіряємо транзистор на пробій.
- При першому увімкненні слідкуйте за температурою транзистора, при необхідності підключіть додаткове охолодження.
Відмінною особливістю потужного трансформатора Тесла є велика напруга, великі габарити пристрою та спосіб отримання резонансних коливань. Дещо розповімо про те, як працює і як зробити трансформатор Тесла іскрового типу.
Первинний контур працює на змінній напрузі. При включенні відбувається заряд конденсатора. Як тільки конденсатор заряджається максимум, відбувається пробій розрядника - пристрої з двох провідників з іскровим проміжком, наповненим повітрям або газом. Після пробою утворюється послідовний ланцюг з конденсатора і первинної котушки, звана LC контуром. Саме цей контур створює високочастотні коливання, які створюють у вторинному ланцюзі резонансні коливання та величезну напругу (рис. 6).
За наявності необхідних деталей потужний трансформатор Тесла можна зібрати своїми руками навіть у домашніх умовах. Для цього достатньо внести зміни до малопотужної схеми:
- Збільшити діаметри котушок та переріз дроту в 1,1 – 2,5 раза.
- Додати термінал у формі тороїда.
- Поміняти джерело постійної напруги на змінний з високим коефіцієнтом, що підвищує, що видає напругу 3-5 кВ.
- Змінити первинний контур відповідно до схеми малюнку 6.
- Додати надійне заземлення.
Іскрові трансформатори Тесла можуть досягати потужності до 4,5 кВт, отже, створювати стримери великих розмірів. Найкращий ефект виходить при досягненні однакових показників частоти обох контурів. Реалізувати це можна розрахунком деталей у спеціальних програмах – vsTesla, inca та інші. Завантажити одну з російськомовних програм можна за посиланням: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip.
З цієї статті ви дізнаєтесь, як зробити своїми руками котушку Тесла на середніх транзисторах.
Крок 1: Небезпечно!
На відміну від інших експериментів з високою напругою, котушки Тесла можуть бути дуже небезпечними. Якщо вас вдарить струмом від стримерів, ви не відчуєте болю, але ваш кровообіг та нервова система можуть серйозно постраждати. Не торкайтеся їх за жодних обставин!
Крім того, я не несу відповідальності за завдану шкоду вашому здоров'ю.
Це не означає, що ви не повинні працювати з високою напругою, хоча якщо це ваш перший високовольтний проект, краще почати зі схем хорошого трансформатора мікрохвильової печі і не ризикувати здоров'ям!
Крок 2: Необхідні матеріали
Показати ще 4 зображення
Загальна вартість збирання в домашніх умовах склала близько 1500 рублів, оскільки в мене вже були деревина, пляшки, ПВХ та клей.
Вторинна котушка:
- Труба ПВХ 38мм (чим довше, тим краще)
- Близько 90 метрів 0.5мм мідного дроту
- 4 см ПВХ-гвинт (див. малюнок)
- 5 см металевий фланець з різьбленням
- Емаль у балончику
- Круглий, гладкий металевий предмет для розрядки
Заснування:
- Різні шматки дерева
- Довгі болти, гайки та шайби
Первинна котушка:
- Близько 3м тонкої мідної трубки
Конденсатори:
- 6 скляних пляшок
- Їдальня сіль
- Олія (я використовував рапсове. Мінеральне масло краще, оскільки воно не пліснявіє, але у мене його не було).
- Багато алюмінієвої фольги
- Джерело живлення з високою напругою, наприклад, неоновий, масляний або інший трансформатор, який видає не менше 9 кВ близько 30 мА.
Крок 3: Вторинна котушка
Зафіксуйте трубу, щоб обернути довкола один кінець дроту. Повільно та обережно починайте обмотувати котушку, стежачи за тим, щоб ви не нашарували дроти і не залишали прогалин. Цей крок - найскладніша і стомлююча частина, але витративши багато часу, ви отримаєте чудову котушку. Приблизно через кожні 20 витків намотуйте кільце з стрічки, що маскує, навколо котушки, щоб котушка не розплуталася. По завершенні зафіксуйте щільною стрічкою обидві сторони котушки і нанесіть 2-3 шари емалі.
Підказки:
- Я побудував установку для намотування моєї котушки, яка складалася з мотора від мікрохвильової печі (3 об/хв) і кулькового підшипника.
- Використовуйте невеликий шматок дерева з виїмкою (як малюнку), щоб випрямити провід і затягнути котушку.
Крок 4: Підготовка основи та намотування первинної котушки
Вирівняйте металеву підставку по центру основи та просвердліть отвори для болтів. Прикрутіть болти догори ногами. Це дозволить вам розмістити базу для первинної обмотки поверх неї. Потім надягніть на болти основу. Візьміть мідну трубку та скрутіть її у форму конуса (а не так, як показано на малюнках). Потім встановіть спіраль, що вийшла, на основу.
Додатково було додано 2 опори, на які я вдягнув обмотку.
Забув додати, як зробити розрядник! Це лише два болти в дерев'яному ящику, і вони можуть налаштовуватися і т.д. (Див. останнє фото)
Крок 5: Конденсатори
Я вирішив піти дешевшим шляхом і побудувати конденсатори самому. Найпростіший спосіб - створити конденсатори, використовуючи солону воду, олію та алюмінієву фольгу. Оберніть пляшку у фольгу та заповніть її водою. Спробуйте зробити однакову кількість води у кожній пляшці, оскільки це допоможе зберегти стабільну потужність.
Максимальна кількість солі, яку ви можете покласти у воду, становить 0,359 г/мл, але у результаті виходить багато солі, тому ви можете значно зменшити кількість (я використав 5 грамів на пляшку). Просто переконайтеся, що ви використовуєте однакову кількість солі та води у кожній пляшці. Тепер потроху налийте кілька мл олії у пляшку. Пробийте отвір у верхній частині кришки та вставте в нього довгий провід. У вас тепер є один повністю функціонуючий конденсатор, зробіть ще 5 таких.
Додатково: щоб встановити пляшки у правильному порядку, знайдіть якусь металеву скриньку.
Якщо ви використовуєте неоновий трансформатор, 6 пляшок буде недостатньо. Зробіть 8-12.
Крок 6: З'єднуємо всі елементи
Підключіть все за прикладеною схемою. Земля вторинної обмотки не може бути заземлена із землею первинної обмотки, інакше ваша квартира згорить.
Характеристики моїх котушок:
- 599 витків на вторинній
- 6.5 витків на первинній
Крок 7: Запуск!
Винесіть міні котушку Тесла на вулицю для першого запуску, тому що насправді небезпечно запускати щось настільки потужне в будинку. Поверніть перемикач та насолоджуйтесь світловим шоу! Мій неоновий трансформатор на 9кВ та 30 мА, змушує котушку видавати 15-сантиметрові іскри. Див. нижче:
Є кілька речей, які, як я зрозумів, я маю змінити в пристрої котушки Тесла. Насамперед потрібно переробити первинну обмотку. Вона повинна бути обмотана щільніше і з великою кількістю витків. Крім того, я хочу зібрати кращий розрядник. У мене в планах вже є нова котушка і вона буде близько двох метрів заввишки!
Нікола Тесла - легендарна особистість, причому про сенс деяких його винаходів сперечаються і сьогодні. У містику ми не вдаватимемося, а поговоримо краще про те, як зробити щось ефектне за «рецептами» Тесли. Це котушка Тесла. Побачивши її один раз, ви ніколи не забудете це неймовірне та дивовижне видовище!
Загальні відомості
Якщо говорити про найпростішого такого трансформатора (котушці), то він складається з двох котушок, які не мають загального сердечника. На первинній обмотці має бути не менше десятка витків товстого дроту. На вторинну намотують вже щонайменше 1000 витків. Врахуйте, що котушка Тесла володіє таким, що в 10-50 разів більше, ніж відношення кількості витків на другій обмотці до першої.
На виході напруга такого трансформатора може перевищувати кілька мільйонів вольт. Саме ця обставина і забезпечує виникнення видовищних розрядів, довжина яких може досягати одразу кількох метрів.
Коли можливості трансформатора було вперше продемонстровано публіці?
У містечку Колорадо Спрінгс одного разу повністю згорів генератор на місцевій електростанції. Причина була в тому, що струм від нього йшов на харчування первинної обмотки. Якщо вашою мрією є котушка Тесла, своїми руками найскладніше зробити саме первинну обмотку.
Взагалі, змайструвати її самому не так вже й складно, але набагато важче надати готовому виробу візуально привабливого вигляду.
Найпростіший трансформатор
Спочатку вам доведеться десь знайти джерело високої напруги, причому мінімум на 1,5 кВ. Втім, найкраще одразу розраховувати на 5 кВ. Потім кріпимо все це до відповідного конденсатора. Якщо його ємність буде занадто велика, можна трохи поекспериментувати з діодними мостами. Після цього робите так званий іскровий проміжок, заради ефекту від якого створюється вся котушка Тесла.
Зробити його просто: беремо пару проводів, а потім так скручуємо їх ізолентою, щоб заголені кінці дивилися в один бік. Дуже акуратно регулюємо зазор між ними, щоб пробій був при напрузі трохи вище такого для джерела живлення. Не турбуйтеся: оскільки струм змінний, то на піку напруга завжди буде трохи вище за заявлену. Після цього всю конструкцію можна підключати до первинної обмотки.
В цьому випадку для виготовлення вторинної можна намотати всього 150-200 витків на будь-яку картонну втулку. Якщо все зробите правильно, то вийде непоганий розряд, а також помітна його гіллястість. Дуже важливо добре заземлити висновок із другої котушки.
Ось така вийшла найпростіша котушка Тесла. Своїми руками зробити її зможе кожен, хто має хоча б мінімальні знання в електриці.
Конструюємо більш «серйозний» пристрій
Все це добре, але як влаштований трансформатор, який не соромно показати навіть на якійсь виставці? Зробити потужніший пристрій цілком реально, але для цього потрібно буде набагато більше попрацювати. Спочатку попередимо, що для проведення таких дослідів у вас має бути дуже надійна проводка, інакше біди не уникнути! Отже, що треба брати до уваги? Котушки Тесла, як ми вже й казали, потребують справді високої напруги.
Воно має бути мінімум 6 кВ, інакше гарних розрядів вам не бачити, та й налаштування постійно збиватимуться. Крім того, іскровик потрібно робити тільки з цільнолитих шматків міді, причому заради вашої власної безпеки їх слід максимально міцно зафіксувати в одному положенні. Потужність всього «господарства» має бути мінімум 60 Вт, але краще брати 100 і більше. Якщо це значення нижче, то у вас точно не вийде справді видовищна котушка Тесла.
Дуже важливо! І конденсатор, і первинна обмотка обов'язково повинні зрештою утворити специфічний коливальний контур, що входить у стан резонансу з вторинною обмоткою.
Майте на увазі, що обмотка може резонувати відразу в різних діапазонах. Досліди показали, що має місце частота 200, 400, 800 чи 1200 кГц. Як правило, все це залежить від стану та місця розташування первинної обмотки. Якщо у вас немає, то доведеться експериментувати з ємністю конденсатора, а також змінювати кількість витків на обмотці.
Ще раз нагадуємо, що нами обговорюється біфілярна котушка Тесла (з двома котушками). Тож до питання намотування слід підходити серйозно, адже інакше нічого розумного з витівки не вийде.
Деякі відомості про конденсатори
Сам конденсатор краще брати не дуже визначної ємності (щоб він встигав вчасно накопичити заряд) або використовувати діодний міст, призначений для випрямлення змінного струму. Відразу зауважимо, що використання мосту більш виправдане, тому що можна застосовувати конденсатори практично будь-якої ємності, але при цьому доведеться брати спеціальний резистор для розрядки конструкції. Струмом від нього б'є дуже (!) сильно.
Зауважимо, що котушка Тесла на транзисторі нами не розглядається. Адже ви просто не знайдете транзисторів із потрібними характеристиками.
Важливо!
Взагалі, ще раз нагадуємо: перед тим як зібрати котушку Тесла, перевірте стан усієї проводки в будинку чи квартирі, подбайте про наявність якісного заземлення! Це може здатися занудним умовлянням, але з такою напругою не жартують!
Обов'язково потрібно дуже надійно ізолювати обмотки один від одного, тому що в іншому випадку пробиття вам буде гарантовано. На вторинній обмотці бажано робити ізоляцію між шарами витків, оскільки будь-яка більш-менш глибока подряпина на дроті буде прикрашена невеликою, але надзвичайно небезпечною короною розряду. А зараз – за справу!
Приступаємо до роботи
Як можна помітити, елементів для складання вам знадобиться не так багато. Ось тільки потрібно пам'ятати, що для правильної роботи пристрою потрібно не лише правильно зібрати, а й правильно налаштувати! Однак про все по порядку.
Трансформатори (МОТИ) можна демонтувати з будь-якої старої мікрохвильової печі. Це практично стандартний, але у нього є одна важлива відмінність: його сердечник практично завжди працює в режимі насичення. Таким чином, компактний і простий пристрій цілком може видавати аж до 1,5 кВ. На жаль, є й специфічні недоліки.
Так, величина струму холостого ходу дорівнює приблизно трьом-чотирьом амперам, та й нагрівання навіть у простої дуже велике. У середньостатистичної мікрохвильової печі МОП видає близько 2-2,3 кВ, а дорівнює приблизно 500-850 мА.
Характеристики МОПів
Увага! У цих трансформаторів первинна обмотка починається знизу, тоді як вторинна розташована зверху. Така конструкція забезпечує найкращу ізоляцію всіх обмоток. Як правило, на «вторинці» знаходиться обмотка від магнетрона (приблизно 3,6 Вольт). Між двома шарами металу уважний майстер може помітити кілька металевих перемичок. Це магнітні шунти. Навіщо вони потрібні?
Справа в тому, що вони замикають на собі деяку частину магнітного поля, яке створює первинна обмотка. Це зроблено для стабілізації поля та самого струму на другій обмотці. Якщо їх немає, то при найменшому замиканні все навантаження йде на «первинку», а її опір зовсім невеликий. Таким чином, ці невеликі деталі захищають трансформатор і вас, оскільки запобігають багатьом неприємним наслідкам. Як не дивно, їх все ж таки краще видалити? Чому?
Пам'ятайте, що в мікрохвильовій печі проблема з перегріванням цього важливого пристрою вирішується шляхом встановлення потужних вентиляторів. Якщо ж у вас трансформатор, в якому немає шунтів, то його потужність та тепловиділення значно вищі. У всіх імпортних мікрохвильових печей вони найчастіше докладно залиті епоксидною смолою. То чому їх треба видалити? Справа в тому, що в цьому випадку значно знижується «просідання» струму під навантаженням, що для наших цілей дуже важливо. Як же бути з перегріванням? Рекомендуємо помістити МОП у
До речі, плоска котушка Тесла взагалі обходиться без феромагнітного сердечника і трансформатора, але потребує подачі струму ще більшої напруги. Через це відчувати щось подібне в домашніх умовах не рекомендується.
Ще раз про техніку безпеки
Маленький додаток: на вторинній обмотці напруга така, що поразка струмом при її пробої призведе до гарантованої смерті. Пам'ятайте, що схема котушки Тесла передбачає силу струму 500-850 А. Максимальне значення цієї величини, яке ще залишає шанс на виживання, дорівнює… 10 А. Так що при роботі ні на секунду не забувайте про найпростіші запобіжні заходи!
Де та за скільки купити комплектуючі?
На жаль, є й деякі погані новини: по-перше, пристойний МОП коштує щонайменше дві тисячі рублів. По-друге, знайти його на прилавках навіть спеціалізованих магазинів майже неможливо. Є надія хіба що на розвали та «блошині ринки», за якими доведеться чимало побігати у пошуках шуканого.
Якщо є можливість, обов'язково використовуйте МОП від старої мікрохвильової печі «Електроніка». Він не такий компактний, як імпортні аналоги, зате і працює в режимі звичайного трансформатора. Його промислове позначення – ТВ-11-3-220-50. Потужність він має приблизно 1,5 кВт, на виході видає близько 2200 Вольт, сила струму дорівнює 800 мА. Коротше кажучи, параметри дуже пристойні навіть нашого часу. Крім того, у нього є додаткова обмотка на 12 В, ідеальна як джерело живлення для вентилятора, який охолоджуватиме іскровик Тесли.
Що ще потрібно використати?
Якісні високовольтні конденсатори із кераміки серій К15У1, К15У2, ТГК, КТК, К15-11, К15-14. Знайти їх складно, так що краще мати в добрих друзях професійних електриків. Як бути з фільтром ВЧ? Знадобляться дві котушки, які можуть надійно відфільтрувати високі частоти. У кожній з них має бути не менше 140 витків якісного мідного дроту (у лаку).
Деякі відомості про іскровика
Іскровик призначений для порушення коливань у контурі. Якщо його у схемі не буде, то харчування піде, а ось резонанс – ні. Крім того, блок живлення починає пробивати через первинну обмотку, що практично гарантовано призводить до короткого замикання! Якщо іскровик не замкнено, високовольтні конденсатори не можуть заряджатися. Як тільки відбувається його замикання, у контурі починаються коливання. Саме для запобігання деяким проблемам використовують дроселя. Коли іскровик замикається, дросель запобігає витоку струму від блока живлення, а потім, коли контур буде розімкнуто, починається прискорена зарядка конденсаторів.
Характеристика пристрою
Насамкінець ми скажемо ще кілька слів про самого трансформатора Тесла: для первинної обмотки ви навряд чи зможете відшукати мідний провід потрібного діаметра, так що простіше використовувати мідні трубки від холодильного обладнання. Число витків – від семи до дев'яти. На «вторинку» потрібно намотати щонайменше 400 (до 800) витків. Точну кількість визначити неможливо, тож доведеться ставити досліди. Один вихід підключається до ТОРу (випромінювача блискавок), а другий дуже (!) надійно заземляється.
З чого зробити випромінювач? Використовуйте для цього звичайну вентиляційну гофру. Перед тим як зробити котушку Тесла, фото якої тут є, обов'язково подумайте, як сконструювати її більш оригінальною. Нижче є кілька порад.
На завершення…
На жаль, але ніякого практичного застосування у цього ефектного пристрою немає і досі. Хтось показує досліди в інститутах, хтось заробляє на цьому, влаштовуючи парки чудес електрики. В Америці один дуже чудовий товариш пару років тому так і зовсім спорудив з котушки Тесла ... ялинку!
Щоб зробити її красивішою, він наносив різні речовини на випромінювач блискавок. Майте на увазі: борна кислота дає зелений колір, марганець робить «ялинку» синьою, а літій надає їй малинового забарвлення. Досі точаться суперечки про справжнє призначення винаходу геніального вченого, але сьогодні це звичайний атракціон.
Ось як зробити котушку Тесла.
Винайдена в 1891 році Миколою Тесла, котушка Тесла була створена для проведення експериментів з вивчення високовольтних розрядів. Цей пристрій складається з джерела живлення, конденсатора, двох котушок, між якими циркулюватиме заряд, і двох електродів, між якими проскакуватиме розряд. Котушку Тесла, що знайшла застосування у безлічі пристроїв (від прискорювача частинок і телебачення до дитячих іграшок) можна зробити вдома з радіодеталей.
Кроки
Частина 1
Проектування котушки Тесла- Щоб з'ясувати, наскільки довгу дугу ви зможете отримати, або якої потужності блок живлення буде потрібно, розділіть відстань між електродами в сантиметрах на 4,25 і зведіть квадрат – отримайте необхідну потужність у Ваттах. Відповідно, щоб знайти відстань між електродами, помножте квадратний корінь потужності на 4,25. Котушка Тесла, здатна створити дугу довжиною 1,5 метра, вимагатиме 1246 Вт. Котушка з блоком живлення на 1 кВт може створити іскру довжиною 1,37 метра.
-
Ознайомтеся із термінологією.Створення котушки Тесла вимагатиме від вас розуміння певних наукових термінів та знання одиниць виміру. Вам буде необхідно розуміти їх значення та сенс, щоб зробити все правильно. Тут представлена деяка інформація, яка вам знадобиться:
- Електрична ємність – це здатність накопичувати та утримувати електричний заряд певної напруги. Пристрій, створений для накопичення електричного заряду, називається конденсатор. Одиниця виміру електричного заряду - фарад (позначається "Ф"). Фарад можна виразити як 1ампер секунда (Кулон), помножена на вольт. Найчастіше ємність вимірюється у частках фараду, таких як мікрофарад (мФ) – мільйонна частка фараду, пикофарад (пкФ) – трильйонна частка фараду.
- Самоіндукція - це явище виникнення ЕРС в провіднику при зміні струму, що проходить через нього. Високовольтні дроти, якими тече низькоамперний струм, мають високу самоіндукцію. Одиниця виміру самоіндукції - генрі (скорочено "Гн"). Один генрі відповідає ланцюгу, в якому зміна струму зі швидкістю один ампер за секунду створює ЕРС 1Вольт. Індуктивність часто вимірюють у частках генрі: мілігенрі (мгН), тисячна частка генрі або мікрогенрі (мкГн), мільйонна частина генрі.
- Резонансна частота – це частота, де втрати на передачу енергії мінімальні. Для котушки Тесла це частота мінімальних втрат при передачі енергії між первинною та вторинною обмотками. Частота вимірюється у герцах (скорочено "Гц"), визначається як один цикл за секунду. Найчастіше резонансна частота вимірюється в кілогерцях ("кГц"), кілогерц дорівнює 1000 Гц.
-
Зберіть усі необхідні деталі.Вам знадобиться: трансформатор, первинний конденсатор високої ємності, розрядник, первинна котушка низької індуктивності, вторинна котушка з високою індуктивністю, вторинний конденсатор з невеликою ємністю та пристрій для гасіння високочастотних імпульсів, що виникають при високих напругах під час роботи котушки Тесла. Більш детальну інформацію про необхідні деталі ви знайдете в розділі статті "Виготовлення котушки Тесла".
- Джерело живлення має через дросель живити первинний чи накопичувальний коливальний контур, що складається з первинного конденсатора, первинної котушки та розрядника. Первинна котушка повинна розташовуватися поруч із вторинною котушкою, яка є елементом вторинного коливального контуру, але контури не повинні бути з'єднані проводами. Як тільки вторинний конденсатор нагромадить достатній заряд, він випускатиме електричні розряди в повітря.
Визначтеся з розміром та розташуванням котушки Тесла перед тим, як братися до справи.Ви можете зробити настільки велику котушку Тесла, наскільки дозволяє ваш бюджет; але врахуйте, що створювані котушкою іскрові розряди розігрівають повітря, яке сильно розширюється (у результаті створюючи грім). Електромагнітне поле, створюване котушкою, може вивести з ладу електроприлади, так що краще розташувати її у віддаленому місці, на зразок гаража чи майстерні.
Частина 2
Виготовлення котушки Тесла-
Виберіть трансформатор.Ваш трансформатор, що живить, визначає, наскільки велику котушку ви зможете зробити. Більшість подібних котушок працює від трансформаторів, які можуть видавати при напрузі 5,000-15,000 вольт струм 30-100 міліампер. Ви можете пошукати трансформатор на місцевому радіоринку, купити через інтернет або зняти з неонової вивіски.
Зробіть первинний конденсатор.Його можна зробити з безлічі дрібних конденсаторів, з'єднаних у ланцюг, які будуть накопичувати рівні частки заряду в первинному контурі. Для цього всі конденсатори повинні мати однакову ємність. Такий конденсатор називається складовим.
- Конденсатори малої ємності та навантажувальні резистори можна придбати в магазині радіодеталей або зняти керамічні конденсатори зі старого телевізора. Ви також можете зробити конденсатори з алюмінієвої фольги та поліетиленової плівки.
- Щоб досягти максимальної потужності, первинний конденсатор повинен повністю заряджатися кожну стать циклу подачі енергії. Для 60 Гц джерела живлення заряд повинен відбуватися 120 разів на секунду.
-
Спроектуйте розрядник.Якщо ви хочете зробити одиночний розрядник, вам потрібно використовувати провід мінімум 6 мм завтовшки, щоб електроди могли витримувати тепло, що виділяється під час розряду. Ви також можете зробити багатоелектродний розрядник, роторний розрядник чи охолоджувати електроди, обдуючи повітрям. Для цього можна пристосувати старий пилосос.
Зробіть обмотку первинної котушки.Сама котушка буде зроблена з дроту, але вам знадобиться форма, навколо якої намотувати дріт. Слід використовувати лакований мідний дріт, який ви зможете купити в магазині радіодеталей або зняти з непотрібного електроприладу. Форма, навколо якої ви обмотуватимете дріт, повинна бути або циліндричною, наприклад картонна або пластикова трубка, або конічна, наприклад, старий абажур.
- Довжина дроту визначатиме індуктивність первинної котушки. Первинна котушка повинна мати низьку індуктивність, так що вона складатиметься з невеликої кількості витків. Дріт для первинної котушки не обов'язково має бути суцільним, ви можете скріплювати секції, щоб регулювати індуктивність походу складання.
-
Зберіть первинний конденсатор, розрядник та первинну котушку в один ланцюг.Цей ланцюг утворює первинний коливальний контур.
Зробіть вторинну котушку індуктивності.Як і для первинної котушки, вам потрібна циліндрична форма, на яку ви намотуватимете дріт. Вторинна котушка повинна мати таку ж резонансну частоту, як і первинна, щоб уникнути втрат. Вторинна котушка повинна бути довшою/вищою, ніж первинна, оскільки повинна мати більшу індуктивність і перешкоджати розряду вторинного контуру, який може призвести до того, що первинна котушка згорить.
- Якщо у вас не вистачає матеріалів зробити досить велику вторинну котушку, ви можете зробити розрядний електрод, щоб захистити первинний контур, але це призведе до того, що більшість розрядів припадатиме на цей електрод і їх не буде видно.
-
Зробіть вторинний конденсатор.Вторинний конденсатор, або термінал, має бути округленої форми, дві найпопулярніші – тор (кільце у формі бублика) та сфера.
З'єднайте вторинний конденсатор та вторинну котушку.Це буде вторинним коливальним контуром.
- Ваш вторинний контур повинен бути заземлений окремо від вашої проводки по будинку, яка живить джерело котушки Тесла. Це необхідно, щоб уникнути блукання високовольтних струмів по проводці будинку та заподіяння шкоди підключеним електроприладам. Зробити окреме заземлення можна, увігнавши металевий штир у землю.
-
Зробіть імпульсні дроселі.Дроселі – це невеликі котушки, які запобігають поломці джерела живлення розрядником. Ви можете зробити таку котушку, намотавши мідний дріт навколо тонкої трубки, наприклад, звичайної кулькової ручки.
-
Зберіть усі компоненти разом.Розмістіть первинний і вторинний коливальні контури поруч і приєднайте трансформатор до первинного контуру через дроселі. Як тільки ви увімкнете трансформатор, котушка Тесла готова до роботи.
- Якщо первинна котушка великого діаметра, вторинна може бути розміщена в ній.
Нікола Тесла – один із найвідоміших вчених у галузі електроенергетики та електрики, чия наукова спадщина досі викликає численні суперечки. І якщо практично реалізовані проекти активно використовуються і відомі повсюдно, деякі нереалізовані досі є об'єктами досліджень, як серйозними організаціями, і любителями.
Генератор чи вічний двигун?
Більшість вчених заперечує можливість створення генератора на вільній енергії. На це слід заперечити тим, що навіть у минулому багато сучасних досягнень також здавалися неможливими. Справа в тому, що наука має безліч областей, де дослідження проведені далеко не повністю. Це особливо стосується питань фізичних полів та енергії. Ті види енергії, які нам знайомі, можна відчути та вимірювати. Але ж не можна заперечувати наявність невідомих видів лише на тій підставі, що поки не існує методів та приладів для їх виміру та перетворення.
Для скептиків будь-які пропозиції генераторів, схеми та ідеї, засновані на перетворенні вільної енергії, здаються вічними двигунами, які працюють, не споживаючи енергії, та ще й здатні виробляти надлишок вже у вигляді відомої енергії, теплової чи електричної.
Тут не йдеться про вічні двигуни. Насправді вічний генератор використовує вільну енергію, яка наразі поки що не має виразного теоретичного обґрунтування. Чим раніше вважалося світло? А зараз він використовується для вироблення електричної енергії.
Альтернативна енергетика
Прихильники традиційної фізики та енергетики заперечують можливість створення працездатного генератора, оперуючи існуючими поняттями, законами та визначеннями. Наводиться безліч доказів, що такі пристрої не можуть існувати на практиці, оскільки суперечать закону збереження енергії.
Прихильники «теорії змови» переконані, що розрахунки генератора існують, як і його працюючі прототипи, але вони не пред'являються науці та широкому загалу, оскільки не вигідні сучасним енергетичним компаніям і можуть спричинити кризу економіки.
Ентузіасти неодноразово робили спроби створення генератора, ними збудовано чимало прототипів, але звіти про роботу чомусь регулярно пропадають чи зникають. Наголошено, що періодично закриваються мережеві ресурси, присвячені альтернативній енергетиці.
Це може свідчити про те, що конструкція дійсно працездатна, і створити генератор своїми руками можливо навіть в домашніх умовах.
Багато хто плутає поняття генератора і трансформатора (котушка) Тесла. Для роз'яснень слід зупинитися на цьому докладніше. Трансформатор Тесла вивчений достатньо та доступний для повторення. Багато виробників успішно випускають різні моделі трансформаторів як практичного використання у різних пристроях, так демонстраційних цілей.
Трансформатор Тесла являє собою перетворювач електричної енергії з низької напруги у високу. Вихідна напруга може становити мільйони вольт, але сама конструкція при цьому не становить високої складності. Геніальність винахідника полягає в тому, що йому вдалося зібрати пристрій, що використовує відомі фізичні властивості електромагнітних полів, але зовсім іншим способом. Вичерпного теоретичного обгрунтування роботи пристрою немає досі.
В основі конструкції лежить трансформатор із двома обмотками, з великою і малою кількістю витків. Найголовніше – відсутній традиційний феромагнітний сердечник, і взаємозв'язок між обмотками виходить дуже слабким. Враховуючи рівень вихідної напруги трансформатора Тесла, можна зробити висновок, що звичайна методика розрахунку трансформатора, навіть з урахуванням високої частоти перетворення, тут не застосовується.
Генератор Тесла
Інше призначення має генератор. Конструкція генератора також використовує трансформатор, подібний до високовольтного. Працюючи на однаковому принципі з трансформатором, генератор здатний створювати на виході надлишки енергії, що значно перевершують витрачені на початковий запуск пристрою. Основне завдання полягає у методиці виготовлення трансформатора та його налаштуванні. Важливим є точне налаштування системи на частоту резонансу. Ситуація ускладнюється тим, що таких даних немає у вільному доступі.
Як зробити генератор
Щоб зібрати генератор Тесла, потрібно зовсім небагато. В інтернеті можна знайти дані зі збирання трансформатора генератора Тесла своїми руками та схеми для запуску конструкції. На основі наявної інформації нижче дано рекомендації, як має бути виконане самостійне складання конструкції, та коротка методика налаштування.
Трансформатор повинен відповідати суперечливим вимогам:
- Високочастотна вільна енергія вимагає зменшення габаритів (подібно до різниці в розмірах телевізійних антен метрового і дециметрових діапазонів);
- Зі зменшенням габаритів падає ККД конструкції.
Трансформатор
Питання частково вирішується підбором діаметра та кількості первинної обмотки трансформатора. Оптимальний діаметр обмотки становить 50 мм, тому зручно для намотування використовувати відрізок пластикової каналізаційної труби відповідної довжини. Експериментально встановлено, що кількість витків обмотки має становити не менше 800, краще цю кількість подвоїти. Диметр дроту немає істотного значення для саморобної конструкції, оскільки її потужність невелика. Тому діаметр може лежати у діапазоні від 0.12 до 0.5 мм. Найменше значення створить труднощі при намотуванні, а більше – збільшить габарити пристрою.
Довжина труби береться з урахуванням кількості витків та діаметру дроту. Наприклад, дроти ПЕВ-2 0.15 мм діаметр із ізоляцією становить 0.17 мм, сумарна довжина обмотки – 272 мм. Відступивши від краю труби 50 мм для кріплення, свердлять отвір для кріплення початку обмотки, а через 272 мм ще один – для кінця. Запас труби зверху становить кілька сантиметрів. Разом загальна довжина відрізка труби буде 340-350 мм.
Для намотування дроту його початок простягають у нижній отвір, залишають там запас 10-20 см і закріплюють скотчем. Після того, як обмотка виконана, її кінець такої ж довжини простягають у верхній отвір і також закріплюють.
Важливо!Витки обмотки повинні щільно прилягати один до одного. Провід не повинен мати перегинів та петель.
Готову обмотку обов'язково покривають зверху електротехнічним лаком або смолою епоксидної для виключення зсуву витків.
Для вторинної обмотки потрібен серйозніший провід з перетином не менше 10 мм2. Це відповідає дроту з діаметром 3.6 мм. Якщо є товстіша, то так навіть краще.
Зверніть увагу!Оскільки система працює на високій частоті, то завдяки скін-ефекту струм поширюється в поверхневому шарі дроту, тому замість нього можна взяти тонкостінну мідну трубку. Скін-ефект – ще одне виправдання великого діаметра дроту вторинної обмотки.
Діаметр витків вторинної обмотки повинен бути вдвічі більше первинної, тобто 100 мм. Вторинку можна намотати на відрізку каналізаційної труби 110 мм або будь-якому іншому простому каркасі. Труба або болванка потрібні тільки для процесу намотування. Жорстка обмотка в каркасі не потребуватиме.
Для вторинної обмотки кількість витків становить 5-6. Є кілька варіантів конструкції вторинної обмотки:
- Суцільна;
- З відстанню між витками 20-30 мм;
- Конусоподібна з тими самими відстанями.
Конусоподібна представляє найбільший інтерес, оскільки розширює діапазон налаштування (має ширшу частотну смугу). Нижній перший виток робиться діаметром 100 мм, а верхній сягає 150-200 мм.
Важливо!Необхідно суворо витримувати відстань між витками, а поверхню дроту чи трубки потрібно зробити гладкими (у разі відполірувати).
Схема запитки
Для початкового запуску потрібна схема, яка подає на трансформатор генератора Тесла імпульс енергії. Далі генератор переходить в автоколивальний режим і постійно зовнішнього харчування не потребує.
На сленгу розробників пристрій для запитки називається "качер". Ті, хто знайомий з електронікою, знають, що правильна назва пристрою – блокінг-генератор (ударний генератор). Подібне схемотехнічне рішення виробляє потужний одноразовий електричний імпульс.
Розроблено багато варіантів блокінг-генераторів, які поділяються на три групи:
- на електронних лампах;
- на біполярних транзисторах;
- На польових транзисторах із ізольованим затвором.
Ламповий електромагнітний генератор на потужних генераторних лампах працює з високими вихідними параметрами, але його конструювання ускладнюється наявністю комплектуючих. Крім того, потрібно не двох, а триобмотувальний трансформатор, тому лампові блокінг-генератори в даний час зустрічаються рідко.
Найбільшого поширення набули качери на біполярних транзисторах. Їх схемотехніка добре відпрацьована, налаштування та регулювання прості. Використовуються транзистори вітчизняного виробництва 800-ї серії (КТ805, КТ808, КТ819), які мають хороші технічні параметри, широко поширені і не викликають фінансових труднощів.
Поширення потужних і надійних польових транзисторів уможливило конструювання блокінг-генераторів з підвищеним ККД завдяки тому, що MOSFET або IGBT транзистори мають кращі параметри падіння напруги на переходах. Крім зростання ККД стає менш проблематичною проблема охолодження транзисторів. Перевірені схеми використовують транзистори IRF740 або IRF840, також недорогі та надійні.
Перед тим, як зібрати генератор у готову конструкцію, ще раз перевірте ще раз якість виготовлення всіх комплектуючих. Зберіть конструкцію та подайте на неї живлення. Перехід в автоколебальний режим супроводжується наявністю напруги на обмотках трансформатора (на виході вторинного). Якщо напруга відсутня, то необхідно налаштувати частоту блокінг-генератора в резонанс з частотою трансформатора.
Важливо!При роботі з генератором Тесла необхідно дотримуватись підвищеної обережності, оскільки при запуску в первинній обмотці наводиться висока напруга, здатна призвести до нещасного випадку.
Застосування генератора
Генератор Тесла та трансформатор конструювалися винахідником як універсальні пристрої для бездротової передачі електричної енергії. Нікола Тесла неодноразово проводив експерименти, що підтверджують його теорію, але, на жаль, сліди звітів щодо передачі енергії також виявилися втраченими або надійно заховані, як і багато інших його конструкцій. Розробники тільки нещодавно почали конструювати пристрої для передачі енергії, але й на порівняно малі відстані (бездротові зарядні пристрої для телефонів – гарний приклад).
В епоху невідворотного виснаження запасів невідновлюваних природних ресурсів (вуглеводневого палива) розробка та конструювання пристроїв альтернативної енергетики, у тому числі безпаливного генератора, має високе значення. Електрогенератором на вільній енергії за його достатньої потужності можна користуватися для освітлення та опалення будинків. Не слід відмовлятися від досліджень, посилаючись на відсутність досвіду та профільної освіти. Багато важливих винаходів зроблено людьми, які були професіоналами в інших областях.
Відео
