Трансформатор, увеличивающий напряжение и частоту во много раз, называется трансформатором Тесла. Энергосберегающие и люминесцентные лампы, кинескопы старых телевизоров, зарядка аккумуляторов на расстоянии и многое другое создано благодаря принципу работы этого устройства. Не будем исключать его использование в развлекательных целях, ведь «трансформатор Тесла» способен создавать красивые фиолетовые разряды – стримеры, напоминающие молнию (рис. 1). В процессе работы образуется электромагнитное поле, способное воздействовать на электронные приборы и даже на организм человека, а при разрядах в воздухе происходит химический процесс с выделением озона. Чтобы сделать трансформатор Тесла своими руками, необязательно иметь широкие познания в области электроники, достаточно следовать этой статье.
Составные части и принцип работы
Все трансформаторы Тесла ввиду похожего принципа работы состоят из одинаковых блоков:
- Источник питания.
- Первичный контур.
Источник питания обеспечивает первичный контур напряжением необходимой величины и типа. Первичный контур создаёт колебания высокой частоты, генерирующие во вторичном контуре резонансные колебания. В результате на вторичной обмотке образуется ток большого напряжения и частоты, который стремится создать электрическую цепь через воздух - образуется стример.
От выбора первичного контура зависит тип катушки Тесла, источник питания и размер стримера. Остановимся на полупроводником типе. Он отличается простой схемой с доступными деталями, и маленьким питающим напряжением.
Подбор материалов и деталей
Произведём поиск и подбор деталей к каждому вышеперечисленному узлу конструкции:
После намотки изолируем вторичную катушку краской, лаком или другим диэлектриком. Это предотвратит попадание в неё стримера.
Терминал – дополнительная ёмкость вторичного контура, подключённая последовательно. При малых стримерах в нем нет необходимости. Достаточно вывести конец катушки на 0,5–5 см вверх.
После того, как собрали все необходимые детали для катушки Тесла, приступаем к сборке конструкции своими руками.
Конструкция и сборка
Сборку делаем по простейшей схеме на рисунке 4.
Отдельно устанавливаем источник питания. Детали можно собрать навесным монтажом, главное исключить замыкание между контактами.
При подключении транзистора важно не перепутать контакты (рис. 5).
Для этого сверяемся со схемой. Плотно прикручиваем радиатор к корпусу транзистора.
Собирайте схему на диэлектрической подложке: кусок фанеры, пластиковый поднос, деревянная коробка и др. Отделяем схему от катушек диэлектрической пластиной или доской, с миниатюрным отверстием для проводов.
Закрепляем первичную обмотку так, чтобы предотвратить падение и касание со вторичной обмоткой. В центре первичной обмотки оставляем место для вторичной катушки, с учётом того, что оптимальное расстояние между ними 1 см. Каркас использовать необязательно – достаточно надёжного крепления.
Устанавливаем и закрепляем вторичную обмотку. Делаем необходимые соединения согласно схеме. Посмотреть на работу изготовленного трансформатора Тесла можно на видео представленном ниже.
Включение, проверка и регулировка
Перед включением уберите электронные устройства подальше от места испытания, чтобы исключить их поломку. Помните об электробезопасности! Для успешного запуска по порядку выполняем следующие пункты:
- Выставляем переменный резистор в среднее положение. При подаче питания, убеждаемся в отсутствии повреждений.
- Визуально проверяем наличие стримера. Если он отсутствует, подносим к вторичной катушке люминесцентную лампочку или лампу накаливания. Свечение лампы подтверждает работоспособность «трансформатора Тесла» и наличие электромагнитного поля.
- Если устройство не работает, в первую очередь меняем местами выводы первичной катушки, а уже потом проверяем транзистор на пробой.
- При первом включении следите за температурой транзистора, при необходимости подключите дополнительное охлаждение.
Отличительной особенностью мощного трансформатора Тесла являются большое напряжение, большие габариты устройства и способ получения резонансных колебаний. Немного расскажем о том, как работает и как сделать трансформатор Тесла искрового типа.
Первичный контур работает на переменном напряжении. При включении, происходит заряд конденсатора. Как только конденсатор заряжается по максимуму, происходит пробой разрядника – устройства из двух проводников с искровым промежутком, наполненным воздухом или газом. После пробоя, образуется последовательная цепь из конденсатора и первичной катушки, называемая LC контуром. Именно этот контур создаёт высокочастотные колебания, которые создают во вторичной цепи резонансные колебания и огромное напряжение (рис. 6).
При наличии необходимых деталей, мощный трансформатор Тесла можно собрать своими руками даже в домашних условиях. Для этого достаточно внести изменения в маломощную схему:
- Увеличить диаметры катушек и сечение провода в 1,1 – 2,5 раза.
- Добавить терминал в форме тороида.
- Поменять источник постоянного напряжения на переменный с высоким повышающим коэффициентом, выдающим напряжение 3–5 кВ.
- Изменить первичный контур согласно схеме на рисунке 6.
- Добавить надёжное заземление.
Искровые трансформаторы Тесла могут достигать мощности до 4,5 кВт, следовательно, создавать стримеры больших размеров. Наилучший эффект получается при достижении одинаковых показателей частоты обоих контуров. Реализовать это можно расчётом деталей в специальных программах – vsTesla, inca и другие. Скачать одну из русскоязычных программ можно по ссылке: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip .
Из этой статьи вы узнаете, как сделать своими руками катушку Тесла на транзисторах средних размеров.
Шаг 1: Опасно!
В отличие от других экспериментов с высоким напряжением, катушки Теслы могут быть очень опасными. Если вас ударит током от стримеров, вы не почувствуете боли, но ваше кровообращение и нервная система могут серьезно пострадать. Не касайтесь их ни при каких обстоятельствах!
Кроме того, я не несу ответственности за причиненный ущерб вашему здоровью.
Это не означает, что вы не должны работать с высоким напряжением, хотя, если это ваш первый высоковольтный проект, лучше начать со схем хорошего трансформатора микроволновой печи и не рисковать здоровьем!
Шаг 2: Необходимые материалы
Показать еще 4 изображения
Общая стоимость сборки в домашних условиях составила около 1500 рублей, поскольку у меня уже были древесина, бутылки, ПВХ и клей.
Вторичная катушка:
- Труба ПВХ 38мм (чем длиньше, тем лучше)
- Около 90 метров 0.5мм медного провода
- 4 см ПВХ-винт (см. Рисунок)
- 5 см металлический фланец с резьбой
- Эмаль в баллончике
- Круглый, гладкий металлический предмет для разрядки
Основание:
- Различные куски дерева
- Длинные болты, гайки и шайбы
Первичная катушка:
- Около 3м тонкой медной трубки
Конденсаторы:
- 6 стеклянных бутылок
- Столовая соль
- Масло (я использовал рапсовое. Минеральное масло предпочтительнее, поскольку оно не плесневеет, но у меня его не было).
- Много алюминиевой фольги
- Источник питания с высоким напряжением, например неоновый, масляный или другой трансформатор, который выдает не менее 9 кВ около 30 мА.
Шаг 3: Вторичная катушка
Зафиксируйте трубу, чтобы обернуть вокруг один конец провода. Медленно и осторожно начинайте обматывать катушку, следя за тем, чтобы вы не наслаивали провода и не оставляли пробелов. Этот шаг — самая сложная и утомительная часть, но потратив много времени, вы получите отличную катушку. Примерно через каждые 20 витков наматывайте кольцо из маскирующей ленты вокруг катушки, чтобы катушка не распуталась. По завершении зафиксируйте плотной лентой обе стороны катушки и нанесите 2-3 слоя эмали.
Подсказки:
- Я построил установку для намотки моей катушки, которая состояла из мотора от микроволновки (3 об / мин) и шарикового подшипника.
- Используйте небольшой кусок дерева с выемкой (как на рисунке), чтобы выпрямить провод и затянуть катушку.
Шаг 4: Подготовка основания и намотка первичной катушки
Выровняйте металлическую подставку по центру основания и просверлите отверстия для болтов. Прикрутите болты вверх ногами. Это позволит вам разместить базу для первичной обмотки поверх нее. Затем наденьте на болты основание. Возьмите медную трубку и скрутите её в форму конуса (а не так, как показано на рисунках). Затем установите получившуюся спираль на основание.
Дополнительно было добавлено 2 опоры, на которые я надел обмотку.
Забыл добавить, как сделать разрядник! Это всего лишь два болта в деревянном ящике, и они могут настраиваться и т.д. (См. последнее фото)
Шаг 5: Конденсаторы
Я решил пойти по более дешевому пути и построить конденсаторы самому. Самый простой способ — создать конденсаторы, используя соленую воду, масло и алюминиевую фольгу. Оберните бутылку в фольгу и заполните ее водой. Попытайтесь сделать одинаковое количество воды в каждой бутылке, так как это поможет сохранить стабильную мощность.
Максимальное количество соли, которую вы можете положить в воду, составляет 0,359 г / мл, но в итоге получается много соли, поэтому вы можете значительно уменьшить количество (я использовал 5 граммов на бутылку). Просто убедитесь, что вы используете одинаковое количество соли и воды в каждой бутылке. Теперь понемногу налейте несколько мл масла в бутылку. Пробейте отверстие в верхней части крышки и вставьте в него длинный провод. У вас теперь есть один полностью функционирующий конденсатор, сделайте еще 5 таких же.
Дополнительно: чтобы установить бутылки в верном порядке, найдите какой-нибудь металлический ящик.
Если вы используете неоновый трансформатор, 6 бутылок будет недостаточно. Сделайте 8-12.
Шаг 6: Соединяем все элементы
Подключите все по приложенной схеме. Земля вторичной обмотки не может быть заземлена с землей первичной обмотки, иначе ваша квартира сгорит.
Характеристики моих катушек:
- 599 витков на вторичной
- 6.5 витков на первичной
Шаг 7: Запуск!
Вынесите мини катушку Тесла на улицу для первого запуска, так как на самом деле небезопасно запускать что-либо настолько мощное в доме. Поверните переключатель и наслаждайтесь световым шоу! Мой неоновый трансформатор на 9кВ и 30 мА, заставляет катушку выдавать 15-сантиметровые искры. См. Ниже:
Есть несколько вещей, которые, как я понял, я должен изменить в устройстве катушки Тесла. В первую очередь нужно переделать первичную обмотку. Она должна быть обмотана более плотно и с большим количеством витков. Кроме того, я хочу собрать разрядник получше. У меня в планах уже есть новая катушка и она будет около двух метров в высоту!
Идея получения «бестопливного» электричества в домашних условиях чрезвычайно интересна. Любое упоминание о действующей технологии мгновенно приковывает внимание людей, желающих безвозмездно получить в свое распоряжение упоительные возможности энергетической независимости. Чтобы сделать правильные выводы по данной тематике, необходимо изучить теорию и практику.
Генератор собрать можно без больших затруднений, в любом гараже
Как создать вечный генератор
Первое, что приходит на ум при упоминании подобных устройств, это изобретения Тесла. Этого человека нельзя назвать фантазером. Наоборот, он известен своими проектами, которые были успешно реализованы на практике:
- Он создал первые трансформаторы и генераторы, работающие на токах высокой частоты. Фактически он основал соответствующее направление электротехнического ВЧ оборудования. Некоторые результаты его экспериментов используются до сих пор в правилах безопасности.
- Тесла создал теорию, на базе которой появились конструкции электрических машин многофазного типа. Многие современные электродвигатели созданы на основе его разработок.
- Многие исследователи справедливо полагают, что передачу информации на расстояние с помощью радиоволн также изобрел Тесла.
- Его идеи были реализованы в патентах знаменитого Эдисона, как утверждают историки.
- Гигантские башни, генераторы энергии, которые были построены Тесла, использовались для множества экспериментов, фантастических даже по современным меркам. Они создавали полярное сияние на широте Нью-Йорка и вызывали вибрации, сопоставимые по силе с мощными природными землетрясениями.
- Тунгусский метеорит, говорят, был в действительности результатом эксперимента изобретателя.
- Небольшая черная коробочка, которую Тесла установил в серийный автомобиль с электромотором, обеспечивала полноценное многочасовое питание техники без аккумуляторов и проводов.
Опыты в районе Тунгуски
Здесь перечислена только часть изобретений. Но даже краткие описания некоторых из них позволяют предположить, что Тесла своими руками создал «вечный» двигатель. Впрочем, сам изобретатель использовал для расчетов не заклинания и чудеса, но вполне материалистичные формулы. Следует отметить, однако, что они описывали теорию эфира, которая не признается современной наукой.
Для проверки на практике можно использовать типовые схемы приборов.
Если с помощью осциллографа сделать измерения колебаний, которые образует «классическая» катушка Тесла, будут сделаны интересные выводы.
Осциллограммы напряжений при разных видах индуктивной связи
Сильная связь индуктивного типа обеспечена стандартным способом. Для этого в каркас устанавливается сердечник из трансформаторного железа, или другого подходящего материала. В правой части рисунка приведены соответствующие колебания, результаты измерений на первичной и вторичной катушке. Явно видна корреляция процессов.
Теперь нужно обратить внимание на левую часть рисунка. После подачи на первичную обмотку кратковременного импульса колебания постепенно затухают. Однако на второй катушке зарегистрирован иной процесс. Колебания здесь имеют явно выраженную инерционную природу. Они не затухают еще некоторое время без внешней подпитки энергией. Тесла полагал, что данный эффект объясняет наличие эфира, среды с уникальными свойствами.
В качестве прямых доказательств этой теории приводят следующие ситуации:
- Самостоятельный заряд конденсаторов, не подсоединенных к источнику энергии.
- Существенное изменение нормальных параметров электростанций, которое вызывает реактивная мощность.
- Появление коронных разрядов на неподключенной к сети катушке, при размещении ее на большом расстоянии от работающего аналогичного устройства.
Последний из процессов происходит без дополнительных затрат энергии, поэтому следует рассмотреть его более внимательно. Ниже приведена принципиальная схема катушек Тесла, которую можно собрать без больших затруднений своими руками дома.
Принципиальная схема катушек Тесла
В следующем перечне приведены основные параметры изделий и особенности, которые надо учитывать в процессе монтажа:
- Для крупной конструкции первичной обмотки понадобится трубка из меди, диаметром около 8 мм. Эта катушка состоит из 7-9 витков, укладывающихся с расширением по спирали в верхнюю сторону.
- Вторичную обмотку можно сделать на каркасе из полимерной трубы (диаметр от 90 до 110 мм). Хорошо подходит фторопласт. Этот материал обладает отличными изоляционными характеристиками, сохраняет целостность структуры изделия в широком диапазоне температур. Проводник подбирают такой, чтобы сделать 900-1100 витков.
- Внутри трубы помещают третью обмотку. Чтобы собрать ее правильно, используют многожильный провод в толстой оболочке. Площадь сечения проводника должна быть 15-20 мм 2 . От количества ее витков будет зависеть величина напряжения на выходе.
- Для точной настройки резонанса все обмотки настраиваются на одну частоту с применением конденсаторов.
Практическая реализация проектов
Приведенный в предыдущем пункте пример описывает только часть устройства. Там нет точного указания электрических величин, формул.
Своими руками сделать подобную конструкцию можно. Но придется искать схемы возбуждающего генератора, совершать многочисленные эксперименты по взаимному расположению блоков в пространстве, подбирать частоты и резонансы.
Говорят, что кому-то удача улыбнулась. Но в открытом доступе найти полные данные, или заслуживающие доверия доказательства невозможно. Поэтому далее будут рассмотрены только реальные изделия, которые действительно можно сделать дома самому.
На следующем рисунке изображена принципиальная электрическая схема. Она собирается из недорогих стандартных деталей, которые можно приобрести в любом специализированном магазине. Их номиналы и обозначения указаны на чертеже. Затруднения могут возникнуть при поиске лампы, которая не выпускается в настоящее время серийно. Для замены можно использовать 6П369С. Но надо понимать, что этот вакуумный прибор рассчитан на меньшую мощность. Так как элементов немного, допустимо использование простейшего навесного монтажа, без изготовления специальной платы.
Электрическая схема генератора
Обозначенный на рисунке трансформатор – это катушка Тесла. Ее наматывают на трубке из диэлектрика, руководствуясь данными из следующей таблицы.
Количество витков в зависимости от обмотки и диаметра проводника
Свободные провода высоковольтной катушки устанавливают вертикально.
Чтобы обеспечить эстетичность конструкции, можно сделать своими руками специальный корпус. Он же пригодится для надежной фиксации блока на ровной поверхности и последующих экспериментов.
Один из вариантов конструкции генератора
После включения аппарата в сеть, если все сделано правильно, а элементы исправны, можно будет любоваться коронарным свечением.
Приведенную в предыдущем разделе схему из трех катушек, можно использовать совместно с этим устройством для опытов с целью создания личного источника бесплатной электроэнергии.
Коронарное излучение над катушкой
Если предпочтительна работа с новыми комплектующими деталями, стоит рассмотреть следующую схему:
Схема генератора на полевом транзисторе
Основные параметры элементов приведены на чертеже. Пояснения к сборке и важные дополнения указаны в следующей таблице.
Пояснения и дополнения к сборке генератора на полевом транзисторе
| Деталь | Основные параметры | Примечания |
|---|---|---|
| Полевой транзистор | Можно использовать не только тот, который отмечен на схеме, но и другой аналог, работающий с токами от 2,5-3 А и напряжением более 450 V. | Перед монтажными операциями необходимо проверить функциональное состояние транзистора и других деталей. |
| Дроссели L3, L4, L5 | Допустимо применение стандартных деталей из блока строчной развертки телевизора. | Рекомендуемая мощность – 38 Вт |
| Диод VD 1 | Возможно использование аналога. | Номинальный ток прибора от 5 до 10 А |
| Катушка Тесла (Первичная обмотка) | Создается из 5-6 витков толстого провода. Его прочность позволяет не использовать дополнительный каркас. | Толщина проводника из меди – от 2 до 3 мм. |
| Катушка Тесла (Вторичная обмотка) | Состоит из 900-1100 витков на трубчатой основе из диэлектрического материала с диаметром от 25 до 35 мм. | Эта обмотка высоковольтная, поэтому пригодится ее дополнительная пропитка лаком, или создание защитного слоя фторопластовой пленкой. Для создания обмотки используют медный провод 0,3 мм в диаметре. |
Скептики, отрицающие саму возможность использования «дармовой» энергии, а также те люди, которые не имеют элементарных навыков для работы с электротехникой, могут сделать своими руками следующую установку:
Безграничный источник бесплатной энергии
Пусть читателя не смущает отсутствие множества деталей, формул и объяснений. Все гениальное – просто, не правда ли? Здесь изображена принципиальная схема одного изобретения Тесла, которое до наших дней дошло без искажений, исправлений. Эта установка вырабатывает ток из солнечного света без специальных батарей и преобразователей.
Дело в том, что в потоке излучения ближайшей к Земле звезды есть частицы с положительными зарядами. При ударах о поверхность металлической пластины происходит процесс накопления заряда в электролитическом конденсаторе, который «минусом» подключен к стандартному заземлителю. Для увеличения эффективности приемник энергии устанавливают как можно выше. Подойдет алюминиевая фольга для запекания еды в духовке. Своими руками с использованием подручных средств можно сделать основу для ее закрепления и поднять устройство на большую высоту.
Но не стоит спешить в магазин. Производительность такой системы минимальна (ниже таблица с информацией по устройству).
Точные данные эксперимента
В солнечный день после 10 часов измерительный прибор показал 8 вольт на клеммах конденсатора. За несколько секунд в таком режиме разряд полностью был израсходован.
Очевидные выводы и важные дополнения
Несмотря на то что простое решение пока не предъявлено общественности, нельзя утверждать, что электромагнитный генератор великого изобретателя Тесла не существует. Теорию эфира не признает современная наука. Нынешние системы экономики, производства, политики будут уничтожены бесплатными или очень дешевыми источниками энергии. Разумеется, есть много противников их появления.
Этот человек смог создать действующий генератор
Видео. Генератор своими руками.
Но с помощью приведенных выше схем можно собрать своими руками действующие модели для экспериментов. Возможно, что изготовленная катушка будет обладать уникальными параметрами, способными изменить ход истории.
Знаменитый изобретатель Никола Тесла имеет немало заслуг перед наукой и техникой, но только одно изобретение носит его имя. Это резонансный трансформатор, известный также как« катушка Теслы».
Трансформатор Теслы состоит из первичной и вторичной обмоток, схемы, обеспечивающей питание первичной обмотки на резонансной частоте вторичной, и, опционально, дополнительной емкости на высоковольтном выходе вторичной обмотки. Острие, укрепленное на дополнительной емкости, повышает напряженность электрического поля, облегчая пробой воздуха. Дополнительная емкость снижает рабочую частоту, уменьшая нагрузку на транзисторы, и, по некоторым данным, повышает длину разрядов. В качестве каркаса вторичной обмотки используется кусок канализационной ПВХ-трубы. Вторичная обмотка состоит примерно из 810 витков эмалированного провода диаметром 0,45 мм. Первичная обмотка состоит из восьми витков провода сечением 6 мм2. Схема питания основана на принципе автоколебаний и построена на силовых транзисторах.
Суть изобретения Теслы проста. Если питать трансформатор током с частотой, равной резонансной для его вторичной обмотки, напряжение на выходе возрастает в десятки и даже сотни раз. Фактически оно ограничено электрической прочностью окружающего воздуха (или иной среды) и самого трансформатора, а также потерями на излучение радиоволн. Наиболее известна катушка в области шоу-бизнеса: она способна метать молнии!
Форма и содержание
Трансформатор выглядит весьма необычно — он словно специально сконструирован для шоу-бизнеса. Вместо привычного массивного железного сердечника с толстыми обмотками — длинная полая труба из диэлектрика, на которую провод намотан всего в один слой. Такой странный вид вызван необходимостью обеспечить максимальную электрическую прочность конструкции.
Кроме необычного внешнего вида, трансформатор Теслы имеет еще одну особенность: в нем обязательно есть некая система, создающая в первичной обмотке ток именно на резонансной частоте вторичной. Сам Тесла использовал так называемую искровую схему (SGTC, Spark Gap Tesla Coil). Ее принцип заключается в зарядке конденсатора от источника питания с последующим подключением его к первичной обмотке. Вместе они создают колебательный контур.
Емкость конденсатора и индуктивность обмотки подбираются так, чтобы частота колебаний в этом контуре совпадала с необходимой. Коммутация осуществляется с помощью искрового промежутка: как только напряжение на конденсаторе достигает определенного значения, в промежутке возникает искра, замыкающая контур. Часто можно увидеть утверждения, что «искра содержит полный спектр частот, так что там всегда есть и резонансная, за счет чего и работает трансформатор». Но это не так — без правильного подбора емкости и индуктивности действительно высокого напряжения на выходе не получить.
Решив сделать свой трансформатор Теслы, мы остановились на более прогрессивной схеме — транзисторной. Транзисторные генераторы потенциально позволяют получить любую форму и частоту сигнала в первичной обмотке.
Выбранная нами схема состоит из микросхемы драйвера силовых транзисторов, маленького трансформатора для развязки этого драйвера от питающего напряжения 220 В и полумоста из двух силовых транзисторов и двух пленочных конденсаторов. Трансформатор мотается на кольце из феррита с рабочей частотой не менее 500 кГц, на нем делается три обмотки по 10−15 витков провода. Очень важно подключить транзисторы к обмоткам трансформатора так, чтобы они работали в противофазе: когда один открыт, другой закрыт.
Нужная частота возникает за счет обратной связи со вторичной обмоткой (схема основана на автоколебаниях). Обратная связь может осуществляться двумя способами: с помощью или трансформатора тока из 50−80 витков провода на таком же ферритовом кольце, как и разделительный трансформатор, через которое проходит провод заземления нижней части вторичной обмотки, или… просто кусочка проволоки, которая выполняет роль антенны, улавливающей испускаемые вторичной обмоткой радиоволны.
Мотаем на ус
В качестве каркаса первичной обмотки мы взяли канализационную трубу из ПВХ диаметром 9 см и длиной 50 см. Для намотки используем эмалированный медный провод диаметром 0,45 мм. Каркас и катушку обмоточного провода размещаем на двух параллельных осях. В качестве оси каркаса выступал кусок ПВХ-трубы меньшего диаметра, а роль оси катушки с проводом выполнила завалявшаяся в редакции стрела от лука.
Существуют три варианта первичной обмотки: плоская спираль, короткая винтовая и коническая обмотка. Первая обеспечивает максимальную электрическую прочность, но в ущерб силе индуктивной связи. Вторая, напротив, создает наилучшую связь, но чем она выше — тем больше шансов, что произойдет пробой между нею и вторичной обмоткой. Коническая обмотка — промежуточный вариант, позволяющий получить наилучший баланс между индуктивной связью и электрической прочностью. Рекордные напряжения мы получить не рассчитывали, так что выбор пал на винтовую обмотку: она позволяет добиться максимального КПД и проста в изготовлении.
В качестве проводника взяли провод питания аудиоаппаратуры с сечением 6 мм², восемь витков которого намотали на отрезок ПВХ-трубы большего диаметра, чем у каркаса вторичной обмотки, и закрепили обычной изолентой. Такой вариант нельзя считать идеальным, ведь ток высокой частоты течет лишь по поверхности проводников (скин-эффект), так что правильнее делать первичную обмотку из медной трубы. Но наш способ прост в изготовлении и при не слишком больших мощностях вполне работает.
Управление
Для обратной связи мы изначально планировали использовать трансформатор тока. Но он оказался неэффективным при малых мощностях катушки. А в случае антенны сложнее обеспечить первоначальный импульс, который запустит колебания (в случае трансформатора через его кольцо можно пропустить еще один провод, на который на долю секунды замыкать обычную батарейку). В итоге у нас получилась смешанная система: один выход трансформатора был подключен к входу микросхемы, а провод второго не был ни к чему подключен и служил антенной.
Короткие замыкания, пробитие транзисторов и прочие неприятности изначально предполагались очень даже возможными, так что дополнительно был изготовлен пульт управления с амперметром переменного тока на 10 А, автоматическим предохранителем на 10 А и парой «неонок»: одна показывает, есть ли напряжение на входе в пульт, а другая — идет ли ток к катушке. Такой пульт позволяет удобно включать и выключать катушку, отслеживать основные параметры, а также дает возможность многократно снизить частоту походов к щитку для включения «выбитых» автоматов.
Последняя опциональная деталь трансформатора — дополнительная емкость в виде проводящего шара или тора на высоковольтном выходе вторичной обмотки. Во многих статьях можно прочесть, что она способна существенно удлинить разряд (кстати, это широкое поле для экспериментов). Мы сделали такую емкость на 7 пФ, собрав вместе две стальные чашки-полусферы (из магазина IKEA).
Сборка
Когда все компоненты изготовлены, конечная сборка трансформатора не составляет никакой проблемы. Единственная тонкость — заземление нижнего конца вторичной обмотки. Увы, не во всех отечественных домах есть розетки с отдельными контактами земли. А там, где есть, эти контакты не всегда реально подключены (проверить это можно с помощью мультиметра: между контактом и проводом фазы должно быть около 220 В, а между ним и нулевым проводом — почти нуль).
Если у вас такие розетки есть (у нас в редакции нашлись), то заземлять нужно именно с их помощью, используя для подключения катушки соответствующую вилку. Часто советуют заземлять на батарею центрального отопления, но это категорически не рекомендуется, поскольку в некоторых случаях может привести к тому, что батареи в доме будут бить током ни о чем не подозревающих соседей.
Но вот наступает ответственный момент включения… И сразу же появляется первая жертва молнии — транзистор схемы питания. После замены выясняется, что схема в принципе вполне работоспособна, хотя и на небольших мощностях (200−500 Вт). При выходе на проектную мощность (порядка 1−2 кВт) транзисторы взрываются с эффектной вспышкой. И хотя эти взрывы не представляют опасности, режим «секунда работы — 15 минут замены транзистора» не является удовлетворительным. Тем не менее с помощью этого трансформатора вполне можно почувствовать себя в роли Зевса-громовержца.
Благородные цели
Хотя в наше время трансформатор Теслы, по крайней мере в его исходном виде, чаще всего находит применение в разнообразных шоу, сам Никола Тесла создавал его для куда более важных целей. Трансформатор является мощным источником радиоволн с частотой от сотни килогерц до нескольких мегагерц. На основе мощных трансформаторов Теслы планировалось создание системы радиовещания, беспроводного телеграфа и беспроводной телефонии.
Но наиболее грандиозный проект Теслы, связанный с использованием его трансформатора, — создание глобальной системы беспроводного энергоснабжения. Как он считал, достаточно мощный трансформатор или система трансформаторов сможет в глобальном масштабе менять заряд Земли и верхних слоев атмосферы.
В такой ситуации установленный в любой точке планеты трансформатор, имеющий такую же резонансную частоту, как и передающий, будет источником тока, и линии электропередач станут не нужны.
Именно стремление создать систему беспроводной передачи энергии погубило знаменитый проект Wardenclyff. Инвесторы были заинтересованы в появлении только окупаемой системы связи. А передатчик энергии, которую мог бы неконтролируемо принимать любой желающий по всему миру, напротив, грозил убытками электрическим компаниям и производителям проводов. А один из основных инвесторов был акционером Ниагарской ГЭС и заводов по производству меди…
Трансформатор Тесла изобрел знаменитый изобретатель, инженер, физик, Никола Тесла. Прибор является резонансным трансформатором, вырабатывающим высокое напряжение высокой частоты. В 1896 году, 22 сентября Никола Тесла запатентовал свое изобретение как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала». С помощью этого устройства он пытался передавать электрическую энергию без проводов на большие расстояния. В 1891 году Никола Тесла продемонстрировал миру наглядные эксперименты по передаче энергии от одной катушки к другой. Его устройство извергало молнии и заставляло светиться люминесцентные лампы в руках удивленных зрителей. Посредством передачи тока высокого напряжения высокой частоты ученый мечтал обеспечить бесплатной электроэнергией любое здание, частный дом и прочие объекты. Но, к сожалению, из-за большого потребления энергии и низкой эффективности, широкого применения катушка Тесла так и не нашла. Не смотря на это, радиолюбители из разных уголков планеты собирают небольшие катушки Тесла для развлечений и экспериментов.
Также катушки Тесла используют для проведения развлекательных мероприятий и Тесла шоу. В 1987 году советский радиоинженер Владимир Ильич Бровин изобрел генератор электромагнитных колебаний, названный в его честь «качер Бровина», используемый в качестве элемента электромагнитного компаса, работающего на одном транзисторе. Предлагаю вам собрать действующую модель катушки Тесла или качер Бровина своими руками из подручных материалов.
Список радиодеталей для сборки Катушки Тесла:
- Провод эмалированный ПЭТВ-2 диаметр 0,2 мм
- Провод медный в полихлорвиниловой изоляции диаметр 2,2 мм
- Туба от силиконового герметика
- Фольгированный текстолит 200х110 мм
- Резисторы 2,2К, 500R
- Конденсатор 1mF
- Светодиоды 3-х вольтовые 2 шт
- Радиатор 100х60х10 мм
- Регулятор напряжения L7812CV или КР142ЕН8Б
- Вентилятор 12 вольтовый от компьютера
- Коннектор Banana 2 шт
- Труба медная диаметр 8 мм 130 см
- Транзистор MJE13006, 13007, 13008, 13009 из советских КТ805, КТ819 и аналогичные
Катушка Тесла состоит из двух обмоток. Первичная обмотка L1 содержит 2,5 витка медного провода в полихлорвиниловой изоляции диаметром 2,2 мм. Вторичная обмотка L2 содержит 350 витков в лаковой изоляции диаметром 0,2 мм.
Каркасом для вторичной обмотки L2 служит туба от силиконового герметика. Предварительно удалив остатки герметика, отрежьте часть тубы длиною 110 мм. Отступив по 20 мм от нижней и верхней части, намотайте 350 витков медного провода диаметром 0,2 мм. Провод можно добыть из первичной обмотки любого старого малогабаритного трансформатора на 220В, например, от китайского радиоприемника. Катушка мотается в один слой виток к витку, как можно плотнее. Концы провода следует пропустить во внутрь каркаса через предварительно просверленные отверстия. Готовую катушку для надежности покройте пару раз нитролаком. В поршень вставьте остро заточенный металлический стержень, подпаяйте к нему верхний вывод обмотки и закрепите термоклеем. После чего вставьте поршень в каркас катушки. От носика отрежьте колечко с резьбой, получится гайка, с помощью которой вы легко закрепите катушку на текстолитовой плате, накрутив получившуюся гайку на резьбу выходного отверстия тубы. В дне каркаса просверлите отверстие для светодиода и второго вывода обмотки.
В своей катушке я использовал транзистор MJE13009. Также подойдут Транзисторы MJE13006, 13007, 13008, 13009 из советских КТ805, КТ819 и другие аналогичные. Транзистор обязательно разместите на радиаторе, в процессе работы он будет очень сильно греться и по этому предлагаю установить вентилятор и немного усовершенствовать схему.
Поскольку, для питания катушки требуется напряжение более 12 вольт. Максимальную мощность катушка Тесла развивает при напряжении питания в 30 вольт. А так, как вентилятор рассчитан на 12 вольт, то в схему следует добавить регулятор напряжения L7812CV или советский аналог КР142ЕН8Б. Ну, а чтобы катушка выглядела более современной и привлекала внимание, добавим пару светодиодов синего цвета. Один светодиод подсвечивает катушку изнутри, а второй подсвечивает катушку снизу. Схема будет выглядеть так.
Все компоненты катушки Тесла разместите на печатной плате. Если вы не хотите изготавливать печатную плату, просто разместите все детали катушки Тесла на кусочке МДФ или рифленого картона от бумажной коробки и соедините между собой методом навесного монтажа.
Готовая печатная плата будет выглядеть так. Один светодиод припаивается в центре, он подсвечивает пространство под печатной платой. Ножки сделайте из четырех глухих гаек, накрученных на винты.
Второй светодиод припаивается под катушкой, он будет подсвечивать ее изнутри.
Транзистор и регулятор напряжения обязательно намажьте термопастой и разместите на радиаторе размером 100х60х10 мм. Регулятор напряжения следует .
Первичную обмотку следует мотать в том же направлении, что и вторичную. То есть, если катушку L2 наматывали по часовой стрелке, значит катушку L1 тоже надо мотать по часовой стрелке. Частота катушки L1 должна совпадать с частотой катушки L2. Чтобы добиться резонанса, катушку L1 надо немного настроить. Делаем так, на каркасе диаметром 80 мм наматываем 5 витков оголенного медного провода диаметром 2,2 мм. К нижнему выводу катушки L1 припаиваем гибкий провод, к верхнему выводу прикручиваем гибкий провод, так чтобы его можно было перемещать.
Включаем питание, подносим неоновую лампу к катушке. Если она не светится, значит надо поменять местами выводы катушки L1. Далее опытным путем подбираем положение катушки L1 по вертикали и количество витков. Перемещаем провод прикрученный к верхнему выводу катушки вниз, добиваемся максимального расстояния на котором будет зажигаться неоновая лампа, это будет оптимальный радиус действия катушки Тесла. В итоге у вас должно получиться, как у меня 2,5 витка. После экспериментов изготавливаем катушку L1 из провода в полихлорвиниловой изоляции и припаиваем на место.
Наслаждаемся результатами своих трудов… После включения питания, появляется стример длиною 15 мм, неоновая лампочка начинает светиться в руках.
Так, снимали сагу Звездные войны… Вот он, секрет меча Джидая…
В автомобильной лампе появляется небольшая плазма исходящая от нити накаливания к стеклянной колбе лампы.
Чтобы значительно увеличить мощность катушки Тесла рекомендую изготовить торроид из медной трубки диаметром 8 мм. Диаметр кольца 130 мм. В качестве торроида можно использовать аллюминиевую фольгу скомканную в шарик, металлическую баночку, радиатор от компьютера и другие не нужные, объемные предметы.
После установки торроида мощность катушки значительно увеличилась. Из медной проволоки находящейся рядом с торроидом, появляется стример длиною 15 мм.
И даже светодиодные…
А это плазма возникающая в автомобильной лампочке при нахождении рядом с торроидом.
Делать торроид или нет, решать вам. Я всего лишь показал и рассказал вам о том, как я сделал катушку Тесла или качер Бровина на одном транзисторе, своими руками и о том, что у меня получилось. Моя катушка производит ток высокого напряжения высокой частоты, согласно законам физики. Спасибо Николе Тесла и Владимиру Ильичу Бровину за огромный вклад в науку!
Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!