Катушка тесла

Что такое катушка или трансформатор Николы Теслы?

Катушка тесла

Заметный импульс в развитии электротехники приходится на первые годы ХХ века, в это время общество и промышленность оценивали инновационные предложения от изобретателей.

По мнению специалистов, многие идеи могут развиваться еще несколько десятков и даже сотню лет.

Много секретов хранит история, в том числе инновационные идеи и проекты Николы Теслы — это имя стало загадкой для многих поколений людей.

Обратите внимание

Одно из известных изобретений Теслы — это созданный им трансформатор, чаще его описывают как катушку Теслы (КТ). Демонстрация его работы никого не оставляет равнодушным, можно визуально увидеть электрические разряды, которые могут иметь большие значения. Простота конструкции и получаемый результат всегда вызывают желание сделать подобную катушку самостоятельно.

Резонансный трансформатор Теслы, который в демонстрационном режиме может показать, какими манипуляциями с электричеством и какими методиками на тот период времени владел изобретатель, до настоящего момента ставит традиционную науку в тупик.

Никола Тесла и его катушка

Катушка Николы Теслы — это аппарат, с помощью которого получают токи высокой частоты. Реализовывается при помощи первичной и вторичной обмотки, но первичная обмотка получает питание на частоте резонанса вторичной обмотки, при этом напряжение на выходе возрастает в десятки раз.

Простая схема трансформатора Теслы

Тесла в 1896 году запатентовал данное изобретение, которое состоит из следующих элементов:

  • обмотка первичная из медного провода сечением не меньше 6 миллиметров квадратных, которая выполнена в виде 6–7 витков;
  • обмотка вторичная, она реализуется на диэлектрик проводом 0,3 миллиметра квадратных и до 800–1000 витков;
  • разрядное устройство;
  • емкость (конденсатор);
  • элемент излучения искры.

Основное отличие КТ от всех других трансформаторов в том, что Никола Тесла в своем изобретении не применял для сердечника ферритовые сплавы, и мощность получаемого устройства зависит только от электрической проницаемости воздуха. Смысл идеи — это создание колебательного контура, который можно сделать, используя несколько методик:

  • с помощью частотных колебаний — это генератор, реализованный на разрядном элементе;
  • при помощи ламп — генератор колебаний;
  • используя элементы радиотехники — транзисторы.

Цель изобретения

По мнению специалистов, Тесла изобретал трансформатор для решения глобального вопроса передачи электрической энергии из одного пункта в другой без применения проводов. Для того чтобы получилась задуманная изобретателем передача энергии при помощи эфира, необходимо на двух удаленных точках иметь по одному мощному трансформатору, которые работали бы на одной частоте в резонансе.

Если проект реализовать, тогда не понадобятся гидроэлектростанции, мощные ЛЭП, наличие кабельных линий, что, конечно, противоречит монопольному владению электрической энергией разными компаниями.

С проектом Николы Теслы каждый гражданин общества мог бесплатно воспользоваться электричеством в нужный момент в любом месте, где бы он ни находился.

С точки зрения бизнеса эта система нерентабельна, так как она не окупится, ведь электричество становится бесплатным, именно по этой причине патент №645576 до сих пор ожидает своих инвесторов.

Никола Тесла и его идеи

Как работает катушка Теслы

Для лучшего понимания работы резонансного трансформатора специалисты рекомендуют посмотреть на его работу, так как простая схема катушки предназначается для создания стримера.

Другими словами, происходит потеря энергии, которая переходит на конденсатор, если его подключить, а без него из конца высоковольтной обмотки вылетает фиолетового цвета искра (стример).

Вокруг появившегося стримера возникает поле, в которое можно поместить люминесцентную лампу, и она будет светиться, не подключенная визуально ни к какому источнику электрической энергии.

Схема работы трансформатора Теслы

Когда не используется конденсатор, лампа светится ярче, некоторые специалисты устройство Теслы называют игрушкой с захватывающими визуальными эффектами.

Важно

Всегда возникает желание сделать такой прибор  самостоятельно, в нем реализовываются разные физические эффекты при помощи двух обмоток.

На первичную обмотку подается переменное напряжение, она создает поток, при помощи которого энергия переходит на вторичную обмотку. По такому же принципу работает большинство трансформаторов.

Основные качественные характеристики КТ:

  • частота во вторичном контуре;
  • коэффициент передачи обеих обмоток;
  • добротность.

Принцип работы простыми словами

Принцип работы катушки Теслы лучше понять, если всю работу устройства сравнить с качелями — так можно подойти к объяснению накапливания энергии, когда человек, он же оператор, представляется первичной катушкой, а ход качели — электротоком в обмотке №2. Высота подъема есть разность потенциалов.

В этом примере оператор начинает раскачивать качели, иными словами, передавать энергию. За пару качков качели поднимаются высоко, это соответствует большой разности потенциалов, наступает момент переизбытка энергии, и в результате этого появляется фиолетовый стример.

Оператор должен раскачивать качели с определенным тактом, который задается частотой резонанса, иными словами, количеством колебаний в одну секунду. Траектория движения качелей имеет длину — это коэффициент связи. Когда раскачиваем качели на длину руки и быстро, он равняется единице. Катушка Теслы — это тот же трансформатор, имеющий повышенный коэффициент передачи.

Когда оператор раскачивает качели, не удерживая их рукой, это можно ассоциировать с малыми связями — чем дольше раскачивать, тем дальше они уходят. Для быстрого накопления энергии коэффициент связи должен быть большой, но на выходе уменьшается разность потенциалов.

Качественную характеристику добротности можно ассоциировать с трением качелей. Зависимость прямая: при большом трении добротность — незначительная величина. Наивысшее значение добротности будет в самой высокой точке раскачивания, когда появляется наиболее высокое значение стримера.

Основные виды

Катушка Николы Теслы изначально имела одно исполнение — с разрядником, но со временем элементная база расширилась, появилось много видов реализации идеи великого изобретателя, и все они называются катушками его имени. Их представляют в аббревиатуре, в английской редакции.

Схема трансформатора Теслы с разрядником — это начальная конструкция, которая обладает незначительной мощностью, если используются два провода. Для большей мощности применяется вращающийся разрядник для мощного стримера.

Прибор Теслы, начальная конструкция

Катушка трансформатора Теслы, реализованного на радиолампе — это схема, работающая без сбоев, показывающая мощные стримеры, которые применяются для высоких частот.

Простейший вариант конструкции с радиолампой
Совет

Простые в управлении катушки, но по принципу работы такие же, как трансформатор Теслы, реализованы при помощи транзисторов. Есть много вариантов таких катушек:

Катушка Теслы на транзисторе

Сложные для настройки с применением полупроводниковых ключей две резонансные катушки, с небольшой длиной фиолетового стримера, по сравнению с разрядником, характеризуются плохой управляемостью:

Резонансная катушка

Для улучшения управляемости КТ были сделаны прерыватели, с их помощью тормозился процесс, и появлялось время на зарядку емкостных накопителей (конденсаторов). Таким решением удлиняется длина разряда.

Элементы в разных конструкциях

Специалисты для самостоятельного создания КТ сделали базу общих элементов, которые могут применяться в разных реализациях резонансного трансформатора:

  • Тороид, имеющий три основных опции:
    • снижение резонанса;
    • накопление величины заряда: когда тороид большой, энергии больше;
    • организовывается поле статического электричества, которое отталкивается от вторичной обмотки. Сама опция реализуется вторичной обмоткой, но тороид помогает ей в этом, поле отталкивает стример, не дает пробить ему по второй обмотке.

    Применять тороид лучше в катушках с прерывателем, в которых происходит накачивание импульсивно. Рекомендуется соблюдение условия: значение диаметра тороида должно быть в два раза выше значения диаметра вторичной обмотки. Изготавливается тороид из гофры или аналогичных ей материалов.

    Тороид на схеме:

    Тороид

  • Основная составляющая всей конструкции — вторичная катушка (обмотка), она должна быть в диаметре больше первичной в пять раз. Провод берется с таким сечением, чтобы вошло в обмотку не меньше 900–1000 витков, плотно намотанных, с лаковым покрытием.
  • Из ПВХ-материала, который применяется в быту для сантехники, изготавливается каркас.
  • Защитное кольцо, функциональное назначение которого — оградить первичную обмотку от попадания в нее стримера.
  • Обмотка первичная, обычно ее изготавливают из конденсаторной, медной трубки, провод должен иметь большое сечение.
  • Коэффициент связи влияет на расстояние между обмотками: чем дальше, тем меньше связь.
  • Реализация заземления, для того чтобы стримеры били в него и замыкали ток. При плохом заземлении стример может бить в катушку.
  • Как изготовить катушку самостоятельно

    Для домашней реализации КТ может применяться любой вариант элементов, необходимо помнить об основном принципе ее работы:

    • надо сделать первичную и вторичную обмотку;
    • к первичной обмотке подается переменное напряжение;
    • возникает магнитное поле, которое будет передавать электрическую энергию на вторичную обмотку;
    • вторичная обмотка создает колебательный контур, в задачу которого входит накапливание энергии, которая будет храниться контуром некоторое время.

    Рекомендации специалистов для реализации резонансного трансформатора средней мощности собственными руками:

  • Для намотки вторичной обмотки понадобится:
    • двухдюймовая труба;
    • провод длиной 100 метров, с эмалированным покрытием;
    • фитинг из ПВХ-материала двухдюймовый;
    • болты и гайки, шайбы в ассортименте;
    • медная трубка длиной в 3 метра.
  • Чтобы изготовить конденсатор самостоятельно, нужны следующие детали:
    • стеклянные бутылки, несколько штук;
    • каменная соль;
    • фольга;
    • специальное масло.
  • Порядок выполнения работ следующий:
    • Наматываем вторичную обмотку, для этого один конец заготовленного провода крепим в верхней части двухдюймовой трубы, начинаем намотку, не допускаем пересечения провода. Намотка вторичной обмотки проводится плотно. Для фиксации катушки применяем малярный скотч, который мотается через 20 витков.
    • Полученную обмотку плотно фиксируем скотчем и покрываем эмаль краской.
    • Для облегчения намотки можно сделать простое приспособление, проволоку направлять через деревянный брусок:

    Самодельная катушка Теслы

    • Изготавливаем первичную обмотку. Для ее намотки делаем приспособление из металлического фланца, установленного в центр доски и закрепленного болтами с гайками. Медную трубу превращаем в спираль, разрезая ее таким образом, чтобы при ее растяжении образовался конус.
    • Делаем разрядник, для этого понадобится два болта и деревянная коробка.
    • Изготавливаем конденсаторы, для этого в подготовленную бутылку наливаем соленую воду, верх ее обматываем фольгой, через нее пропускаем в бутылку металлическую проволоку.
    • Соединяем провода, как указано на схеме ниже, обязательно выполняем заземление.

    На первичной обмотке получается по схеме 7 витков, на вторичной — 600.

    Специалисты рекомендуют первичное испытание полученного аппарата сделать на улице, в итоге должно получиться искровое шоу из разрядов, длина которых должна быть от 10 до 15 сантиметров.

    Вывод

    Изготовить трансформатор Теслы своими руками, применяя навыки электротехники, не так сложно, но рекомендуется делать предварительный расчет, так как может получиться большое устройство, и искры будут значительно нагревать пространство, а также создавать звук громового разряда. Надо учитывать и влияние создаваемого поля на рядом находящиеся электрические устройства.

    Рекомендуется сделать простой расчет дуги, ее длины и мощности. Для этого берем расстояние между электродами (сантиметры) и  делим его на коэффициент 4,25, затем полученное значение возводим в квадрат — это и будет мощностью дуги.

    Расстояние определяем следующим образом: берем полученную мощность и извлекаем из нее корень квадратный, затем умножаем на коэффициент 4,25. Длина дуги разряда в 150 сантиметров будет иметь мощность 1246 ватт.

    Обмотка мощностью в 1000 ватт дает длину разряда в 137 сантиметров.

    Катушка Тесла. Устройство и виды. Работа и применение

    Катушка тесла

    Одним из знаменитых изобретений Николы Тесла была катушка Тесла. Это изобретение представляет собой резонансный трансформатор, который образует высокочастотное повышенное напряжение. В 1896 году на изобретение выдан патент, который имел название аппарата для образования электрического тока высокого потенциала и частоты.

    Устройство и работа

    Элементарный трансформатор Тесла включает в себя две катушки, тороид, конденсатор, разрядник, защитное кольцо и заземление.

    Тороид выполняет несколько функций:

    • Снижение частоты резонанса, особенно для вида катушки Тесла с полупроводниковыми ключами. Полупроводниковые элементы плохо функционируют на повышенных частотах.
    • Накапливание энергии перед возникновением электрической дуги. Чем больше размер тороида, тем больше энергии накоплено. В момент пробоя воздуха тороид выдает эту накопленную энергию в электрическую дугу, при этом увеличивая ее.
    • Образование электростатического поля, отталкивающего дугу от вторичной обмотки. Часть этой функции исполняет вторичная обмотка. Однако тороид помогает ей в этом. Поэтому электрическая дуга не бьет во вторичную обмотку по кратчайшему пути.

    Обычно наружный диаметр тороида в два раза больше диаметра вторичной обмотки.

    Тороиды производят из алюминиевой гофры и других материалов.

    Вторичная обмотка трансформатора Тесла является основным элементом конструкции. Обычно длина обмотки относится к ее диаметру 5 : 1.

    Диаметр проводника для катушки выбирают из расчета, чтобы разместилось около 1000 витков, которые должны располагаться плотно между собой. Витки обмотки покрывают несколькими слоями лака или эпоксидной смолы.

    В качестве каркаса выбирают ПВХ-трубы, которые можно купить в строительном магазине.

    Защитное кольцо служит для предохранения от выхода из строя электронных элементов в случае попадания электрической дуги в первичную обмотку. Защитное кольцо устанавливается, если размер стримера (электрической дуги) больше длины вторичной катушки. Это кольцо выполнено в виде медного незамкнутого проводника, заземленного отдельным проводом на общее заземление.

    Первичная обмотка чаще всего выполняется из медной трубки, применяемой в кондиционерах. Сопротивление первичной обмотки должно быть небольшим, так как по ней будет проходить большая сила тока. Трубку чаще всего выбирают толщиной 6 мм.

    Также можно использовать для намотки проводники большого сечения. Первичная обмотка является своеобразным элементом подстройки в таких катушках Тесла, в которых первый контур резонансный.

    Поэтому место подключения питания выполняют с учетом его перемещения, с помощью которого меняют частоту резонанса первого контура.

    Форма первичной обмотки может быть различной: конической, плоской или цилиндрической

    Катушка Тесла должна иметь заземление. Если его не будет, то стримеры будут бить в саму катушку, для замыкания тока.

    Колебательный контур образован конденсатором совместно с первичной обмоткой. В этот контур также подключен разрядник, который является нелинейным элементом.

    Во вторичной обмотке также образован контур колебаний, в котором конденсатором выступает емкость тороида и межвитковая емкость катушки.

    Чаще всего для предохранения от электрического пробоя вторичную обмотку покрывают лаком или эпоксидной смолой.

    Обратите внимание

    В результате катушка Тесла, или другими словами трансформатор, состоит из двух контуров колебаний, связанных между собой. Это и придает трансформатору Тесла необычные свойства, и является основным отличительным качеством от обычных трансформаторов.

    При достижении напряжения пробоя между электродами разрядника, образуется электрический лавинообразный пробой газа. При этом происходит разряд конденсатора на катушку через разрядник.

    Вследствие этого цепь контура колебаний, который состоит из конденсатора и первичной обмотки, остается замкнутой на разрядник. В этой цепи возникают колебания высокой частоты.

    Во вторичной цепи образуются резонансные колебания, в результате чего возникает высокое напряжение.

    Во всех видах катушки Тесла главным элементом являются контуры: первичный и вторичный. Однако генератор колебаний высокой частоты может отличаться по конструкции.

    Катушка Тесла по сути дела состоит из двух катушек, не имеющих металлического сердечника. Коэффициент трансформации катушки Тесла в несколько десятков раз выше отношения числа витков обеих обмоток.

    Поэтому выходное напряжение трансформатора достигает нескольких миллионов вольт, что и обеспечивает мощные электрические разряды длиной в несколько метров.

    Важным условием является образование контура колебаний первичной обмоткой и конденсатором, вхождение в резонанс этого контура с вторичной обмоткой.

    Разновидности

    Со времен Николы Тесла появилось много различных видов трансформаторов Тесла. Рассмотрим распространенные основные виды таких трансформаторов, как катушка Тесла.

    SGTC – катушка, работающая на искровом разряде, имеет классическое устройство, используемое самим Теслой. В этой конструкции элементом коммутации является разрядник.

    У маломощных устройств разрядник выполнен в виде двух отрезков толстого проводника, находящихся на определенном расстоянии. В устройствах большей мощности используются вращающиеся разрядники сложной конструкции с применением электродвигателей.

    Такие трансформаторы производят при необходимости получения стримера большой длины, без каких-либо эффектов.

    VTTC – катушка на основе электронной лампы, которая является коммутирующим элементом. Подобные трансформаторы способны функционировать в постоянном режиме и выдавать разряды большой толщины. Такой тип питания обычно применяют для создания катушек высокой частоты. Они создают эффект стримера в виде факела.

    SSTC – катушка, в конструкции которой в качестве ключа используется полупроводниковый элемент в виде мощного транзистора.

    Важно

    Такой вид трансформаторов также способен функционировать в постоянном режиме. Внешняя форма стримеров от такого устройства бывает самой различной.

    Управление с полупроводниковым ключом более простое, существуют такие катушки Тесла, которые умеют играть музыку.

    DRSSTC – трансформатор, имеющий два контура резонанса. Роль ключей играют также полупроводниковые компоненты. Это наиболее сложный в настройке и управлении трансформатор, однако, он используется для создания впечатляющих эффектов. При этом большой резонанс получается в первом контуре. Во втором контуре образуется наиболее яркие толстые и длинные стримеры в виде молний.

    Виды эффектов от катушки Тесла

    • Дуговой разряд – возникает во многих случаях. Он характерен ламповым трансформаторам.
    • Коронный разряд является свечением воздушных ионов в электрическом поле повышенного напряжения, образует голубоватое красивое свечение вокруг элементов устройства с высоким напряжением, а также имеющим большую кривизну поверхности.
    • Спарк по-другому называют искровым разрядом. Он протекает от терминала на землю, либо на заземленный предмет, в виде пучка ярких разветвленных полосок, быстро исчезающих или меняющихся.
    • Стримеры – это тонкие слабо светящиеся разветвляющиеся каналы, содержащие ионизированные атомы газа и свободные электроны. Они не уходят в землю, а протекают в воздух. Стримером называют ионизацию воздуха, образуемую полем трансформатора высокого напряжения.

    Действие катушки Тесла сопровождается треском электрического тока. Стримеры могут превращаться в искровые каналы. Это сопровождается большим увеличением тока и энергии.

    Канал стримера быстро расширяется, давление резко повышается, поэтому образуется ударная волна. Совокупность таких волн подобен треску искр.

    Малоизвестные эффекты катушки Тесла

    Некоторые люди считают трансформатор Тесла каким-то особенным устройством, обладающим исключительными свойствами. Также есть мнение, что такое устройство способно стать генератором энергии и вечным двигателем.

    Иногда говорят, что при помощи такого трансформатора можно передавать электрическую энергию на значительные расстояния, не используя провода, а также создать антигравитацию. Такие свойства не подтверждены и не проверены наукой, но Тесла говорил о скорой доступности таких способностей для человека.

    В медицине при длительном воздействии токов высокой частоты и напряжения могут образоваться хронические заболевания и другие отрицательные явления. Также нахождение человека в поле высокого напряжения негативно сказывается на его здоровье. Можно отравиться газами, выделяемыми при функционировании трансформатора без вентиляции.

    Применение

    • Величина напряжения на выходе катушки Тесла иногда достигает миллионов вольт, что формирует значительные воздушные электрические разряды длиной в несколько метров. Поэтому такие эффекты применяют в качестве создания показательных шоу.
    • Катушка Тесла нашла применение в медицине в начале прошлого века. Больных обрабатывали маломощными токами высокой частоты. Такие токи протекают по поверхности кожи, оказывают оздоравливающее и тонизирующее влияние, не причиняя при этом никакого вреда организму человека. Однако мощные токи высокой частоты оказывают негативное влияние.
    • Катушка Тесла применяется в военной технике для оперативного уничтожения электронной техники в здании, на корабле, танке. При этом на короткий промежуток времени создается мощный импульс электромагнитных волн. В результате в радиусе нескольких десятков метров сгорают транзисторы, микросхемы и другие электронные компоненты. Это устройство действует абсолютно бесшумно. Существуют такие данные, что частота тока при функционировании такого устройства может достигать 1 ТГц.
    • Иногда такой трансформатор применяется для розжига газоразрядных ламп, а также поиска течи в вакууме.

    Эффекты катушки Тесла иногда используют в съемках фильмов, компьютерных играх. В настоящее время катушка Тесла не нашла широкого применения на практике в быту.

    Катушка Тесла на будущее

    В настоящее время остаются актуальными вопросы, которыми занимался ученый Тесла. Рассмотрение этих проблемных вопросов дает возможность студентам и инженерам институтов взглянуть на проблемы науки более широко, структурировать и обобщать материал, отказаться от шаблонных мыслей.

    Взгляды Тесла актуальны сегодня не только в технике и науке, но и для работ в новых изобретениях, применения новых технологий на производстве. Наше будущее даст объяснение явлениям и эффектам, открытым Теслой. Он заложил для третьего тысячелетия основы новейшей цивилизации.

    Похожие темы

    Как сделать катушку тесла своими руками?

    Катушка тесла

    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.
  • Вторичный контур.
  • 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:

  • Для питания потребуется 12 – 19 В постоянного напряжения. Подойдёт машинный аккумулятор, зарядное устройство от ноутбука или понижающий трансформатор с диодным мостом, для получения постоянного тока.
  • Найдём детали для первичного контура:
  • — Переменный резистор R1 с номиналом 50 кОм. Для удачной сборки не забудьте соединить два контакта этого резистора согласно схеме.

    — Резистор R2 с номиналом 75 Ом.

    — Транзистор VT1 D13007 или советский аналог с n-p-n структурой.

    — Радиатор для охлаждения транзистора можно поискать на мощных транзисторах в неисправной технике. Размер напрямую влияет на качество охлаждения.

    — Первичная обмотка трансформатора Тесла. Проводником может быть простая медная трубка или провод диаметром 0,5–1 см. Обмотка делается плоской, цилиндрической или конической (рис. 2).

  • Вторичный контур состоит из катушки и, при необходимости, из терминала. Обмотку выполняем проводом с диаметром от 0,1 до 0,3 мм². Провод можно намотать на диэлектрическую ПВХ трубку. Длина трубки 25–40 см, а диаметр 3–5 см. Наматывать следует виток к витку: без пересечений, пропусков. Чтобы обмотка не сползла и не размоталась, рекомендуется закреплять намотанные участки. Количество витков от 700 до 1000 (рис. 3).
  • 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.
  • Мощная катушка Тесла

    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.

    Как сделать катушку Тесла своими руками. Бифилярная катушка Тесла

    Катушка тесла

    Катушка Тесла представляет две катушки L1 и L2, которая посылает большой импульс тока в катушку L1. У катушек Тесла нет сердечника. На первичной обмотке наматывают более 10 витков. Вторичная обмотка тысячу витков. Еще добавляют конденсатор, чтобы минимизировать потери на искровой разряд.

    Катушка Тесла выдает большой коэффициент трансформации. Он превышает отношение числа витков второй катушки к первой. Выходная разность потенциалов катушки Тесла бывает больше нескольких млн вольт. Это создает такие разряды электрического тока, что эффект получается зрелищным. Разряды бывают длины в несколько метров.

    Принцип катушки Тесла

    Чтобы понять, как работает катушка Тесла, нужно запомнить правило по электронике: лучше раз увидеть, чем сто услышать. Схема катушки Тесла простая. Это простейшее устройство катушки Тесла создает стримеры.

    Из высоковольтного конца катушки Тесла вылетает стример фиолетового цвета. Вокруг нее есть странное поле, которое заставляет светиться люминесцентную лампу, которая не подключена и находится в этом поле.

    Стример – это потери энергии в катушке Тесла. Никола Тесла старался избавляться от стримеров за счет того, чтобы подсоединить его к конденсатору. Без конденсатора стримера нет, а лампа горит ярче.

    Совет

    Катушку Тесла можно назвать игрушкой, кто показывает интересный эффект. Она поражает людей своими мощными искрами. Конструировать трансформатор – дело интересное. В одном устройстве совмещаются разные эффекты физики. Люди не понимают, как функционирует катушка.

    Катушка Тесла имеет две обмотки. На первую подходит напряжение переменного тока, создающее поле потока. Энергия переходит во вторую катушку. Похожее действие у трансформатора.

    Вторая катушка и Cs образуют дают колебания, суммирующие заряд. Некоторое время энергия держится в разности потенциалов. Чем больше вложим энергии, на выходе будет больше разности потенциалов.

    Главные свойства катушки Тесла:

    • Частота второго контура.
    • Коэффициент обеих катушек.
    • Добротность.

    Коэффициент связи обуславливает быстроту передачи энергии из одной обмотки во вторичную. Добротность дает время сохранения энергии  контуром.

    Подобие с качелями

    Для лучшего понимания накапливания, большой разности потенциалов контуром, представьте качели, раскачивающиеся оператором. Тот же контур колебания, а человек служит первичной катушкой. Ход качели – это электрический ток во второй обмотке, а подъем – разность потенциалов.

    Оператор раскачивает, передает энергию. За несколько раз они сильно разогнались и поднимаются очень высоко, они сконцентрировали в себе много энергии. Такой же эффект происходит с катушкой Тесла, наступает переизбыток энергии, случается пробивание и виден красивый стример.

    Раскачивать колебания качелей нужно в соответствии с тактом. Частота резонанса – число колебаний в сек.

    Длину траектории качели обуславливает коэффициент связи. Если раскачивать качели, то они быстро раскачаются, отойдут ровно на длину руки человека. Этот коэффициент единица. В нашем случае катушка Тесла с повышенным коэффициентом – тот же трансформатор.

    Человек толкает качели, но не держит, то коэффициент связи малый, качели отходят еще дальше. Раскачивать их дольше, но для этого не требуется сила. Коэффициент связи больше, чем быстрее в контуре накапливается энергия. Разность потенциалов на выходе меньше.

    Добротность – противоположно трению на примере качелей. Когда трение большое, то добротность маленькая. Значит, добротность и коэффициент согласовываются для наибольшей высоты качели, или наибольшего стримера. В трансформаторе второй обмотки катушки Тесла добротность – значение переменное. Два значения сложно согласовать, его подбирают в результате опытов.

    Главные катушки Тесла

    Тесла изготовил катушку одного вида, с разрядником. База элементов намного улучшилась, возникло много видов катушек, по подобию их также называют катушками Тесла. Виды называют и по-английски, аббревиатурами. Их называют аббревиатурами по-русски, не переводя.

    • Катушка Тесла, имеющая в составе разрядник. Это начальная обычная конструкция. С малой мощностью это два провода. С большой мощностью – разрядники с вращением, сложные. Эти трансформаторы хороши, если необходим мощный стример.
    • Трансформатор на радиолампе. Он работает бесперебойно и дает утолщенные стримеры. Такие катушки применяют для Тесла высокой частоты, они по виду похожи на факелы.
    • Катушка на полупроводниковых приборах. Это транзисторы. Трансформаторы действуют постоянно. Вид бывает различным. Этой катушкой легко управлять.
    • Катушки резонанса в количестве двух штук. Ключами являются полупроводники. Эти катушки самые сложные для настройки. Длина стримеров меньше, чем с разрядником, они хуже управляются.

    Чтобы иметь возможность управлять видом, создали прерыватель. Этим устройством тормозили, чтобы было время на заряд конденсаторов, снизить температуру терминала. Так увеличивали длину разрядов. В настоящее время имеются другие опции (играет музыка).

    Главные элементы катушки Тесла

    В разных конструкциях основные черты и детали общие.

    • Тороид – имеет 3 опции.Первая – снижение резонанса.
      Вторая – скапливание энергии разряда. Чем больше тороид, тем содержится больше энергии. Тороид выделяет энергию, повышает его. Это явление будет выгодным, если применять прерыватель.
      Третья – создание поля со статическим электричеством, отталкивающим от второй обмотки катушки. Эта опция выполняется самой второй катушкой. Тороид ей помогает. Из-за отталкивания стримера полем, он не бьет по короткому пути на вторую обмотку. От применения тороида несут пользу катушки с накачкой импульсами, с прерывателями. Значение наружного диаметра тороида в два раза больше второй обмотки.
      Тороиды можно изготовить из гофры и других материалов.
    • Вторичная катушка – базовая составляющая Тесла.
      Длина в пять раз больше диаметра мотки.
      Диаметр провода рассчитывают, на второй обмотке влезало 1000 витков, витки наматывают плотно.
      Катушку покрывают лаком, чтобы защитить от повреждений. Можно покрывать тонким слоем.
      Каркас делают из труб ПВХ для канализации, которые продаются в магазинах для строительства.
    • Кольцо защиты – служит для попадания стримера в первую обмотку, не повреждая. Кольцо ставится на катушку Тесла, стример по длине больше второй обмотки. Он похож на виток провода из меди, толще провода первой обмотки, заземляется кабелем к земле.
    • Обмотка первичная – создается из медной трубки, использующейся в кондиционерах. Она имеет низкое сопротивление, чтобы большой ток шел по ней легко. Толщину трубы не рассчитывают, берут примерно 5-6 мм. Провод для первичной обмотки применяют с большим размером сечения.
      Расстояние от вторичной обмотки выбирается из расчета наличия необходимого коэффициента связи.
      Обмотка является подстраиваемой тогда, когда первый контур определен. Место, перемещая ее регулирует значение частоты первички.
      Эти обмотки изготавливают в виде цилиндра, конуса.
    • Заземление – это важная составляющая часть.
      Стримеры бьют в заземление, замыкают ток.
      Будет недостаточное заземление, то стримеры будут ударять в катушку.

    Катушки подключены к питанию через землю.

    Есть вариант подключения питания от другого трансформатора. Этот способ называется «магниферным».

    Биполярные катушки Тесла производят разряд между концами вторичной обмотки. Это обуславливает замыкание тока без заземления.

    Обратите внимание

    Для трансформатора в качестве заземления применяют заземление большим предметом, проводящим электрический ток – это противовес. Таких конструкций немного, они опасны, так как имеет место высокая разность потенциалов между землей. Емкость от противовеса и окружающих вещей отрицательно влияет на них.

    Это правило действует для вторичных обмоток, у которых длина больше диаметра в 5 раз, и мощностью до 20 кВА.

    Катушка Тесла своими руками

    Как изготовить что-то эффектное по изобретениям Тесла? Увидев его идеи и изобретения, будет сделана катушка Тесла своими руками.

    Это трансформатор, создающий высокое напряжение. Вы можете трогать искру, зажигать лампочки.

    Для изготовления нам нужен медный провод в эмали диаметром 0,15 мм. Подойдет любой от 0,1 до 0,3 мм. Вам нужно порядка двухсот метров.

    Его можно достать из различных приборов, допустим, из трансформаторов, либо купить на рынке, это будет лучше. Еще вам понадобится несколько каркасов. Во-первых, это каркас для вторичной обмотки.

    Идеальный вариант – это 5 метровая канализационная труба, но, подойдет что угодно диаметром от 4 до 7 см, длиной 15-30 см.

    Для первичной катушки вам понадобится каркас на пару сантиметров больше первого. Также понадобится несколько радиодеталей. Это транзистор D13007, либо его аналоги, небольшая плата, несколько резисторов, 5, 75 килоом 0,25 Вт.

    Проволоку мотаем на каркас около 1000 витков без перехлестов, без больших промежутков, аккуратно. Можно управиться за 2 часа. Когда намотка закончена, намазываем обмотку лаком в несколько слоев, либо другим материалом, чтобы она не пришла в негодность.

    Важно

    Намотаем первую катушку. Она мотается на каркасе больше и мотается проводом порядка 1 мм. Здесь подойдет провод, порядка 10 витков.

    Если изготавливать трансформатор простого типа, то состав его – это две катушки без сердечника. На первой обмотке около десяти витков толстого провода, на второй – не менее тысячи витков. При изготовлении, катушка Тесла своими руками имеет коэффициент в десятки раз больше, чем число витков второй и первой обмоток.

    Выходное напряжение трансформатора будет достигать миллионы вольт. Это дает красивое зрелище в несколько метров.

    Сложно намотать катушку Тесла своими руками. Еще труднее создать облик катушке для привлечения зрителей.

    Сначала необходимо определиться с питанием в несколько киловольт, закрепить к конденсатору. При лишней емкости изменяется значение параметров диодного моста. Далее, подбирается промежуток искры для создания эффекта.

    • Два провода скрепляются, оголенные концы были повернуты в сторону.
    • Выставляется зазор из расчета пробивания немного большем напряжении данной разности потенциалов. Для переменного тока разность потенциалов будет выше определенного.
    • Подключается питание катушке Тесла своими руками.
    • Наматывается вторичная обмотка 200 витков на трубу из изоляционного материала. Если все изготовлено по правилам, то разряд будет хороший, с ветвями.
    • Заземление второй катушки.

    Получается катушка Тесла своими руками, которую можно изготовить дома, владея элементарными познаниями в электричестве.

    Безопасность

    Вторичная обмотка находится под напряжением, способным убить человека. Ток пробивания достигает сотен ампер. Человек может выжить до 10 ампер, поэтому не нужно забывать о мехах защиты.

    Расчет катушки Тесла

    Без расчетов можно изготовить слишком большой трансформатор, но разряды искры сильно разогревают воздух, создают гром. Электрическое поле выводит из строя электрические приборы, поэтому трансформатор необходимо располагать подальше.

    Для расчета длины дуги и мощности расстояние между проводами электродов в см делится на 4,25, далее производится в квадрат, получается мощность (Вт).

    Для определения расстояния корень квадратный от мощности умножается на 4,25. Обмотка, создающая разряд дуги в 1,5 метра, должна получать мощность1246 ватт. Обмотка с питанием в 1 кВт создает искру в 1,37 м длины.

    Бифилярная катушка Тесла

    Такой метод намотки провода распределяет емкость больше, чем при стандартной намотке.

    Такие катушки обуславливают приближения витков. Градиент конусообразный, а не плоский, в середине катушки, или с провалом.

    Емкость тока не изменяется. Из-за сближения участков разность потенциалов между витков во время колебаний повышается. Следовательно, сопротивление емкости при большой частоте в несколько раз снижается, а емкость увеличивается.

    Совет

    Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

    Катушки Тесла и все-все-все | Трансформатор Тесла, качер, катушка тесла купить

    Катушка тесла

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_6404.jpg

      чёрная точка посередине – касающийся стекла электрод

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/violet.jpg

      Флюоресценция стекла оптического куба от фиолетового луча.

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/slide.jpg

      Ампулы и шары с газами в ВЧ поле

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_1767.jpg

      на импульной установке на 1300 джоулей

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_1215.jpg

      Слева направо: уранин, родамин 6Ж, примулин, родамин С

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_3451.jpg

      тёплый ламповый отсчёт мгновений нашей жизни

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_2302.JPG

      завораживающие цвета и изгибы плазмы

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_1748.jpg

      единственное в России

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_1677.jpg

      на цепочке из мелких шариков

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_1570.JPG

      струны из света

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_6969.jpg

      Мощная серия разрядов во все близко расположенные предметы

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/frontpage.jpg

      Новый вакуумный насос и интересные ВеЩеСтВа

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/Untitled-1.jpg

      Пыщь-лучи им. старины Вильгельма.

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_3014.JPG

      плавить болты и железки

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_9247 (2).jpg

      и плазменные жгуты от него

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_4072.jpg

      музыкальные катушки Тесла для шоу

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_2214.jpg

      Замечательный эффект для всяких фрик-шоу

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/DSC_0960.jpg

      Полный мост, модуляция сетевым полусинусом 50 гц.

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_7525.jpg

      Разряды с большой искровой катушки Тесла

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_1618.jpg

      Дуга с трансформатора ОМ-2,5/10

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_1149.jpg

      Разлетающиеся искры от взорванного медного провода

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_2338.jpg

      он же ферромагнитная жидкость

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/gaseous1.jpg

      Неонки и ртутные лампы в электромагнитном поле факельника

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_1666.jpg

      из биполярного генератора Маркса

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_7458.jpg

      Кольцеобразный разряд с катушки Тесла на ГК-71

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_9929.jpg

      Плазменный шар, питаемый от катушки Тесла

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/6.jpg

      Разряды с миниатюрной искровой катушки Тесла

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_1606.jpg

      с миниатюрной ламповой катушки Тесла на ГУ-50

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_1297.jpg

      окрашена солями бора, стронция и натрия.

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_9806.jpg

      в электромагнитном поле качера

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_6080.jpg

      Разряды с большой искровой катушки Тесла

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_7346.jpg

      Разряды с ламповой катушки тесла на генераторном пентоде ГК-71

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/_MG_6103.jpg

      длина – 1 – 1.5 метра

    • http://teslacoil.ru/wp-content/uploads/slideshow-gallery/IMG_7237.jpg

      Просто огнемёт. Выжигать ксеносов и еретиков.

    «Катушки Тесла и все-все-все».

    Мы — группа молодых инженеров, конструкторов и разработчиков, специализирующихся на силовой и высоковольтной электронике последние пять (или шесть? семь? время летит так быстро) лет, но также увлекающихся массой других нестандартных областей науки и техники, от коллекционирования редких радиоламп и научных приборов до ядерных реакций, лазеров, криогеники и физики плазмы.

    Основным аспектом в нашей работе является прикладной, то есть приоритетная цель в любом из проектов — получить достойный упоминания результат, и только затем — обосновать его теоретически.
    На этом сайте представлены некоторые из наших предметов исследования: как воспроизведённые известные эффекты в перечисленных выше областях, так и оригинальные разработки.

    Катушки Тесла, генераторы Маркса, импульсные накопительные установки, эксперименты с рентгеновским излучением, индукционным нагревом и плазмой в разреженных газах, СВЧ-излучатели, высоковольтные трансформаторы, вакуумные технологии — это, и многое, многое другое формирует нашу деятельность и направление работ.

    Наш последний проект — самая большая на континенте работающая музыкальная катушка Тесла, с разрядом до 6 метров.

    Изначально начинавшийся как небольшой персональный блог (отчего многие записи написаны в вольной форме и от первого лица), TeslaCoilRu в итоге стал в значительной степени определяющим вектором для российского сообщества любителей высоких напряжений и смежных областей, оказывая значительное влияние на направление разработок наших коллег по всей стране.

    Также, в связи с увеличившимся в последние годы интересом к этой области со стороны людей, не занимающихся непосредственно разработкой подобных вещей, мы занимаемся консультированием, разработкой и конструированием любых нестандартных физических приборов наподобие представленных здесь, под заказ.

    Особый интерес вызывают катушки Тесла ввиду перспективы использования их в шоу-бизнесе: для съёмок спецэффектов в кино, проведения публичных Тесла-шоу разного формата, установки в качесте предметов интерьера в музеях науки, барах/кафе и т. п.

    Обратите внимание

    Для желающих сразу же ознакомиться с ассортиментом наших услуг мы сделали дополнительные сайты:
    Катушка-Тесла.рф — магазин;
    Тесла-Шоу.рф — сайт по Тесла-шоу.

    Все представленные на сайте фотографии и видеозаписи (за редкими исключениями, которые обязательно оговариваются) отображают наши собственные конструкции и сделаны, как правило, непосредственно нами (являясь, как следствие, авторской собственностью коллектива).  Некоторые наиболее интересные (из ранних) представлены в разделе «Фотогалерея». Если вы хотели бы использовать какие-то из них, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте или другим удобным способом.

    Основной блог, в котором расположены записи о небольших проектах и обновлениях, находится в верхнем меню по ссылке «Блог» в левом верхнем углу.

    Наша официальная страница в социальной сети ВКонтакте: http://vk.com/teslacoilru/

    Если у вас имеются какие-либо вопросы, замечания, пожелания или предложения, вы можете отправить их на электронную почту , в Skype teslacoil.ru или на рабочую страницу ВКонтакте: http://vk.com/teslacoil_ru.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector