Катушки тесла применение: Применение катушки Тесла

Содержание

Применение катушки Тесла

Не так давно в ассортименте различных магазинов появились так называемые плазменные лампы, испускающие молнии по поверхности стеклянного шара. Эти светильники быстро обрели популярность, но мало кто знает, что эти приборы изобрёл Никола Тесла в 1910-х годах прошлого века. Для начала необходимо разобраться с внутренним устройством этого удивительного изобретения. На самом деле это обычный трансформатор особого типа. Он использует в своей работе резонанс, возникающий в так называемых стоячих магнитных волнах. На первичной обмотке совсем немного витков, он генерирует колеблющиеся искры, собирая энергию в конденсатор, а поэтому искрение происходит в определенный период времени. Вторичная обмотка работает на базе прямоточной катушки из проводов. Частота колебания пары контуров должна совпасть, что приведёт к появлению крайне высокого переменного тока большой частоты между двумя концами катушки на вторичной обмотке. Это и вызывает визуализацию в виде тех самых фиолетовых молний.


Резонансный трансформатор часто сравнивают с обычным маятником, где частота и амплитуда будут напрямую зависимы от того, с каким усилием толкается вся система. Раскачку можно делать при наличии свободных колебаний, что многократно повышает длину хода, а также увеличивает время полного угасания. С катушкой здесь происходит то же самое. Качается вторичная обмотка, а раскачивает её генератор. Синхронизация обеспечивается первичным контуром и генератором одновременно, что позволяет точно настроить систему в зависимости от поставленной задачи. В данный момент большинство людей знает это только в виде игрушки. Но на самом деле, эта система имеет реальное применение.

Использование катушки Тесла в реальности

Выходные значения напряжения часто может достигать невероятных значений в несколько миллионов вольт. Это уникальное явление в мире электричества, ведь подобные высокие токи редко характеризуются столь длительными волнами. Электрическая прочность воздушного пространства пробивается на огромное расстояние стабильными разрядами, а при большой мощности генератора длина может достигать многих метров. Подобные демонстрационные комнаты с этим чудом физики нашей планеты часто устанавливаются во многих университетах мира. Эти явления нашли отображение в знаменитой игрушке. Когда мы прикасаемся к шару, то молнии тянутся к нашим рукам, как к объекту со сравнительно большой проводимостью. Наша кровь и прочие жидкости организма переполнены солями и металлами, что делает нас отличным проводником.


Ещё в начале прошлого века данная схема использовалась для передачи сигналов на огромные расстояния, ведь у разрядов имеется также невидимая часть. Люди стали пытаться использовать их для передачи радиоволн на небольшие расстояния для передачи дистанционного управления, но такое применение было слишком опасным для здоровья людей. Затем проводились многочисленные опыты в сфере медицины.

Так называемая дарсонвализация используется до сих пор, а сами приборы являются ничем иным, как генератором Тесла в самом маленьком размере. Ток щекочет кожу, но не проникает глубоко в тело. Тонизирующий эффект от такой обработки быстро нашёл применение в реальности, он используется для лечения кожных заболеваний, стимулирует рост волос, позволяет шлифовать шрамы, уменьшая размеры узелков.

Именно данный тип генераторов поджигает газоразрядные лампы. Вакуумные системы тестируются при помощи этих лучей на наличие трещин в корпусах. Молния обязательно будет тянуться в сторону дефекта.

Опасны ли лампы Тесла для людей?

Можно однозначно говорить, что опасность имеется, поэтому нужно соблюдать прилагаемую инструкцию на 100%. Нельзя браться за руки и трогать стекло лампы, а также пытаться прикасаться к шару мокрыми руками. Особенно мы настоятельно не рекомендуем изготавливать подобные схемы без должного опыта в домашних условиях. Вы можете вывести из строя многочисленные электроприборы в вашем доме, сжечь проводку. Но это не самые худшие последствия. Трансформаторы Тесла с напряжением в миллионы вольт при ошибке способны убить человека одним касанием. Эффект схож с попаданием молнии. Поэтому будьте крайне осторожны, особенно берегите детей. До 12 лет покупка подобных ламп настоятельно не рекомендуется. Также покупайте эти приборы только от известных производителей. Копии от китайских безымянных компаний часто бьют током до такой степени сильно, что на руках могут загораться волосы и рукава одежды, а также оплавляются ногти. Игрушка может принести большие неприятности, будьте бдительны.

Электромеханическая катушка Тесла / Хабр

Пару лет назад ко мне в СПб приехал @C0NTEMPLATOR, он был в восторге от стоявшей у меня тогда полумостовой DRSSTC и выразил желание заиметь подобное чудо себе на дачу для развлечения гостей. В общем-то эта просьба успела постепенно забыться, но одним погожим сентябрьским днем мне нечего было делать и хотелось чего-то эпичного.



И я решил собрать SGTC (Spark Gap Tesla Coil), потому как 1)цена компонентов стремится к нулю 2)постройка и отладка проста и весела 3)вероятность ошибки — минимальна и почти ничем не грозит. Тем более что не одной нормальной катушки на разряднике я до этого так и не собрал.
Я не буду описывать принципы работы резонансного трансформатора и копипастить описание генератора на искровом промежутке для того, чтобы статья казалась умнее и больше. Только матчасть, только хардкор!

Часть первая — корпус


Скажу сразу — шасси у меня уже было от одного из старых, так и не законченных проектов. Самый распространенный вариант — взять две советские круглые табуретки и разломать их, хе-хе. Далее по желанию скрепить седалища табуреток саморезами и какой-то матерью. По середине доской высотой 350мм, шириной в диаметр, толщиной 15-20мм и тремя четырьмя досками по окружности, дабы предать конструкции жесткость. Для монтажа стоит использовать уголки например и саморезы.

Можно взять не табуретки, а кошерный толстый электротехнический текстолит, которым выполняется монтаж панелей в электрошкафах, но он может встать вам в копеечку, если вы конечно не купите его за бутылку у электрика Васи.

Крепления для первичной обмотки можно выполнить при помощи деревянного бруска 22х75, вспомнив уроки труда в школе, хе-хе.


(да-да, веса линий для слабаков, фиг его знает, почему оно так конвертировалось, но вроде читабельно).

Часть вторая. Монтаж первички.

Саму обмотку лучше делать из медной шины шириной 1.5х25мм, метров 8 можно купить за вполне вменяемые деньги.

1) Изготавливаем 6 штук креплений
2) Сажаем их на эпоксидку (ну или на столярный клей там например) на верхнюю табуретку 3) берем шину, с одной стороны сверлим отверстие, пайкой закрепляем кусок медного провода длинной эдак 400мм, сечением от 25 квадратов.
3) Укладываем шину в 8 витков, начиная с центра, выведя провод из начала через отверстие в верхнем седалище бывшей табуретки в то место, где у нас будет мотор с диском.

4) Поверх ту-же эпоксидку клеим деревянный брусок толщиной 10мм и ширной и 22мм толщиной для окончательной фиксации шины.
5) Сверху планки, что прикреплена на двух саморезах, крепим стяжками\проволокой\чем придется не замкнутый круг из медной трубки.
6) Proffit!

Часть третья. Вторичная обмотка.

Берем провод ПЭВ, диаметром 0.5мм, берем канализационную трубу, диаметром 16 мм(оранжевая такая), мотаем виток к витку до достижения высоты намотки в 400мм, покрываем получившееся безобразие эпоксидкой в несколько слоев. Можно использовать провод ПЭЛШО в шелковой изоляции (если сможете его найти, лол), добротность катушки снизится из-за увеличения расстояния между витками, но возрастет электрическая прочность, его проще покрывать эпоксидкой и после покрытия катушка прикольно-чОрно-готишно выглядит. Все это звучит легко, но без токарного станка с маленькими оборотами и желательно плавным пуском долго и гемморно.

В качестве станка вы можете использовать своего товарища и швабру, дыа.

Сверху вставляем стандартную заглушку(алярм! Вы же не отпилили расширение трубы для установки заглушки?), в заглушке делаем дырку (не отверстие, а имено дырку! Паяльником, да-да), в нее крепим через шайбы шпильку M6, снизу подключаем верхний конец провуда к шпильке, потом переварачиваем катушку и заливаем внутрь трубы эдак поллитра эпоксидки, гы.

Снизу припаиваем намоточный провуд к провуду в силиконовой изоляции длинной эдак 300мм, крепим через два отверстия, изолируем, proffit.

Мсье ее еще и покрасил алкидной эмалью из баллончика. Потому что мог. Как оказалось, это было, кхм, лишним, но об этом позднее.

Часть четвертая. Электромонтаж.


Классная, мегапонятная схема этого высокотехнологичного девайса.

Самая главная часть катушки, это, гы, задающий генератор, помеченный на схеме как F2 Он выполнен по последнему слову техники начала 20 века. Конструкционно он представляет собой асинхронный двигатель 2750 об/мин, на валу которого закреплен текстолитовый диск диаметром ок 130мм, толщиной 8мм.

на расстоянии 10 мм от края диска просверлены 12 отверстий, в которые вставленны латунные шпильки, закрепленные болтами с двух сторон.

Ахтунг! Алярм! Аттеншн! Доверьте изготовление диска дяде-токарю, в противном случае у вас есть неиллюзорный шанс получить гайкой в лоб. Или диском. Или еще чем. C двух сторон от диска — два медных электрода. Конструкционно — просто два прутка, обжатые в шины, шины — на болтах через изоляторы в центральную доску, дабы ослабив болты можно было изменять расстояние разрядника. Расстояние — чем меньше тем лучше. Но чтоб не било. Идеально — меньше миллиметра. Двигатель подключен через кондер напрямую в сеть.

Далее — MMC (дословно расшифровывается как «много маленьких конденсаторов»), C1 на схеме. Но настоящие пацаны юзают большие конденсаторы и их немного, да-да.

Лично я использовал 6 шт к75-25, 10кВ, 10нФ. Краткое лирическое отступление — в контуре C1 — L1, коммутируемом разрядником, в импульсе гуляют килоамперные токи, по этому отложи свои проводки, юзернейм. Коммутация должна быть соответствующая — максимально короткие соединения, пайка шин кастрюльным паяльником, болтовые соединения, провода от 25 квадратов и больше. А остальное уже можно как прийдется, но в пределах разумного.

Питание. Тут все просто — ломаем мамкину микроволновку, хабарим у соседей и ломаем еще одну. Ну или честно покупаем два ВВ трансформатора из них. Два трансформатора монтируем на общей, желательно стальной или не очень станине, главное — связать электрически магнитопроводы, на которые выведен холодный конец вторичной обмотки трансформаторов. Получившуюся среднюю точку — через делитель на пленочных конденсаторах в 10-50нФ кидаем на фазу и ноль сети, это спасет МОТы от последствий ударов разрядов в корпус. Здоровый сетевой дроссель L4 на 6-8 Гн нафиг не нужен если вы не питаете катушку выпрямленным удвоенным напряжением, так как прибавляет к разряду мало, изготавливается долго и гемморно (виток-к-витку, прокладки из фторопласта\масляной бумаги между слоями), мотать много.

Фильтровые дроссели и емкости. Дабы всякие обратные выбросы не лезли в нежную вторичную обмотку трансформаторов, пришлось изготовить два дросселя по 500-600 витков каждый на оправе из трубки 50мм. Внутрь трубки напихал битого феррита. Также перед и после ферритов желательно повесить два конденсатора по 1000пФ, каких-нибудь дисковых КВИ-3
Фильтра на отличненько влезли в тумбу, где им и самое место.

Часть пятая. Пусконаладка

Конструкция практически готова, остается только изготовить торроид. Я мог бы конечно выложить чертежи фирменного торроида имени Зерга, но боюсь он придет ко мне в дом и убьет мою собаку(хоть у меня и нет собаки, но вдруг притащит!). Так что например его можно изготовить из вент.трубы диаметром 150мм и притянуть его сверху металлическим диском через шпильку на верх вторички.

В результате получается вот такая, местами даже симпатичная конструкция. Нижний отвод со вторичной катушки в силиконовом проводе пропускаем под витками первички и припаиваем к разрядному кольцу из медной трубки. От этого кольца спускаем провод заземления, который нужно повесить на хорошую, годную землю.

Второй шиной от конденсаторов нужно поискать тот виток вторичной обмотки, при подключении которого разряды мощнее, я просто подключил к 6 витку и припоял так, понадеявшись на расчеты.

И так включаем мотор вращающегося разрядника, проверяем отсутствие дребезга и вибрации, включаем питание.

Если все хорошо, то девайс выдаст годные, длинной в пару метров, разряды с очень специфическим и громким шумом. Если нет — проверьте фазировку трансформаторов, возможно они включены в противофазе.

По идее нужно было облагородить блок трансформаторов, сделать автоматику на реле времени для включения разрядника, а только затем уже подачи напряжения, но на тот момент у меня не нашлось нормальных реле (эта штука кушает от 2 до 4 кВт за милую душу), да и было лень.

В последствии девайс мною был перевезен в МСК, презентован, а оттуда уже на дачу к товарищу, где был заново собран и запущен.

Правда в последствии или сырой погоды или фигового покрытия вторичной обмотки или всего вместе она прогорела к чертям собачьим и недавно мне пришлось вновь вылетать, дабы перемотать катушку, а старая была торжественно разбита к чертям собачьим (на самом деле нет, просто снимать эпоксидку при помощи ударов доской — очень фиговая идея, лол)

Девайс с новой катушкой по прежнему успешно работает и радует товарища, который правда пихает на торроид всякоэ, но иногда прикольно получается.

Реферат для научно-практической конференции по направлению «Физика» по теме «Катушка Тесла и демонстрация невероятных свойств электромагнитного поля устройства»

Реферат

по направлению «Физика»

По теме

«Катушка Тесла и демонстрация невероятных свойств электромагнитного поля устройства»

Выполнил ученик 11Б класса

МБОУ Гимназии№22

Корзун Виктор

Руководитель: Лой Инна Станиславовна

Катушка Тесла и демонстрация невероятных свойств

электромагнитного поля катушки Тесла

Оглавление

Введение…………………………………………………. ………….3стр.

  1. Теоретическая часть

    1. Никола Тесла и его изобретения…………………..……………………………..6стр.

    2. Схема установки катушки Тесла…………………………..……………………………..9стр.

  2. Практическая часть

    1. Сборка катушки Тесла……………….…..……………11стр.

    2. Расчет основных характеристик изготовленной катушки Тесла………………………………………………….. 11стр.

    3. Экспериментальные опыты применения катушки Тесла….………………………………………….….…12стр.

    4. Современное применение идей Тесла…………..…..13стр.

    5. Приложение…………………………………….…….19стр.

Заключение…………………………………………………………15стр.

Список литературы……………………………………….…………..…..23стр.

Введение

Я мог бы расколоть земной шар, но никогда

не сделаю этого.

Моей главной целью было указать на новые явления

и распространить идеи, которые и станут

отправными точками для новых исследований.

Никола Тесла

«Я, наконец, преуспел в создании разрядов, мощность которых значительно превосходит силу молний. Вам знакомо выражение «выше головы не прыгнешь»? Это заблуждение. Человек может все». В рамках конференции, думаю, стоит вспомнить о легендарной личности Никола Тесла, причем о смысле некоторых его изобретений спорят, и по сей день. О нем сказано много и разного, но люди в большинстве своем, в том числе и я, единодушны в своем мнении – Тесла сделал немало для развития науки и техники для своего времени. Многие его патенты воплотились в жизнь, часть же до сих пор остается за гранью понимания сути. Но основными заслугами Тесла можно считать исследования в области природы электричества. Тесла мог передавать на огромные расстояния ток без проводов, получить ток 100 млн.ампер и напряжение 10 тыс.вольт. И поддерживать такие характеристики любое необходимое время. Для тех, кто жил рядом с ним, мир менялся, превращался в сказочное пространство, где ничему не стоит удивляться. Сейчас без электричества человечество уже давно не мыслит своего существования. С помощью него работают все бытовые приборы, вся наша промышленность, медицинские приборы. Одно но, сам ток доходит к нам, увы, лишь по проводам. Это все очень далеко от того, что Никола Тесла мог делать более 100 лет назад, и чего современная физика и не может объяснить до сих пор. Он включал и выключал электродвигатель дистанционно, в его руках сами собой загорались электрические лампочки.

Актуальность заключается в том, что в наше время, энтузиасты и ученые мира пытаются повторить опыты гениального ученого и найти их применение. Я попытался сделать кое-что эффектное по «патентам» Тесла. Это трансформатор Тесла. Увидев его один раз, вы никогда не забудете это невероятное и удивительное зрелище.

Объект исследования: трансформатор Тесла.

Предмет исследования: электромагнитное поле трансформатора Тесла, относительно высокочастотные разряды.

Цель исследования: изготовить трансформатор Тесла и на основе полученной установки провести эксперименты.

Объект, предмет и цель исследования обусловили постановку следующей гипотезы: вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности, способное передавать электрический ток беспроводным способом.

Задачи:

  1. Изучить литературу по проблеме исследования.

  2. Познакомиться с историей изобретения и принципом работы катушки Тесла.

  3. Поиск деталей и изготовление катушки Тесла.

  4. Провести расчеты характеристик катушки Тесла и опыты, демонстрирующие ее работу.

  5. Подготовить фото и видеоотчет о проделанной работе для ознакомления учащихся 9-11 классов.

Методы исследования:

  1. Эмпирические: наблюдение высокочастотных электрических разрядов в газовой среде, исследование, эксперимент.

  2. Теоретические: конструирование катушки Тесла, анализ литературы, статистическая обработка результатов.

Этапы исследования:

  1. Теоретическая часть. Изучение литературы по проблеме исследования.

  2. Практическая часть. Изготовление трансформатора Тесла и демонстрация невероятных свойств электромагнитного поля катушки Тесла

Новизна: заключается в том, что я построил единственную в республике Адыгея катушку значительных масштабов, изучив патенты, собрал трансформатор, и в рамках проведения конференции провел серию опытов и тем самым, показал значимость трудов Тесла.

Практическая значимость: результат работы носит просвятительный характер, это позволит, повысит заинтересованность учеников к углубленному изучению таких предметов, как физика, юных исследователей — к исследовательской деятельности, и возможно для кого-то определит область дальнейшей деятельности.

  1. Теоретическая часть

I.1.Никола Тесла и его изобретения

Что мы знаем о Николе Тесла и его работах? Простому обывателю деятельность Тесла безразлична и неинтересна. В школах и институтах о Тесла упоминается только когда говорят об одноименной единице индукции магнитного поля. Вся его деятельность окутана завесой таинственности, а многие просто считают его шарлатаном от науки. Попытаемся рассмотреть значимость изобретений Тесла.

НИКОЛА ТЕСЛА — изобретатель в области электротехники и радиотехники, инженер, физик. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США.

Также он известен как сторонник существования эфира: известны многочисленные его опыты и эксперименты, целью которых было показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике. Именем Н. Тесла названа единица измерения индукции магнитного потока. Работы Тесла проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение.

До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште. В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля. В свободное время Тесла работал над изготовлением модели асинхронного электродвигателя, а в 1883 году демонстрировал работу двигателя в мэрии Страсбурга.

6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк, устроился на работу в компанию Томаса Эдисона в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока. Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Тесла и всё более открыто высказывал неодобрение направлению личных изысканий изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тыс. долларов, если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал… Тесла немедленно уволился.

В 1888—1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными, именно тогда он запатентовал большинство своих изобретений.

В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 48 км.

В Колорадо Спрингс Тесла организовал небольшую лабораторию. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор, один конец первичной обмотки которого был заземлён, а второй соединялся с металлическим шаром на выдвигающемся вверх стержне. К вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, соединённое с записывающим прибором. Это устройство позволило Николе Тесле изучать изменения потенциала Земли, в том числе и эффект стоячих электромагнитных волн, вызванный грозовыми разрядами в земной атмосфере. Наблюдения навели изобретателя на мысль о возможности передачи электроэнергии без проводов на большие расстояния.

Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром. При пропускании через первичную катушку переменного напряжения в несколько тысяч вольт во вторичной катушке возникал ток с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц.

При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 км, а гром был слышен на расстоянии до 24 км.

На основании эксперимента Тесла сделал вывод о том, что устройство позволило ему генерировать стоячие волны, которые сферически распространялись от передатчика, а затем с возрастающей интенсивностью сходились в диаметрально противоположной точке земного шара, где-то около островов Амстердам и Сен-Поль в Индийском океане.

В 1917 году Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок.

Одним из его самых знаменитых изобретений является Трансформатор Тесла.

Трансформатор Тесла — устройство, изобретённое Николой Тесла и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты. Прибор был запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Простейший трансформатор Тесла состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также разрядника, конденсаторов, тороида и терминала.

Первичная катушка обычно содержит несколько витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная около 1000 витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён разрядник.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора главным образом выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.

Таким образом, трансформатор Тесла представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства и является главным его отличием от обычных трансформаторов.

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя, в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. Поэтому цепь колебательного контура, состоящего из первичной катушки и конденсатора, остаётся замкнутой через разрядник, и в ней возникают высокочастотные колебания. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высокого напряжения.

Во всех типах трансформаторов Тесла основной элемент трансформатора — первичный и вторичный контуры — остается неизменным. Однако одна из его частей — генератор высокочастотных колебаний может иметь различную конструкцию.

I.2. Схема установки катушки Тесла

Трансформатор состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника. На первичной обмотке должно быть столько витков, сколько требует того расчёт. На вторичную наматывают уже как минимум 500 витков. Катушка Тесла обладает таким коэффициентом трансформации, который в 10-50 раз больше, чем отношение количества витков на второй обмотке к первичной. На выходе напряжение такого трансформатора может превышать несколько миллионов вольт. Именно это обстоятельство и обеспечивает возникновение зрелищных разрядов, длина которых может достигать сразу нескольких метров. Очень важно: и конденсатор, и первичная обмотка обязательно должны, в конечном счете, образовывать специфический колебательный контур, входящий в состояние резонанса с вторичной обмоткой. Схема установки катушки предполагает силу тока 70-900А.

В Интернете можно найти разные варианты изготовления источников высокой частоты и напряжения. Мы выбрали схему запатентованную Николой Теслой, доработав её.

Для схемы понадобится:

  1. Источник питания (16000В)

  2. Разрядный резистор малого сопротивления и высокой мощности

  3. Много медной трубки

  4. Медная проволока

  5. Конденсаторы К75-25 25кВ **пФ

  6. Конденсаторы кви-3 (фильтр)

  7. Двигатель 7000-11000 об/мин

  8. Ферритовая стружка

  9. Соленоиды

  10. ПРАВИЛА О ТЕХНИКИЕ БЕЗОПАСТНОСТИ

  1. Практическая часть

II. 1 Сборка катушки Тесла

Обратимся к устройству, которое сейчас известно, как трансформатор Тесла. Во всем мире «теслостроители» ежегодно воспроизводят его многочисленные модификации. Основной целью у большинства таких радиолюбителей, является получение световых и звуковых эффектов.

Установку я собирал сам на основе схемы. Катушка, намотанная на каркасе от пвх трубы с диаметром 16 см. Первичная обмотка содержит всего 4 витка. Вторичная обмотка содержит 975 витков провода 0,6 мм. Вторичная обмотка мотается, виток к витку. Это устройство производит высокое напряжение при высокой частоте. Катушка Тесла — это демонстрационный генератор высокочастотных токов высокого напряжения. Устройство может быть использовано для беспроводной передачи электрического тока, на большие расстояния. В ходе исследования я продемонстрирую действие изготовленного мною трансформатора Тесла.

II. 2 Расчет основных характеристик изготовленной катушки Тесла

Благодаря веку компьютерных технологий была написана программа калькулятор, позволяющая просчитать без ошибок параметры катушки.

ВЫВОД: разряды катушки являются опасными для человеческого организма при каком-либо воздействии напрямую, так как сила тока и напряжение огромны, а частоты недостаточно для возникновения скинэффекта.

II.4 Эксперименты с применением катушки Тесла

С готовой катушкой Тесла можно провести ряд интересных опытов, соблюдая правила безопасности.

Во время работы катушка создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных грозовых разрядов. Многие люди собирают катушки Тесла ради того, чтобы посмотреть на впечатляющие, красивые явления. В основном этими явления являются корональными разрядоми.

  • Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.

Интересно заметить, что некоторые ионные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, ионы натрия меняют обычный окрас спарка на оранжевый, а бора — на зелёный, марганца – на синий, лития – на малиновый окрас.

Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим гулом. Появление это связано с работой искрового промежутка, а так же с работой трансформатора. С помощью изготовленной катушки демонстрирую множество красивых и эффектных экспериментов. Демонстрации с использованием трансформатора. Пронаблюдаем разряды.

Демонстрация грозовых разрядов (коронный разряд) Оборудование: трансформатор Тесла.

При включении катушки, с терминала начинает выходить разряд, который в длину 1-2 метра

. Демонстрация разряда в люминесцентной лампе и лампе дневного света (ЛДС).

Оборудование: трансформатор Тесла, люминесцентная лампа, лампа дневного света.

Наблюдается разряд в люминесцентной лампе

II.5 Современное применение идей Тесла

Переменный ток является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния.

Электрогенераторы являются основными элементами в генерации электроэнергии на ГЭС, АЭС, ТЭС и т. д.

Электродвигатели, впервые созданные Николой Тесла, используются во всех современных станках, электропоездах, электромобилях, трамваях, троллейбусах.

Радиоуправляемая робототехника получила широкое распространение не только в детских игрушках и беспроводных телевизионных и компьютерных устройствах (пульты управления), но и в военной сфере, в гражданской сфере, в вопросах военной, гражданской и внутренней, а также и внешней безопасности стран и т. п.

Беспроводные заряжающие устройства начинают использоваться для зарядки мобильных телефонов или ноутбуков.

Переменный ток, впервые полученный Тесла, является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния

Оригинальные современные противоугонные средства для автомобилей работают по принципу все тех же катушек.

Использование в развлекательных целях и шоу.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов, беспроводной передачи данных и беспроводной передачи энергии.

В фильмах эпизоды строятся на демонстрации трансформатора Тесла, в компьютерных играх.

В начале XX века трансформатор Тесла также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли вреда внутренним органам, оказывая при этом «тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.

Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

Основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое. В основном это связано со значительными трудностями при необходимости управляемого отбора высоковольтной мощности или тем более передача её на расстояние от трансформатора, так как при этом устройство неизбежно выходит из резонанса, а также значительно снижается добротность вторичного контура.

Вывод: неверно считать, что катушка Тесла не имеет широкого практического применения. Перечисленные мною выше примеры ярко об этом свидетельствуют. Тем не менее, основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое

Заключение

Одной из самых ярких, интересных и неординарных личностей среди ученых-физиков является Никола Тесла. Почему-то его несильно жалуют на страницах школьных учебников физики, хотя без его трудов, открытий и изобретений трудно представить себе существование обыденных, казалось бы, вещей, таких как, например, наличие электротока в наших розетках. Подобно Ломоносову, Никола Тесла опередил своё время и не получил заслуженного признания при жизни, впрочем, и поныне его труды не оценены по достоинству.

Тесле удалось создать знаменитый резонанс-трансформатор, сыгравший огромную роль в развитии многих отраслей электротехники, радиотехники.

В результате моих исследований гипотеза подтвердилась: вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности, способное передавать электрический ток беспроводным способом:

  • лампочки, наполненные инертным газом светятся вблизи катушки, следовательно, вокруг установки действительно существует электромагнитное поле высокой напряженности;

  • лампочки загорались сами по себе у меня в руках на определенном расстоянии, значит, электрический ток может передаваться без проводов.

Необходимо отметить и еще одну важную вещь: действие этой установки на человека: как Вы заметили при работе я соблюдал технику безопасности… И в моём исполнении к катушке прикасаться нельзя, но существуют и другие разновидности данного генератора которые широко применяют в медицине.

Никола Тесла заложил основы новой цивилизации третьего тысячелетия, его роль нуждается в переоценке, но только будущее даст настоящее объяснение всем загадкам связанным с экспериментами великого учёного.

Приложение. Процесс постройки.

В процессе сборки было потрачено 4 года на создание данного устройства. Почему так много? Всё просто… Во первых на момент когда загорелся идеей о создании трансформатора, знаний было недостаточно.

Во вторых данное устройство требует огромных экономических затрат, которые не доступны обычным школьникам.

В третьих при малейших ошибках выгорают достаточно редкие и дорогие компоненты

В четвёртых цена ошибки — жизнь… Поэтому чтоб сделать тестовый пуск надо убедиться в правильности подключения всех узлов, наличия заземления и. т.д.

Но несмотря на все трудности, проект был завершён и на данный момент отвечает таким качествам как надёжность, безопасность, стабильность.

В ходе создания итоговой установки было построено много разных промежуточных версий которые будут представлены ниже.

Рисунок 1 СХЕМА УСТРОЙСТВА

Рисунок 2 формулы расчета

разряд 32см в ночи

Рисунок 3 дуга с трансформатора

Рисунок 4 результат

ЛИТЕРАТУРА

Для обеспечения качественного состояния изделия необходимы знания в разных областях, которые я получал из следующих литературных произведений:

  • . Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский: Учебник по физике за 10 класс, 2010

  • Симоненко В.Д., Очинин О.П., Матяш Н.В : Учебник по технологии за 11 класс, 2005

  • Герман Л.П. (перевод Виноградова Н.И.) — англо-русский радиотехнический словарь, 1960

  • Никола Тесла: Мои изобретения, 1919

  • Никола Тесла: Эксперименты с переменными токами высокого напряжения и высокой частоты, 1892

  • Сведения из сети интернет.

Из всех этих литературных произведений я брал и использовал необходимую мне информацию, помогающую мне на всех этапах изготовления проекта.

Сборка катушки тесла в домашних условиях. Генератор Тесла – идеальный источник энергии

Работа кинескопных телевизоров, люминесцентных и энергосберегающих лампочек, дистанционная зарядка аккумуляторов обеспечивается специальным устройством — трансформатором (катушкой) Тесла. Для создания эффектных световых зарядов фиолетового цвета, напоминающих молнию, также применяется катушка Тесла. Схема на 220 В позволяет понять устройство этого прибора и при необходимости сделать его своими руками.

Механизм работы

Катушка Тесла представляет собой электроаппарат, способный в несколько раз увеличивать напряжение и токовую частоту. Во время её работы образуется магнитное поле, которое может влиять на электротехнику и состояние человека. Попадающие в воздух разряды способствуют выделению озона. Конструкция трансформатора состоит из следующих элементов:

  • Первичной катушки. Имеет в среднем 5−7 витков провода с диаметром сечения не меньше 6 мм².
  • Вторичной катушки. Состоит из 70−100 витков диэлектрика с диаметром не более 0,3 мм.
  • Конденсатора.
  • Разрядника.
  • Излучателя искрового свечения.

Трансформатор, созданный и запатентованный Николой Тесла в 1896 году, не имеет ферросплавов, которые в других аналогичных приборах используются для сердечников. Мощность катушки ограничивается электрической прочностью воздуха и не зависит от мощности источника напряжения.

При попадании напряжения на первичный контур на нём генерируются высокочастотные колебания. Благодаря им на вторичной катушке возникают резонансные колебания, результатом которых является электрический ток, характеризующийся большим напряжением и высокой частотой. Прохождение этого тока через воздух приводит к возникновению стримера — фиолетового разряда, напоминающего молнию.

Колебания контуров, возникающие в процессе работы катушки Тесла, могут быть сгенерированы разными способами. Чаще всего это происходит с помощью разрядника, лампы или транзистора. Наиболее мощными являются устройства, в которых используются генераторы двойного резонанса.

Исходные материалы

Человеку, обладающему основными знаниями в области физики и электрики, собрать трансформатор Тесла своими руками не составит труда. Необходимо лишь приготовить набор основных деталей:

Обязательным элементом первичной катушки является охлаждающий радиатор, размер которого напрямую влияет на эффективность охлаждения оборудования. В качестве обмотки может быть использована трубка из меди или провод диаметром 5−10 мм.

Вторичная катушка требует обязательной изоляции в виде обработки краской, лаком или другим диэлектриком. Дополнительной деталью этого контура является последовательно подключённый терминал. Его использование целесообразно только при мощных разрядах, при небольших стримерах достаточно вывести конец обмотки вверх на 0,5−5 см.

Схема подключения

Трансформатор Тесла собирается и подключается в соответствии с электрической схемой. Монтаж маломощного устройства следует проводить в несколько этапов:

Сборка более мощного трансформатора происходит по аналогичной схеме. Чтобы добиться большой мощности, потребуется :

Максимальная мощность, которую может достигать правильно собранный трансформатор Тесла, доходит до 4,5 кВт. Такой показатель может быть достигнут с помощью уравнивания частот обоих контуров.

Собранную своими руками катушку Тесла обязательно необходимо проверить. Во время проверочного подключения следует:

  1. Установить переменный резистор в среднюю позицию.
  2. Отследить наличие разряда. При его отсутствии нужно поднести к катушке люминесцентную лампу или лампу накаливания. Её свечение будет свидетельствовать о наличии электромагнитного поля и о работоспособности трансформатора. Также исправность прибора можно определить по самостоятельно зажигающимся радиолампам и вспышкам на конце излучателя.

Первый запуск прибора должен осуществляться при отслеживании температуры. При сильном нагревании требуется подключить дополнительное охлаждение.

Применение трансформатора

Катушка может создавать разные виды зарядов. Чаще всего при её работе возникает заряд в форме дуги.

Свечение воздушных ионов в электрическом поле с повышенным напряжением называют коронным разрядом. Он представляет собой голубоватое излучение, образующееся вокруг деталей катушки, имеющих значительную кривизну поверхности.

Искровой разряд или спарк проходит от терминала трансформатора до поверхности земли либо до заземлённого предмета в виде пучка быстро меняющих форму и гаснущих ярких полос.

Стример выглядит как тонкий слабо светящийся световой канал, имеющий множество разветвлений и состоящий из свободных электронов и ионизированных частиц газа, не уходящих в землю, а протекающих по воздуху.

Создание разного рода электроразрядов при помощи катушки Тесла происходит при большом увеличении тока и энергии, вызывающем треск. Расширение каналов некоторых разрядов провоцирует увеличение давления и образование ударной волны. Совокупность ударных волн по звуку напоминает треск искр при горении пламени.

Эффект от трансформатора такого рода ранее использовали в медицине для лечения заболеваний. Высокочастотный ток, протекая по коже человека, давал оздоровительный и тонизирующий эффект. Он оказывался полезным только при условии невысокой мощности. При возрастании мощности до больших значений получался обратный результат, негативно влияющий на организм.

С помощью такого электроприбора разжигают газоразрядные лампы и обнаруживают течь в вакуумном пространстве. Также его успешно применяют в военной сфере с целью быстрого уничтожения электрооборудования на кораблях, танках или в зданиях. Мощный импульс, генерируемый катушкой за очень короткий период, выводит из строя микросхемы, транзисторы и прочие аппараты, находящиеся в радиусе десятков метров. Процесс уничтожения техники происходит бесшумно.

Самой зрелищной сферой применения являются показательные световые шоу . Все эффекты создаются благодаря формированию мощных воздушных зарядов, длина которых измеряется несколькими метрами. Это свойство позволяет широко применять трансформатор при съёмках фильмов и создании компьютерных игр.

При разработке этого устройства Никола Тесла планировал использовать его для передачи энергии в глобальном масштабе. Идея учёного базировалась на применении двух сильных трансформаторов, располагающихся на разных концах Земли и функционирующих с равной резонансной частотой.

В случае успешного использования такой системы энергопередачи необходимость в электростанциях, медных кабелях и поставщиках электричества полностью бы отпала. Каждый житель планеты смог бы использовать электроэнергию в любом месте абсолютно безвозмездно. Однако в силу экономической нерентабельности замысел знаменитого физика до сих пор не был (и вряд ли когда-то будет) реализован.

Мы можем увидеть и приобрести в магазин миниатюрную катушку Тесла в виде игрушки или декоративного светильника. Принцип действия такой же как у самого Тесла. Не чем не отличается, кроме масштабов и напряжения.

Давайте попробуем сделать катушку Тесла в домашних условиях.

— это резонансный трансформатор. В основном это LC схемы, настроенные на одну резонансную частоту.

Высоковольтный трансформатор используется для зарядки конденсатора.

Как только конденсатор достигает достаточного уровня заряда, он разряжается на разрядник и там проскакивает искра. Происходит короткое замыкание первичной обмотки трансформатора и в ней начинаются колебания.

Поскольку ёмкость конденсатора фиксирована, схема настраивается путем изменения сопротивления первичной обмотки, изменяя точку подключения к ней. При правильной настройке, очень высокое напряжение будет в верхней части вторичной обмотки, что приведет к впечатляющим разрядам в воздухе. В отличие от традиционных трансформаторов, соотношение витков между первичной и вторичной обмотками практически не влияет на напряжение.

Этапы строительства

Спроектировать и построить катушку Тесла довольно легко. Для новичка это кажется сложной задачей (мне это тоже казалось сложным), но можно получить рабочую катушку, следуя инструкциям в этой статье и проделав небольшие расчеты. Конечно, если вы хотите очень мощную катушку, нет никакого способа кроме изучения теории и проведения множества расчетов.

Вот основные шаги, с которых следует начать:

  1. Выбор источника питания. Трансформаторы которые используются в неоновых вывесках, вероятно, лучше всего подойдут для начинающих, так как они относительно дешевые. Я рекомендую трансформаторы с выходным напряжением не меньше чем 4кВ.
  2. Изготовление разрядника. Это могут быть просто два винта, вкрученных в паре миллиметров друг от друга, но я рекомендую приложить немного больше усилий. Качество разрядника сильно влияет на производительность катушки.
  3. Расчет ёмкости конденсатора. Используя формулу ниже, рассчитайте резонансную емкость для трансформатора. Значение конденсатора должно быть примерно в 1,5 раза больше этого значения. Вероятно, лучшим и наиболее эффективным решение будет сборка конденсаторов. Если вы не хотите тратить деньги, можете попробовать изготовить конденсатор сами, но он может не работать, а его емкость трудно определить.
  4. Изготовление вторичной обмотки. Используйте 900-1000 витков эмалированной медной проволоки 0,3-0,6мм. Высота катушки обычно равна 5 её диаметрам. Водосточная труба из ПВХ, возможно, не самый лучший, но доступный материал для катушки. Полый металлический шар прицеплен к верхней части вторичной обмотки, а её нижняя часть заземлена. Для этого желательно использовать отдельное заземление, т.к. при использовании общедомового заземления есть шанс испортить другие электроприборы.
  5. Изготовление первичной обмотки. Первичная обмотка может быть сделана из толстого кабеля, или ещё лучше из медной трубки. Чем толще трубка, тем меньше резистивных потерь. 6 миллиметровой трубы вполне достаточно для большинства катушек. Помните, что толстые трубы намного сложнее сгибать и медь трескается при многочисленных перегибах. В зависимости от размера вторичной обмотки, от 5 до 15 витков с шагом от 3 до 5 мм должно хватить.
  6. Соедините все компоненты, настройте катушку, и все готово!

Перед тем как начать делать катушку Тесла настоятельно рекомендуется ознакомиться с правилами ТБ и работы с высокими напряжениями!

Также обратите внимание, что не были упомянуты схемы защиты трансформатора. Они не были использованы, и пока проблем нет. Ключевое слово здесь — пока.

Катушка делалась в основном из тех деталей, которые были в наличии.
Это были:
4кВ 35mA трансформатор от неоновой вывески.
0.3мм медная проволока.
0.33μF 275V конденсаторы.
Пришлось докупить 75мм водосточную трубу ПВХ и 5 метров 6мм медной трубки.

Вторичная обмотка


Вторичная обмотка сверху и снизу покрыта пластиковой изоляцией, для предотвращения пробоя

Вторичная обмотка была первым изготовленным компонентом. Я намотал около 900 витков провода вокруг сливной трубы высотой около 37см. Длина использованного провода была примерно 209 метров.

Индуктивности и емкости вторичной обмотки и металлической сферы (либо тороида) можно рассчитать по формулам которые можно найти на других сайтах. Имея эти данные можно рассчитать резонансную частоту вторичной обмотки:
L = [(2πf) 2 C] -1

При использовании сферы диаметром 14см, резонансная частота катушки равна примерно 452 кГц.

Металлическая сфера или тороид

Первой попыткой было изготовление металлической сферы путем обвертывания пластикового шара фольгой. Я не смог разгладить фольгу на шаре достаточно хорошо, и решил изготовит тороид. Я сделал небольшой тороид, обмотав алюминиевой лентой гофрированную трубу, свернутую в круг. Я не смог получить очень гладкий тороид, но он работает лучше, чем сфера из-за своей формы и за счет большего размера. Для поддержки тороида под него был подложен фанерный диск.

Первичная обмотка

Первичная обмотка состоит из медных трубок диаметром 6 мм, намотанных по спирали вокруг вторичной. Внутренний диаметр обмотки 17см, внешний 29см. Первичная обмотка содержит 6 витков с расстоянием 3 мм между ними. Из-за большого расстояния между первичной и вторичной обмоткой, они могут быть слабо связаны между собой.
Первичная обмотка вместе с конденсатором является LC генератором. Необходимая индуктивность может быть рассчитана по следующей формуле:
L = [(2πf) 2 C] -1
С — емкость конденсаторов, F-резонансная частота вторичной обмотки.

Но эта формула и калькуляторы основанные на ней дают лишь приблизительное значение. Правильный размер катушки должен быть подобран экспериментально, поэтому лучше сделать её слишком большой, чем слишком маленькой. Моя катушка состоит из 6 витков и подключена на 4 витке.

Конденсаторы

Сборка из 24 конденсаторов с гасящим резистором 10МОм на каждом

Так как у меня было большое количество мелких конденсаторов, я решил собрать их в один большой. Значение конденсаторов может быть рассчитано по следующей формуле:
C = I ⁄ (2πfU)

Значение конденсатора для моего трансформатора 27. 8 нФ. Фактическое значение должно быть немного больше или меньше этого, так как быстрый рост напряжения в связи с резонансом может привести к поломке трансформатора и / или конденсаторов. Небольшую защиту от этого обеспечивают гасящие резисторы.

Моя сборка конденсаторов состоит из трех сборок с 24 конденсаторами в каждой. Напряжение в каждой сборке 6600 В, общая ёмкость всех сборок 41.3нФ.

Каждый конденсатор имеет свой 10 МОм гасящий резистор. Это важно, так как отдельные конденсаторы могут сохранять заряд в течение очень долгого времени после того, как питание было отключено. Как видно из рисунка ниже, номинальное напряжение конденсатора является слишком низким, даже для 4 кВ трансформатора. Чтобы хорошо и безопасно работать оно должно быть по крайней мере, 8 или 12 кВ.

Разрядник

Мой разрядник это просто два винта с металлическим шариком в середине.
Расстояние регулируется таким образом, что разрядник будет искрить только тогда, когда он является единственным подключенным к трансформатору. Увеличение расстояния между ними теоретически может увеличить длину искры, но есть риск разрушения трансформатора. Для большей катушки необходимо строить разрядник с воздушным охлаждением.

Характеристики

Колебательный контур
Трансформатор NST 4кВ 35мА
Конденсатор 3 × 24 275VAC 0.33μF
Разрядник: два шурупа и металлический шар

Первичная обмотка
Внутренний диаметр 17см
Диаметр трубки обмотки 6 мм
Расстояние между витками 3 мм
Длина трубки первичной обмотки 5м
Витки 6

Вторичная обмотка
Диаметр 7,5 см
Высота 37 см
Проволока 0.3мм
Длина провода около 209m
Витки: около 900

В начале ХХ века электротехника развивалась бешеными темпами. Промышленность и быт получили такое количество электрических технических инноваций, что этого им хватило для дальнейшего развития еще на двести лет вперед. И если постараться выяснить, кому мы обязаны таким революционным рывком в области приручения электрической энергии, то учебники физики назовут десяток имен, безусловно, повлиявших на ход эволюции. Но ни один из учебников не может толком объяснить, почему до сих пор умалчиваются достижения Николы Теслы и кем был на самом деле этот загадочный человек.

Кто вы, мистер Тесла?

Тесла — это новая цивилизация. Ученый был невыгоден правящей элите, невыгоден и сейчас. Он настолько опередил свое время, что до сих пор его изобретения и эксперименты не всегда находят объяснение с точки зрения современнейшей науки. Он заставлял светиться ночное небо над всем Нью-Йорком, над Атлантическим океаном и над Антарктидой, он превращал ночь в белый день, в это время волосы и кончики пальцев у прохожих светились необычным плазменным светом, из-под копыт лошадей высекались метровые искры.

Теслу боялись, он мог запросто поставить крест на монополии по продаже энергии, а если бы захотел, то мог бы сдвинуть с трона всех Рокфеллеров и Ротшильдов вместе взятых. Но он упрямо продолжал эксперименты, до тех пор, пока не погиб при таинственных обстоятельствах, а его архивы были выкрадены и местонахождение их до сих пор неизвестно.

Принцип действия аппарата

О гении Николы Тесла современные ученые могут судить только по десятку изобретений, не попавших под масонскую инквизицию. Если вдуматься в суть его экспериментов, то можно только представить, какой массой энергии мог запросто управлять этот человек. Все современные электростанции вместе взятые не способны выдать такой электрический потенциал, которым владел один единственный ученый, имея в распоряжении самые примитивные устройства, одно из которых мы соберем сегодня.

Трансформатор Тесла своими руками простейшая схема и ошеломляющий эффект от его применения, только даст понятие о том, какими методиками манипулировал ученый и, если честно, в очередной раз поставит в тупик современную науку. С точки зрения электротехники в нашем примитивном понимании, трансформатор Теслы — это первичная и вторичная обмотка, простейшая схема, которая обеспечивает питание первички на резонансной частоте вторичной обмотки, но выходное напряжение возрастает в сотни раз. В это сложно поверить, но каждый может убедиться в этом сам.

Аппарат для получения токов высокой частоты и высокого потенциала был запатентован Теслой в 1896 году. Устройство выглядит невероятно просто и состоит из:

  • первичной катушки, выполненной из провода сечением не менее 6 мм², около 5-7 витков;
  • вторичной катушки, намотанной на диэлектрик, это провод диаметром до 0,3 мм, 700-1000 витков;
  • разрядника;
  • конденсатора;
  • излучателя искрового свечения.

Главное отличие трансформатора Теслы от всех остальных приборов — в нем не применяются ферросплавы в качестве сердечника, а мощность прибора, независимо от мощности источника питания, ограничена только электрической прочностью воздуха. Суть и принцип действия прибора в создании колебательного контура, который может реализовываться несколькими методами:


Мы же соберем прибор для получения энергии эфира самым простым способом — на полупроводниковых транзисторах. Для этого нам будет необходимо запастись простейшим комплектом материалов и инструментов:


Схемы трансформатора Тесла

Устройство собирается по одной из прилагаемых схем, номиналы могут меняться, поскольку от них зависит эффективность работы устройства. Сперва наматывается около тысячи витков эмалированного тонкого провода на пластиковый сердечник, получаем вторичную обмотку. Витки лакируются или покрываются скотчем. Количество витков первичной обмотки подбирается опытным путем, но в среднем, это 5-7 витков. Далее устройство подключается согласно схеме.

Для получения эффектных разрядов достаточно поэкспериментировать с формой терминала, излучателя искрового свечения, а о том, что устройство при включении уже работает, можно судить по светящимся неоновым лампам, находящихся в радиусе полуметра от прибора, по самостоятельно включающихся радиолампах и, конечно, по плазменным вспышкам и молниям на конце излучателя.

Игрушка? Ничего подобного. По этому принципу Тесла собирался построить глобальную систему беспроводной передачи энергии, использующую энергию эфира. Для реализации такой схемы необходимо два мощных трансформатора, установленных в разных концах Земли, работающих с одинаковой резонансной частотой.

В этом случае полностью отпадает необходимость в медных проводах, электростанциях, счетах об оплате услуг монопольных поставщиков электроэнергии, поскольку любой человек в любой точке планеты мог бы пользоваться электричеством совершенно беспрепятственно и бесплатно. Естественно, что такая система не окупится никогда, поскольку платить за электричество не нужно. А раз так, то и инвесторы не спешат становиться в очередь на реализацию патента Николы Теслы № 645 576.

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!

Катушка тесла

Разряды с провода на терминале

Трансформа́тор Те́сла — единственное из изобретений Николы Тесла , носящих его имя сегодня. Это классический резонансный трансформатор , производящий высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. «Трансформатор Тесла» также известен под названием «катушка Теслы» (англ. Tesla coil ). В России часто используют следующие сокращения: ТС (от Tesla coil ), КТ (катушка Тесла), просто тесла и даже ласкательно — катька. Прибор был заявлен патентом № 568176 от 22 сентября 1896 года, как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Описание конструкции

Схема простейшего трансформатора Теслы

В элементарной форме трансформатор Теслы состоит из двух катушек , первичной и вторичной, и обвязки, состоящей из разрядника (прерывателя, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатора , тороида (используется не всегда) и терминала (на схеме показан как «выход»).

Первичная катушка построена из 5-30 (для VTTC — катушки Теслы на лампе — число витков может достигать 60) витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от многих других трансформаторов , здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у обычных трансформаторов с ферромагнитным сердечником. У данного трансформатора также практически отсутствует магнитный гистерезис , явления задержки изменения магнитной индукции относительно изменения тока и другие недостатки, вносимые присутствием в поле трансформатора ферромагнетика.

Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур , в который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток). Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных электродов (иногда с радиаторами), что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов через электрическую дугу между ними.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора выполняет ёмкостная связь между тороидом, оконечным устройством, витками самой катушки и другими электропроводящими элементами контура с Землей. Оконечное устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Теслы сильно влияет на его работоспособность, что аналогично проблематике проектирования любых высоковольтных и высокочастотных устройств.

Функционирование

Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний.

Заряд

Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения, защищённым дросселями и построенным обычно на базе повышающего низкочастотного трансформатора. Так как часть электрической энергии, накопленной в конденсаторе, уйдёт на генерацию высокочастотных колебаний, то ёмкость и максимальное напряжение на конденсаторе пытаются максимизировать. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, которое (в случае воздушного разрядника) можно регулировать, изменяя расстояние между электродами или их форму. Типовое максимальное напряжение заряда конденсатора — 2-20 киловольт. Знак напряжения для заряда обычно не важен, так как в высокочастотных колебательных контурах электролитические конденсаторы не применяются. Более того, во многих конструкциях знак заряда меняется с частотой бытовой сети электроснабжения ( или Гц).

Генерация

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. После разряда конденсатора напряжение пробоя разрядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда. Практически, цепь колебательного контура первичной катушки остаётся замкнутой через разрядник, до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания напряжения пробоя существенно меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC контуре. Колебания постепенно затухают, в основном из-за потерь в разряднике и ухода электромагнитной энергии на вторичную катушку. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высоковольтного высокочастотного напряжения !

В качестве генератора ВЧ напряжения, в современных трансформаторах Теслы используют ламповые (VTTC — Vacuum Tube Tesla Coil) и транзисторные (SSTC — Solid State Tesla Coil, DRSSTC — Dual Resonance SSTC) генераторы. Это даёт возможность уменьшить габариты установки, повысить управляемость, снизить уровень шума и избавиться от искрового промежутка. Также существует разновидность трансформаторов Теслы, питаемая постоянным током. В аббревиатурах названий таких катушек присутствуют буквы DC, например DC DRSSTC. В отдельную категорию также относят магниферные катушки Теслы.

Многие разработчики в качестве прерывателя (разрядника) используют управляемые электронные компоненты, такие как транзисторы, модули на MOSFET транзисторах, электронные лампы , тиристоры .

Использование трансформатора Теслы

Разряд трансформатора Теслы

Разряд с конца провода

Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт . Это напряжение в резонансной частоте способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии . В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование в медицине . Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи не причиняют вреда внутренним органам (см. Скин-эффект), оказывая при этом тонизирующее и оздоравливающее влияние. Последние исследования механизма воздействия мощных ВЧ токов на живой организм показали негативность их влияния.

В наши дни трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он изготовляется многими любителями высоковольтной техники и сопровождающих её работу эффектов. Также он иногда используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

Трансформатор Теслы используется военными для быстрого уничтожения всей электроники в здании,танке,корабле.Создается на доли секунды мощный электромагнитный импульс в радиусе нескольких десятков метров.В результате перегорают все микросхемы и транзисторы,полупроводниковая электроника.Данное устройство работает совершенно бесшумно.В прессе появилось сообщение, что частота тока при этом достигает 1 Терагерц.

Эффекты, наблюдаемые при работе трансформатора Теслы

Во время работы катушка Теслы создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов . Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:

  1. Стримеры (от англ. Streamer ) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.
  2. Спарк (от англ. Spark ) — это искровой разряд . Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место быть особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.
  3. Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
  4. Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.

Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от заземлённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд . Редко можно наблюдать также тлеющий разряд . Интересно заметить, что разные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, натрий меняет обычный окрас спарка на оранжевый, а бром — на зелёный.

Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.

Неизвестные эффекты трансформатора Теслы

Многие люди считают, что катушки Теслы — это особенные артефакты с исключительными свойствами. Существует мнение, что трансформатор Теслы может быть генератором свободной энергии и является вечным двигателем, исходя из того, что сам Тесла считал, что его генератор берёт энергию из эфира (особой невидимой материи в которой распространяются электромагнитные волны) через искровой промежуток. Иногда можно услышать, что с помощью «Катушки Теслы» можно создать антигравитацию и эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния без проводов. Данные свойства пока никак не проверены и не подтверждены наукой. Однако, сам Тесла говорил о том, что такие способности скоро будут доступны человечеству с помощью его изобретений. Но впоследствии посчитал, что люди не готовы к этому.

Также очень распространён тезис о том, что разряды, испускаемые трансформаторами Теслы, полностью безопасны, и их можно трогать руками. Это не совсем так. В медицине также используют «катушки Теслы» для оздоровления кожи. Это лечение имеет положительные плоды и благотворно действует на кожу, но конструкция медицинских трансформаторов сильно разнится с конструкцией обычных. Лечебные генераторы отличает очень высокая частота выходного тока, при которой толщина скин-слоя (см. Скин-эффект) безопасно мала, и крайне малая мощность. А толщина скин-слоя для среднестатистической катушки Теслы составляет от 1 мм до 5 мм и её мощности хватит для того, чтобы разогреть этот слой кожи, нарушить естественные химические процессы. При долгом воздействии подобных токов могут развиться серьёзные хронические заболевания, злокачественные опухоли и другие негативные последствия. Кроме того, надо отметить, что нахождение в ВЧ ВВ поле катушки (даже без непосредственного контакта с током) может негативно влиять на здоровье. Важно отметить, что нервная система человека не воспринимает высокочастотный ток и боль не чувствуется, но тем не менее это может положить начало губительным для человека процессам. Также существует опасность отравления газами, образующимися во время работы трансформатора в закрытом помещении без притока свежего воздуха. Плюс ко всему, можно обжечься, так как температуры разряда обычно достаточно для небольшого ожога (а иногда и для большого), и если человек всё же захочет «поймать» разряд, то это следует делать через какой-нибудь проводник (например, металлический прут). В этом случае непосредственного контакта горячего разряда с кожей не будет, и ток сначала потечет через проводник и только потом через тело.

Трансформатор Теслы в культуре

В фильме Джима Джармуша «Кофе и сигареты » один из эпизодов строится на демонстрации трансформатора Теслы. По сюжету, Джек Уайт , гитарист и вокалист группы «The White Stripes » рассказывает Мег Уайт, барабанщице группы о том, что земля является проводником акустического резонанса (теория электромагнитного резонанса — идея, которая занимала ум Теслы многие годы), а затем «Джек демонстрирует Мэг машину Теслы».

В игре Command & Conquer: Red Alert советская сторона может строить оборонительное сооружение в виде башни со спиралевидным проводом, которая поражает противника мощными электрическими разрядами. Еще в игре присутствуют танки и пехотинцы, использующие эту технологию. Tesla coil (в одном из переводов — башня Тесла ) является в игре исключительно точным, мощным и дальнобойным оружием, однако потребляет относительно высокое количество энергии. Для увеличения мощности и дальности поражения можно «заряжать» башни. Для этого отдайте приказ Воину Тесла (это пехотинец) подойти и постоять рядом с башней. Когда воин дойдет до места, он начнет зарядку башни. При этом анимация будет как при атаке, но молнии из его рук будут желтого цвета.

Испытание с помощью трансформатора Тесла

Cтраница 3 из 5

Внутри вакуумной системы разрежение создается с помощью вращательного масляного насоса. Затем незаземленным концом провода вторичной обмотки трансформатора Тесла прикасаются к поверхности вакуумной системы снаружи. В газе, находящемся внутри системы, возбуждается тлеющий электрический разряд. Свечение происходит при давлениях от нескольких миллиметров до 5•1O-2 мм рт. ст.

Наблюдать за разрядом можно только при наличии смотрового стекла. Кроме того, система должна быть изготовлена из электроизоляционного материала, поэтому способ применяют в основном для систем из стекла. Если конец провода (электрод) катушки Тесла окажется вблизи отверстия в стекле, то с конца провода внутрь системы через это отверстие пробьется яркая искра; тем самым точно устанавливается место течи. Следует иметь в виду, что при длинной искре и длительном воздействии трансформатора на одну точку системы возможен пробой стеклянной стенки. Течь можно найти, если на расстоянии нескольких сантиметров от нее нет металлических частей установки, в противном случае возникнет искра между металлом и концом катушки.

Для проверки герметичности в месте соединения металла со стеклом следует возбудить в системе газовый разряд и провести снаружи ватой, смоченной бензином или метиловым спиртом. При наличии течи пары этих веществ проникнут внутрь системы и изменится цвет газового разряда. Такой способ следует применять только в случае очень малых течей, так как проникающие через большую течь органические пары загрязняют вакуумную систему. Можно также возбудить в системе газовый разряд трансформатором Тесла, а затем обдувать систему снаружи светильным или углекислым газом. При попадании в систему углекислого газа цвет разряда становится синевато-зеленым, при попадании светильного газа — белым.

Искровой течеискатель ИО 60-010 отечественного производства предназначен для проверки герметичности стеклянных вакуумных систем и для определения степени достигнутого разрежения. Его применяют и в металлических системах при наличии в них деталей из стекла или при установке специального стеклянного разрядника.

Разряд возбуждается прикосновением электрода течеискателя к стеклу или к металлическому стержню, впаянному в стекло. Течи в шлифовых соединениях, как и в металлических частях системы, могут быть обнаружены при давлениях от 1 до 5•1O-3 мм рт. ст. по изменению цвета разряда при проникновении сквозь них пробного вещества.

Течеискатель выполнен в виде небольшого блока с присоединенным через гибкий шланг высокочастотным электродом. Гибкий металлический стержень электрода снабжен пластмассовой рукояткой.

 

Недостатком способа является невозможность его применения в цельнометаллических системах, а также ограниченная область давлений. Определение течи с помощью разрядной трубки. Способ разрядной трубки применим для вакуумных систем, изготовленных из любого материала. Если включить разрядную трубку в высоковакуумную систему между диффузионным и механическим форвакуумным насосом, а затем обдувать систему пробным газом (углекислым газом, метаном, парами спирта, ацетона, бензина, эфира), то при попадании газа через течь внутрь вакуумной системы цвет разряда изменится. Наиболее чувствительным индикатором является углекислый газ.

При отсутствии легколетучих углеводородов можно опрыскивать систему водой; при попадании паров воды в разрядную трубку свечение становится голубым. Углекислый газ дает также голубое свечение, водород — красное. Чувствительность такого метода можно повысить применением спектроскопа для наблюдения за разрядом. Если в системе отсутствует высоковакуумный диффузионный насос, то разрядную трубку подключают к трубопроводу, идущему от системы к механическому насосу. Для отыскания течей таким методом наиболее пригодны давления 0,1—1 мм рт. ст.

Не следует забывать о возможности взрыва водорода в присутствии электрической искры. Гелий имеет такую же проникающую способность, как и водород, но менее взрывоопасен.Проверка герметичности путем временного уплотнения отдельных участков системы. Вакуумную систему откачивают до высокого вакуума

и затем отсоединяют от насоса. После отсоединения участка системы от насоса давление в нем постепенно повышается. Если в этот момент место течи снаружи покрыть вакуумной замазкой (например, пластилином), то скорость повышения давления уменьшается.

Применяют иногда и окраску наружной поверхности. Этот способ более чувствителен, так как время наблюдения за изменением давления может быть сколь угодно большим. Такой метод наиболее прост (с точки зрения оснащения приборами). Однако у него есть существенный недостаток. Вакуумная замазка или красящее вещество заполняют поры и трещины, но такое уплотнение непрочно и при эксплуатации отверстие, куда попала замазка, может снова стать источником натекания.



ТЕСЛА: Красиво, но страшно: stomaster — LiveJournal

Немного информации и руководство по сборке;)

Трансформатор Тесла

Возможно это единственное из изобретений Тесла, носящих его имя сегодня. Это — устройство, производящее высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. Трансформатор Тесла, также известный как катушка Тесла, используется сегодня в различных применениях в радио и телевидении.

 

Описание

В элементарной форме трансформатор Тесла состоит из двух катушек, первичной и вторичной, при «потере индуктивной связи». Первичная катушка построена из нескольких витков провода большого диаметра и вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. В отличие от других трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного ядра и таким образом взаимоиндукция между двумя катушками маленькая.

В первичной катушке применяются электрические волны высокой интенсивности, разряжая соответствующий конденсор, первоначально заряженный до напряжения несколько киловольт. Процедура осуществляется посредством устройства искрового промежутка. Искровой промежуток настроен так, чтобы стрелять, как только напряжение между конденсорными терминалами достигает определенной величины.

Когда искровой промежуток находится в проводящем состоянии, конденсор и первичная катушка связаны последовательно, таким образом формируя RLC цепь, в которой произведены электрические колебания определенной частоты. Во вторичной катушке, которая также формирует другую RLC цепь, также производятся электрические колебания из-за индукции напряжения. Частоты колебания обоих цепей определены их структурными параметрами.


Самое известное применение Трансформатора теслы — как оружие Советов в серии игр Red Alert 😉

Для надлежащего действия трансформатора две RLC цепи (первичная и вторичная) должны быть в резонансе, то есть их частоты колебаний должны совпасть. Когда это случается, амплитуда колебания во вторичной катушке умножается, и трансформатор производит высокое напряжение на выходе.

Использование трансформатора Тесла

Выходное напряжение трансформатора Тесла может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способно к созданию внушительных электрических разрядов в воздухе, которые могут иметь длину многих метров, также как и других явлений.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (телеуправление), беспроволочной связи (радио), и беспроволочной передачи энергии, которые все были им достигнуты. В начале столетия, трансформатор Тесла также нашел популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали высоко частотными токами, способными к путешествию через человеческое тело без вреда оказывая тонизирующее и оздоравливающее влияние.

Катушка Тесла

Немного теории
Катушка Тесла (более правильно называть ее «резонансный трансформатор» или «трансформатор Тесла»)- это катушка особой конфигурации изобретенная Николой Тесла в 1891 . Отличительной чертой является то что она работает в режиме резонанса, что дает по сравнению с обычным трансформатором значительный выигрыш в коэффициенте преобразования. Чаще всего она состоит из вертикально расположенной однослойной вторичной обмотки обмотки, по сути это тонкий медный цилиндр, вокруг которого в нижненей части намотана первичная обмотка. (Рис 1.)

Первичную обмотку делают в виде цилиндра, конуса или спирали. Дальше вспоминаем физику… Так как уединенный цилиндр имеет определенную емкость, которую несложно посчитать (формула) то фактически вторичная обмотка это LC-контур. При этом так как первичная обмотка имеет пренебрежимо малую собственную емкость, то для создания резонанса необходимо паралельно ей включить конденсатор соответствующей емкости. Эту емкость можно рассчитать по соответствующим формулам. Но что бы LC-контур первичной обмотки работал, необходимо замыкать на обмотку заряженную батарею. Чаще всего для этого применяется искровой промежуток, т.е. два оголенных контакта с зазором, через который происходит пробой по воздуху. Альтернативным решением является создание генератора дающего необходимое напряжение требуемой частоты. Тогда первичная обмотка просто подключается к выходам такого генератора. Так чаще делают зарубежом, т.к. для достижения хороших мощностей необходимы дорогие радиодетали. Напряжение питание может быть любым, главное условие — что бы работал искровой промежуток. А если схема выполнена без него, то работать может даже от 9 вольт — вспоминаем популярные последнее время «плазменные шары». В них как раз применяется ВЧ-генератор подключенный к катушке Тесла.

Один из вариантов

В качестве основы можно взять журнал. Свернуть его рулоном и обклеить скотчем для фиксации. Поверх намотать еще несколько листов А4, и тоже скотчем заклеить. Затем с помощью двухстороннего скотча намотать на такой каркас около 800 витков медной трансформаторной проволоки толщиной 0.3 мм. Затем залить поверхность парафином, слой парафина вышел около 5 мм толщиной. Поверх намотать полиэтиленовую пленку для упаковки продуктов, а еще выше вспененый пенополистирол. В итоге вышел симпатичный синий цилиндр с выходами сверху и снизу. Снизу припаять толстый провод что бы заземлять катушку, а сверху оставить просто проволоку. Цилиндр идеально входит в бутылку от Lipton Green Tea 0.6 литра Поверх бутылки намотать 6 витков аллюминевой проволоки диаметром 2 мм. расстояние между витками около 1 см. Подключение к источнику дает молнии около 4-5 см. Аккуратная настройка (подбор конденсаторов) дает пробой по поверхности около 10 см длинной. Но при этом иногда проплавляется бутылка, и все слои изоляции, включая парафин.))) Можно залить еще парафина, намотать пленку из фторопласта, пролаченую ткань с трансформатора, вставить в керамическую трубку с толщиной стенки 8 мм. Затем вставить в еще одну керамическую трубку с толщиной стенок 1 см, поверх которой намотать 4 витка первичной обмотки медной шиной сечения 1см на 3 мм. Результат — при хорошей настройке получаются молнии около 15 см. В качестве источника питания можно использовать трансформатор дающий 10кВ, а за кондесаторами вперед на рынок:)

Заметки

Чтобы заставить эту штуку работать, необходимы токи большого напряжения (более 3 кВ). Конечно, товарищам, у которых есть под рукой высоковольтные трансформаторы, да еще создающие токи высокой частоты проще… но когда под рукой нет ничего кроме пары старых ламповых телевизоров, придется обходиться подручными средствами.

Пытливость ума и нездоровая смекалка подсказывает, что можно использовать для создания токов высокого напряжения автомобильную катушку зажигания (например, от ВАЗ 2108).

Для ее питания требуется небольшое напряжение, которое может обеспечить аккумулятор (право, не считаю безопасным без должного опыта лезть подключать конструкции прямо в розетку). А при недостатке напряжения можно попробовать подключить последовательно несколько катушек, что в теории должно дать пропорциональный рост напряжения (если катушки не взорвутся конечно).

Придание же току свойства высокой частотности, вероятно, достигается за счет введения в схему конденсатора и искроразрядника, что в совокупности, похоже, и образует генератор тока высокой частоты и напряжения, необходимый для питания первичной обмотки самой катушки Теслы.

Один из вариантов создания катушки;)

SGTC — катушки Тесла на искровых промежутках


10w — 3см

Т1 и Т2 используются для получения повышенного напряжения, чтобы зарядить конденсатор. При достижении необходимого напряжения (350V) конденсатор через искровой промежуток разряжается на первичную обмотку T3. На выходах вторичной обмотки получается напряжение 90 000V. Т1 — понижающий трансформатор на 14 V. Т2 — автомобильная катушка зажигания. При питании от Т1 дает 350V. Перед трансформатором Т1 желательно поставить хороший сетевой фильтр, чтобы исключить попадание токов высокой частоты от генератора в электросеть. Емкость конденсатора C1- 0,1 Мкф, напряжение — 1500V. Марка — МБМ. Так как 350V — напряжение не достаточное для пробоя даже 1 мм воздуха, требуется искровой промежуток специальной конструкции. У меня это электродвигатель на 220V с металлической шестеренкой. Возле нее находится оголенный провод на таком расстоянии, чтобы при вращении двигателя происходило размыкание и замыкание цепи с большой скоростью. Провод и шестеренка должны быть медными, так как другой материал быстро выгорает при использовании его в этом устройстве.

Первичная обмотка (Т3) состоит из 5 витков медного изолированного провода диаметром 3 мм. Диаметр обмотки — 9 см. Вторичная обмотка (Т3): диаметр — 6см, высота — 25см. Выполнена на картонном каркасе проводом 0,1мм. Сверху покрывается слоем лака или 3-4 слоями изоленты.

Трансформатор Т3 — обе обмотки цилиндрические. Вторичная обмотка вложена в первичную. Ферромагнитный сердечник отсутствует:

Такой генератор дает напряжение 90 000V, что в данном случае равно искре длиной 3см.

Первичная обмотка

Вторичная обмотка

Искровой промежуток

Искровой промежуток (вид сверху)

Катушка зажигания

220v14v трансформатор

Собранная катушка

Разряд от катушки

вот еще парочка схем на закуску;)

  Источник

Катушка Теслы — презентация онлайн

1. Катушка Тэслы

Готовил:Герасимов Сергей
Ученик 6 класса «Д»
ГБОУ СОШ №291
Город Санкт-Петербург

2. Биография создателя:


Никола Тесласерб. Никола ТеслаДата рождения:10 июля 1856
Место рождения:Смилян, Госпич, Австро-Венгрия
Дата смерти:7 января 1943(86 лет)
Место смерти:Нью-Йорк, Нью-Йорк, США
Страна: Австрийская империя Австро-Венгрия
США
Научная сфера:физик, инженер-механик, инженер-электрик, изобретатель
Место работы:Европа, США
Альма-матер:Высшее реальное училище
Грацский технический университет
Известные ученики:Бернард Дж. Истлунд
Известен как:изобретатель,
исследователь, учёный
Награды и премии:Медали Э. Крессиана, Дж. Скотта, Т. Эдисона
Подпись:
Цитаты в Викицитатнике Никола Тесла на ВикискладеПамятник Николе Тесле в Парке Ниагара-Фолс[en] (город Ниагара-Фолс, штат Нью-Йорк, США)
Широко известен благодаря своему вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем, синхронного генератора и асинхронного электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй
этап промышленной революции.
Также он известен как сторонник существования эфира благодаря своим многочисленным опытам и экспериментам, имевшим целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике.
Именем Н. Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока(магнитной индукции). Среди многих наград учёного — медали Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона.
Современники-биографы считают Теслу «человеком, который изобрёл XX век»[6] и «святым заступником» современного электричества
После демонстрации радио и победы в «Войне токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электротехник и изобретатель Ранние работы Теслы проложили путь современной электротехнике, его открытия
раннего периода имели инновационное значение. В США по известности Тесла мог конкурировать с любым изобретателем или учёным в истории и популярной культуре

3. История создания

• Трансформа́тор Те́слы, или кату́шка Те́слы ,
изобретённое Николой Теслой и носящее его имя.
Является резонансным трансформатором, производящим
высокое напряжение высокой частоты. Прибор был
запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для
производства электрических токов высокой частоты и
потенциала».

4. Суть изобретения

• Трансформатор Теслы основан на использовании резонансных стоячих
электромагнитных волн в катушках. Его первичная обмотка содержит небольшое
число витков и является частью искрового колебательного контура, включающего в
себя также конденсатор и искровой промежуток. Вторичной обмоткой служит прямая
катушка провода. При совпадении частоты колебаний колебательного контура
первичной обмотки с частотой одного из собственных колебаний (стоячих волн)
вторичной обмотки вследствие явления резонанса во вторичной обмотке возникнет
стоячая электромагнитная волна и между концами катушки появится высокое
переменное напряжение.
• Работу резонансного трансформатора можно объяснить на примере обыкновенных
качелей. Если их раскачивать в режиме принудительных колебаний, то максимально
достигаемая амплитуда будет пропорциональна прилагаемому усилию. Если
раскачивать в режиме свободных колебаний, то при тех же усилиях максимальная
амплитуда вырастает многократно. Так и с трансформатором Теслы — в роли
качелей выступает вторичный колебательный контур, а в роли прилагаемого
усилия — генератор. Их согласованность («подталкивание» строго в нужные
моменты времени) обеспечивает первичный контур или задающий генератор (в
зависимости от устройства).

5. Функционирование катушки

• Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей
конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном
режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до
напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация
высокочастотных колебаний в первичном контуре.
Разрядник, включенный параллельно, замыкая источник
питания (трансформатор), исключает его из контура, иначе
источник питания вносит определенные потери в первичный
контур и этим снижает его добротность. На практике это
влияние может в разы уменьшить длину разряда, поэтому в
грамотно построенной схеме трансформатора Теслы
разрядник всегда ставится параллельно источнику питания.

6. Заря катушки

• Заряд конденсатора производится внешним источником
высокого напряжения на базе повышающего низкочастотного
трансформатора. Ёмкость конденсатора выбирается таким
образом, чтобы вместе с индуктором она составляла
резонансный контур с частотой резонанса, равной
высоковольтному контуру. Однако ёмкость будет отличаться от
расчетной, так как часть энергии тратится на «накачку» второго
контура. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя
разрядника, которое, (в случае воздушного разрядника), можно
регулировать, изменяя расстояние между электродами или их
форму. Обычно напряжение заряда конденсатора лежит в
диапазоне 2-20 киловольт. Знак напряжения при заряде
конденсатора имеет значение в том смысле, что он не должен
сильно «закорачивать» конденсатор, на котором напряжение
постоянно меняет знак — Колебательный контур тут

7. Генерация катушки

• После достижения между электродами разрядника напряжения
пробоя, в нём возникает лавинообразный электрический
пробойгаза. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку.
После разряда конденсатора, напряжение пробоя разрядника резко
уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда (ионов).
Поэтому цепь колебательного контура, состоящего из первичной
катушки и конденсатора, остаётся замкнутой через разрядник, и в ней
возникают высокочастотные колебания. Колебания постепенно
затухают, в основном, из-за потерь в разряднике и ухода
электромагнитной энергии на вторичную катушку, но продолжаются до
тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда
для поддержания напряжения пробоя разрядника существенно
меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC контуре. Во
вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к
появлению на терминале высокого напряжения.

8. Использование катушки Тэслы

• Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт.
Это напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно
создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь
многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому
трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.
• Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических
колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов
(радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи
энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование
в медицине.[3][4] Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые,
протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли вреда внутренним органам
(см.: скин-эффект, Дарсонвализация), оказывая при этом «тонизирующее» и
«оздоравливающее» влияние.
• Неверно считать, что трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения.
Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.
Тем не менее, основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое. В
основном это связано со значительными трудностями при необходимости управляемого
отбора высоковольтной мощности или тем более передача её на расстояние от
трансформатора, так как при этом устройство неизбежно выходит из резонанса, а также
значительно снижается добротность вторичного контура.

9. Влияние на человека

• Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт.
Это напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно
создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь
многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому
трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.
• Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических
колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов
(радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи
энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование
в медицине.[3][4] Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые,
протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли вреда внутренним органам
(см.: скин-эффект, Дарсонвализация), оказывая при этом «тонизирующее» и
«оздоравливающее» влияние.
• Неверно считать, что трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения.
Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.
Тем не менее, основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое. В
основном это связано со значительными трудностями при необходимости управляемого
отбора высоковольтной мощности или тем более передача её на расстояние от
трансформатора, так как при этом устройство неизбежно выходит из резонанса, а также
значительно снижается добротность вторичного контура.

10. Схема пайки

11. Этапы создания проекта

•1. Покупка материалов
•2.наматывание катушки
•3.закрепление деталей на основе
•4.спайка
•5.тестирование

12. Источники информации

• https://ru.m.wikipedia.org

забавных и интересных способов использования катушки Тесла

Катушка Теслы — это устройство, производящее яркие электрические дуги высокого напряжения, которое было изобретено Николой Теслой в 1891 году, чтобы сделать возможной беспроводную передачу данных. ETP внесла новшества в этот замечательный научный вклад, позволив предприятиям и потребителям по всему миру по доступной цене использовать мощность катушки Тесла в различных мобильных портативных версиях с возможностями измерения дальности.

Сегодня эта технология по-прежнему широко используется, и портативные катушки Тесла или «Удина» находят множество применений в таких отраслях, как нефть и газ, фармацевтика, строительство и т. д., для обнаружения утечек или точечных отверстий в различных материалах.Например, одним из многих важных вариантов использования этих продуктов является тестирование облицовки и поверхностей таких объектов, как трубопроводы, резервуары, медицинские устройства и т. д. Крайне важно, чтобы покрытия на этих объектах проверялись на наличие повреждений, потому что любая пористость или обнажение внешнего слоя вызовут нежелательную и дорогостоящую коррозию. Посетите нашу страницу приложений , чтобы узнать больше об обнаружении утечек и узнать о преимуществах этих продуктов в полевых условиях.

Помимо многочисленных отраслевых применений этих инструментов, есть также много интересных вещей, на которые способны эти устройства.Ученые, профессора и любители во всем мире любят высокочастотные генераторы ETP для проведения экспериментов, которые были бы невозможны без такой технологии. Некоторые из этих демонстраций включают освещение различных элементов без каких-либо проводов, таких как плазменные шары, люминесцентные лампы, газовые трубки спектра и многое другое. Катушки Теслы отлично подходят для визуализации электричества, показывая, как оно распространяется по воздуху, а образующуюся искру можно даже использовать в качестве источника воспламенения.


Примеры

Существует почти неограниченное количество развлекательных вещей, которые вы можете сделать с катушкой Теслы, особенно если вы достаточно креативны, чтобы мыслить нестандартно, как Тарас Кул, также известный как «Безумный русский хакер»:

Хотя это может показаться забавным, с высоковольтным электричеством не стоит шутить.Наши высоковольтные генераторы чрезвычайно мощные и могут быть довольно опасными, если использовать их без надлежащего ухода.

Наши портативные катушки Тесла также известны как «фиолетовые палочки» в определенных контекстах, и их можно использовать для брендирования объектов или просто для развлечения при использовании определенных насадок для электродов. Вот пример одного из наших продуктов в действии:


Если вам интересно узнать больше, посмотрите это видео, в котором TheSpanglerEffect рассказывает о некоторых секретах катушки Теслы и нескольких действительно интересных экспериментах, для которых ее можно использовать:

Пожалуйста, не стесняйтесь задавать нам любые вопросы или просто дайте нам знать ваши мысли в форме, представленной ниже.

Что такое катушка Тесла | Принципиальная схема катушки Тесла | Принцип работы катушки Тесла

Беспроводные технологии широко используются в наше время. Сегодня мы используем многочисленные беспроводные приложения, такие как освещение, беспроводные умные дома, беспроводные зарядные устройства и т. д., основанные на беспроводных методах. В 1891 году великий ученый Никола Тесла открыл катушку Теслы.

Тесла считается страстным поклонником беспроводных технологий, поэтому он изобрел эту катушку. Часть схемы, используемая в этой катушке, не такая сложная, как та, которую мы используем в повседневной жизни, например, пульт дистанционного управления, смартфон, компьютер, рентген, неон и т. д.

В сегодняшней статье мы поговорим о том, что такое катушка Тесла, каков принцип работы, каковы ее преимущества и недостатки и многое другое.

Что такое катушка Тесла?

Определение: Катушка Тесла представляет собой радиочастотный осциллятор. Который приводит в действие резонансный трансформатор с воздушным сердечником с двойной настройкой для получения высокого напряжения с малыми токами.

Чтобы правильно понять это, давайте определим, что такое радиочастотный генератор.Все мы знаем, что электронный осциллятор — это устройство, используемое для генерации электрических сигналов синусоидальной или прямоугольной формы. Этот электронный генератор генерирует сигналы в диапазоне радиочастот от 20 кГц до 100 ГГц, также известный как радиочастотный генератор.

Читайте также: Что такое фильтрующий конденсатор? | Работа фильтрующего конденсатора | Цепь конденсатора фильтра | Применение фильтрующего конденсатора

Схема катушки Теслы:

 

Катушка Тесла состоит из двух основных катушек, одной первичной и второй вторичной катушек.Обе эти катушки имеют собственные конденсаторы. Катушка и конденсатор соединены с помощью искрового разрядника. Искровой разрядник предназначен для создания искры, стимулирующей систему. Функциональность искрового разрядника заключается в создании искры для стимуляции системы.

Читайте также: Что такое однофазный трансформатор | Строительство однофазного трансформатора | Применение однофазного трансформатора

Принцип работы катушки Теслы:

Сколько миллионов вольт выдаст эта катушка, зависит от размера ее катушки. Катушка Тесла работает по принципу достижения состояния, называемого резонансом. Таким образом, первичная катушка производит большой ток во вторичной катушке, так что вторичная катушка может работать с максимальной энергией.

Точная схема помогает пропускать ток из первичной во вторичную цепь на настроенной резонансной частоте.

Катушка Тесла Рабочая:

В этой катушке используется специальный трансформатор, известный как резонансный трансформатор, радиочастотный трансформатор или генератор колебаний.Первичная катушка подключена к основному источнику питания. Вторичная обмотка трансформатора соединена свободно, чтобы обеспечить резонанс.

Конденсатор, подключенный параллельно трансформатору, действует как схема настройки или LC-цепь для генерации сигнала на определенной частоте.

Резонансный трансформатор мощностью от 2 кВ до 30 кВ используется для создания высокого напряжения в трансформаторе, который, в свою очередь, заряжает конденсатор. По мере того, как конденсатор заряжается больше, он в конечном итоге разрывает воздух искрового промежутка.С помощью конденсаторной катушки Тесла (L1, L2) излучается большой ток, который, в свою очередь, создает высокое напряжение на выходе.

Применение катушки Тесла:

Эти катушки не требуют больших сложных цепей для получения высокого напряжения. Маленькие катушки Тесла используются в различных областях, а именно:

  • Эта катушка используется для зажигания автомобиля от свечи зажигания.
  • Течеискатели вакуумных систем.
  • В системах высокого вакуума и дуговых зажигалках.
  • При сварке алюминия.
  • Изготовлены вентиляторы из катушек Теслы, используемые для создания искусственного освещения.

Преимущества катушки Тесла:

Преимущества катушки Тесла:

  • Высокая производительность.
  • Напряжение нарастает медленнее, поэтому вероятность повреждения меньше.
  • Распределяет одинаковое напряжение по всем виткам обмотки.
  • Powers Использование 3-фазных выпрямителей для более высоких мощностей может обеспечить огромное распределение нагрузки.

Недостатки катушки Тесла:

Недостатки катушек Тесла:

  • Создание схемы занимает много времени, так как она должна быть идеальной, чтобы резонировать.
  • Покупка более крупного сглаживающего конденсатора постоянного тока сопряжена с большими затратами.
  • Радиочастотное излучение высокого напряжения в катушке Теслы представляет множество рисков для здоровья. К ним относятся повреждения нервной системы, ожоги кожи и сердца.
Часто задаваемые вопросы (FAQ):

1.Что делает катушка Тесла?

Катушка Тесла представляет собой радиочастотный генератор, который приводит в действие резонансный трансформатор для создания высокого напряжения при низком токе.

2. Может ли катушка Тесла заряжать телефон?

Смартфоны

выпущены со встроенной беспроводной зарядкой, в которой используется принцип катушки Теслы.

3. Опасна ли катушка Тесла?

Катушка и ее оборудование очень опасны, поскольку они производят очень высокие напряжения и токи, которые не могут быть обеспечены человеческим телом.

4. Как Тесла передавал электричество без проводов?

Для соединения конденсаторов и двух катушек используется искровой разрядник. Поскольку питание подается через трансформатор, он создает необходимый ток и питает всю цепь.

5. Может ли катушка Тесла убить вас?

Это означает, что каждая часть катушки Теслы может быть безжалостно использована для крупногабаритного оборудования, такого как силовые трансформаторы, во время работы системы.

6.Катушки Тесла незаконны?

Если катушка Тесла способна заглушить подножку, катушка Тесла может быть конфискована Федеральной комиссией по связи, если она будет мешать законному использованию радиоактивного спектра поблизости.

7. Вредят ли катушки Тесла?

Высокое напряжение и ток создаются с использованием нормального напряжения и тока катушки Тесла. Выходное напряжение маленькой катушки обычно находится в диапазоне от 500 000 до 1 000 000 вольт. Поскольку ожоги связаны с частотами, катушка Тесла может вызвать сильные ожоги без какой-либо боли.

Нравится этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Предлагаемое чтение —

Катушка

Тесла, как ее сделать?

Введение

Когда речь заходит о Tesla, многие люди в первую очередь думают об известной автомобильной марке, поскольку эта автомобильная марка очень известна, можно сказать, что это представитель лучших автомобилей. Но когда дело доходит до Николы Теслы, многие до сих пор его знают, потому что этого человека можно назвать физиком-волшебником в истории.Можно сказать, что его изобретение было совершенно за пределами уровня науки и техники того времени, поэтому многие люди говорят, что он на самом деле инопланетянин, из которых очень известна предложенная им катушка Теслы. Поскольку, согласно ожиданиям, такого рода вещи могут обеспечить неограниченное развитие энергии, а принцип работы катушек Теслы относительно прост, многие обычные люди могут делать катушки Тесла. В настоящее время люди все еще изучают катушку Тесла, ведь потенциал развития такого рода вещей очень огромен.



каталог


I Обзор Tesla Coil

1.1 Изобретатель Tesla Coil

1.2 Как было изобретено Tesla Coil

1.3 Типы Tesla Coil

1,4 Принцип Tesla Coil

1.5 Расчет формулы Tesla Coil

II Применения Tesla Coil

2.1 Применение катушки Tesla в энергии, получающая

29-2.

III Как сделать катушку Тесла

Заключение


I Обзор катушки Тесла 90.042 9001 Изобретатель катушки Теслы

 

Изобретателем катушки Тесла был ученый по имени Николас Тесла, один из величайших изобретателей, физиков, инженеров-механиков и инженеров-электриков в мире. Тесла считается важным изобретателем в истории, и его вклад в электричество и магнетизм был хорошо известен в конце 19-го и начале 20-го веков. Его запатентованные и теоретические рабочие формы основаны на современных системах питания переменного тока (AC), включая многофазные системы распределения электроэнергии и двигатели переменного тока, которые помогли ему осуществить вторую промышленную революцию.

1.2 Как была изобретена катушка Теслы

 

Эра изобретения катушки Тесла также должна начаться с 1990-х годов. Эдисон, начавший с изобретения электрических лампочек, разрабатывает и продвигает оборудование постоянного тока и системы питания постоянного тока. А талантливый сербско-американский ученый по имени Никола Тесла, создавший первый для человечества небольшой двигатель переменного тока в 1883 году, свято верил, что многие очевидные преимущества переменного тока больше подходят для построения энергосистем.

По мере того как научные исследования и коммерческая конкуренция между двумя сторонами усиливались, Тесла обнаружил явление резонанса в физике, механике, акустике и электричестве в 1890 году. В следующем 1891 году талантливый ученый использовал принцип резонанса для создания нового типа трансформатор-«Катушка Тесла», и родилось великое изобретение.

1.3 Типы катушек Теслы

На самом деле существует много типов катушек Тесла, потому что в соответствии с различными концепциями конструкции катушки Тесла могут производить разные эффекты, разные уровни проводки могут давать разные характеристики, а количество энергии может иметь разные функции.Вообще говоря, катушки Тесла имеют некоторые из следующих типов.

(1) Катушка Теслы с искровым разрядником (SGTC): «Катушка Тесла», изобретенная самим г-ном Николасом Теслой, принадлежит SGTC. Поскольку структура и принцип относительно просты, на данном этапе это также катушка Тесла для новичков.

(2) Твердотельная катушка Тесла (SSTC): Вообще говоря, это катушка Тесла с электронным переключателем с одним резонансом. Последовательный резонанс не возникает в первичной обмотке, и только вторичная обмотка может быть снабжена частотой, соответствующей последовательному резонансу во вторичной LC, так что во вторичной обмотке возникает последовательный резонанс.Первичный ток равен напряжению источника возбуждения, деленному на импеданс переменного тока.

Преимущества: Он имеет характеристики низкого уровня шума, высокой эффективности и длительного срока службы, поэтому он хорошо разработан.

Недостатки: первичная обмотка обеспечивает ограниченную мощность возбуждения вторичной обмотки, дуга недлинная.

(3) Автономная катушка Тесла (OLTC): когда мы удаляем зажигалку SGTC, заменяем ее на MOSFET или IGBT и используем диод параллельно полюсам D и S (если IGBT, C и E полюса ).Затем с помощью твердотельной схемы управляйте этим переключателем и управляйте им с помощью низкого напряжения, чтобы он стал устройством РПН. Его основным принципом по-прежнему являются LC-колебания, и он почти такой же, как SGTC. Разница в том, что прикуриватель заменен твердотельным переключателем и используется низковольтный привод. Поскольку он управляется низким напряжением и не может генерировать слишком большой ток, дуга РПН не такая впечатляющая, как дуга SGTC.

(4) Катушка Теслы на вакуумных лампах (VTTC): по мере того, как трубки постепенно выпадали из поля нашего зрения, группа энтузиастов использовала их для изготовления катушки Тесла на электронных лампах (VTTC).Сама лампа имеет такие преимущества, как хорошие характеристики на высоких частотах, поэтому эффект VTTC уникален. Однако нельзя отрицать, что сама трубка имеет недостатки, такие как высокая стоимость, малый срок службы, низкий КПД, сильное тепловыделение и легкость повреждения, поэтому VTTC не получил широкого распространения.

(5) Непрерывный двухрезонансный твердотельный Тесла: эксперименты показали, что катушки Теслы с непрерывной волной (CW) не длинные и не похожи на кластеры из-за мощности, воспроизводимой без ограничений по времени.

(6) Двойная резонансная катушка Теслы (DRSSTC): DRSSTC, по сути, представляет собой последовательный резонансный инвертор. По сравнению с SSTC первичная катушка имеет последовательный резонанс, в результате чего напряжение на индуктивности первичной катушки в Q раз превышает напряжение источника возбуждения. Кроме того, коэффициент резонансного импеданса Z (R) очень низок, поэтому первичный резонансный ток велик (резонансное напряжение, деленное на резонансное сопротивление, равно резонансному току). В это время мощность возбуждения, обеспечиваемая вторичной обмоткой, также будет большой, а SSTC не на порядок.По сравнению с SSTC, первичная катушка SSTC не может обеспечить достаточную мощность возбуждения для вторичной катушки, поэтому молния, создаваемая SSTC, менее эффектна, чем катушка Тесла с искровым разрядником того же уровня мощности.

Первичная катушка DRSSTC не только удовлетворяет условиям последовательного резонанса индуктивности и распределенной емкости вторичной катушки, но также может обеспечить достаточную мощность возбуждения для вторичной катушки, поэтому длина дуги DRSSTC будет очень большой. Его преимущества: по сравнению с SGTC, нет звукового и светового загрязнения с искровым разрядником, сильная управляемость, может воспроизводить музыку, высокая эффективность, долгий срок службы.

(7) Прерванный SSTC (ISSTC): при одинаковой выходной мощности дуги SSTC сгруппированы и, очевидно, не так эффектны, как SGTC. В это время вы можете добавить гаситель дуги, чтобы имитировать работу SGTC, дуга может быть длиннее, и вы можете использовать звуковой сигнал для гашения сигнала для воспроизведения музыки.

(8) Sidac-IGBT SGTC (SISGTC): группа схем, состоящая из трубки IGBT с триггерным диодом, заменяет традиционную работу искрового разрядника и позволяет устранить искровой шум.

1.4 Принцип работы катушки Теслы

 

Проще говоря, катушка Тесла представляет собой повышающее устройство, научное название которого — «высокочастотный резонансный трансформатор с распределенными параметрами». Он имеет двухкаскадную бустерную катушку, которая может повысить напряжение бытовой сети 220 В до десятков тысяч вольт или даже сотен тысяч вольт, а затем разрядить через разрядную клемму. Из-за высокого напряжения искры, возникающие при разряде, подобны маленьким разрядам молнии. С другой стороны, катушка Тесла содержит колебательный контур LC, поэтому переменный ток, генерируемый разрядным выводом, имеет очень высокую частоту.

Возьмем, к примеру, бытовую сеть переменного тока с частотой 50 Гц. Разрядный вывод катушки Тесла может достигать частоты от 100 кГц до 1,5 МГц, что в 2000–30 000 раз превышает частоту сети. Таким образом, катушки Тесла могут генерировать сверхвысокое напряжение, но слаботочный, высокочастотный переменный ток. Сначала блок питания промышленной частоты усиливается трансформатором с коэффициентом повышения более 2000, а затем после прохождения через выпрямительный мост заряжается конденсатор С1.

При превышении напряжением конденсатора порога искрового промежутка (SG) до определенной степени, искрового промежутка проникает в воздух и воспламеняется, формируется контур первичной обмотки трансформатора.Энергия колеблется между конденсатором C1 и первичной катушкой L1 и передается во вторичную катушку через муфту. Вторичная катушка также является катушкой индуктивности, которая может быть эквивалентна конденсатору между верхней крышкой C2 и землей, поэтому также будут возникать LC-колебания. Когда частота двухступенчатых колебаний резонирует с той же частотой, энергия первичной цепи будет перетекать во вторичную, а пиковое напряжение разрядного конца будет продолжать увеличиваться до разряда.

1.5 Формула расчета катушки Теслы

 

В процессе изготовления катушки Тесла, будь то мощная катушка Тесла или катушка Тесла стандартной мощности, инженерам необходимо точно рассчитать значения мощности, емкости, напряжение и ток по соответствующей формуле. Давайте представим формулу содержания этих катушек Теслы.

(1) Формула расчета длины цепи: в процессе изготовления катушки Тесла расчет длины цепи должен быть очень точным, что требует использования формулы расчета, то есть: L=1.6)/[6,2832*(Э/И)*Ж]. В этой формуле E — выходное напряжение трансформатора в вольтах, а I — выходной ток трансформатора в миллиамперах. Максимальная емкость массива конденсаторов равна C (в микрофарадах), а F — частота переменного тока (в герцах).

(4) Формула пика переменного тока: когда емкость слишком велика и переменный ток достигает пика, то есть когда sqrt (2) * V, напряжение конденсатора слишком низкое, а воздушный зазор зажигалки нельзя проникнуть, зажигалку нельзя запустить, и вся система не будет работать.


II Применение катушки Тесла

2.1 Применение катушки Тесла для получения энергии выход мощности, подаваемой катушкой. Другими словами, пока катушка сиденья выдает 100 000 лошадиных сил электричества, в пределах 35 миль от круга все приемные конденсаторы могут получать 100 000 лошадиных сил, даже если добавить дополнительные 10 000 или 1 миллион приемных конденсаторов, так что 10 000 один или один миллион приемных конденсаторов также может принимать 100 000 лошадиных сил в воздухе.

Поскольку он испускает токи высокого напряжения и высокой частоты, он может побуждать другие нейтроны в воздухе испускать те же самые электроны. В этом разница между катушками Теслы и обычными изобретениями в области свободной энергии. Например, пока город построил катушки Теслы в нескольких местах по азимуту, каждая часть всего города может наслаждаться жизнью с бесплатным электричеством.

К сожалению, эта свободная энергия, обнаруженная 100 лет назад, до сих пор несправедливо подавляется. Только небольшому количеству людей в разных странах разрешено делать это экспериментально.Его нельзя продвигать как один из основных способов электропитания.

2.2 Применение катушки Тесла в БПЛА (беспилотном летательном аппарате)

В соответствии с современной тенденцией развития дронов, будь то доставка посылок, фермы или заключенные, этот небольшой и гибкий летательный аппарат, кажется, способен в будущее. Однако не лишен он и недостатков, самым досадным из которых является проблема недостаточного времени автономной работы. Большинство дронов, представленных в настоящее время на рынке, не могут находиться в воздухе более 30 минут без подзарядки.После этого нужно заменить аккумулятор или подключить блок питания для зарядки.

На самом деле, идея беспроводной передачи электроэнергии возникла более века назад. В 1893 году Никола Тесла, один из сторонников промышленного применения энергии, продемонстрировал «трюк» с «освещением в соседней комнате» на выставке Columbus Memorial Expo, проходившей в том же году в Чикаго. Однако по сравнению с давно лелеемыми амбициями Теслы этот трюк с «лампочкой» кажется вообще не заслуживающим упоминания. Согласно его идеям, в будущем использование башен и воздушных шаров для «вещания» может передавать электричество во все части мира, и даже Тесла успешно подал заявку на инвестиции JP Morgan Chase для первого испытания.

К сожалению, как и предсказывало большинство физиков того времени, испытание Теслы на «беспроводную передачу энергии» закончилось неудачей. Хотя паранойя и любовная кузница Теслы в течение некоторого времени подвергались критике, нельзя отрицать, что некоторые надежные способы достижения передачи энергии на большие расстояния в настоящее время привлекают все больше и больше внимания.

Например, первая технология беспроводной зарядки Tesla была реализована на мобильных телефонах, и исследователи даже разрабатывают аналогичные кухонные приборы с беспроводным питанием, проекционные дисплеи и другое военное оборудование, сердечные насосы, электроэнцефалограмму и другое медицинское оборудование.По данным IHS, известного на рынке исследовательского института, продажи такого оборудования в настоящее время составляют около 500 миллионов долларов США в ближайшие 10 лет.

 2.3 Катушка Тесла и беспроводная передача

 

Когда речь заходит о технологии беспроводной зарядки, многие думают о знаменитой «катушке Тесла». Никола Тесла, которого считают создателем «тунгусского Большого взрыва», изобрел эту высокоэнергетическую конструкцию, которая могла производить искусственную молнию. Хотя он может позволить электричеству распространяться по воздуху, он немного отличается от того, что мы сейчас называем беспроводной зарядкой.Действительно похожая конструкция представляет собой индуктивную катушку. После подачи питания на одну группу катушек электромагнитное поле можно использовать для генерации тока в другой группе соседних катушек, что стало прототипом беспроводной зарядки. Хотя этой технологии уже сто лет, сложность популяризации технологии беспроводной зарядки по-прежнему очень высока, и даже самым большим бенефициаром на самом деле является зарядная зубная щетка, которая действительно делает людей несчастными.

Фактически, реальный барьер для технологии беспроводной зарядки заключается в высоких требованиях к индуктивной связи на коротких расстояниях.В результате долгое время она не могла быть по-настоящему популярной, даже если бы в отрасли появился стандартизированный стандарт Ци. Однако все движется в хорошем направлении. Объявлено о слиянии стандартов 4AWP и PMA. Стандартная линейка Qi также постепенно расширяется. Microsoft, Panasonic, Samsung, Sony, Toshiba… даже IKEA заявила, что выпустит новую серию мебели, поддерживающую стандарт Qi. Последний стандарт Qi может достигать расстояния зарядки 45 мм, что является небольшим прорывом.

Благодаря технологии беспроводной зарядки люди постепенно могут отказаться от вилки, которая как бы заменяет проводные сети Wi-Fi. И его показатели, такие как скорость зарядки, стабильность и безопасность, также будут медленно развиваться с течением времени. И помимо цифровых, мы можем увидеть этот вид технологий в большем количестве мест. На первой выставке CES ASIA в этом году мы увидели концепт-кар для гольфа от Volkswagen, который может въезжать прямо в определенную зону и заряжаться по беспроводной сети через магнитную катушку под ним. Если будущая индуктивная связь сможет преодолеть ограничения расстояния и точности, возможно, что все, что требует электричества, можно будет перезарядить в любое время.Например, если вы сидите в гостиной, а беспроводное зарядное устройство находится в кабинете, вы также можете выполнить зарядку на расстоянии одним щелчком мыши в мобильном приложении. Таким образом, вам не нужно беспокоиться об обнаружении того, что аккумулятор мобильного телефона достиг дна, когда вы входите в туалет, до тех пор, пока он не выключится автоматически. Теперь Starbucks также представила технологию беспроводной зарядки Qi в некоторых магазинах. Если дистанция нарушена, в дополнение к тем, что стоят на двери, будет группа динамо-машин.

Если сравнить ожидаемый эффект беспроводной зарядки в будущем с технологией Wi-Fi, то сегодняшний режим беспроводной зарядки даже не соответствует уровню Bluetooth. Но мы верим, что маленький прогресс со временем аккумулирует большой успех, и все это произойдет в ближайшем будущем.

2.4 Применение катушки Тесла в других аспектах

Катушки Тесла состоят из двух (иногда трех) связанных резонансных контуров. Поскольку катушки Теслы трудно определить, Никола Тесла испробовал большое количество различных конфигураций катушек.Тесла использует эти катушки для инновационных экспериментов, таких как электрическое освещение, флуоресцентная спектроскопия, рентгеновские лучи, явление высокочастотного переменного тока, электротерапия и беспроводная передача энергии.


III Как сделать катушку Тесла

Это видео в основном объясняет шаги по изготовлению катушки Тесла в домашних условиях

На самом деле, когда дело доходит до роли катушки Тесла, многие люди любителям техники в настоящее время очень нравятся катушки Теслы.Поскольку такие вещи можно изготовить самостоятельно, то есть, если у вас есть технические знания, то вполне возможно изготовить катушки Тесла самостоятельно. А поскольку катушка Теслы очень красива, она стала любимицей зрителей. Давайте научим всех, как сделать катушку Тесла.

а. Изготовление первичной катушки: Она намотана в цилиндр эмалированной проволокой диаметром 2 мм, похожей на расплющенную пружину, диаметром 7,5 см и семью витками. На этом шаге рекомендуется найти небольшой кусок пластиковой трубки диаметром 7.5 см, чтобы намотать его. Его легко наматывать, он относительно прочный, и между стропами по возможности нет места.

б. Изготовление вторичной катушки: использование эмалированной проволоки 0,25 мм для намотки трубы. Провода не могут пересекаться, и их нужно намотать 1000 раз. Старайтесь следить, чтобы между проводами не было зазора. Если есть возможность, можно использовать слой изолирующей краски. Для вторичных катушек мы должны следовать двум принципам: во-первых, провода не должны пересекаться; во-вторых, обмотки должны быть плотными.Поскольку поверхность эмалированного провода покрыта слоем лака, необходимо сначала просверлить небольшое отверстие на участке трубы, затем зафиксировать конец провода клеем, а затем приступить к намотке.

в. Соберите катушку: подключите один конец провода вторичной катушки к этому металлическому шарику. Этот шар называется наконечником разряда. Он образует конденсатор с землей, а затем прикрепляет шарик к концу трубки с помощью клея или пистолета для горячего клея. Вторичная обмотка закреплена на пластиковой пластине, первичная обмотка закреплена рядом со вторичной обмоткой, а другой конец провода вторичной обмотки заземлен.Таким образом, мы сначала закрепили первичную катушку клеем в середине пластины из оргстекла (при условии, что пластина из оргстекла была куплена), а затем закрепили вторичную катушку в середине первичной катушки. Затем снимите небольшой кусочек лака с одного конца эмалированного провода на вторичной обмотке, прикрепите его к шарику и зафиксируйте шарик.

д. Комбинированный конденсатор: нам нужны неполярные конденсаторы. Рекомендуется использовать конденсаторы MKPH или керамические конденсаторы. По данным этой катушки результат расчета таков, что 0.Необходим конденсатор 022 мкФ (можно настроить в соответствии с расстоянием между светилами). Выдерживаемое напряжение конденсатора зависит от напряжения источника питания, а корпус высокого напряжения может генерировать напряжение от 10 000 до 20 000 вольт, поэтому чем выше выдерживаемое напряжение конденсатора, тем лучше. Выдерживаемое напряжение последовательно включенного конденсатора равно сумме выдерживаемого напряжения каждого конденсатора, а обратное значение емкости равно сумме обратного значения емкости каждого конденсатора.Выдерживаемое напряжение параллельного конденсатора неизменно, а емкость равна сумме емкостей конденсаторов.

эл. Производство энергии: Высокое давление может быть создано за счет самовозбуждения одной трубки. Сначала мы используем транзистор 2N3055, а черная штука на картинке — это ядро ​​высоковольтного корпуса. Две катушки, намотанные на феррите, восемь раз и двадцать раз намотаны эмалированным проводом 1 мм сверху вниз, особенно направления обмоток должны быть одинаковыми.В то же время лучше установить радиатор для триода, потому что самовозбуждение одиночной лампы будет генерировать высокую температуру, и он не сожжет триод, если температура не слишком высока.

ф. Изготовление зажигалки: принцип SGTC заключается в том, чтобы сначала зарядить конденсатор. Когда напряжение конденсатора достигает определенного уровня, из зажигалки вылетает дуга, образуя цепь, затем цепь разряжается, а затем цикл возобновляется. Мы можем сделать зажигалки с чуть более толстой эмалированной проволокой.Как правило, зажигалки нельзя затачивать, и им нужна гладкая поверхность. Поэтому кожу на одном конце двух отрезков шероховатой эмалированной проволоки следует соскоблить, согнуть в две гладкие поверхности, а затем закрепить на пластиковой доске термоклеевым пистолетом, оставив посередине зазор 6-10 мм. .

г. Окончательная сборка: Как показано ниже:

 


Заключение

Что касается Теслы, то с ней также связан знаменитый Тунгусский взрыв.Многие предполагают, что это связано с экспериментом Теслы. Этот взрыв можно назвать беспрецедентным, а его взрывной эквивалент очень ужасен. Очевидно, что уровень взрывчатых веществ в то время не мог быть достигнут, а в это время как раз это был этап испытаний Теслы. Хотя об этом не было сказано прямо, многие люди все же говорили, что это было вызвано Теслой. По сравнению с этим видом небытия, мы должны обратить больше внимания на то, что чудесные катушки Тесла могут принести нам в будущем.


Вам также могут понравиться:

Технология беспроводной зарядки | Как работает дозированная беспроводная зарядка, применение и стандарты

Резонансная беспроводная передача энергии с магнитной связью (MCR-WPT) — высокоэффективная система передачи энергии

Особенности, тенденции развития и недостатки беспроводной передачи энергии

Как работают катушки Тесла | RealClearScience

Тесла на заднем плане изучает хвастовство.(Фото: Викимедиа)

Представьте себе человека-затворника, всю ночь мокрого от пота в темной лаборатории, освещенного только потрескивающими искрами, которые выпрыгивают из огромных машин и отбрасывают фиолетовое сияние на его лицо. Это Никола Тесла, архетип безумного ученого. Его изобретения наполняют мир вокруг нас; они играют важную роль в нашей современной электрической сети. Это тихие, надежные, незаметные машины.

Но, пожалуй, самым известным его изобретением является катушка Теслы (см. фото выше), приспособление, производящее красивые летящие дуги электрической энергии.Как эта штука работает?

Принципы работы катушки Теслы относительно просты. Просто имейте в виду, что электрический ток — это поток электронов, а разница в электрическом потенциале (напряжении) между двумя местами — это то, что толкает этот ток. Ток подобен воде, а напряжение подобно холму. Большое напряжение – это крутой холм, вниз по которому потечет поток электронов. Небольшое напряжение похоже на почти плоскую равнину, где почти нет течения воды.

Мощность катушки Тесла заключается в процессе, называемом электромагнитной индукцией , т.е.е., изменяющееся магнитное поле создает электрический потенциал, заставляющий течь ток. И наоборот, протекающий электрический ток создает магнитное поле. Когда электричество проходит через намотанную катушку провода, оно генерирует магнитное поле, которое заполняет область вокруг катушки по определенной схеме, показанной линиями ниже:

Фотография изменена из Лос-Аламосской национальной лаборатории.

Точно так же, если магнитное поле проходит через центр скрученного провода, в проводе возникает напряжение, которое вызывает протекание электрического тока.

Электрический потенциал («холм»), создаваемый в катушке провода магнитным полем, проходящим через ее центр, увеличивается с увеличением числа витков провода. Изменяющееся магнитное поле в катушке из 50 витков будет генерировать в десять раз больше напряжения, чем в катушке всего из пяти витков. (Однако меньший ток может фактически протекать через более высокий потенциал для сохранения энергии.)

Именно так работает обычный электрический трансформатор переменного тока, который можно найти в каждом доме. Постоянно колеблющийся электрический ток, поступающий из энергосистемы, наматывается через серию витков вокруг железного кольца для создания магнитного поля.Железо магнитопроницаемо, поэтому магнитное поле почти полностью содержится в железе. Кольцо направляет магнитное поле (обозначено зеленым ниже) вокруг и через центр противоположной катушки провода.

Фото: Wikimedia

Отношение катушек на одной стороне к другой определяет изменение напряжения. Чтобы перейти от 120 В напряжения бытовой сети к, скажем, 20 В для использования в адаптере питания ноутбука, на выходной стороне катушки будет в 6 раз меньше витков, чтобы снизить напряжение до одной шестой от исходного уровня.

Катушки Тесла

делают то же самое, но с гораздо более резким изменением напряжения. Во-первых, они используют предварительно изготовленный высоковольтный трансформатор с железным сердечником для перехода от тока стены 120 В к примерно 10 000 В. Провод с напряжением 10 000 вольт намотан на одну очень большую (первичную) катушку с несколькими витками. Вторичная катушка содержит тысячи витков тонкой проволоки. Это повышает напряжение от 100 000 до одного миллиона вольт. Этот потенциал настолько силен, что железный сердечник обычного трансформатора не может его удержать.Вместо этого между катушками находится только воздух, что можно увидеть на катушке Теслы ниже:

Большая (первичная) катушка с несколькими витками находится внизу. Вторичная обмотка с тысячами витков представляет собой вертикально стоящий цилиндр, отделенный от нижней катушки воздухом. (Фото: Викимедиа)

Для катушки Теслы требуется еще одна вещь: конденсатор для накопления заряда и воспламенения всего в одной огромной искре. Цепь катушки содержит конденсатор и небольшое отверстие, называемое искровым разрядником.Когда катушка включена, электричество протекает по цепи и наполняет конденсатор электронами, как аккумулятор. Этот заряд создает в цепи собственный электрический потенциал, который пытается перекрыть разрядник. Это может произойти только тогда, когда в конденсаторе накопился очень большой заряд.

В конце концов накопилось так много заряда, что он нарушает электрическую нейтральность воздуха в середине искрового промежутка. Цепь замыкается на долю секунды, и из конденсатора и катушек вырывается огромный ток.Это создает очень сильное магнитное поле в первичной катушке.

Вторичная проволочная катушка использует электромагнитную индукцию для преобразования этого магнитного поля в электрический потенциал настолько высокого уровня, что он может легко разорвать молекулы воздуха на своих концах и вытолкнуть их электроны в дикие дуги, производя огромные фиолетовые искры. Купол в верхней части устройства служит для того, чтобы вторичная катушка проводов более полно получала энергию от первой катушки. С помощью некоторых тщательных математических расчетов можно максимизировать количество передаваемой электрической энергии.

Летающие голубые стримеры электронов стекают с катушки по горячему воздуху в поисках проводящего места приземления. Они нагревают воздух и разбивают его на плазму светящихся ионных нитей, прежде чем рассеяться в воздухе или попасть в ближайший проводник.

Генерируется потрясающее световое шоу, а также громкий жужжащий и потрескивающий звук, который можно использовать для воспроизведения музыки. Электрическая театральность настолько ошеломляющая, что Тесла, как известно, использовал свое устройство, чтобы пугать и гипнотизировать посетителей своей лаборатории.

Тесла, возможно, не изобрел луч смерти или свободную бесконечную силу, но он разработал простую, но блестящую машину, чтобы продемонстрировать чистую силу и красоту электричества.

(PDF) Конструкция катушки Теслы для применения в электронной пушке

КОНСТРУКЦИЯ КАТУШКИ ТЕСЛА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКЕ

М. Паралиев, К. Гоф, С. Ивкович

Paul Scherrer Institute, Accelerator Division

5232 V

ξ электронная почта: [email protected]

Abstract

Текущий проект заключается в создании электронной пушки для рентгеновского

Лазера на свободных электронах (XFEL). Электронная пушка

будет использовать автоэлектронную эмиссию и экстремально ускоряющий градиент

для достижения очень низкого коэффициента излучения. Однако для длительного исследования катодных характеристик

необходимо стабильное импульсное напряжение в мегавольтном диапазоне. Первый этап проекта

заключается в разработке и испытании генератора импульсов на 500 кВ с использованием резонансного трансформатора с воздушным сердечником

(катушка Тесла).Приведены подробные

результаты моделирования с помощью Microwave Studio® и

PSpice® для различных геометрий катушек, факторов настройки и связи

, а также приведены оптимальные значения для данного приложения

. Кроме того, приведены экспериментальные результаты

для наиболее перспективных геометрий.

I. ВВЕДЕНИЕ

Требование поддерживать очень высокий градиент анод-катод

(0,2…1ГВ/м) говорило в пользу наличия как можно более короткого импульса высокого напряжения.Катодный поле

Аккуум Emissious I Отдается Fowler-Nordheim Law

, показано ниже:

- = F

CFACI

2/3

2

2

2

1Exp

Φ

, (1)

, где a — это излучающая область, f — локальная прочность на поля,

работа

Функция излучающего материала, 1

cand 2

константы ухода.

Уравнение (1) показывает, что излучаемый ток сильно

зависит от извлекающего поля. Чтобы сравнить

различных полевых излучателей, импульсный генератор должен иметь хорошую

стабильность и воспроизводимость.

Технология резонансного трансформатора с воздушным сердечником была выбрана

, потому что она быстрая (200 ≈ нс), стабильная, полностью линейная

и масштабируемая. В частотной области резонансные частоты

первичной и вторичной LC-цепей

разделяются с повышенной связью.Существует особый коэффициент связи

, а именно 0,6, когда одна резонансная частота

ровно в два раза больше другой. Этот случай уникален своей асимметричной формой волны напряжения

и способностью достигать максимального напряжения

за один цикл (рис. 3).

Этот конкретный случай резонансного трансформатора мы будем называть

критически связанным. В оставшейся части этой статьи мы

описываем наши результаты оптимизации параметров резонансного трансформатора с воздушным сердечником

.

II. РЕЗОНАНСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Электрическая схема резонансного импульсного трансформатора

без потерь представлена ​​на рисунке 1., где Sw — переключатель,

и s

L — первичная и вторичная индуктивности,

Can s

Уход первичная и вторичные емкости,

и

— коэффициент связи.

Для получения дифференциальных уравнений, описывающих

электрическое поведение цепи, была использована эквивалентная схема

, показанная на рисунке 2.используется.

Рисунок 1. Упрощенная схема резонансного импульсного трансформатора

Рисунок 2. Эквивалентная схема резонансного импульсного трансформатора

. Все значения относятся к первичной стороне.

где 1

ITO 5

ITO 5

IARE Токи в ветвях с показанными диаграммами показанных

, 1

UAND 2

UARE соответственно напряжения в

Первичная и вторичная сторона и 3

UIS напряжение на уровне

3

L, представляющий муфту.Все значения относятся

к первичной стороне. Значения компонентов эквивалентной схемы

следующие:

CCC == 21 , (2)

()

1

21 +== KLLL , (3)

Работа катушки Тесла

Тесла работа катушки

ЭКСПЛУАТАЦИЯ КАТУШКИ ТЕСЛА

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

Типичная принципиальная схема катушки Тесла показана ниже.

Катушка Теслы работает следующим образом:

  1. Первоначально искровой разрядник выглядит как разомкнутая цепь. Ток от источника питания высокого напряжения протекает через балластную катушку индуктивности и заряжает первичный накопительный конденсатор до высокого напряжения. Напряжение на конденсаторе неуклонно увеличивается со временем по мере накопления большего заряда на его диэлектрике.
  2. В конце концов напряжение на конденсаторе становится настолько высоким, что воздух в искровом промежутке не может удерживать сильное электрическое поле, и происходит пробой.Сопротивление воздуха в разряднике резко падает, и разрядник становится хорошим проводником. Теперь накопительный конденсатор подключен к первичной обмотке через искровой разрядник. Это формирует параллельный резонансный контур, и конденсатор разряжает свою энергию в первичную обмотку в виде затухающих высокочастотных колебаний. Собственная резонансная частота этой схемы определяется номиналами первичного конденсатора и первичной обмотки и обычно составляет несколько сотен килогерц.
  3. Во время затухающих первичных колебаний энергия проходит туда и обратно между первичным конденсатором и первичным индуктором. Энергия накапливается попеременно в виде напряжения на конденсаторе или тока в катушке индуктивности. Часть энергии от конденсатора также производит значительное количество тепла и света в искровом промежутке. Энергия, рассеиваемая в искровом промежутке, представляет собой энергию, которая теряется в первичной цепи бака, и именно эта потеря энергии вызывает относительно быстрое затухание первичных колебаний со временем.

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

    Это также напоминает мне форму первичной обмотки!


  4. Непосредственная близость первичной и вторичной обмоток вызывает магнитную связь между ними. Колебательный ток большой амплитуды, протекающий в первичной обмотке, вызывает индукцию аналогичного колебательного тока в соседней вторичной обмотке.

  5. Собственная емкость вторичной обмотки и емкость, образованная между тороидом и землей, приводят к созданию еще одного параллельного резонансного контура с вторичной индуктивностью. Его собственная резонансная частота определяется значениями вторичной индуктивности и паразитных емкостей. Резонансная частота первичного контура намеренно выбрана равной резонансной частоте вторичного контура, чтобы вторичный контур возбуждался колеблющимся магнитным полем первичного контура.
  6. Энергия постепенно передается из первичного резонансного контура во вторичный резонансный контур. В течение нескольких циклов амплитуда первичных колебаний уменьшается, а амплитуда вторичных колебаний увеличивается. Затухание первичного колебания называется «первичным звонком», а начало вторичного колебания называется «вторичным звонком». Когда вторичное напряжение становится достаточно высоким, тороид не может предотвратить пробой, и при разрушении окружающего воздуха образуются искры.
  7. «Первичный кольцевой переход» до первой основной метки

    «Вторичный звонок» до первого максимума


  8. В конечном итоге вся энергия была передана во вторичную систему, и в первичном контуре ее не осталось. Эта точка известна как «первая основная метка», потому что амплитуда основного колебания упала до нуля.Это первая метка, потому что процесс передачи энергии здесь обычно не останавливается. В идеальной системе искровой разрядник перестал бы проводить ток в этот момент, когда вся энергия улавливается во вторичной цепи. К сожалению, на практике это случается редко.

  9. Если искровой разрядник продолжает проводить ток после первой первичной метки, энергия начинает передаваться из вторичной цепи обратно в первичную цепь. Вторичное колебание затухает до нуля, а первичная амплитуда снова возрастает.Когда вся энергия передана обратно в первичную цепь, вторичная амплитуда падает до нуля. Эта точка известна как «Первая вторичная выемка», потому что в это время во вторичной обмотке не осталось энергии.
  10. Этот процесс передачи энергии может продолжаться несколько сотен микросекунд. Выплескивание энергии между первичным и вторичным резонансными контурами приводит к тому, что их амплитуды увеличиваются и уменьшаются со временем.В моменты, когда вся энергия находится во вторичной цепи, в первичной системе нет энергии и возникает «первичная метка». Когда вся энергия находится в первичной цепи, во вторичной цепи энергии нет, и возникает «вторичная выемка».
  11. В анимации напротив передний маятник представляет первичное напряжение, а задний маятник представляет вторичное напряжение. Обратите внимание, как изменяется амплитуда каждого маятника при передаче энергии от одного маятника к другому.Подобную механическую модель можно легко построить, и она обеспечивает хорошую аналогию с электрическим случаем. Это действительно работает!

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


  12. Каждый раз, когда энергия передается от одного резонансного контура к другому, часть энергии теряется либо в первичном искровом промежутке, либо из-за радиочастотного излучения, либо из-за образования искр во вторичном контуре. Это означает, что общий уровень энергии в системе катушки Теслы со временем снижается.Следовательно, и первичная, и вторичная амплитуды в конечном итоге уменьшатся до нуля.
  13. После нескольких передач энергии между первичной и вторичной обмотками энергия в первичной обмотке станет достаточно низкой, чтобы разрядник остыл. Теперь он перестанет проводить на первичной метке, когда ток минимален. В этот момент любая оставшаяся энергия задерживается во вторичной системе, потому что первичный резонансный контур эффективно «разрывается» из-за размыкания искрового промежутка.
  14. Энергия, оставшаяся во вторичной цепи, вызывает затухающие колебания, которые экспоненциально затухают из-за резистивных потерь и энергии, рассеиваемой во вторичных искрах.
  15. Вторичное срабатывание после отключения искрового разрядника

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

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

Но как Катушка Теслы производит такое большое вторичное напряжение?

Теперь немного математики

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

Ep = 0,5 Cp Vp

Если, например, первичный конденсатор имеет емкость 47 нФ и заряжен до 20 кВ, то запасенная энергия вычислено.

Ep = 0,5 x 47n x (20000) = 9,4 Дж

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

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

Вс = 9,4/(0,5 х 25п)

Vs = 867 кВ

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

Коэффициент усиления = sqrt (Cp / Cs)

Коэффициент усиления по напряжению также можно рассчитать через индуктивности

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

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

Следовательно: LpCp = LsCs

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

Коэффициент усиления = sqrt (Ls / Lp)

 

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

  1. Приведенные выше уравнения предполагают, что вся энергия от первичного конденсатора передается во вторичный конденсатор.На практике часть энергии теряется из-за сопротивления обмоток обеих катушек.

  2. Значительная часть начальной энергии теряется в виде света, тепла и звука в основном разряднике.

  3. Первичная и вторичная катушки действуют как антенны и излучают небольшое количество энергии в виде радиоволн.

  4. Образование короны или дуги от тороида к близлежащим заземленным объектам в конечном итоге ограничивает пиковое вторичное напряжение.

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

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

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

Больше теории работы

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

  Вернуться на главную страницу

Что такое катушка Тесла?

Катушка Теслы используется для создания фантастических дисплеи высокого напряжения с длительным искрением.Он принимает вывод из 120 В переменного тока на трансформатор в несколько киловольт и схему драйвера и повышает его до чрезвычайно высокого напряжения. Напряжения могут получить быть значительно выше 1 000 000 вольт и разряжаются в виде электрических дуг. Катушки Тесла уникальны тем, что они создают чрезвычайно мощные электрические поля. Большие катушки имеют Известно, что беспроводным способом зажигаются флуоресцентные лампы на расстоянии до 50 футов. далеко, и из-за того, что это электрическое поле, которое идет прямо на свет и не использует электроды, даже перегоревшие люминесцентные лампы будут светиться.Чтобы узнать больше о Тесле Катушки проверить ресурсы в наших ссылках страница. Программа

UCSC по работе с катушками Тесла использует систему катушек Тесла модели S-5, которая представляет собой высокоэффективную катушку Тесла, способную создавать электрические дуги длиной более 5 футов (1,5 метра). Модель S-5 уникальна тем, что ей требуется менее 2,4 кВт входной мощности при максимальной выходной мощности. Катушка Теслы, которая у нас есть, была построена студентом Калифорнийского университета в Южной Калифорнии, который начал собирать ее в возрасте 12 лет.

Как и в случае с большинством высоковольтного электрооборудования, меры предосторожности должны быть приняты для обеспечения безопасного использования этого устройства.Все пользователи этого аппарата должен быть знаком с высоковольтными электрическими безопасность. Обязательно прочитайте всю информацию о безопасности если вы планируете провести демонстрацию катушки Тесла в вашей школе. Эта информация предназначена для дополнения ваших собственных предварительных знаний. электробезопасности высокого напряжения и сама по себе не содержит всю информацию, необходимую для обеспечения безопасной работы.

Несмотря на устрашающий внешний вид дуг, испускаемых Моделью S-5, во многих отношениях они на самом деле представляют собой самую безопасную форму электричества, связанную с системой катушки Теслы.При правильном подключении основной выход катушек Теслы меньшего размера представляет небольшую опасность для здорового человека. Если дуга попадает прямо на кожу, она вызывает несколько болезненный шок, а также небольшой ожог, но представляет очень небольшой риск необратимой травмы. Есть ряд возможных демонстраций, которые проведут сотрудники UCSC.

Если у вас есть какие-либо вопросы по безопасности проблемы, планирование демонстрации или любые другие темы относительно катушки Тесла UCSC, пожалуйста, свяжитесь нас.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.