Трансформатор Тесла своими руками: поэтапная инструкция

Подписаться

Содержание:

Трансформатор Тесла демонстрирует очень красивые электрические заряды больших величин, поэтому его используют как декоративное украшение. Конструкция данного устройства не сложная, что позволяет изготовить его любительским способом. Но следует предупредить: во время работы нужно быть осторожным и придерживаться всех правил техники безопасности при работе с током и высоким напряжением.

Рис 1,2. Трансформатор Тесла

Принцип работы и основные компоненты трансформатора Тесла

Принципиальная схема (рис. 3) трансформатора Тесла состоит из 2-х обмоток:
- первичная (Lp);
- вторичная (Ls).

Рисунок 3. Принципиальная схема трансформатора Тесла

К первичной обмотке подсоединено переменное напряжение, вследствие чего создается магнитное поле. Это поле призвано передать энергию из первичной обмотки на вторичную. Вторичная обмотка совместно с собственной паразитной емкостью (Cs) создают колебательный контур, который должен накопить полученную энергию. Некоторое время вся энергия хранится в колебательном контуре в виде напряжения. Отсюда вывод: чем больше энергии поступит в контур, тем больше получим напряжение.

Основные компоненты трансформатора Тесла

Видов катушек трансформатора Тесла есть несколько, но все они имеют общее черты (рис 4.).

Рисунок 4

Тороид предназначен для выполнения трех функций. Первая – уменьшать резонансную частоту. Вторая – накоплять энергию перед получением стримера. При этом надо учитывать то, что чем больше размер тороида, тем и количество накапливаемой в нем энергии больше. И в тот момент, когда происходит пробивание воздуха, тороид направляет заряд в стример, таким способом увеличивая его. С целью получения выгоды из этого свойства в теслах, которые имеют непрерывную накачку энергии, применяют прерыватель.

Третья функция сводится к образованию электростатического поля, которое должно отталкивать стример от вторичной обмотки трансформатора. В некоторой мере эту функцию осуществляет и вторичная обмотка, но тороид эффективно содействует ей. Именно благодаря тому, что стример обладает свойством электростатического отталкивания, он не бьет по самому краткому расстоянию во вторичную обмотку.

Основной деталью рассматриваемого устройства является вторичная обмотка (сокращенно – вторичка). Типичное отношение между длиной обмотки и ее диаметром намотки составляет 4:1 – 5:1. Защитное кольцо служит для защиты выхода электроники из строя, если стример попадет в первичную обмотку. Эта деталь представляет собой виток медного провода, большего диаметра от провода первички. Кольцо устанавливается на тесле в том случае, когда длина стримера превышает длину вторички.

Защитное кольцо должно быть заземлено отдельным проводом на общее заземление. Первичная обмотка должна иметь максимально маленькое сопротивление, чтобы по ней можно было передать большой ток. По отношению к вторичной обмотке первичку устанавливают с таким расчетом, чтобы обеспечивался требуемый коэффициент связи. Точку подключения к первичке нужно делать подвижной, чтобы по мере ее перемещения менялась резонансная частота первичного контура.

Первичные обмотки могут быть цилиндрические, плоские, конические (рис. 5).

Рисунок 5

Заземление – также важная деталь трансформатора Теслы. Стримеры ударяют в землю и замыкают ток (синий цвет на рис.6).

Рисунок 6

Поэтому, если заземление ненадежное, то стримерам некуда деться и они станут бить в трансформатор, то есть, произойдет замыкание своего тока, вместо того, чтобы делать извержение в воздух.

Принцип работы

Функционирует трансформатор Тесла следующим образом. Высоковольтный трансформатор Т1 (рис. 7) через дроссель L1 заряжает конденсатор Ср. При этом, чем меньшая индуктивность дросселя, тем заряд происходит быстрее.

Рисунок 7

Через некоторое время напряжение на конденсаторе увеличивается до такого показателя, что становится причиной пробоя разрядника. Дуга в разряднике является отличным проводником, а, поэтому, конденсатор Ср и катушка Lp соединяются и образуют параллельный колебательный контур. (При разрыве дуги колебательный контур исчезает). За счет энергии, которая находилась конденсаторе, в данном контуре образовываются колебания (рис. 8).

Рисунок 8

Во время таких колебаний, между конденсатором и катушкой происходит обмен энергией, часть которой исчезает в виде теплового излучения в обмотке Lp, а часть проявляется свето-шумовыми эффектами в разряднике.

Показатели индуктивности Ls и емкости Cs (Cs – это суммарность емкости, которую имеет вторичная обмотка и тороида) способствуют созданию еще одного параллельного колебательного контура, который называют вторичным. Номиналы всех компонентов подбираются таким образом, чтобы резонансная частота первичного и вторичного контуров были одинаковыми.

Процесс происходит так, что первичный контур передает энергию во вторичный, и, со временем, она вся будет там. Этот момент называют "узел энергии первичной обмотки". Показатели амплитуды колебаний тока и напряжения первичной обмотки в происходящий момент будут нулевыми. Но обмен энергии на этом не заканчивается.

Когда дуга исчезнет, остатки энергии окажутся "запертыми" во вторичном контуре и постепенно рассеются. Конденсатор Cp войдет в режим зарядки через дроссель L1.

Дальше все будет повторяться. Чем сильнее связь между контурами (чем меньше расстояние от одной катушки к другой), тем с большей скоростью обмениваются энергией. Коэффициент связи ниже 0,05 будет причиной рассеивания всей энергии в первичном контуре. Большой коэффициент связи потребует смонтировать первичку и вторичку обмотки рядом. По этом причине между ними будут образовываться стримеры.

Некоторые практические советы

Из нижеизложенных советов можно ознакомиться, как изготовить трансформатор средних размеров своими руками.

1. Для вторичной обмотки возьмем отрезок трубы диметром 1,5 дюйма (чем длиннее, тем лучше). Девяносто метров медного эмалированного провода диаметром 0,5 миллиметров. Резьбовой ПВХ фитинг 1,5 дюйма.

Рисунок 9

2. Металлический маскирующий фланец для трубы 1,5 дюйма с резьбой.

Рисунок 10

3. Эмалевая краска-аэрозоль.

4. Гладкий, круглой формы металлический объект для терминала.

5. Для основания потребуется: - заготовки из древесины разного размера; - длинные болты, гайки, шайбы

Рисунок 11

6. Для вторичной обмотки нужно около 3-х метров тонкой медной трубки.

Рисунок 12

7. Для конденсаторов можно взять:
- 6 небольших стеклянных бутылочек;
- столовую соль;
- масло (рапсовое или минеральное (вазелиновое);
- алюминиевая фольга.

8. В качестве высоковольтного источника питания можно взять такой, который обеспечивает 9 кВ при 30 мА (например, трансформатор применяемый в неоновых рекламных вывесках).

Последовательность сборки

1. Наматываем вторичную обмотку, закрепив конец провода в предварительно сделанной канавке в верхней части трубы. Наматывать следует так, чтобы проволока не перерывала витки, а между ними не было пространства.

2. Катушку нужно фиксировать кольцом малярного скотча через 20 витков, чтобы не допустить случайного разматывания обмотки.

Рисунок 13

3. Плотно обернуть обмотку в верхней и нижней части скотчем, закрепить ее и нанести 2-3 слоя краски из аэрозольного баллончика.

Рисунок 14

4. Для намотки катушек можно изготовить специальное приспособление, которое состоит из двигателя поворотного столика микроволновой печки (3 об/мин) и шарикового подшипника.

Рисунок 15

5. Чтобы выпрямлять и направлять проволоку рекомендуется применять небольшой деревянный брусок, на котором есть борозда.

Рисунок 16

6. Подготовить основание и выполнить первичную обмотку. Установив металлический фланец точно по центру доски для нижнего основания, просверлить отверстие для болтов непосредственно сквозь отверстия, имеющиеся на фланце. Надежно закрепить фланец болтами, вставляя их снизу вверх.

Рисунок 17

7. Гайками закрепить основание первичной обмотки.

Рисунок 18

8. Из медной трубки сделать спираль. Потом ее равномерно растянуть, чтобы получился перевернутый конус. Используя хомут, конус крепим к опорам на основании.

Рисунок 19

9. Изготовить разрядник. В нашем случае он представляет собой два болта, помещенных в открытую деревянную коробочку. Болты должны двигаться для выполнения настройки.

10. Изготовить конденсаторы. Сделать их можно, используя соленую воду, масло и алюминиевую фольгу. Обертываем 6 бутылочек фольгой и заполняем их водой. Соль взять можно приблизительно 0,360 грамм на 1 литр, главное, чтобы во всех бутылочках было одинаковое количество соляного раствора одинаковой консистенции. Пробить отверстия в крышках, вставить в них провода. Получилось 6 конденсаторов. Для удобства их можно поместить в металлический ящичек.

Рисунок 20

11. Соединить все провода как на схеме. Вторичную обмотку заземлить отдельно от всего, чтобы предотвратить повреждение бытовых приборов. 
Количество витков в обмотках составило:
- в первичной 6,5 витков;
- во вторичной 599 витков.

Рисунок 21

Испытание прибора

Первое испытание следует сделать вне пределов помещения. Повернуть выключатель, вследствие чего должно появиться световое шоу из разрядов. Трансформатор, который использован в данном устройстве, дает искры длиной 15 см.

Рисунок 22

Детальнее о сборке трансформатора своими руками смотрите видео:

ВложениеРазмер
Picture1.jpg19.35 КБ
Picture2.jpg19.46 КБ
Picture3.png15.12 КБ
Picture4.png120.66 КБ
Picture5.png31.42 КБ
Picture6.png26.55 КБ
Picture7.png28.23 КБ
Picture8.png28.53 КБ
9.jpg59.78 КБ
10.jpg30.57 КБ
11.jpg24.48 КБ
12.jpg27.75 КБ
13.jpg6.33 КБ
14.jpg16.83 КБ
15.jpg31.85 КБ
16.jpg10.64 КБ
17.jpg19.83 КБ
18.jpg29.62 КБ
19.jpg19.07 КБ
20.jpg25.98 КБ
21.png7.99 КБ
22.jpg14.76 КБ

viagra prix viagra

+
2
-
24 Ноября 2014, 16:07