Самодельная катушка Тесла
Катушка Тесла своими руками
Трансформатор Тесла изобрел известный изобретатель, инженер, физик Никола Тесла. Устройство представляет собой высокочастотный резонансный трансформатор. В 1896 году, 22 сентября, Никола Тесла запатентовал свое изобретение как «Аппарат для генерации электрических токов высокой частоты и потенциала». С помощью этого устройства он пытался передавать электричество на большие расстояния без использования проводов. В 1891 году Никола Тесла продемонстрировал миру доказанный эксперимент по передаче энергии от одной катушки к другой. Его устройство вспыхивало молнией и заставляло светиться люминесцентные лампы в руках изумленных зрителей. Передавая электричество высокого напряжения и высокой частоты, ученый мечтал бесплатно обеспечить электричеством каждое здание, частный дом и другие объекты. Однако, к сожалению, из-за высокого энергопотребления и низкого КПД катушка Тесла так и не нашла широкого применения. Несмотря на это, радиолюбители из разных уголков мира собирают маленькие катушки Тесла для развлечения и экспериментов.
Катушки Tesla также используются для развлекательных мероприятий и шоу Tesla. В 1987 году советский радиотехник Владимир Ильич Бровин изобрел электромагнитный генератор, названный в его честь «Качер Бровин», который служил элементом электромагнитного компаса, работающим на одном транзисторе. Предлагаю вам лично собрать из подручных материалов рабочую модель катушки Тесла или Качера Бровина.
Список радиооборудования для установки катушки Тесла:
- Эмалированная проволока ПЭТВ-2 диаметром 0,2 мм. Кабель медный с ПВХ изоляцией, диаметр 2,2 мм. Трубка с силиконовым герметиком Текстолит фольга 200х110 мм Резистор 2,2 кОм, 500R Конденсатор 1мФ Светодиоды 3 В 2 шт. Радиатор 100x60x10 мм Регулятор напряжения L7812CV или KR142EN8B Вентилятор для ПК 12В Соединитель банан 2 шт. Медная труба диаметром 8 мм 130 см. Транзистор MJE13006, 13007, 13008, 13009 от советских КТ805, КТ819 и аналогичные
Катушка Тесла состоит из двух обмоток. Первичная обмотка L1 состоит из 2,5 витков медной ПВХ-проволоки диаметром 2,2 мм. Вторичная обмотка L2 содержит 350 витков в лакированной изоляции диаметром 0,2 мм.
Схема катушки Тесла или катушки Бравена на одиночном транзисторе
Каркас вторичной обмотки L2 представляет собой трубку с силиконовым герметиком. Удалите остатки герметика и отрежьте кусок трубы длиной 110 мм. На расстоянии 20 мм от низа и верха трубы намотайте 350 витков медной проволоки диаметром 0,2 мм. Провод можно извлечь из первичной обмотки любого старого компактного трансформатора 220В, например, от китайского радио. Катушка намотана однослойной катушкой на катушку максимально плотно. Концы проволоки следует ввести в каркас через предварительно просверленные отверстия. Для сохранности готовый змеевик следует несколько раз покрыть нитролаком. Вставляем в поршень заостренный металлический стержень, припаиваем к нему верхний конец катушки и фиксируем горячим клеем. Затем вставьте поршень в корпус катушки. Отрежьте резьбовое кольцо от носика, у вас получится гайка, с помощью которой можно легко закрепить катушку на текстолитовой пластине, накрутив получившуюся гайку на резьбу отвода трубы. Просверлите отверстие в нижней части рамки светодиода и в проводе второй катушки.
Я использовал в своей катушке транзистор MJE13009. Также подойдут транзисторы MJE13006, 13007, 13008, 13009 от советских КТ805, КТ819 и аналогичные. Убедитесь, что вы поставили транзистор на радиатор, он будет очень горячим во время работы, поэтому я предлагаю вам установить вентилятор и немного подкорректировать схему.
Потому что для питания катушки требуется более 12 вольт. Максимальная мощность, которую развивает катушка Тесла при напряжении питания 30 вольт. Поскольку вентилятор рассчитан на питание напряжением 12 В, в схему необходимо добавить регулятор напряжения L7812CV или советский аналог КР142ЕН8Б. Что ж, чтобы катушка выглядела более современной и привлекательной, мы добавляем несколько синих светодиодов. Один светодиод освещает катушку изнутри, а другой – снизу. Макет будет выглядеть так.
Схема катушки Тесла или катушки Бровина с освещением и охлаждением
Поместите все компоненты катушки Тесла на печатную плату. Если вы не хотите создавать печатную плату, просто поместите все компоненты катушки Тесла на кусок МДФ или гофрированного картона из бумажной коробки и соедините их вместе, используя метод крепления на петлях.
Печатная плата Tesla Coil или Browin kacher с подсветкой и охлаждением
Готовая печатная плата будет выглядеть так. Посередине припаян один светодиод, который освещает пространство под платой. Сделайте ножки из четырех глухих гаек, накрученных на саморезы.
Второй светодиод впаян под катушку, он будет светить изнутри.
Убедитесь, что вы покрыли транзистор и регулятор напряжения термопастой и поместили их на радиатор размером 100x60x10 мм. Изолируйте регулятор напряжения от радиатора с помощью теплоизоляционных прокладок и изолирующих прокладок.
Вставьте катушку в отверстие и затяните пластиковой гайкой сзади.
Первичная обмотка должна быть намотана в том же направлении, что и вторичная обмотка. Это означает, что если катушка L2 намотана по часовой стрелке, катушка L1 также должна быть намотана по часовой стрелке. Частота катушки L1 должна соответствовать частоте катушки L2. Для достижения резонанса катушку L1 нужно немного перенастроить. Изготовим каркас диаметром 80 мм. Намотаем 5 витков голого медного провода диаметром 2,2 мм. Припаяйте гибкий провод к нижнему выводу катушки L1, прикрутите гибкий провод к верхнему выводу, чтобы его можно было перемещать.
Включите питание и подключите к катушке неоновую лампу. Если он выключен, поменяйте местами провода катушки L1. Затем экспериментально подбираем вертикальное положение катушки L1 и количество витков. Перемещая провод, прикрученный к верхнему концу катушки вниз, мы добьемся максимального расстояния, на котором будет светиться неон, это будет оптимальный диапазон действия катушки Тесла. У вас должно получиться, как и у меня, 2,5 катушки. После экспериментов делаем катушку L1 из провода с ПВХ изоляцией и припаиваем на месте.
Результатом работы довольны… После включения питания появилась струя 15 мм, в руках начинает светиться неоновая лампочка.
Итак, на съемках саги «Звездные войны» … Вот он, секрет джедайского меча…
В автомобильной лампе появляется небольшая плазма, выходящая из нити накала в стеклянную колбу лампы.
Чтобы значительно увеличить мощность катушки Тесла, рекомендую сделать тороид из медной трубки диаметром 8 мм. Диаметр кольца 130 мм. В качестве торроида можно использовать измельченную в шарик алюминиевую фольгу, металлическую банку, компьютерный радиатор и другие ненужные, громоздкие предметы.
После монтажа торроида мощность катушки значительно увеличилась. Из медного провода рядом с торроидом выходит струя длиной 15 мм.
Катушка Тесла теперь может зажигать большие люминесцентные лампы на 220 вольт.
И даже светодиоды…
И это плазма, образующаяся в автомобильной лампочке, когда она находится рядом с тороидом.
Делать торроид или нет – решать вам. Все, что я сделал, это показал и рассказал, как я сделал катушку Тесла или Броуэна качера на одном транзисторе и что из этого получилось. Моя катушка вырабатывает ток высокого напряжения и высокой частоты в соответствии с законами физики. Большое спасибо Николе Тесла и Владимиру Ильичу Бровину за большой вклад в науку!
Дорогие друзья, желаю удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видео о том, как работает катушка Тесла!
Небольшая катушка Тесла своими руками
Введение
В 1997 году я заинтересовался катушкой Тесла и решил построить свою собственную. К сожалению, я потерял к ней интерес до того, как смог начать. Через несколько лет я нашел свою старую катушку, немного пересчитал ее и продолжил сборку. Я снова бросил ее. В 2007 году друг показал мне свою катушку, напомнившую о моих незавершенных проектах. Я снова нашел свою старую катушку, все пересчитал и на этот раз закончил проект.
Катушка Тесла – это резонансный трансформатор. По сути, это LC-контуры, настроенные на одну и ту же резонансную частоту.
Трансформатор высокого напряжения используется для зарядки конденсатора.
Когда конденсатор достигает необходимого уровня заряда, он разряжается до ограничителя и возникает искра. Первичная обмотка трансформатора закорачивается, и в трансформаторе начинают возникать колебания.
Поскольку емкость конденсатора постоянна, схема регулируется изменением сопротивления первичной обмотки путем изменения точки соединения с ней. При правильной настройке в верхней части вторичной обмотки появится очень высокое напряжение, вызывающее эффектные разряды в воздухе. В отличие от обычных трансформаторов соотношение количества витков между первичной и вторичной обмотками практически не влияет на напряжение.
Этапы строительства
Спроектировать и построить катушку Тесла довольно просто. Это кажется сложной задачей для новичка (мне тоже было сложно), но вы можете получить рабочую катушку, следуя инструкциям в этой статье и проделав некоторые расчеты. Конечно, если вам нужна очень прочная катушка, нет другого выхода, кроме как изучить теорию и провести много расчетов.
Вот основные шаги для начала:
Выбор блока питания. Трансформаторы, которые используются в неоновых лампах, вероятно, лучше всего подходят для новичков, поскольку они относительно дешевы. Я рекомендую трансформаторы с выходным напряжением не менее 4кВ. Реализация ограничителя. Это могут быть всего два винта на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга, но я рекомендую вам приложить немного больше усилий. Качество ограничителя сильно влияет на работу катушки. Расчет емкости конденсатора. Используя формулу ниже, рассчитайте резонансную емкость трансформатора. Емкость конденсатора должна быть примерно в 1,5 раза больше этого значения. Наверное, самое лучшее и эффективное решение – это установка конденсаторов. Если не хотите тратить деньги, можно попробовать изготовить конденсатор самостоятельно, но это может не сработать и его емкость определить сложно. Изготовление вторичной обмотки. Используйте 900-1000 витков эмалированного медного провода диаметром 0,3-0,6 мм. Обычно высота змеевика в 5 раз превышает его диаметр. Дренажная труба из ПВХ может быть не лучшим, но недорогим материалом для змеевика. К верхней части вторичной обмотки прикреплен полый металлический шарик, а его нижняя часть заземлена. Рекомендуется отдельное заземление, так как существует риск повреждения другого электрического оборудования при использовании общего заземления. Изготовление первичной обмотки. Первичная обмотка может быть сделана из толстого кабеля или еще лучше из медной трубки. Чем толще труба, тем меньше потери сопротивления. Трубки диаметром 6 мм более чем достаточно для большинства катушек. Помните, что толстые трубы гнуть гораздо сложнее, а медь при многократных изгибах сломается. В зависимости от размера вторичной обмотки достаточно от 5 до 15 витков с шагом от 3 до 5 мм. Подключите все компоненты, настройте катушку, и готово!
Перед тем, как приступить к созданию катушки Тесла, рекомендуется ознакомиться с правилами техники безопасности и работать с высокими напряжениями!
Также следует отметить, что схемы защиты трансформатора не заменялись. Они не использовались и пока проблем нет. Ключевое слово здесь – «пока».
Детали
Катушка в основном изготавливалась из имеющихся в наличии деталей.
Они были:
Неоновый трансформатор 4кВ 35мА.
Медный провод 0,3 мм.
Конденсаторы 0,33 мкФ 275 В.
Мне пришлось добавить водосточную трубу из ПВХ диаметром 75 мм и медную трубку диаметром 5 м и 6 мм.
Вторичная обмотка
Вторичная обмотка покрыта пластиковой изоляцией сверху и снизу для предотвращения повреждений.
Вторичная обмотка была первым элементом, который нужно было изготовить. Я намотал около 900 витков провода на водосточную трубу высотой около 37 см. Длина используемого троса составляла примерно 209 метров.
Индуктивность и емкость вторичной обмотки и металлического шара (или тороида) можно рассчитать по формулам, которые можно найти на других сайтах. На основании этих данных можно рассчитать резонансную частоту вторичной обмотки:
L = [(2πf) 2 C] -1
При использовании шара диаметром 14 см резонансная частота катушки составляет примерно 452 кГц.
Металлическая сфера или тороид
Первой попыткой было сделать металлический шар, обернув пластиковый шар фольгой. Я не получил достаточно гладкой фольги на шаре, поэтому решил сделать тороид. Я сделал небольшой тороид, намотав алюминиевую ленту на гофрированную трубку, свернутую в круг. Мне не удалось получить очень гладкий тороид, но он работает лучше, чем шар, из-за своей формы и большего размера. Снизу подкладывается фанерная доска для поддержки тороида.
Первичная обмотка
Первичная обмотка состоит из медных трубок диаметром 6 мм, намотанных по спирали вокруг повторителя. Внутренний диаметр намотки составляет 17 см, а внешний – 29 см. Первичная обмотка содержит 6 катушек с шагом 3 мм. Из-за большого расстояния между первичной обмоткой и вторичной обмоткой первичная обмотка и вторичная обмотка могут быть неплотно соединены.
Первичная обмотка вместе с конденсатором представляет собой LC-генератор. Требуемую индуктивность можно рассчитать по следующей формуле:
L = [(2πf) 2 C] -1
C – емкость конденсаторов, F – резонансная частота вторичной обмотки.
Однако эта формула и калькуляторы на ее основе дают только приблизительное значение. Правильный размер катушки нужно подбирать экспериментально, поэтому лучше сделать ее слишком большой, чем слишком маленькой. Моя катушка состоит из 6 витков и намотана на 4 витка.
Конденсаторы
Комплект из 24 конденсаторов с гасящим резистором 10 МОм на каждом
Так как у меня было большое количество маленьких конденсаторов, я решил собрать их в один большой. Стоимость конденсаторов можно рассчитать по следующей формуле:
С = I / (2πfU)
Емкость конденсатора для моего трансформатора – 27,8 нФ. Фактическое значение должно быть немного выше или ниже этого, поскольку вызванный резонансом скачок напряжения может повредить трансформатор и / или конденсаторы. Демпфирующие резисторы мало защищают от этого.
Моя конденсаторная батарея состоит из трех наборов по 24 конденсатора в каждом. Напряжение в каждом блоке составляет 6600 В, а общая емкость всех блоков составляет 41,3 нФ.
Каждый конденсатор имеет собственный гасящий резистор на 10 МОм. Это важно, потому что отдельные конденсаторы могут сохранять заряд очень долгое время после отключения питания. Как видно на рисунке ниже, номинальное напряжение конденсатора слишком низкое даже для трансформатора на 4 кВ. Для хорошей и безопасной работы оно должно быть не менее 8 или 12 кВ.
Разрядник
Моя остановка – всего два винта с металлическим шариком внутри.
Расстояние выбрано таким образом, чтобы ограничитель зажигал искру только тогда, когда он единственный подключен к трансформатору. Увеличение зазора теоретически может увеличить длину искры, но есть риск повредить трансформатор. В случае змеевика большего размера необходимо установить ограничитель с воздушным охлаждением.
Характеристики
Колебательный контур
Трансформатор НСТ 4кВ 35мА
Конденсатор 3 × 24 275VAC 0,33 мкФ
Стопор: два винта и металлический шарик
Первичная обмотка
Внутренний диаметр 17 см
Диаметр намоточной трубы 6 мм
Расстояние между витками 3 мм.
Длина основной трубы 5 м
Листья 6
Вторичная обмотка
Диаметр 7,5 см
Высота 37 см
Проволока 0,3 мм
Длина кабеля прибл. 209 кв. м.
Катушки: около 900
Загрузка...