Главная » Тесла
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Небольшая катушка Тесла своими руками

Введение

В 1997 году я заинтересовался катушкой Тесла и решил построить свою. К сожалению, я потерял интерес к ней, прежде чем я смог её запустить. Через несколько лет я нашел свою старую катушку, немного пересчитал её и продолжил строительство. И снова я забросил ее. В 2007 году друг показал мне свою катушку, напомнив мне о моих незавершенных проектах. Я опять нашел свою старую катушку, пересчитал все и в этот раз завершил проект.

Схема катушки Тесла

Катушка Тесла - это резонансный трансформатор. В основном это LC схемы, настроенные на одну резонансную частоту.

Высоковольтный трансформатор используется для зарядки конденсатора.

Процесс заряда

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.

Процесс разряда

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.

Детали

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

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)2C]-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)2C]-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

Обмотка
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.

Схема сборки конденсаторов

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.

Сгоревшие конденсаторы

Разрядник

Трансформатор, разрядник и конденсаторы

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

Разряды в катушке Тесла

Разряды в катушке Тесла

Разряды в катушке Тесла

Разряды в катушке Тесла

Оригинал статьи

Теги:

Шпакунов А. Опубликована: 2011 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (44) | Я собрал (0) | Подписаться

0
стас #
А как соединяются первичная и вторичная обмотки?
Ответить
0
ден #
По воздуху
Ответить
0
писк #
В 220 подключается?
Ответить
0
Павел #
Как определить резонансную частоту первичной обмотки? Могу ли я использовать эту формулу L=магнитная постоянная*N^2*S/l для расчета индуктивности первичной обмотки?
Ответить
0
Bvz #
Нет, похоже нужно пользоваться формулой: Fr= 1/ 2Pi * sqrt(L*C)
Ответить
0
EJIEKTPuK #
А если поднести к разряднику руку, он не долбанёт током, а просто волосы на теле дыбом встанут?
Ответить
0
alexandrol #
Я бы не советовал. Может случится летальный исход. В этом контуре двигается не малый ток, иногда доходит до 1000 ампер.
Ответить
0
Григорий #
А ты проверял это на собственном опыте?
Ответить
-1
alexandrol #
Не мало собирал конструкции тесел разных видов, сейчас остановился на sstc
Ответить
0
Alonzo #
Насколько я понял там не ток большой, а напряжение. Ток должен быть очень маленький меньше 20 мА, то есть чем мизернее тем безопаснее. Если не знаете как работать правильно, то лучше не надо. Ощущения те же что и от статического разряда, но мягче.
Ответить
0
Феликс #
Я делал почти такую же схему только она предназначалась для другого. Однажды меня долбануло так, что у меня рука сама резко согнулась и я ее потом разогнуть минут 5 не мог.
Мне тогда было лет 13 (наверное) и прикосновение к тому проводу мне запомнилось надолго!
Ответить
0
Егор #
Как раз ток там и маленький, а напряжение большое.
Ответить
0
Никита Карцев #
alexandrol не важно какой ток главное частота!
Ответить
0
Тима #
Ожог того чем ты коснулся точно будет, если не будет тесного контакта и есть шанс получить расстройство ЦНС. Но если будешь пробовать - сними на камеру!
Ответить
0
Алексей #
Если подключить к 220, то будет слишком большой разряд тока.
Ответить
0
Андрей Корж #
Какое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора?
Ответить
0
Емельян Толстов #
А 12 вольт подойдёт напряжение?
Ответить
0
Феликс #
Я связкой из 3 9 вольтовых батарее пользовался!
Да подойдет 12 вольт.
Ответить
0
игорь #
Трансформатор от холодильника подойдет?
Ответить
0
alexandrol #
Нет, не подойдет, так как напряжение слабое. Надо хотя бы 2000 вольт. А вот трансформатор из микроволновки или NST другое дело.
Ответить
0
Артём #
А подойдёт на 6кВт/30мА?
Ответить
0
Игорь #
У меня CXT35055C 220v 50 Hz 300mA
Прикрепленный файл: Tesla_trans.png
Ответить
0
Игорь #
Какой должен быть объем конденсатора? Если на входе 12, а на выходе 160 Вольт?
Ответить
0
Рома #
Я для питания использвал самодельный трансформатор из 12v в 6000v
Ответить
0
alexandrol #
Рома, не подскажешь габариты на свой самодельный трансформатор для питания?
Ответить
0
Игорь #
Схемка есть ?
Ответить
0
Феликс #
Замыкаю трансформатор и связку 3 9 вольтах батареек, и прикасаюсь к проводу! Волосы дыбом, рука болит, спать не хочется дня два!
Ответить
0
Лунатик #
Я что-то нигде не смог найти как получать высокое напряжение напрямую прямо с генератора переменного тока с магнитным ротором? То есть как сделать высоковольтный статор у генератора переменного тока и получать молнию как можно длиннее. Кто-нибудь пробовал так делать?
Ответить
0
Алан #
А если поднести к нему лампочку, она загорится?
Ответить
0
alexandrol #
И не только, если ЛДС то будет гореть, лампа накаливания преобразуется в "плазменную лампу", в ней будет свечение плазмы (это свечение зависит от рода газа, который туда вкачали и давлению)
Ответить
0
алексей #
А какие конденсаторы посоветуете приобрести и в каком количестве, а также какие резисторы лучше купить к ним? Трансформатор у меня 6кВ
Ответить
-1
Валерий #
Сам собираюсь собрать небольшую установку, встал вопрос какие конденсаторы брать, сначала хотел к75-25, но у них рабочая частота 500 Гц, тогда как большинство трансформаторов для неона имеют выходную частоту 36кГц, или я что-то путаю. Что мне посоветуете?
Ответить
0
alexandrol #
Если у вас есть к75-25, то не стоит даже заморачиваться. Ставьте их в контур. Проверено практикой. Если же у вас их нет, но есть выбор между кви-3 или к15у1 то несомненно они лучше. А вот если вы собираетесь собрать небольшую установку, то можно поставить полипропилен(к78-2). Кстати, они дешевле , но это уже на худой конец.
Про трансформатор: частота здесь не имеет значение, можно мот поставить. Сама частота (резонансная) в контуре образуется, так что трансформатор нужен только для питания установки(для срабатывания разрядка). А так все. Не забудьте рассчитать резонатор и батарею конденсаторов (MMC).
Ответить
0
Вячеслав #
0.3 это диаметр проволоки?
Ответить
0
Мария #
Да
Ответить
0
Мария #
Вместо NST пойдет пара МОТов?
Ответить
0
alexandrol #
Безусловно, только не забудте заземлить их, а то межвитковая изоляция у Мотов слабая
Ответить
0
Антон Стефанов #
Вопрос: что будет если снять напряжение с гитарного усилителя на 20W прогнать через трансформатор 220В в 4кВ и от него катушку тесла запитать?
И какой зазор должен быть в разряднике тогда?
Ответить
0
Миша #
Какая ширина намотки первички?
Ответить
0
Игорь #
Высота первички какая?
Ответить
0
Ключевой файл #
Хорошо и подробно всё описано. Если сделать затухание катушки демпфированным, то можно получать с транса сверхмощности
Ответить
0
Андрей #
Вопрос: Как в первичном контуре увеличивается частота от 50 Гц до резонансной 452 кГц?
Ответить
0
Андрей #
Сколько использовалось конденсаторов? И что за медная трубка?
Ответить
0
Юрий #
Безопасно потом при работе данного трансформатора касаться стримеров?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Катушка Тесла
Катушка Тесла
Паяльник с регулировкой температуры Металлоискатель MD3010II
вверх