Сверхминиатюрная SGTC

В продолжение темы портативных генераторов высокого напряжения, хотел бы представить вашему вниманию новое самодельное устройство, которым вполне можно удивить родных, друзей и т. д.

Вступление

SGTC (искровой трансформатор Тесла) – это самый первый тип популярных сегодня катушек Тесла. Он был разработан ещё самим Николой Тесла и запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала». В этой статье я приведу, по возможности, подробную инструкцию по изготовлению миниатюрного устройства, работающего по этому принципу.

Система будет разделена на низковольтную и высоковольтную части.

Первая часть

Низковольтная часть представляет собой ни что иное, как блокинг-генератор и умножитель (в данном случае удвоитель) напряжения. Эта схема широко распространена среди радиолюбителей, но я всё-же приведу её.

Список деталей для низковольтного преобразователя:

* Если ссылка на трансформатор уже неактивна, то найти аналогичный можно по запросу «Высоковольтный генератор» или «Высоковольтный модуль».

** На транзисторе, который был в комплекте с трансформатором, не было никаких опознавательных знаков. В аналогичном наборе для сборки высоковольтного преобразователя использовался транзистор указанного типа.

Электрическая схема блока питания (низковольтной части):

Как указано на схеме, катушка Тесла будет питаться от 1-го гальванического элемента типа ААА («мизинчиковая» батарейка). Разумеется, такие батарейки не выдержат длительной работы в данной схеме, поэтому отсек можно заменить простым разъёмом для подключения блока питания или отсеком для более ёмкой батарейки, не забывая при этом, что схема рассчитана на 1.5 вольта. Если запускать устройство на 15-20 секунд, то батарейки хватит надолго. Собственно, это всё что можно сказать о низковольтной части, собрать её сможет любой радиолюбитель.

Вторая часть

Высоковольтная часть будет несколько сложнее, чем низковольтная. По сути, она представляет из себя типовую схему искрового трансформатора Тесла. MMC (Multiple Micro Capacitors - сборка из нескольких конденсаторов, суммарно дающая требуемую ёмкость и выдерживающая заданное напряжение), Spark Gap (искровой промежуток, разрядник), первичка и цилиндрическая вторичка, намотанная на отрезке водопроводной трубы, – всё то же, что и в аналогичных SGTC, только в несколько раз меньше. Для начала приведу таблицу деталей для второй части.

* Должен сразу предупредить, что использовать металлопластиковые трубы нельзя. Нужен исключительно пластик. Также следует выбирать трубы с наименьшей толщиной стенок, так как в толстых стенках потери выше, что негативно сказывается на работе катушки Тесла (проверено на собственном опыте).

** Если ссылка на товар уже неактивна, аналогичные сферы можно найти по запросам «шар 38 мм диаметр» или «диаметр 38 мм полый шар из нержавеющей стали».

*** Вместо самодельного разрядника можно использовать готовый, подобный тому, который изображён на соответствующей картинке. Напряжение: от 3 до 5 кВ. Брать меньше нет смысла: энергия разрядов будет слишком мала, а если взять больше, то появляется риск пробоя конденсаторов MMC.

Всё, что нужно для сборки катушки Тесла

Стоит отметить, что первичную и вторичную обмотку следует мотать строго в одну сторону, при этом безопасной считают правую намотку (против часовой стрелки). Высота вторички - 6 см. Кроме того, для безопасности, можно параллельно каждому конденсатору в батарее припаять резистор на 1-1.5 МОм (номинал требуется подбирать), чтобы снимать остаточный заряд и не принять однажды его на себя. Я этого делать не стал, поэтому каждый раз после включения аппарата приходится аккуратно разряжать каждый конденсатор куском провода.

Схема высоковольтной части:

Сама по себе схема простая, но именно в ней потребуется максимальная точность (при настройке разрядника и размещении компонентов на печатной плате) и терпение (при намотке вторичной обмотки). Могу добавить, что использовать сферу здесь необязательно, однако, она заметно увеличивает разряд. Если вы всё же решили её использовать, то дам вам совет: не нужно её припаивать, приклеивать и каким-либо ещё образом крепить ко вторичной обмотке. Достаточно просто положить её сверху так, чтобы она касалась терминала (верхнего конца провода вторички). Саму же вторичку можно покрыть изоляционным лаком и приклеить к печатной плате секундным клеем, для чего лучше всего подходит клей на основе цианакрилата (например, Момент).

Собираем всё воедино

Для этой конструкции я настоятельно рекомендую изготовить печатную плату, при этом нужно соблюдать достаточные расстояния между дорожками и выводами компонентов, чтобы избежать пробоев. Затем желательно покрыть всё устройство изоляционным лаком (например, Цапоном), особенно нижнюю часть платы (ту, где располагаются дорожки), так как там вполне могут происходить стекания зарядов и, что самое опасное, поверхностный пробой. Размеры моей платы: 5.5x8.5 см. Для рисования дорожек использовался перманентный маркер, его можно купить в магазинах радиоэлектроники или хозяйственных товаров.

Печатная плата

Для травления использовался хлорид железа 3 (хлорное железо). Его также можно купить в магазинах радиоэлектроники.

Травление печатной платы

Устройство в собранном виде без сферы

Со сферой

Результат

Описание лучше начать с фотографий:

Искровой разряд в палец

Ещё один

Стример

Ещё одна искра. Из-за настроек камеры, разрядник на фото сверкает очень эффектно

Если приглядеться, то можно заметить, что сверху танцует маленький самостоятельный стример. В реальности он гораздо ярче.

В результате проделанной работы получаем полноценную искровую катушку Тесла, с которой можно провести все те же опыты, что и с другими катушками подобного типа. Предложенное устройство имеет такие же свойства, что и его более крупные аналоги. Если посмотреть на разряд в темноте, то можно отчётливо видеть то, что он по форме очень напоминает настоящие молнии. Это одно из свойств, которые выделяют этот тип катушек среди остальных. Кроме того, рядом с катушкой будут светиться различные газоразрядные лампы. Самое главное, в этой конструкции удалось совместить столь опасный тип SGTC и, как ни странно, портативность и полную безвредность для человека.

Собственно, теперь я рассказал всё об этом аппарате. Всем всего хорошего и будьте осторожны с высоким напряжением!

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Высокое напряжение
• Катушка Тесла
• Трансформатор