Nikola Tesla är en legendarisk figur, och innebörden av några av hans uppfinningar är omtvistad än i dag. Vi ska inte gå in på mystik, utan snarare prata om hur man gör något spektakulärt enligt Teslas "recept". Det här är en Tesla-spole. Att se henne en gång kommer du aldrig att glömma denna otroliga och fantastiska syn!
Allmän information
Om vi pratar om den enklaste sådana transformatorn (spolen), så består den av två spolar som inte har en gemensam kärna. Det måste finnas minst ett dussin varv med tjock tråd på primärlindningen. Minst 1000 varv är redan lindade på sekundären. Observera att Tesla-spolen har ett transformationsförhållande som är 10-50 gånger större än förhållandet mellan antalet varv på den andra lindningen och den första.
Utspänningen från en sådan transformator kan överstiga flera miljoner volt. Det är denna omständighet som säkerställer uppkomsten av spektakulära urladdningar, vars längd kan nå flera meter på en gång.
När transformatorns funktioner var förstdemonstrerat för allmänheten?
I staden Colorado Springs brann en gång en generator vid ett lok alt kraftverk helt ut. Anledningen var att strömmen från den gick till att driva den primära lindningen av uppfinningen av Nikola Tesla. Under detta geniala experiment bevisade forskaren för samhället för första gången att förekomsten av en stående elektromagnetisk våg är en realitet. Om din dröm är en Tesla-spole är det svåraste att göra med dina egna händer primärlindningen.
Det är faktiskt inte så svårt att göra den själv, men det är mycket svårare att ge den färdiga produkten ett visuellt attraktivt utseende.
Enkel transformator
Först måste du någonstans hitta en källa med hög spänning och minst 1,5 kV. Det är dock bäst att omedelbart lita på 5 kV. Sedan fäster vi det hela på en lämplig kondensator. Om dess kapacitans är för stor kan du experimentera lite med diodbryggor. Efter det gör man det så kallade gnistgapet, för effektens skull hela Tesla-spolen skapas.
Gör det enkelt: ta ett par kablar och vrid dem sedan med eltejp så att de bara ändarna ser åt ena hållet. Vi justerar mycket noggrant gapet mellan dem så att nedbrytningen är vid en spänning som är något högre än den för strömkällan. Oroa dig inte, eftersom strömmen är AC, kommer toppspänningen alltid att vara något högre än vad som anges. Därefter kan hela strukturen kopplas till primärlindningen.
I det här fallet, för tillverkning av sekundären, kan du bara linda 150-200 varvvilken kartong som helst. Om du gör allt korrekt kommer du att få en bra urladdning, såväl som dess märkbara förgrening. Det är mycket viktigt att jorda utgången från den andra spolen.
Så här blev den enklaste Tesla-spolen. Alla som har minsta möjliga kunskap inom el kan göra det med sina egna händer.
Designa en mer "seriös" enhet
Allt det här är bra, men hur fungerar en transformator som inte skäms över att visa ens på någon utställning? Det är fullt möjligt att göra en mer kraftfull enhet, men detta kommer att kräva mycket mer arbete. Först varnar vi dig att för att kunna genomföra sådana experiment måste du ha mycket tillförlitliga ledningar, annars kan problem inte undvikas! Så vad bör man ta hänsyn till? Teslaspolar behöver, som vi sa, riktigt hög spänning.
Det måste vara minst 6 kV, annars kommer du inte att se vackra urladdningar, och inställningarna kommer hela tiden på avvägar. Dessutom bör tändstiftet endast vara tillverkat av solida kopparbitar, och för din egen säkerhet bör de fästas så hårt som möjligt i ett läge. Effekten av hela "hushållet" bör vara minst 60 watt, men det är bättre att ta 100 eller mer. Om detta värde är lägre kommer du definitivt inte att få en riktigt spektakulär Tesla-spole.
Mycket viktigt! Både kondensatorn och primärlindningen måste så småningom bilda en specifik oscillerande krets som går in i ett tillstånd av resonans med sekundärlindningen.
Var medveten om att lindningen kan ge resonansi flera olika intervall samtidigt. Experiment har visat att frekvensen är 200, 400, 800 eller 1200 kHz. Som regel beror allt på tillståndet och placeringen av den primära lindningen. Om du inte har en frekvensgenerator måste du experimentera med kondensatorns kapacitans, samt ändra antalet varv på lindningen.
Återigen påminner vi dig om att vi diskuterar en bifilär Tesla-spole (med två spolar). Så frågan om lindning bör tas på allvar, för annars kommer inget vettigt av idén.
Lite information om kondensatorer
Det är bättre att ta själva kondensatorn med en inte alltför enastående kapacitet (så att den hinner ackumulera en laddning i tid) eller använda en diodbrygga utformad för att likrikta växelström. Vi noterar genast att användningen av en bro är mer motiverad, eftersom kondensatorer med nästan vilken kapacitet som helst kan användas, men du måste ta ett speciellt motstånd för att ladda ur strukturen. Strömmen från honom slår väldigt (!) starkt.
Observera att Tesla-spolen på transistorn inte övervägs av oss. När allt kommer omkring kommer du helt enkelt inte att hitta transistorer med önskade egenskaper.
Viktigt
I allmänhet påminner vi dig ännu en gång: innan du monterar Tesla-spolen, kontrollera skicket på alla kablar i huset eller lägenheten, se till att det finns jordning av hög kvalitet! Detta kan tyckas vara en tråkig förmaning, men en sådan spänning är inte att spöka med!
Det är absolut nödvändigt att isolera lindningarna mycket tillförlitligt från varandra, annars kommer du att slå igenomgaranterat. På sekundärlindningen är det önskvärt att göra isolering mellan lagren av varv, eftersom varje mer eller mindre djup repa på tråden kommer att dekoreras med en liten men extremt farlig urladdningskorona. Sätt igång nu!
Komma igång
Som du kan se behöver du inte så många element för montering. Du behöver bara komma ihåg att för att enheten ska fungera korrekt måste du inte bara montera den korrekt, utan också konfigurera den korrekt! Men först till kvarn.
Transformatorer (MOT) kan demonteras från vilken gammal mikrovågsugn som helst. Detta är nästan en vanlig krafttransformator, men den har en viktig skillnad: dess kärna fungerar nästan alltid i mättnadsläge. En mycket kompakt och enkel enhet kan alltså mycket väl leverera upp till 1,5 kV. Tyvärr har de också specifika nackdelar.
Så, värdet på tomgångsströmmen är ungefär tre till fyra ampere, och uppvärmningen även i tomgång är mycket stor. I en genomsnittlig mikrovågsugn producerar MOT cirka 2–2,3 kV och strömstyrkan är cirka 500–850 mA.
Karakteristika för MOTs
Obs! Med dessa transformatorer börjar primärlindningen i botten, medan sekundärlindningen är placerad på toppen. Denna design ger bättre isolering för alla lindningar. Som regel finns det på "sekundären" en glödtråd som lindas från magnetronen (cirka 3,6 volt). Mellan två lager metall kan en uppmärksam hantverkare lägga märke till ett par av någon sorts metallbyglar. Dessa är magnetiska shuntar. Förvad behöver de?
Faktum är att de stänger om sig någon del av magnetfältet som primärlindningen skapar. Detta görs för att stabilisera fältet och själva strömmen på den andra lindningen. Om de inte är där, går hela lasten vid minsta kortslutning till "primären", och dess motstånd är mycket litet. Således skyddar dessa små delar transformatorn och dig, eftersom de förhindrar många obehagliga konsekvenser. Konstigt nog, är det fortfarande bättre att ta bort dem? Varför?
Kom ihåg att i en mikrovågsugn löses problemet med överhettning av denna viktiga enhet genom att installera kraftfulla fläktar. Om du har en transformator som inte har shuntar är dess effekt och värmeavledning mycket högre. För alla importerade mikrovågsugnar är de oftast ordentligt fyllda med epoxiharts. Så varför ska de tas bort? Faktum är att i det här fallet reduceras "neddragningen" av strömmen under belastning avsevärt, vilket är mycket viktigt för våra syften. Vad sägs om överhettning? Vi rekommenderar att du lägger ILO i transformatorolja.
Förresten, en platt Tesla-spole klarar sig i allmänhet utan en ferromagnetisk kärna och en transformator, men behöver en ännu högre spänningsmatning. På grund av detta avråds starkt från att uppleva något sådant här hemma.
Än en gång om säkerhet
Ett litet tillägg: spänningen på sekundärlindningen är sådan att en elektrisk stöt under dess haveri kommer att leda till garanterad död. Kom ihåg att Tesla-spolkretsen antar en strömstyrka på 500-850 A. Maxvärdet för detta värde, vilket fortfarande lämnar en chans föröverlevnad är lika med… 10 A. Så glöm inte de enklaste försiktighetsåtgärderna när du arbetar!
Var och hur mycket kan man köpa komponenter?
Ack, det finns några dåliga nyheter: för det första kostar en anständig ILO minst två tusen rubel. För det andra är det nästan omöjligt att hitta det på hyllorna även i specialiserade butiker. Det finns bara hopp för kollapsen och "loppmarknaderna", som kommer att behöva springa mycket på jakt efter det du letar efter.
Om möjligt, se till att använda MOT från den gamla sovjetiska Elektronika-mikrovågsugnen. Den är inte lika kompakt som importerade motsvarigheter, men den fungerar också i samma läge som en konventionell transformator. Dess industribeteckning är TV-11-3-220-50. Den har en effekt på cirka 1,5 kW, producerar cirka 2200 volt vid utgången och strömstyrkan är 800 mA. Kort sagt, parametrarna är mycket anständiga även för vår tid. Dessutom har den en extra 12V-lindning, perfekt som strömkälla för en fläkt som kyler Tesla-gnistan.
Vad ska jag mer använda?
Högkvalitativa keramiska kondensatorer med hög spänning i serierna K15U1, K15U2, TGK, KTK, K15-11, K15-14. Att hitta dem är svårt, så det är bättre att ha professionella elektriker som goda vänner. Hur är det med högpassfiltret? Du behöver två spolar som på ett tillförlitligt sätt kan filtrera bort höga frekvenser. Var och en av dem måste ha minst 140 varv av högkvalitativ koppartråd (lackerad).
Lite information om tändstiftet
Iskrovikdesignad för att excitera svängningar i kretsen. Om det inte är i kretsen kommer strömmen att gå, men resonansen kommer inte. Dessutom börjar strömförsörjningen "stansa" genom primärlindningen, vilket nästan garanterat leder till en kortslutning! Om tändstiftet inte är stängt kan högspänningskondensatorerna inte laddas. Så snart den stängs börjar svängningar i kretsen. Det är för att förhindra vissa problem som de använder en gasreglage. När gnistan sluter förhindrar induktorn strömläckage från strömförsörjningen, och först då, när kretsen är öppen, börjar accelererad laddning av kondensatorerna.
Enhetsfunktion
Slutligen kommer vi att säga några fler ord om själva Tesla-transformatorn: för primärlindningen är det osannolikt att du kommer att kunna hitta en koppartråd med önskad diameter, så det är lättare att använda kopparrör från kylutrustning. Antalet varv är från sju till nio. På den "sekundära" måste du linda minst 400 (upp till 800) varv. Det är omöjligt att bestämma den exakta mängden, så experiment måste göras. En utgång är ansluten till TOR (blixtsändare), och den andra är mycket (!) tillförlitligt jordad.
Vad ska man göra till sändaren? Använd en vanlig ventilationskorrugering för detta. Innan du gör en Tesla-spole, vars foto är här, var noga med att tänka på hur du designar den mer original. Nedan följer några tips.
Slutför…
Ack, men denna spektakulära enhet har ingen praktisk tillämpning än i dag. någon visarexperiment i institut, någon tjänar på detta, arrangerar parker av "mirakel av elektricitet". I Amerika byggde en mycket underbar vän för ett par år sedan helt en Tesla-spole … en julgran!
För att göra henne vackrare applicerade han olika ämnen på blixtstrålaren. Tänk på: borsyra gör trädet grönt, mangan gör trädet blått och litium gör det röd. Hittills har det rådit dispyter om det verkliga syftet med uppfinningen av en briljant vetenskapsman, men idag är det en vanlig attraktion.
Så här gör du en Tesla Coil.
