Катушка Тесла своими руками – схема и расчет простого электрического украшения своими руками
В нашем мире постоянно происходят удивительные вещи. Вот и великий изобретатель Никола Тесла в свое время изобрел чудо техники – катушку Тесла. Это трансформатор, позволяющий повысить выходное напряжение и частоту электрического тока во много раз. В простонародье это устройство называют катушкой Тесла.
Сегодня большое количество техники использует принцип работы изобретения великого физика прошлых лет. Однако с того времени технологии усовершенствовались, поэтому появились более современные виды трансформаторов, однако их также называют катушками Тесла.
Краткое содержимое статьи:
Виды катушек Тесла
- Собственно, катушка самого Теслы (в составе использовался разрядник);
- Трансформатор на радиолампе;
- Катушка на транзисторах;
- Катушки резонанса (две штуки).
Все катушки имеют схожий принцип работы, различаются только сложность их сборки и используемая электроника.
Рассматривая фото самодельных катушек Тесла, поневоле захочешь точно такую же себе домой. Ведь их работа настолько красивое зрелище, что невозможно оторвать глаз.
Однако многие опасаются браться за изготовление такого прибора, оправдывая это тем, что на работу уйдет много времени и сил, да и еще все это опасно для жизни.
Но заверяем вас, схема обычной катушки Тесла довольно проста. А потому приглашаем вам самостоятельно собрать это необычное устройство.
Пошаговая сборка катушки Тесла самостоятельно
Итак, высший пилотаж нам демонстрировать не нужно, поэтому будем делать самую простую катушку, использующую в своей сборке транзистор. Она наиболее щадящая по затратам времени и денег, а потому идеально нам подходит.
Строение катушки Тесла
- Первичная катушка (первичный контур);
- Вторичная катушка (вторичный контур);
- Источник питания;
- Заземление;
- Кольцо защиты.
Это основные элементы трансформаторов. Нужно отметить, что в различных видах катушек могут встречаться и другие составляющие.
Принцип работы устройства
Источник питания подает на первичный контур нужное напряжение. После чего контур производит высокочастотные колебания, которые, в свою очередь, вынуждают вторичный контур создать свои колебания, идущие с первыми в резонансе. Благодаря этому, во второй катушке возникает ток с большим напряжением и частотой, который и образует столь ожидаемый эффект – стример. Теперь нужно собрать все элементы в одну кучу.
Необходимые материалы
- В роли источника возьмем автомобильный аккумулятор (или любой другой источник постоянного напряжения 12-19 В);
- Медный провод (желательно в эмали) диаметром от 0,1 до 0,3 мм. и длинной около 200 метров;
- Еще один медный провод диаметром 1 мм;
- Два каркаса (диэлектрика). Один (для вторичного контура) диаметром от 4 до 7 см. и длинной 15-30 см. Другой (для первичного контура) должен быть на несколько сантиметров больше в диаметре и короче в длине;
- Транзистор D13007 (можно использовать другие, идентичные ему);
- Плата;
- Немного резисторов на 5 – 75 кОм, мощностью 0,25 Вт.
Сборка катушки Тесла самостоятельно дома
Вот мы плавно и подошли к сборке самой установки. Сначала создадим вторичный контур. Плотно без перехлестов наматываем тонкую проволоку диаметром 0,15 мм на длинный каркас. Нужно сделать не менее 1000 витков (но и сильно много не надо). После этого покрываем катушку лаком в несколько слоев (можно использовать и другие материалы), чтобы проволока не повредилась в дальнейшем.
Теперь о терминале. Он позволяет контролировать стриммеры, однако при небольших мощностях в нем нет необходимости, вместо этого можно просто вывести конец катушки вверх на несколько сантиметров.
Для другой катушки наматываем на оставшийся каркас толстую проволоку. Всего надо сделать 10 витков. Вторичный контур должен находиться внутри первичного.
Теперь устанавливаем все так, чтобы конструкция не свалилась и первичный и вторичный контуры не столкнулись вместе (именно для этого и нужен каркас). В идеале расстояние между ними должно быть в районе 1 см.
После соединяем все воедино. К плюсу источника питания подсоединяем первичный контур и один резистор, к которому последовательно подключаем другой резистор. К концу второго резистора подключаем вторичный контур и транзистор. Другой конец первичного контура подключаем ко второму контакту транзистора. А третий контакт транзистора подключаем к минусу источника питания.
При подключении важно не перепутать контакты транзистора. Также к нему нужно прикрутить радиатор или другое охлаждение. Все готово, можно пробовать устройство на деле. Однако не стоит забывать о безопасности. Ничего не трогать, только в диэлектрике!
Проверить работоспособность установки можно по наличию стримера или, если такового нет, можно поднести лампочку к катушке, и если она загорится, то все в порядке.
Источник
SSTC катушка Тесла своими руками
Приветствую, радиолюбители-самоделки, а также все любители высоких напряжений!
Обычно при упоминании словосочетания «катушка Тесла» люди сразу же представляют себе огромные столбы с человеческий рост с металлическими шарами наверху, из которых с сильнейшим грохотом бьют невиданных размеров молнии. Такие конструкции представляются чем-то невероятно сложным, дорогим в изготовлении, требующим для создания немалого опыта и многих лет работы — по сути, всё именно так, построить полномасштабную катушку Тесла с человеческий рост достаточно трудоёмко, особенно в домашних условиях, кроме того, компоненты потребуют значительных финансовых вложений. Тем не менее, многие энтузиасты по всему миру строят подобные конструкции, которые позже демонстрируют на различных шоу, концертах — ведь большие катушки очень часто умеют ещё и петь, за счёт аудиомодуляции. Помимо полномасштабных катушек, конструкции которых очень часто оказываются уникальными и трудноповторимыми в сборке и настройке, в сети представлено большое множество транзисторных катушек Тесла, выполненных в меньшем масштабе — с высотой вторичной обмотки до 1 метра. Такие конструкции представляют большой интерес многих радиолюбителей, так как не требуют для построения слишком больших финансов, состоят из доступных и распространённых деталей, к тому же их сборка и настройка достаточно проста, хоть и требует наличия определённых навыков, в том числе работы с высоковольтными устройствами. Эти факторы обеспечили популярность транзисторных катушек Тесла — их можно обнаружить в интернете по аббревиатуре SSTC. Существуют также другие типы подобных устройств, например, ламповые, они обозначены уже другой аббревиатурой. Особую популярность получили именно полумостовые транзисторные схемы — их силовая часть состоит всего из двух транзисторов, обеспечивает высокую мощность, в отличие от однотактных схем, но менее капризна в настройке, чем полноценные мостовые схемы. Именно о полумостовой транзисторной схеме и пойдёт речь в этой статье, схема представлена ниже.
Также на схеме имеется логическая микросхема, которая содержит в себе логические элементы — инверторы, совместно с каскадом на транзисторе и антенной она занимается генерацией высокочастотных импульсов, частота которых будет равна собственной резонансной частотой вторичной обмотки. Именно равенство этих частот и позволяет катушке Тесла генерировать такие эффектные разряды, ведь работает она именно за счёт резонанса частот. Казалось бы, зачем на схеме катушки Тесла антенна — ведь это не радиоприёмник, но на самом деле всё хитрее — антенна служит для обеспечения обратной связи, позволяя генератору работать именно на той частоте, на которой «хочет» колебаться сама вторичная. Существуют также катушки Тесла с фиксированной частотой — в них генератор вручную нужно настроить на частоту резонанса, этот способ плох тем, что резонансная частота вторичной обмотки зависит от многих факторов, расположения, влажности, окружающих предметов, а потому резонанс постоянно теряется при изменении внешних факторов.
Процесс намотки вторичной обмотки многим кажется очень страшным делом — ведь намотать нужно много витков, как минимум 500, лучше — 1000 или 1500. Чем больше витков — тем больше напряжение, но переусердствовать тоже не стоит, иначе лишние витки просто будут лежать мёртвым грузом, не давая прироста напряжения. Наматывать катушку действительно сложно, если не сделать хотя бы простенького намоточного станка, как на фото выше — с ним работа пойдёт и быстро, и аккуратно. Наматывается обмотка на диэлектрическом каркасе, например, из под канализационной трубы, на 1 метр длины катушки оптимально взять 10 см диаметра, ориентируясь на эти пропорции размер катушки можно уменьшить. Провод можно брать диаметром 0,1-0,2 мм, он обязательно должен быть в лаковой изоляции.
Вся конструкция собирается на двух печатных платах — отдельно силовая и отдельно логическая часть. В силовой части можно применить практически любые мощные полевые либо IGBT транзисторы — ключевыми параметрами здесь являются ток и рабочее напряжение. Например, подойдут IRF840, они достаточно дёшевы, но обладают не самыми совершенными характеристиками, на них можно производить первые включения и настройку катушки. GDT трансформатор наматывается на небольшой ферритовом колечке, рекомендуется брать синие от компании Epcos — они лучше всего подходят для данной цели. Наматывать можно как просто эмалированный медный проводов диаметром 0,4-0,6 мм, так и провод в изоляции, например, от витой пары. Трансформатор содержит три обмотки, каждая из них может содержать 16-25 витков, количеством витков в каждой обмотке должно быть одинаковым. Количество можно подобрать экспериментально, глядя на сигналы на затворах транзисторов — там должен быть ровный не искривлённый прямоугольный сигнал.
Вся конструкция устанавливается в круглый деревянный корпус, силовая часть питается непосредственно от сети через выпрямитель, логическая через понижающий трансформатор. Силовые транзисторы устанавливаются на радиатор.
У автора получилась весьма симпатичная и аккуратная конструкция — радует глаз даже в выключенном состоянии. Первое включение катушки нужно проводить аккуратно, подавать на силовую часть сперва пониженное напряжение и через балласт — если появились небольшие разряды и ничего не греется, можно увеличивать напряжение. Таким образом, получилась довольно простая конструкция сетевой транзисторной катушки Тесла, которая выдаёт красивые высоковольтные разряды — при желании их можно даже подкрашивать различными солями, как на фото ниже. Удачной сборки! Все вопросы и дополнения пишите в комментарии.
Источник
