Tesla coil lantern как выбить
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 04.10.2024
Наверняка вы хотя бы раз краем уха слышали, что существует такая вещь, как ”катушка Теслы”. Кто-то просто не понимает, что это такое, другие думают, что это как-то связано с автомобилями Илона Маска, а третьи предполагают, что это что-то из книги о кройке и шитье. И лишь немногие по-настоящему знают, что это такое, и то, что это изобретение позапрошлого века может перевернуть весь мир энергетики, но до сих пор этого не сделало. Поговаривают, что именно это изобретение гениального Николы Теслы стало причиной ”падения Тунгусского метеорита”. Впрочем, я бы не спешил говорить о том, что катастрофа того времени была рукотворной. Сейчас катушка Теслы известна вам по красочным шоу, которые устраивают в кружках любителей физики. Помните? Там, где молнии бьют между клетками с людьми. Все это поверхностно, но что на самом деле представляет из себя катушка Теслы? Это гениальное изобретение или сплошная ”пыль в глаза”?
Катушка Теслы интереснее, чем может показаться на первый взгляд.
Что такое катушка Теслы
Сразу скажу, что в описании этого относительно простого прибора есть несколько довольно сложных для неподготовленного человека слов. Они относятся к электрике, и большинство даже если слышало их, то не сразу поймет, что они означают. Поэтому я дам два описания. Одно из них будет обычным, с небольшим уклоном в техническую сторону, в а второе, что называется, на пальцах.
10 доказательств того, что Никола Тесла был богом науки.
Гениальный изобретатель не просто придумал катушку своего имени, но и запатентовал ее.
В основе работы приборы лежат резонансные стоячие электромагнитные волны. Сейчас поймете, как это!
Упрощенно катушка Теслы выглядит так.
На самом деле все довольно просто, если понимать принцип действия законов физики, на которых основана работа прибора, но вот, как и обещал, более простое объяснение.
Катушка Теслы простыми словами
Представьте себе маятник с тяжелым грузом. Если вводить его в движение, толкая в какой-то определенный момент в одной точке, то амплитуда будет расти по мере увеличения усилия. Но если найти точку, в которой движение будет входить в резонанс, то амплитуда будет расти многократно. В случае с маятником она ограничена параметрами подвеса, но если мы говорим о напряжении, то расти оно может чуть ли не бесконечно. В обычных условиях наблюдается рост напряжения в десятки и даже сотни раз, достигая миллионов вольт даже в далеко не самых мощных приборах.
На Марсе есть электричество, но откуда оно берется?
Пример простого объяснения знаком нам всем с детства. Помните, когда мы раскачивали кого-то на качелях? Так вот, мы же толкали качели в той точке, в которой они максимально быстро разгонялись вниз. Это и есть грубое, но в целом верное объяснение резонанса, который используется в катушке Теслы.
Резонанс может делать великие вещи. В том числе и с электричеством.
В качестве основных элементов сам Никола Тесла использовал конденсатор, который подключался к источнику питания. Именно он и питал первичную обмотку, от которой возникал резонанс во вторичной. Важно было только правильно подобрать частоту тока ”на входе” и материал для вторичной обмотки. Если они не будут соответствовать друг другу, то роста напряжения не будет вовсе или он будет крайне незначительным.
Для чего нужна катушка Теслы
К визуальным эффектам мы еще вернемся, так как они являются только иллюстрацией работы прибора, а изначально он создавался для того, чтобы передавать электрическую энергию на расстояние без проводов. Именно этим и занимался один из самых загадочных ученых в истории.
Из-за чего бьет молния и как она появляется
Это не является секретной информацией и встречается в различных документах того времени. Суть в том, что если установить в нескольких километрах друг от друга достаточно мощные катушки Теслы, они смогут передавать энергию и решать многие проблемы, а увеличение напряжения и частоты почти из ничего может позволить решить многие энергетические проблемы.
Потенциально катушка Теслы может передавать энергию на большие расстояния.
Учитывая некоторые свойства прибора, он может даже опровергать ряд доказательств того, что создание вечного двигателя невозможно. Я уже рассказывал, как и кто пытался его создать, но в некотором роде именно катушка Теслы при определенных условиях могла бы стать одним из его компонентов.
Почему никто не развивает катушку Теслы
Сказать, что кто-то всерьез занимается вопросом развития технологии, нельзя. Может быть она не так привлекательна в промышленном применении, а может быть она нужна только военным. Точного ответа на этот вопрос нет, но именно военные много работают в этом направлении.
Все просто! Если как следует ”раскочегарить” катушку Теслы, она может спалить всю электронику на очень большом расстоянии. Даже простейшие макеты, которые делаются в домашних условиях, могут вывести из строя домашние бытовые приборы, что уже говорит о действительно мощных установках.
Реальное применение катушки Теслы находят только в шоу, которые основаны на электрических спецэффектах. Считается, что их использование безопасно для человека, но при этом оно позволяет создавать красочные фиолетовые молнии, которые можно видеть буквально перед собой. Это очень эффектно и заставляет многих детей увлечься наукой.
Где применяются катушки Теслы
Сами катушки или их действие применяется в некоторых сферах жизни. Кроме комнат, описанных выше, созданные молнии высокого напряжения могут применяться в красочных лампах, которые можно трогать рукой, и разряд будет стремиться к ней.
Интересные и малоизвестные факты о молниях
Катушки Теслы применяются даже в косметологии.
Тесла и Тунгусский метеорит
Про Тунгусский метеорит сказано более чем много, и я сейчас не буду подробно пересказывать историю этого происшествия. Скажу только, что не все верят в метеорит, природное явление, крушение инопланетного корабля, столкновение с Землей миниатюрной черной дыры (есть и такая версия) или испытание какого-то оружия. Многие уверены, что катастрофа была связана именно с попыткой Николы Теслы передать энергию на большое расстояние.
Лично я к этой версии отношусь довольно скептически, но если ученый смог создать прибор, который мог сотворить такое, то только представьте, какой потенциал имели созданные им технологии, которые мы сейчас используем для развлечения.
Катушка Теслы несет в себе не только красоту, но и опасность.
Прямых доказательств или явных опровержений виновности Николы Теслы во взрыве в Сибири нет. Поэтому оставим версию конспирологами или простым людям для развития фантазии.
Как сделать катушку Теслы
На самом деле было несколько некорректно расписывать, как сделать такой прибор дома самостоятельно, так как он может быть очень опасен как для людей, так и для домашней техники. Достаточно просто знать, что это возможно и на YouTube полно роликов о том, как приобщиться к этому явлению.
Добавлю только, что для создания миниатюрной катушки достаточно обзавестись несколькими вещами, которые можно найти в гараже более-менее запасливого ”самоделкина”.
Сделанная в домашних условиях катушка Теслы может даже зажигать лампочки рядом с ней.
По сути вам понадобится только источник питания, небольшой конденсатор, маленькая катушка проводника для первичной обмотки, пара сотен метров тонкой медной эмалированной проволоки для вторичной обмотки, диэлектрическая труба для ее намотки и все.
Если вы решили сделать что-то подобное, то в каждом ролике более точно расскажут, что нужно для эксперимента. Но помните, что без специальной подготовки это может быть смертельно опасно.
Как далеки мы от беспроводного электричества?
Привет, Хабр! Я хочу рассказать тебе историю о давних временах. Был 1891 год. Малоизвестный тогда сербско-американский ученый по имени Никола Тесла разработал устройство, генерирующее и передающее электричество без проводов. Катушка Тесла была прототипом технологии его же авторства, эта катушка считалась Священным Граалем передачи энергии.
Сегодня революция в науке возродила необыкновенную идею Теслы, которая когда-то считалась несбыточной мечтой и перспективы невероятно привлекательны.
Катушка Тесла
Катушка Теслы — это электрический резонансный трансформатор. Радиочастотный генератор для получения высокого напряжения, при низких токах приводящий в действие трансформатор. Катушка работает по принципу электромагнитной индукции: проводник помещается в изменяющееся магнитное поле и генерирует напряжение на проводнике. Тесла устраивает демонстрации, показывающие, как можно использовать катушку для беспроводного питания ламп накаливания, расположенных на расстоянии нескольких метров друг от друга.
Даже по современным стандартам Тесла намного опередил свое время. Но его амбиции выходили за пределы прототипа катушки Тесла. Он представлял мир, в котором все человечество могло бы иметь дешевое или даже бесплатное электричество. Он раздвинул границы, когда воплотил в жизнь нечто более функциональное.
Башня Уорденклиффа
Башня Wardenclyffe Tower была экспериментальной беспроводной передающей станцией, построенной для телекоммуникации по всему миру.
Однако главной одержимостью Теслы была беспроводная передача энергии. Он получил финансирование на строительство башни, скрыв ее как телекоммуникационную. Он уже доказал, что высокочастотные сигналы могут передаваться без проводов, с помощью катушечных трансформаторов Тесла.
Дальнейшие секретные эксперименты в его лаборатории убедили его в том, что он может передавать электроэнергию, задействуя верхние слои атмосферы Земли. Башня Wardenclyffe была прототипом того, что Тесла представлял как сеть башен, охватывающую весь земной шар и получающую удаленный беспроводной доступ к энергии от центральной станции.
План Теслы состоял в том, чтобы вырабатывать электроэнергию с близлежащего угольного месторождения и отправлять ее по всему миру с помощью башни, подобно тому, как радиоволны без проводов передаются на большие расстояния. В интервью американскому журналу «The American Magazine» Тесла запечатлел свое видение этими яркими словами:
К сожалению, необузданные амбиции Теслы не увидели свет. Путь был перекрыт после того, как Джей-Пи Морган прекратил финансирование проекта, и Тесла обанкротился. Незавершенная башня была снесена в 1917 году для выполнения некоторых финансовых обязательств Теслы. До сих пор концепция беспроводного электроснабжения была погребена под обломками бюрократических, политических и финансовых ограничений.
Беспроводное электричество в наше время
С крушения надежд прошло более 100 лет. Сейчас на рынок выходит несколько компаний с технологиями, которые могут по воздуху безопасно передавать энергию. Emrod, поддерживаемый правительством Новой Зеландии стартап, лидирует в гонке с ожиданиями потребителей, первым в мире развертывая беспроводную передачу энергии высокой мощности на большое расстояние на замену существующих технологии медных проводов.
Для беспроводной передачи энергии на большие расстояния эта технология использует электромагнитные волны. Энергия преобразуется передающей антенной в электромагнитное излучение, улавливается приемной антенной (ректенной), а затем распределяется локально традиционными способами. Система Emrod состоит из четырех компонентов: источника питания, передающей антенны, передающего реле и приемная ректенны. 
Схематическая модель теле-энергетической системы Emrod
Во-первых, передающая антенна преобразует электричество в микроволновую энергию и фокусирует электричество в цилиндрический луч. Микроволновый луч посылается через ряд трансляторов до тех пор, пока не попадает в ректенну, которая преобразует луч обратно в электрическую энергию. Просто, правда?
То же самое происходит в любой радиосистеме, но в радио количество энергии, которое достигает приемника, может быть крошечным; уловить нескольких пиковатт — это все, что нужно, чтобы доставить понятный сигнал.
Напротив, именно количество чистой, отправляемой без проводов энергии, наиболее важно. Полученная доля переданной энергии становится ключевым проектным параметром, поэтому необходимо разработать эффективные способы минимизации потерь.
Emrod нашел способ решить эту проблему. Мы переняли идеи радаров и оптики. В сравнении с предыдущими попытками беспроводного питания на основе микроволн, Emrod используют метаматериалы (в реле) для более плотной фокусировки передаваемого излучения.
Потери мощности при такой передаче сведены к минимуму. Генеральный директор Emrod рассказывает, что их система работает с 70% эффективности, что меньше эффективности медных проводов, но в некоторых случаях система все же экономически выгодна. В будущем компания планирует повысить энергоэффективность.
Примечательно, что технология надежна, так как на нее не влияют погодные или атмосферные условия, поэтому непредвиденные перебои с подачей электроэнергии останутся в прошлом.
Один из вопросов, вызывающих озабоченность, — это вопрос безопасности. Электромагнитный луч Emrod работает на частотах, классифицируемых как ISM — промышленные, научные и медицинские лучи, безвредные для здоровья человека.
Пока стартап стремится доставлять энергию в сообщества вне электрической сети, или передавать энергию из источников в открытом море.
Перспективы беспроводного электричества
Можно утверждать, что беспроводное электричество — одно из тех изобретений, которые не обязательны для нас. В конце концов, мы уже передаем электричество, и оно прекрасно работает. Но это далеко не так. Скрытые издержки традиционного способа передачи электроэнергии чрезвычайно высоки.
Прокладка линий электропередач и их техническое обслуживание обходится дорого, не говоря уже о географических ограничениях распространения электрических сетей в отдаленные районы. Корабли в море, электромобили или самолеты могут дозаправляться во время движения. Подход Emrod решил бы проблему дальности, особенно для предлагаемых коммерческих тарифов на электроэнергию.
Но, пожалуй, самой большой революцией будет всемирный переход на экологически чистый, дешевый возобновляемый источник энергии. Осознать масштаб можно с помощью двух фактов.
1. Удаленная передача солнечной энергии
Согласно глобальной статистике по энергии, общее потребление энергии в мире в 2019 году в эквиваленте составило 13 миллиардов тонн нефти (MTOE). Иными словами, это 17,3 тераватта мощности.
Сегодня, если мы покроем солнечными батареями участок земли в 350 км на 350 км, это может дать более 17,4 ТВт мощности. Упомянутая площадь составляет около 43000 квадратных миль. Великая Сахара — это около 3,6 миллионов квадратных миль и более чем 12 часов светового дня, а значит энергии.
Это означает, что 1,2% пустыни достаточно для покрытия мировых энергетических потребностей. И ни ядерный синтез, ни какой-либо другой разрабатываемый в настоящее время источник энергии чище не могут конкурировать с этим.
Что, если беспроводное электричество станет реальностью, мы используем небольшую часть Сахары, чтобы собрать солнечную энергию и передать ее по всему миру без необходимости в дорогостоящих медных проводных линиях? Не станет ли это серьезным прорывом в решении проблем энергетического кризиса, загрязнения окружающей среды и изменения климата?
2. Космическая солнечная энергия
Гигантские солнечные батареи, собирающие солнечную энергию в космосе и передающие ее обратно на Землю — это выглядит как сумасшедшая сцена из научно-фантастического фильма.
Концептуально разработанная российским ученым Константином Циолковским в 1920-х годах, идея космической солнечной энергетики осталась по большей части призрачной. Но все меняется. Несколько месяцев назад Европейское космическое агентство объявило о своем плане финансирования космической солнечной энергетики как средства решения проблемы изменения климата путем продвижения производства зеленой энергии.
Космическая солнечная энергетика будет использовать концепцию беспроводного электричества. План заключается в преобразовании электричества от солнечных батарей в энергетические волны и использовании электромагнитного поля для передачи ниже, к антенне на поверхности Земли. Затем антенна преобразует волны обратно в электричество.
Благодаря нескольким преимуществам КСЭ — привлекательное решение надвигающегося энергетического кризиса, которое позволит генерировать больше энергии:
- В космосе всегда солнечный полдень. Земные солнечные батареи ограничены дневным светом и погодными условиями.
- Солнечные батареи могут получать более интенсивный солнечный свет из-за отсутствия препятствий со стороны атмосферных газов, облаков, пыли и других погодных явлений. Атмосфера Земли обычно поглощает и отражает обратно часть солнечного света.
- Спутник на солнечных батареях может освещаться круглосуточно и без выходных. В настоящее время солнечную энергию собирают на протяжение в среднем 29% дня.
- Питание может быстро перенаправляться в те области, которые нуждаются в нем больше всего.
Беспроводное электричество: мечта Теслы и наша грядущая реальность
Используя огромный потенциал беспроводного электричества, наше поколение может обрести многое и ничего не потерять. В предстоящие годы мы можем лишь надеяться на то, что нынешние усилия, направленные на реализацию этого грандиозного подвига, дадут положительные результаты. К сожалению, Никола Теслы, великого изобретателя, нет с нами рядом, чтобы он мог увидеть воплощение своей мечты. Я рад поделиться одной из знаменитых цитат Теслы, прекрасным источником вдохновения для начинающих ученых во всем мире:
Особенности катушки Тесла
О том, что физик Никола Тесла был гениальным изобретателем и значительно опередил свое время, слышали многие. К сожалению, по ряду причин большинство его изобретений так и не увидели свет. Но одно из самых неоднозначных – катушка Тесла, сохранилось до наших времен и нашло применение в медицине, военной отрасли и световых шоу.
Описание прибора
Если очень коротко, то катушка Тесла (КТ) – это резонансный трансформатор, создающий высокочастотный ток. Есть информация, что в своих экспериментах военные довели катушку до мощности в 1 Тгц.
Огромная катушка Тесла
Тут стоит затронуть такой вопрос – зачем Тесла ее изобрел? Согласно записям ученый работал над технологией беспроводной передачи электроэнергии. Вопрос крайне актуальный для всего человечества. В теории с помощью эфира две мощные КТ, размещенные в паре километров друг от друга, смогут передавать электричество. Для этого они должны быть настроены на одинаковую частоту. Также есть мнение, что КТ может стать своего рода вечным двигателем.
Внедрение данной технологии сделает все имеющиеся сегодня АЭС, ТЭС, ГЭС и прочие просто ненужными. Человечеству не придется сжигать твердые ископаемые, подвергаться риску радиационного заражения, перекрывать русла рек. Но ответ на вопрос, почему никто не развивает данную технологию, остается за конспирологами.
Настольная катушка Тесла, продающаяся сегодня в качестве сувенира
Принцип работы
Сегодня многие домашние электрики пытаются собрать КТ, при этом не всегда понимая принцип работы трансформатора Тесла, из-за чего терпят фиаско. На самом деле КТ недалеко ушла от обычного трансформатора.
Есть две обмотки – первичная и вторичная. Когда к первичной обмотке подводят переменное напряжение от внешнего источника, вокруг нее создается магнитное поле или, как его еще называют, колебательный контур. Когда заряд пробьет разрядник, через магнитное поле энергия начнет перетекать к вторичной обмотке, где будет образовываться второй колебательный контур. Часть накапливаемой в контуре энергии будет представлена напряжением. Ее величина будет прямо пропорциональна времени образования контура.
Таким образом, в КТ имеется два связанных между собой колебательных контура, что и является определяющей характеристикой при сравнении с обычными трансформаторами. Их взаимодействие создает ионизирующий эффект, из-за чего мы видим стримеры (разряды молний).
Устройство катушки
Трансформатор Тесла, схема которого будет представлена ниже, состоит из двух катушек, тороида, защитного кольца и, конечно, заземления.
Эскиз настольной КТ
Необходимо рассмотреть каждый элемент в отдельности:
- первичная катушка располагается в самом низу. К ней подводится питание. Она обязательно заземляется. Делается из металла с малым сопротивлением;
- вторичная катушка. Для обмотки используют эмалированную медную проволоку примерно на 800 витков. Таким образом витки не расплетутся и не поцарапаются;
- тороид. Данный элемент уменьшает резонансную частоту, накапливает энергию и увеличивает рабочее поле.
- защитное кольцо. Представляет из себя незамкнутый виток медного провода. Устанавливается, если длина стримера больше длины вторичной обмотки;
- заземление. Если включить незаземленную катушку, стримеры (разряды тока) не будут бить в воздух, а создадут замкнутое кольцо.
Самостоятельное изготовление
Итак, простейший способ изготовления катушки Теслы для чайников своими руками. Часто в интернете можно увидеть суммы, превышающие стоимость неплохого смартфона, но на деле трансформатор на 12V, который даст возможность насладиться включением светильника без использования розетки, можно собрать из кучи гаражного хлама.
Что должно получиться в итоге
Понадобится медная эмалированная проволока. Если эмалированной не найти, тогда дополнительно понадобится обычный лак для ногтей. Диаметр провода может быть от 0.1 до 0.3 мм. Чтобы соблюсти количество витков понадобиться около 200 метров. Намотать можно на обычную ПВХ-трубу диаметром от 4 до 7 см. Высота от 15 до 30 см. Также придется прикупить транзистор, например, D13007, пара резисторов и проводов. Неплохо было бы обзавестись кулером от компьютера, который будет охлаждать транзистор.
Теперь можно приступить к сборке:
- отрезать 30 см трубы;
- намотать на нее проволоку. Витки должны быть как можно плотнее друг к другу. Если проволока не покрыта эмалью, покрыть в конце лаком. Сверху трубы конец провода продеть через стенку и вывести наверх так, чтобы он торчал на 2 см выше поставленной трубы.;
- изготовить платформу. Подойдет обычная плита из ДСП;
- можно делать первую катушку. Нужно взять медную трубу 6 мм, выгнуть ее в три с половиной витка и закрепить на каркасе. Если диаметр трубки меньше, то витков должно быть больше. Ее диаметр должен быть на 3 см больше второй катушки. Закрепить на каркасе. Тут же закрепить вторую катушку;
- способов изготовления тороида довольно много. Можно использовать медные трубки. Но проще взять обычную алюминиевую гофру и металлическую перекладину для крепления на выпирающем конце проволоки. Если проволока слишком хлипкая, чтобы удержать тороид, можно использовать гвоздь, как на картинке ниже;
- не стоит забывать про защитное кольцо. Хотя если один конец первичного контура заземлить, от него можно отказаться;
- когда конструкция готова, транзистор соединяется по схеме, крепится к радиатору или кулеру, далее нужно подвести питание и монтаж окончен.
В качестве питания установки многие используют обычную крону Дюрасель.
Расчет катушки
Расчет КТ обычно производится при изготовлении трансформатора промышленной величины. Для домашних экспериментов достаточно использовать приведенные выше рекомендации.
Сам расчет подскажет оптимальное количество витков для вторичной катушки в зависимости от витков первой, индуктивность каждой катушки, емкость контуров и, самое важное, необходимую рабочую частоту трансформатора и емкость конденсатора.
Пример расчета КТ
Меры безопасности
Собрав КТ, перед запуском нужно принять некоторые меры предосторожности. Во-первых, нужно проверить проводку в помещении, где планируется подключение трансформатора. Во-вторых, проверить изоляцию обмоток.
Также стоит помнить, о простейших мерах предосторожности. Напряжение вторичной обмотки в среднем равняется 700А, 15А для человека уже смертельно. Дополнительно стоит подальше убрать все электроприборы, попав в зону работы катушки, они с большой вероятностью сгорят.
КТ – это революционное открытие своего времени, недооцененное в наши дни. Сегодня трансформатор Тесла служит лишь для развлечения домашних электриков и в световых представлениях. Сделать катушку можно самостоятельно из подручных средств. Понадобятся ПВХ труба, несколько сотен метров медного провода, пара метров медных труб, транзистор и пара резисторов.
Tesla coil lantern как выбить
Именно с неё в итоге был получен рекордный разряд 240 сантиметров длиной.
[Not a valid template] [Not a valid template] [Not a valid template]
no images were found
[Not a valid template] [Not a valid template]
[Not a valid template] [Not a valid template] [Not a valid template]
Конденсаторами в ММС были обычные КВИ-3 на 10 (и часть на 12) киловольт, расположенные между двумя алюминиевыми пластинами в несколько блоков. Вначале они работали вполне неплохо, но потом один за другим начали умирать от перенапряжения. Отчаянные попытки найти замену привели к очень интересному открытию конденсаторов КБГ-П, но об этом дальше.
[Not a valid template] [Not a valid template] [Not a valid template] [Not a valid template]
Была ещё предпринята попытка соорудить альтернативный разрядник на базе болгарки, но он показал себя не лучшим образом, к сожалению, и впоследствии был демонтирован.
[Not a valid template]
[Not a valid template] [Not a valid template] [Not a valid template]
Итак, всё готово к запуску. Первые результаты очень впечатлили, учитывая, что на тот момент настоящей SGTC в работе я не наблюдал. Максимальная длина разряда составляла около 100-110 сантиметров, били из одной точки и, как сейчас уже понятно, были довольно жидкими и неинтересными. Но, тем не менее, это же первый разряд, как-никак.
[Not a valid template] [Not a valid template] [Not a valid template]
Были ещё проведены эксперименты с разными вторичными обмотками, благо здоровенная первичка позволяла настраивать резонанс в широких пределах, и можно было подогнать его практически под любую из имевшихся вторичек: 11х66, 16х55 от Ежа и прочие. Результаты этих манипуляций иногда были интересными, а иногда не очень. Их можно посмотреть в фотогалерее.
Как получить энергию с помощью трансформатора Тесла
Эксперименты по получению энергии поражают воображение!
Базовые элементы электрогенерирующей установки
Установка из двух частей: раскачивающая и и принимающая. Первый элемент это трансформатор тесла, который работает на микросхеме IR2153. Качер будет работать на частоте 230 килогерц, оперироваться с помощью микросхемы с частотой 23 килогерца. На выходе будут стоять 2 полевых транзистора. Катушка намотана медным проводом 0,35 миллиметра. 950 витков. Почти все детали есть. Единственная загвоздка в питании. В следующем видео вы сможете посмотреть, какой получился прибор. Продаются готовые качеры в этом китайском магазине.
Другая часть схемы сложнее. Она выйдет дороже. Используются редкие ферриты. Но игра стоит свеч. Схема полностью расходятся с привычными понятиями физики и электроники.
Схема по снятию эфира
Далее показана промежуточная раскачивающая часть установки. В качестве тора используем алюминиевую гофрированную трубу диаметром 60 мм. Диаметр каркаса катушки 109 мм. 950 витков провода 0,35 миллиметра. Почти всё готово, осталось спаять схему, поставить первичку и подать питание.
3 часть Красивая катушка Тесла. Добавил первичную обмотку, закрепил тор.
Как взаимодействуют две установки Тесла
Заметили ещё один интересный эффект. Когда стоят две катушки, свечение экономки намного ярче на принимающей катушке. Кроме того, идет сильная дуга и появляется дым.
Получаем энергию с катушками и без них
Попробуем снять энергию эфира в двух режимах. Сначала трансформатор работает самостоятельно, без дополнительных катушек. Слева напряжение потребления, справа ток. Напряжение приблизительно 11 вольт, ток 1,8. Теперь подключим две одинаковые катушки. В их середине вставлены трубки для съема. На их выходы включены лампочки. Те, что используются в холодильнике на 220 вольт, 15 ватт. Катушки намотаны так же, как на качере. Все выводы из лампочек пойдут на землю. Посмотрим, как изменяются параметры.
7. Об измерении частоты на качере. Как это получилось? Включился во вторичную обмотку. Она пошла с катушки, прошла через феррит, далее на кольце намотал 3 витков обычного провода и выводы пошли на осциллограф. На нём поставил заземление. Предел 1 микросекунда. Предел напряжения 1 вольт. Смотрим.
Сборка мощного качера на 220 вольт.
Попытка снять 500 ватт энергии с трансформатора Теслы
Лампочка на 500 ватт, 220 вольт. Она уже перегоревшая. Проверим, будет ли она работать, или уже всё-таки нерабочая. Потом подадим высокочастотное напряжение и посмотрим, загорится или нет. Подаем напряжение. Лампочка не горит.
Последний вариант. Заземления также оставляем. А второй вывод на трубку. С менее мощными лампочками этот способ хорошо проявляется.
Подаем напряжение. Посмотрим, как поведет себя экспериментальная лампочка. Подсоединяем вывод ко второй катушке.
Добавим мощность трансформатора. Вибрировать и начинают все электронную аппаратуру в радиусе 1 метра. Не получилось зажечь эту мощную лампу.
Ответы на вопросы
Один комментарий
Дружище! Купи слепышей (это такие платы с контактными площадками и отверстиями), облегчишь себе макетирование схем, исключишь возможность коротнуть висящие на соплях проводочки.
Как сделать катушку тесла своими руками?
Трансформатор, увеличивающий напряжение и частоту во много раз, называется трансформатором Тесла. Энергосберегающие и люминесцентные лампы, кинескопы старых телевизоров, зарядка аккумуляторов на расстоянии и многое другое создано благодаря принципу работы этого устройства. Не будем исключать его использование в развлекательных целях, ведь «трансформатор Тесла» способен создавать красивые фиолетовые разряды – стримеры, напоминающие молнию (рис. 1). В процессе работы образуется электромагнитное поле, способное воздействовать на электронные приборы и даже на организм человека, а при разрядах в воздухе происходит химический процесс с выделением озона. Чтобы сделать трансформатор Тесла своими руками, необязательно иметь широкие познания в области электроники, достаточно следовать этой статье.
Составные части и принцип работы
Все трансформаторы Тесла ввиду похожего принципа работы состоят из одинаковых блоков:
- Источник питания.
- Первичный контур.
- Вторичный контур.
Источник питания обеспечивает первичный контур напряжением необходимой величины и типа. Первичный контур создаёт колебания высокой частоты, генерирующие во вторичном контуре резонансные колебания. В результате на вторичной обмотке образуется ток большого напряжения и частоты, который стремится создать электрическую цепь через воздух — образуется стример.
От выбора первичного контура зависит тип катушки Тесла, источник питания и размер стримера. Остановимся на полупроводником типе. Он отличается простой схемой с доступными деталями, и маленьким питающим напряжением.
Подбор материалов и деталей
Произведём поиск и подбор деталей к каждому вышеперечисленному узлу конструкции:
- Для питания потребуется 12 – 19 В постоянного напряжения. Подойдёт машинный аккумулятор, зарядное устройство от ноутбука или понижающий трансформатор с диодным мостом, для получения постоянного тока.
- Найдём детали для первичного контура:
После намотки изолируем вторичную катушку краской, лаком или другим диэлектриком. Это предотвратит попадание в неё стримера.
Терминал – дополнительная ёмкость вторичного контура, подключённая последовательно. При малых стримерах в нем нет необходимости. Достаточно вывести конец катушки на 0,5–5 см вверх.
После того, как собрали все необходимые детали для катушки Тесла, приступаем к сборке конструкции своими руками.
Конструкция и сборка
Сборку делаем по простейшей схеме на рисунке 4.
Отдельно устанавливаем источник питания. Детали можно собрать навесным монтажом, главное исключить замыкание между контактами.
При подключении транзистора важно не перепутать контакты (рис. 5).
Для этого сверяемся со схемой. Плотно прикручиваем радиатор к корпусу транзистора.
Собирайте схему на диэлектрической подложке: кусок фанеры, пластиковый поднос, деревянная коробка и др. Отделяем схему от катушек диэлектрической пластиной или доской, с миниатюрным отверстием для проводов.
Закрепляем первичную обмотку так, чтобы предотвратить падение и касание со вторичной обмоткой. В центре первичной обмотки оставляем место для вторичной катушки, с учётом того, что оптимальное расстояние между ними 1 см. Каркас использовать необязательно – достаточно надёжного крепления.
Устанавливаем и закрепляем вторичную обмотку. Делаем необходимые соединения согласно схеме. Посмотреть на работу изготовленного трансформатора Тесла можно на видео представленном ниже.
Включение, проверка и регулировка
Перед включением уберите электронные устройства подальше от места испытания, чтобы исключить их поломку. Помните об электробезопасности! Для успешного запуска по порядку выполняем следующие пункты:
- Выставляем переменный резистор в среднее положение. При подаче питания, убеждаемся в отсутствии повреждений.
- Визуально проверяем наличие стримера. Если он отсутствует, подносим к вторичной катушке люминесцентную лампочку или лампу накаливания. Свечение лампы подтверждает работоспособность «трансформатора Тесла» и наличие электромагнитного поля.
- Если устройство не работает, в первую очередь меняем местами выводы первичной катушки, а уже потом проверяем транзистор на пробой.
- При первом включении следите за температурой транзистора, при необходимости подключите дополнительное охлаждение.
Мощная катушка Тесла
Отличительной особенностью мощного трансформатора Тесла являются большое напряжение, большие габариты устройства и способ получения резонансных колебаний. Немного расскажем о том, как работает и как сделать трансформатор Тесла искрового типа.
Первичный контур работает на переменном напряжении. При включении, происходит заряд конденсатора. Как только конденсатор заряжается по максимуму, происходит пробой разрядника – устройства из двух проводников с искровым промежутком, наполненным воздухом или газом. После пробоя, образуется последовательная цепь из конденсатора и первичной катушки, называемая LC контуром. Именно этот контур создаёт высокочастотные колебания, которые создают во вторичной цепи резонансные колебания и огромное напряжение (рис. 6).
При наличии необходимых деталей, мощный трансформатор Тесла можно собрать своими руками даже в домашних условиях. Для этого достаточно внести изменения в маломощную схему:
Tesla coil lantern как выбить
Снятие энергии с катушки Тесла
Введение
Рис.2 Зависимость напряжения от времени на резонансной катушке без искры и с искрой, а также распределение напряжения вдоль самой катушки с разницей в полпериода. Как видно на Рис.2, искра меняет характер распределения напряжения на резонансной катушке, а также вид колебательного процесса при резонансе. Но, искра не изменяет разность потенциалов между концами катушки. То есть, есть искра или её нет, величина разности потенциалов на концах катушки не меняется. Что говорит о том, что искра не разрушает колебательный процесс, хотя и меняет вид колебательного процесса. Какая же энергия поступает в нагрузку, если энергия колебательного процесса не изменяется при прохождении искры?
Потенциальная энергия
Все хорошо знают определение потенциальной энергии из учебника. Оно абсолютно правильное и не вызывает вопросов. Суть потенциальной энергии состоит в том, что если в пространстве существуют две массы, то они обладают взаимной потенциальной энергией и могут совершать работу - Рис.3.
Рис.3 Две массы разнесенные в пространстве могут совершать работу за счет взаимной потенциальной энергии. Ничего удивительного в этом нет. Также как и в том, что два магнита разнесенные в пространстве могут совершать механическую работу также за счет взаимной потенциальной энергии - Рис.4.
Рис.4 Два магнита разнесенные в пространстве могут совершать работу за счет взаимной потенциальной энергии. Что также является вполне обоснованным и понятным. Но, есть одно НО! Если Вы Творец всего сущего и можете создать две массы в различных "удаленных" точках пространства создаваемого Мира, то на создание потенциальной энергии Вы не потратите никаких усилий. Потенциальная энергия возникнет как бы сама собой, как неотъемлемая часть создаваемого Вами Мира, просто за счет того, что две массы разнесены в пространстве. Если Вы Инженер и можете намагнитить два магнита в различных "удаленных" точках пространства, то на создание потенциальной энергии Вы также не потратите никаких усилий. Потенциальная энергия возникнет как бы сама собой, как часть созданного Мира, просто за счет того, что два магнита разнесены в пространстве. Отсюда вывод: потенциальная энергия - это энергия, на создание которой не требуется дополнительных затрат. Ура! Вот она долгожданная "Свободная энергия". Но, опять есть одно НО! Воспользоваться этой энергией можно только один раз. Далее система из двух тел проваливается в "потенциальную яму", выбраться из которой без дополнительных затрат не представляется возможным. Так утверждает современная физика, и спорить мы с ней не будем. Однако, продолжим.
Лестница Пенроуза
Рис.6 Потенциальная энергия совершает работу, периодически сваливая систему в "потенциальную яму". На Рис.6 видно, что после искры изменилось распределение зарядов на катушке, и нет разности потенциалов - появилась потенциальная яма, из которой систему далее через полпериода будет вытаскивать "нерушимый" колебательный процесс. Ситуация Рис.6 показана после многих искровых разрядов, когда на одном конце катушки образуется заряд, а на другом конце катушки заряда нет. Без искрения заряды будут на обоих концах катушки, но разной полярности. Таким образом, задачей колебательного процесса является разделение зарядов в катушке и возобновление потенциальной энергии относительно нулевого уровня (земли). А сам съём энергии по методу Тесла является практической реализацией лестницы Пенроуза.
Моя биполярная катушка Тесла
Катушка Тесла представляет опасность при нарушении техники безопасности!
Катушка Тесла (Tesla Coil, TC) - это повышающий высокочастотный резонансный трансформатор - два колебательных контура, настроенных на одинаковую резонансную частоту.
Катушка Тесла названа так в честь ее изобретателя Николы Тесла (около 1891 года).
Существует несколько вариантов исполнения катушки Тесла:
- SGTC (Spark Gap Tesla Coil) - искровая катушка Тесла (рассматривается в дальнейшем), колебания генерируются при срабатывании разрядника;
- VTTC (Vacuum Tube Tesla Coil) - ламповая катушка Тесла, для генерации колебаний применяются радиолампы;
- SSTC (Solid State Tesla Coil) - полупроводниковая катушка Тесла, содержит задающий генератор и силовые ключи на полупроводниках.
Выходное напряжение катушки Тесла может достигать несколько мегавольт!
Классическая (четвертьволновая) катушка Тесла предполагает наличие разрядного терминала (тороида) на верхнем конце вторичной обмотки и требует хорошего РЧ-заземления (RF grounding) нижнего конца, вблизи которого располагается первичная обмотка:
Отсутствие заземления в классической катушке Тесла приведет к пробою между первичной и вторичной обмотками!
Биполярная катушка Тесла (Bipolar Tesla Coil) является полуволновой вариацией обычной катушки Тесла с горизонтальным расположением вторичной обмотки и расположенными на концах катушки разрядными электродами, а первичная - располагается в середине (ноль напряжения).
Я реализовал искровую катушку Тесла в биполярном варианте, который не требует наличия заземления и позволяет создавать сильные электрические поля (можно присоединить пластины к разрядным электродам):
Биполярный вариант катушки Тесла распространен намного меньше, чем классический:
запрос в Google "tesla coil" - 2 640 000 результатов
запрос в Google "bipolar tesla coil" - 42 000 результатов
(на 13.11.2015)
Основными элементами искровой катушки Тесла являются:
- источник высокого постоянного напряжения, состоящий из генератора импульсного высокого напряжения (1) и высоковольтного выпрямителя (2);
- искровой разрядник (spark gap, SG) (3), сделан из двух винтов M4; настроен на пробой при напряжении около 4 кВ
(меняя длину разрядного промежутка, можно изменять напряжение конденсатора, при котором происходит разряд)
- высоковольтный конденсатор (tank capacitor) (4); резонансная емкость при приведенных ниже параметрах обмоток составляет около 10 - 30 нФ;
- первичная обмотка катушки (5) - 6 витков медного провода диаметром 0,7 мм на каркасе из ПЭТ-бутылки диаметром 7 см, длина намотки 2 см; индуктивность 3,37 мкГн;
- вторичная обмотка катушки (6) - длина намотки 26 см на пластиковой канализационной трубе диаметром 5 см медным проводом диаметром 0,15 мм; индуктивность 26 мГн; емкость 4 пФ;
- разрядные электроды из толстого медного провода (7);
- разрядный промежуток (8)
Высоковольтный импульсный генератор описан здесь.
Схема установки:
Возможны два варианта взаимного расположения разрядного промежутка, конденсатора и первичной обмотки трансформатора Тесла:
Вариант а - конденсатор C включается последовательно с первичной обмоткой трансформатора Тесла T, а искровой разрядник - параллельно источнику высокого напряжения
Вариант б - искровой разрядник включается последовательно с первичной обмоткой трансформатора Тесла T, а конденсатор C - параллельно источнику высокого напряжения
Я использовал вариант а, обеспечивающий защиту высоковольтного источника.
Как работает катушка Тесла
При подключении установки к высоковольтному источнику постоянного напряжения начинается заряд конденсатора C через первичную обмотку трансформатора T:
При достижении напряжением на конденсаторе значения, при котором происходит пробой воздушного промежутка, в искровом разряднике происходит пробой (проскакивает искра). Возникший плазменный канал замыкает контур "конденсатор C - первичная обмотка" и начинается разряд конденсатора на первичную обмотку. При разряде ток в первичной обмотке представляет собой затухающие синусоидальные колебания:
Этот переменный ток наводит напряжение во вторичной обмотке трансформатора, индуктивно связанной с первичной.
Индуктивность вторичной обмотки L2 вместе с ее собственной емкостью Cs2 и емкостью разрядного промежутка Cd представляет колебательный контур, настроенный в резонанс с контуром первичной обмотки из индуктивности L1, собственной емкости обмотки Cs1, конденсатора C:
Из-за этого колебания напряжения во вторичной обмотке резко усиливаются, что приводит к возникновению высокой напряженности электрического поля между разрядными электродами, вызывающей пробой (разряд):
Разряды катушки Тесла
одноэлектродные разряды (one-electrode discharges):
коронный разряд (corona discharge) - возникает в резко неоднородных полях с большой напряженностью возле остриев и тонких проводов (радиус кривизны меньше 1 мм), причем свечение имеет вид короны (эффективная энергия 0,1 мДж)
кистевой разряд (brush discharge) - от острия расходится пучок искр (кисть), не достигающий второго электрода (эффективная энергия 10-20 мДж)
стримерный (нитевидный или шнуровой) разряд (streamer discharge) - возникает из-за лавинной ионизации воздуха сильным электрическим полем (для воздуха при атмосферном давлении > 30 кВ/см), наблюдается вблизи электродов, между которыми действует большая разность потенциалов
двухэлектродные разряды (two-electrode discharges):
искровой разряд (spark discharge) - одиночный разряд между двумя разноименно заряженными проводниками в виде светящейся нити (полный пробой искрового промежутка)
Искровой разрядник
Собственная емкость вторичной катушки в пикофарадах определяется формулой (Medhurst):
$ C = <0,29 L + 0,41 R + 1,94 <\sqrt <
Трансформатор Тесла представляет собой два связанных колебательных контура.
MMC 4,4
(4 параллельных ветви из 3 конденсаторов по 3,3 нФ)
* Конденсатор Бумажный Герметизированный
** Конденсатор Слюдяной Опрессованный 13-го типа
Видео работы моей биполярной катушки Тесла:
https://youtu.be/FSOuu3Cgkfs
Наибольшая длина разряда (6,2 см) получена при общей емкости батареи MMC в 22 нФ:
При поднесении цоколя лампы накаливания к разряду катушки Тесла возникает разряд внутри лампы между ее нитью и стеклянным корпусом лампы, за который держит лампу экспериментатор:
Фиолетовый цвет разряда определяется наличием в колбе лампы инертного газа - аргона Ar.
Увеличение выходного напряжения высоковольтного источника приводит к увеличению частоты разрядов - конденсаторы быстрее заряжаются до напряжения пробоя разрядника.
Раздвигание электродов разрядника повышает выходное напряжение и снижает частоту разрядов.
Раздвигание электродов вторичной обмотки на расстояние, превышающее некоторую критическую величину приводит к превращению разряда в кистевой.
А вот как появляется пробой между витками вторичной катушки:
Опасность катушки Тесла
При соприкосновении с элементами первичной и вторичной цепей трансформатора Тесла экспериментатор может попасть под опасное действие электрического тока.
Распостраненным заблужденим является представление о том, что разряды от такой катушки не вызывают электрошока из-за проявления поверхностного эффекта. При этом не учитывается то обстоятельство, что удельное сопротивление тканей человека вовсе не равно удельному сопротивлению хорошего проводника, например, меди. Из-за этого глубина проникновения высокочастотных токов в организм составляет несколько десятков (!) сантиметров. Но болевого ощущения не возникает из-за того, что электрические токи высокой частоты вызывают не электрошок, а нагрев. Этот эффект, открытый дАрсонвалем, широко использовался в физиотерапии.
Разряды катушки Тесла являются источником сильного электромагнитного излучения.
При проведении моих опытов наблюдались нарушения Wi-Fi-коммуникаций, а также нарушение функционирования USB-колонок.
Также электромагнитное излучение вблизи катушки представляет опасность и для экспериментатора. При этом наиболее опасным является возможное воздействие на головной мозг - вихревые токи, наводимые переменным электромагнитным полем, могут вызвать опасные для мозговой деятельности температурные изменения в мозге. Вредные последствия могут возникать даже при незначительных изменениях температуры - например, на один-два градуса.
Также электрические разряды приводят к образованию вредных газов:
озон - вырабатывается при искровых, коронных и кистевых электрических разрядах
оксиды азота - вырабатываются при искровых разрядах, особенно сильно - в искровом разряднике.
Оксид и диоксид азота находятся при этом в подвижном равновесии:
2NO + O2 → 2NO2
Также при взаимодействии диоксида азота с озоном образуется пентоксид (пятиокись) азота N2O5 :
2NO2 + O3 → N2O5 + O2
Читайте также: