Котушка Тесла своїми руками: схема і розрахунок. Як зробити котушку Тесла?

Нікола Тесла - легендарна особистість, причому про сенс деяких його винаходів сперечаються і донині. В містику ми вдаватися не будемо, а поговоримо краще про те, як зробити дещо ефектне по «рецептами» Тесли. Це котушка Тесла. Побачивши її один раз, ви ніколи не забудете це неймовірне і дивовижне видовище!

Загальні відомості

Якщо говорити про найпростішому такому трансформаторі (котушці), то він складається з двох котушок, у яких немає загального сердечника. На первинній обмотці повинно бути не менше десятка витків товстого дроту. На вторинну намотують вже мінімум 1000 витків. Врахуйте, що котушка Тесла володіє таким коефіцієнтом трансформації, який в 10-50 разів більше, ніж відношення кількості витків на другий обмотці до першої.

На виході напруга такого трансформатора може перевищувати кілька мільйонів вольт. Саме ця обставина і забезпечує виникнення видовищних розрядів, довжина яких може досягати відразу декількох метрів.

Коли можливості трансформатора були вперше продемонстровані публіці?

У містечку Колорадо Спрінгс одного разу повністю згорів генератор на місцевій електростанції. Причина була в тому, що струм від нього йшов на харчування первинної обмотки винаходи Ніколи Тесла. У ході цього геніального експерименту вчений вперше довів спільноті, що існування стоячій електромагнітної хвилі - реальність. Якщо вашою мрією є котушка Тесла, своїми руками найскладніше зробити саме первинну обмотку.

Взагалі, змайструвати її самому не так вже й складно, але куди важче надати готовому виробу візуально привабливий вигляд.

Найпростіший трансформатор

Спершу вам доведеться десь відшукати джерело високої напруги, причому мінімум на 1,5 кВ. Втім, найкраще відразу розраховувати на 5 кВ. Потім кріпимо все це до придатному конденсатору. Ежслі його ємність буде надмірно велика, можна трохи поекспериментувати з діодними мостами. Після цього робите так званий іскровий проміжок, заради ефекту від якого і створюється вся котушка Тесла.

Зробити його просто: беремо пару проводів, а потім так скручуємо їх ізоляційною стрічкою, щоб заголенние кінці дивилися в одну сторону. Дуже акуратно регулюємо зазор між ними, щоб пробою був при напрузі трохи вище такого для джерела живлення. Не турбуйтеся: так як струм змінний, то на піку напруження завжди буде трохи вище заявленого. Після цього всю конструкцію можна підключати до первинної обмотки.

У цьому випадку для виготовлення вторинної можна намотати всього 150-200 витків на будь-яку картонну втулку. Якщо все зробите правильно, то вийде непоганий розряд, а також помітна його гіллястість. Дуже важливо добре заземлити вивід з другої котушки.

Ось така вийшла найпростіша котушка Тесла. Своїми руками зробити її зможе кожен, хто має хоча б мінімальні пізнання в електриці.

Конструюємо більш «серйозне» пристрій

Все це добре, але як влаштований трансформатор, який не соромно показати навіть на який-небудь виставці? Зробити більш потужний пристрій цілком реально, але для цього потрібно буде набагато більше попрацювати. Спершу попередимо, що для проведення таких дослідів у вас повинна бути дуже надійна проводка, інакше біди не уникнути! Отже, що потрібно брати в розрахунок? Котушки Тесла, як ми вже говорили, потребують дійсно високій напрузі.

Воно повинно бути мінімум 6 кВ, інакше красивих розрядів вам не бачити, та й налаштування будуть постійно збиватися. Крім того, іскровік потрібно робити тільки з суцільнолитих шматків міді, причому заради вашої ж власної безпеки їх слід максимально міцно зафіксувати в одному положенні. Потужність всього «господарства» повинна бути мінімум 60 Вт, але краще брати 100 і більше. Якщо це значення нижче, то у вас точно не вийде дійсно видовищна котушка Тесла.

Дуже важливо! І конденсатор, і первинна обмотка обов`язково повинні в кінцевому рахунку утворити специфічний коливальний контур, що входить в стан резонансу з вторинною обмоткою.

Майте на увазі, що обмотка може резонувати відразу в декількох різних діапазонах. Досліди показали, що має місце частота 200, 400, 800 або 1200 кГц. Як правило, все це залежить від стану та місця розташування первинної обмотки. Якщо у вас немає генератора частот, то доведеться експериментувати з ємністю конденсатора, а також змінювати кількість витків на обмотці.

Ще раз нагадуємо, що нами обговорюється Біфілярна котушка Тесла (з двома котушками). Так що до питання намотування слід підходити серйозно, адже інакше нічого путнього з затії не вийде.

Деякі відомості про конденсаторах

Сам конденсатор краще брати не занадто видатної ємності (щоб він встигав вчасно накопичити заряд) або ж використовувати діодний міст, призначений для випрямлення змінного струму. Відразу зауважимо, що використання моста більше виправдано, тому що можна застосовувати конденсатори практично будь-якої ємності, але при цьому доведеться брати спеціальний резистор для розрядки конструкції. Струмом від нього б`є дуже (!) Сильно.

Зауважимо, що котушка Тесла на транзисторі нами не розглядається. Адже ви просто не знайдете транзисторів з потрібними характеристиками.

Важливо!

Взагалі, ще раз нагадуємо: перед тим як зібрати котушку Тесла, перевірте стан всієї проводки в будинку або квартирі, подбайте про наявність якісного заземлення! Це може здатися занудним умовлянням, але з такою напругою не жартують!

Обов`язково потрібно дуже надійно ізолювати обмотки один від одного, тому що в противному випадку пробиття вам буде гарантовано. На вторинній обмотці бажано робити ізоляцію між шарами витків, так як будь-яка більш-менш глибока подряпина на дроті буде прикрашена невеликий, але надзвичайно небезпечною короною розряду. А зараз - за справу!

Приступаємо до роботи

Як можна помітити, елементів для складання вам буде потрібно не так вже й багато. Ось тільки потрібно пам`ятати, що для правильної роботи пристрою потрібно не тільки правильно зібрати, а й правильно налаштувати! Однак про все по порядку.

Трансформатори (Моти) можна демонтувати з будь-якої старої мікрохвильовки. Це практично стандартний силовий трансформатор, але в нього є одна важлива відмінність: його сердечник практично завжди працює в режимі насичення. Таким чином, вельми компактне і простий пристрій цілком може видавати аж до 1,5 кВ. На жаль, є у них і специфічні недоліки.

Так, величина струму холостого ходу дорівнює приблизно трьом-чотирьом ампер, та й нагрів навіть в просте дуже великий. У середньостатистичної мікрохвильовки МОП видає близько 2-2,3 кВ, а сила струму дорівнює приблизно 500-850 мА.

Характеристики мотовило

Увага! У цих трансформаторів первинна обмотка починається знизу, тоді як вторинна розташована нагорі. Така конструкція забезпечує кращу ізоляцію всіх обмоток. Як правило, на «вторинці» знаходиться накальная обмотка від магнетрона (приблизно 3,6 Вольт). Між двома шарами металу уважний майстер може помітити пару якихось металевих перемичок. Це магнітні шунти. Для чого вони потрібні?

Справа в тому, що вони замикають на собі деяку частину того магнітного поля, яке створює первинна обмотка. Це зроблено для стабілізації поля і самого струму на другий обмотці. Якщо їх немає, то при найменшому замиканні все навантаження йде на "первинку", а її опір зовсім невелика. Таким чином, ці невеликі деталі захищають трансформатор і вас, так як запобігають багато неприємні наслідки. Як не дивно, їх все ж краще видалити? Чому?

Пам`ятайте, що в мікрохвильовій печі проблема з перегрівом сього важливого пристрою вирішується шляхом установки потужних вентиляторів. Якщо ж у вас трансформатор, в якому немає шунтів, то його потужність і тепловиділення значно вище. У всіх імпортних мікрохвильових печей вони найчастіше докладно залиті епоксидною смолою. Так чому ж їх потрібно видалити? Справа в тому, що в цьому випадку значно знижується «осідання» струму під навантаженням, що для наших цілей дуже важливо. Як же бути з перегрівом? Рекомендуємо помістити МОП в трансформаторне масло.

До речі, плоска котушка Тесла взагалі обходиться без феромагнітного сердечника і трансформатора, але потребує подачі струму ще більшої напруги. Через це відчувати щось подібне в домашніх умовах настійно не рекомендується.

Ще раз про техніку безпеки

Маленьке доповнення: на вторинній обмотці напруга таке, що ураження струмом при її пробої призведе до гарантованої смерті. Пам`ятайте, що схема котушки Тесла припускає силу струму 500-850 А. Максимальне значення цієї величини, яке ще залишає шанс на виживання, дорівнює ... 10 А. Так що при роботі ні на секунду не забувайте про найпростіші заходи обережності!

Де і за скільки купити комплектуючі?

На жаль, але є і деякі погані новини: по-перше, пристойний МОП коштує мінімум дві тисячі рублів. По-друге, відшукати його на прилавках навіть спеціалізованих магазинів практично нереально. Є надія хіба що на розвали і «блошині ринки», за якими доведеться чимало побігати в пошуках шуканого.

Якщо є можливість, обов`язково використовуйте МОП від старої радянської мікрохвильовій печі «Електроніка». Він не так компактний, як імпортні аналоги, але зате і працює в режимі звичайного трансформатора. Його промислове позначення - ТВ-11-3-220-50. Потужність він має приблизно 1,5 кВт, на виході видає близько 2200 Вольт, сила ж струму дорівнює 800 мА. Коротше кажучи, параметри досить пристойні навіть для нашого часу. Крім того, у нього є додаткова обмотка на 12 В, ідеальна в якості джерела живлення для вентилятора, що буде охолоджувати іскровік Тесли.

Що ще потрібно використовувати?

Якісні високовольтні конденсатори з кераміки серій К15У1, К15У2, ТГК, КТК, К15-11, К15-14. Відшукати їх складно, так що краще мати в хороших друзях професійних електриків. Як же бути з фільтром ВЧ? Знадобляться дві котушки, які можуть надійно відфільтрувати високі частоти. У кожній з них має бути не менше 140 витків якісного мідного дроту (в лаку).

Деякі відомості про іскровіке

Іскровік призначений для порушення коливань в контурі. Якщо його в схемі не буде, то харчування піде, а от резонанс - ні. Крім того, блок живлення починає «пробивати» через первинну обмотку, що практично гарантовано призводить до короткого замикання! Якщо іскровік не замкнутий, високовольтні конденсатори не можуть заряджатися. Як тільки відбувається його замикання, в контурі починаються коливання. Саме для запобігання деяких проблем використовують дроселя. Коли іскровік замикається, дросель запобігає витік струму від блоку живлення, а вже потім, коли контур буде розімкнений, починається прискорена зарядка конденсаторів.

Характеристика пристрої

Наостанок ми скажемо ще кілька слів про сам трансформаторі Тесли: для первинної обмотки ви навряд чи зможете відшукати мідний дріт потрібного діаметру, так що простіше використовувати мідні трубки від холодильного обладнання. Число витків - від семи до дев`яти. На «вторинку» потрібно намотати не менше 400 (до 800) витків. Точна кількість визначити неможливо, так що доведеться ставити досліди. Один вихід підключається до Тору (випромінювача блискавок), а другий дуже (!) Надійно заземлюється.

З чого зробити випромінювач? Використовуйте для цього звичайну вентиляційну гофру. Перед тим як зробити котушку Тесла, фото якої є тут же, обов`язково подумайте, як сконструювати її більш оригінальною. Нижче є кілька порад.

На завершення ...

На жаль, але ніякого практичного застосування у цього ефектного пристрою немає і по цю пору. Хтось показує досліди в інститутах, хтось заробляє на цьому, влаштовуючи парки «чудес електрики». В Америці один вельми чудний товариш пару років тому так і зовсім спорудив з котушки Тесла ... різдвяну ялинку!

Щоб зробити її гарніше, він наносив різні речовини на випромінювач блискавок. Майте на увазі: борна кислота дає зелений колір, марганець робить «ялинку» синьою, а літій надає їй малиновий окрас. Досі точаться суперечки про справжнє призначення винаходи геніального вченого, але сьогодні це - звичайний атракціон.

Ось як зробити котушку Тесла.